Fabrico de queijo melhorado com ultrassons de potência

A produção de vários tipos de queijo, como queijos duros, queijos de pasta mole e coalhada, a partir de diferentes tipos de leite (por exemplo, leite de vaca, cabra, ovelha, búfala, camela, etc.), pode ser melhorada de forma eficiente através da sonicação. A aplicação de ultrassons de alta intensidade acelera a homogeneização, a fermentação e a maturação, melhora a estabilidade microbiana e apresenta efeitos positivos no valor nutricional e na textura.

Os ultrassons de alta intensidade melhoram a produção de queijo

O processamento ultrassónico de alimentos é uma tecnologia bem estabelecida para melhorar a homogeneização e a fermentação do leite no fabrico de queijo. Além disso, a sonicação combinada com um tratamento térmico suave – conhecida como termossonicação – é utilizada como alternativa à pasteurização térmica tradicional, protegendo assim nutrientes como vitaminas, aminoácidos e gorduras da degradação térmica. A produção de queijo a partir de leite ou soro de leite pode ser significativamente intensificada e melhorada pela aplicação de ultrassons de alta intensidade e baixa frequência.

Efeitos dos ultrassons de alta intensidade na estrutura do leite e da coalhada na produção de queijo

A sonicação tem sido aplicada com sucesso em processos de produção de queijo a partir de leite bovino (de vaca), leite de ovelha, leite de búfala, leite de cabra, leite de camela e leite de égua.
A produção de queijo promovida por ultrassons pode ser utilizada para uma vasta gama de variedades de queijo, incluindo queijo cheddar, queijo feta, queijo creme, queijo de coalhada, queijo panela mexicano, queijo de pasta mole hispânico e outros queijos especiais.
Os efeitos dos ultrassons de baixa frequência e alta intensidade no leite durante a produção de queijo incluem o aumento da resistência e da dureza do gel, a aceleração da formação do gel, o aumento da área superficial específica, a redução da firmeza da coalhada, uma distribuição de tamanhos dos glóbulos de gordura com dimensões menores e mais uniformes e uma maior capacidade de retenção de água.
As melhorias na homogeneidade induzidas pelos ultrassons e a distribuição mais uniforme dos glóbulos de gordura do leite melhoram ainda mais a qualidade do queijo. Por exemplo, estudos sobre leite de cabra coagulado com renina mostraram que, após 10 minutos de sonicação, o gel resultante apresentava uma estrutura em rede mais densa e reticulada. Isto produziu uma microestrutura mais homogénea, com poros abundantes significativamente menores do que os observados na coalhada de leite não sonicado.
Estas diferenças estruturais sugerem que a coalhada de leite de cabra tratada com ultrassons de potência apresenta maior firmeza, com valores de G’max (módulo de armazenamento máximo) superiores a 100 Pa – valores ainda mais elevados do que os relatados para o leite de vaca. Observou-se uma melhoria semelhante na adesividade (a resistência das ligações internas da amostra). No conjunto, estes resultados indicam que os ultrassons de alta intensidade promovem interações mais fortes entre os componentes do leite, melhorando assim as propriedades de coagulação do leite durante a produção de queijo (cf. Carrillo-Lopez et al., 2021).

A sonicação também promove a coagulação do leite por coalho. Saiba mais!

Efeitos ultrassónicos na produção de queijos

Os efeitos dos ultrassons de alta intensidade no processamento de laticínios e no fabrico de queijo têm sido amplamente estudados.
Maior rendimento de queijo: A sonicação de leite cru fresco com o sonicador UP400S durante a produção de queijo panela resultou num maior rendimento de queijo (%), apesar de um aumento do exsudado. Os tons amarelos e a coloração do queijo são promovidos pelos ultrassons de alta intensidade (HIU) aos 10 min. Contudo, as coordenadas de cor L*, a* e C* não são afetadas. O pH aumentou de 6,6 para 6,74 após 5 min de sonicação, mas diminuiu aos 10 min. (cf. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Melhor textura do queijo: Relativamente aos estudos realizados sobre queijo, Bermúdez-Aguirre e Barbosa-Cánovas relataram que o queijo fresco obtido a partir de leite tratado por termossonicação (utilizando o Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) era mais macio e mais quebradiço do que o queijo obtido a partir do leite de controlo (sem termossonicação). Estas características resultaram num queijo mais fácil de esfarelar, o que constitui um atributo desejável do queijo fresco. Estes autores explicaram este comportamento observando que a microestrutura do queijo produzido com leite termossonicado apresentava uma estrutura mais homogénea em comparação com a do queijo produzido com leite não sonicado. Além disso, observaram que a termossonicação melhorou a homogeneização das proteínas e da gordura e aumentou a retenção de moléculas de água na matriz. Assim, pode assumir-se que os ultrassons de alta intensidade (HIU) promovem interações fortes entre os componentes do leite, melhorando as propriedades de coagulação.

Influência dos ultrassons nos laticínios: viscosidade e reologia, homogeneidade, atividade microbiana

Os produtos lácteos são produzidos a partir de leite animal, como, por exemplo, leite de vaca, ovelha, cabra, búfala, égua ou camela. Após a recolha, o leite pode ser transformado 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 é um subproduto da produção de queijo ou de caseína. É constituído principalmente por globinstagers α-lactalbumina (~65%), β-lactoglobulina (~25%), bem como por pequenas quantidades de albumina sérica (~8%) e imunoglobulinas. As proteínas do soro de leite são proteínas globulares que podem ser extraídas do soro de leite.
O leite em pó é produzido utilizando secadores por atomização para secar o leite e evaporar a sua água, de modo a obter leite em pó puro e seco. Devido ao consumo energético extremamente elevado dos secadores por atomização, uma elevada concentração de sólidos no líquido é importante para otimizar a eficiência do processo.

“Amostras de leite desnatado fresco, caseína micelar reconstituída e caseína em pó foram sonicadas a 20kHz para investigar o efeito da sonicação. No leite desnatado fresco, o tamanho médio dos glóbulos de gordura remanescentes foi reduzido em aproximadamente 10nm após 60min de sonicação; contudo, determinou-se que o tamanho das micelas de caseína permaneceu inalterado. Nos primeiros minutos de sonicação, ocorreu também um pequeno aumento das proteínas solúveis do soro de leite e uma diminuição correspondente da viscosidade, o que poderia ser atribuído à desagregação dos agregados de caseína e proteínas do soro de leite. Não foi possível detetar alterações mensuráveis no teor de caseína livre em amostras ultracentrifugadas de leite desnatado sonicadas durante até 60min. A sonicação provocou uma pequena diminuição temporária do pH; contudo, não se observou qualquer alteração mensurável na concentração de cálcio solúvel. Por conseguinte, as micelas de caseína no leite desnatado fresco mantiveram-se estáveis durante a exposição à sonicação. Obtiveram-se resultados semelhantes para a caseína micelar reconstituída, enquanto se observaram alterações maiores na viscosidade à medida que o teor de proteínas do soro de leite aumentava. A aplicação controlada de ultrassons pode ser utilizada com utilidade para reverter a agregação de proteínas induzida pelo processamento sem afetar o estado nativo das micelas de caseína.” [Chandrapala et al. 2012]

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

Razavi e Kenari (2020) investigaram a influência dos ultrassons de alta intensidade combinados com um processo de tratamento térmico suave para inativar microrganismos e enzimas que provocam a deterioração dos alimentos e comprometem a sua segurança. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do processo ultrassónico como alternativa ao processo térmico de alta temperatura sobre a contagem microbiana, a oxidação lipídica como parâmetro de qualidade e as vitaminas como características nutricionais do leite. Os resultados mostraram que os ultrassons conseguiram reduzir a carga microbiana do leite e provocaram menos alterações nas vitaminas do que o tratamento térmico convencional. Neste contexto, verificou-se que a sonicação com uma sonda ultrassónica era superior e apresentava a maior eficácia a uma intensidade de 75%. Recomenda-se a utilização de ultrassons do tipo sonda a 55°C e a uma intensidade de 75% durante 10 minutos como processo não destrutivo para a pasteurização do leite.

Homogeneizadores ultrassónicos de elevado desempenho para a produção de queijo

A Hielscher Ultrasonics tem uma vasta experiência na aplicação de