Fabricação de queijo aprimorada com ultrassom de potência

A produção de vários tipos de queijo, como queijos duros, queijos macios e requeijão, feitos de vários tipos de leite (por exemplo, leite de vaca, cabra, ovelha, búfala, camelo, etc.) pode ser eficientemente melhorada pela sonicação. A aplicação de ultrassom de alta intensidade acelera a homogeneização, fermentação e amadurecimento, melhora a estabilidade microbiana e mostra efeitos positivos no valor e na textura dos nutrientes.

Ultrassom de alta intensidade melhora a produção de queijo

O processamento ultrassônico de alimentos é uma tecnologia bem estabelecida para melhorar a homogeneização e fermentação do leite na fabricação de queijos. Além disso, a sonicação em combinação com tratamento térmico suave – conhecido como termo-sonicação – é usado como alternativa à pasteurização tradicional à base de calor, evitando assim nutrientes como vitaminas, aminoácidos e gorduras contra a degradação térmica. A produção de queijo usando leite ou soro de leite pode ser significativamente intensificada e melhorada pela aplicação de ultrassom de alta intensidade e baixa frequência.

A ultrassonografia tem sido aplicada com sucesso aos processos de produção de queijo a partir de leite bovino / bovino, leite de ovelha, leite de búfala, leite de cabra, leite de camelo e leite de cavalo.
A produção de queijo promovida por ultrassom pode ser usada para vários tipos de queijo, incluindo queijo cheddar, queijo feta, cream cheese, requeijão, queijo panela mexicano, queijo macio hispânico e outras especialidades de queijo.
Os efeitos do ultrassom de baixa frequência e alta intensidade no leite na produção de queijo incluem um aumento na resistência e dureza do gel, a aceleração da formação de gel, aumento na área de superfície específica, redução da firmeza da coalhada, a distribuição de tamanho pequeno e uniforme dos glóbulos de gordura, bem como uma maior capacidade de retenção de água.
O aumento ultrassônico da homogeneidade e a distribuição mais uniforme dos glóbulos de gordura do leite também melhoram a qualidade do queijo. Por exemplo, as propriedades da coalhada do leite de cabra com renina mostraram após 10 min de ultrassonografia uma rede reticulada de gel mais densa, resultando em uma microestrutura mais homogênea com poros abundantes. É notável que esses poros eram significativamente menores do que os da coalhada de leite sem sonicação. Isso sugere que a coalhada de leite de cabra tratada com ultrassom de potência apresenta maior firmeza, registrando valores de G'max (valor máximo para o módulo de armazenamento) superiores a 100 Pa, ainda maiores do que os relatados no leite de vaca. Efeito semelhante foi observado na adesividade (a força das ligações internas da amostra). Assim, pode-se supor que o ultrassom de alta intensidade promove fortes interações entre os componentes do leite, melhorando as propriedades de pega. (cf. Carrillo-Lopez et al. 2021)

Efeitos ultrassônicos na produção de vários queijos

Os efeitos do ultrassom de alta intensidade no processamento de laticínios e na fabricação de queijos têm sido intensamente estudados.
Aumento do rendimento do queijo: A sonicação do leite cru fresco com o ultrasonicador UP400S durante a produção de queijo panela, resultou em um aumento no rendimento de queijo (%), apesar de um aumento do exsudato. Tons amarelos e coloração no queijo são promovidos pela HIU aos 10 min. Mas nem as coordenadas de cor L*, a*, nem C* são afetadas. O pH aumentou de 6,6 para 6,74 após 5 min de ultrassom, mas reduziu em 10 min. (cf. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Textura de queijo melhorada: Em relação aos estudos realizados com queijos, Bermúdez-Aguirre e Barbosa-Cánovas relataram que o queijo fresco obtido a partir de leite tratado com termossonicação (utilizando o Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) foi mais macio e quebradiço do que o queijo do leite controle (sem termossonicação). Essas características resultaram em um queijo mais fácil de esfarelar, que é um atributo desejável do queijo fresco. Esses autores explicaram esse comportamento observando que a microestrutura do queijo lácteo termossonicado apresentou uma estrutura mais homogênea em comparação com o queijo lácteo não sonicado. Além disso, eles observaram que a termossonicação melhorou a homogeneização de proteínas e gorduras e aumentou a retenção de moléculas de água na matriz. Assim, pode-se supor que o HIU promove fortes interações entre os componentes do leite, melhorando as propriedades de pega.

Influência do ultrassom nos laticínios: viscosidade & Reologia, Homogeneidade, Atividade Microbiana

Os produtos lácteos são produzidos a partir de leite animal, como, por exemplo, leite de vaca, ovelha, cabra, búfalo, cavalo ou camelo. Após a colheita, o leite pode ser processado em vários produtos, como leite homogeneizado e desnatado, iogurte, natas, manteiga, queijo, soro de leite, caseína ou leite em pó. O leite de vaca é a matéria-prima mais importante para a indústria de laticínios, com uma produção mundial de 542.069.000 toneladas/ano. [Gerosa et al. 2012]
O soro de leite (soro de leite) é um subproduto da produção de queijo ou caseína. É constituída principalmente por globinstagers α-lactoalbumina (~65%), β-lactoglobulina (~25%), bem como em pequenas quantidades de albumina sérica (~8%) e imunoglobinas. As proteínas do soro de leite são proteínas globulares que podem ser extraídas do soro de leite.
O leite em pó é processado por secadores por pulverização para secar e vaporizar o leite em relação à obtenção do leite em pó puro. Devido ao consumo de energia extremamente alto dos secadores por pulverização, uma alta concentração sólida do líquido é importante para otimizar a eficiência do processo.

"Amostras de leite fresco desnatado, caseína micelar reconstituída e caseína em pó foram sonicadas a 20kHz para investigar o efeito da ultrassonografia. Para o leite fresco desnatado, o tamanho médio dos glóbulos de gordura restantes foi reduzido em aproximadamente 10 nm após 60 minutos de sonicação; no entanto, o tamanho das micelas de caseína foi determinado como inalterado. Um pequeno aumento na proteína de soro de leite solúvel e uma diminuição correspondente na viscosidade também ocorreram nos primeiros minutos de sonicação, o que pode ser atribuído à quebra dos agregados de proteína de caseína-soro de leite. Nenhuma alteração mensurável no teor de caseína livre pôde ser detectada em amostras de leite desnatado ultracentrifugadas sonicadas por até 60 minutos. Uma pequena diminuição temporária no pH resultou da sonicação; no entanto, nenhuma alteração mensurável na concentração de cálcio solúvel foi observada. Portanto, as micelas de caseína no leite fresco desnatado foram estáveis durante a exposição à ultrassonografia. Resultados semelhantes foram obtidos para a caseína micelar reconstituída, enquanto maiores alterações de viscosidade foram observadas à medida que o teor de proteína do soro de leite foi aumentado. A aplicação controlada de ultrassom pode ser aplicada de forma útil para reverter a agregação de proteínas induzida por processo sem afetar o estado nativo das micelas de caseína. [Chandrapala et al. 2012]

Efeitos do ultrassom de alta intensidade nos nutrientes do leite e na estabilidade microbiana

Razavi e Kenari (2020) investigaram a influência do ultrassom de alta intensidade combinado com um processo de tratamento térmico suave para desativar micróbios e enzimas, levando à deterioração e degradação da segurança dos alimentos. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do processo de ultrassom como alternativa para o processo de calor em alta temperatura na contagem microbiana, oxidação lipídica como parâmetro qualitativo e vitaminas como características nutricionais do leite. Os resultados mostraram que o ultrassom foi capaz de reduzir a carga microbiana do leite e fez menos alterações nas vitaminas do que o leite tratado com tratamento térmico convencional. Nesse sentido, a sonicação usando uma sonda ultrassônica foi considerada superior e mais eficaz com 75% de intensidade. Recomenda-se o uso de sonda de ultrassom a 55°C e intensidade de 75% por 10 minutos como um processo não destrutivo para pasteurização de leite.

Homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para produção de queijo

A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na aplicação de ultrassom de potência nos alimentos & indústria de bebidas, bem como muitos outros ramos industriais. Nossos processadores ultrassônicos são equipados com sonotrodos e células de fluxo fáceis de limpar (CIP de limpeza no local / esterilização no local SIP) e células de fluxo (as partes úmidas). Ultrassom de Hielscher’ Os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Altas amplitudes são importantes para inativar micróbios mais resistentes (por exemplo, bactérias gram-positivas). Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. Todos os sonotrodos e reatores de células de fluxo ultrassônicos podem ser operados sob temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma termo-mano-sonicação confiável e uma pasteurização altamente eficaz.
Tecnologia de ponta, software sofisticado e de alto desempenho fazem da Hielscher Ultrasonics’ cavalos de trabalho confiáveis em sua linha de pasteurização de alimentos. Com uma pegada pequena e opções de instalação versáteis, os ultrasonicadores Hielscher podem ser facilmente integrados ou adaptados às linhas de produção existentes.
Entre em contato conosco para saber mais sobre os recursos e capacidades de nossos sistemas de homogeneização ultrassônica. Teremos o maior prazer em discutir sua aplicação de queijo com você!

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: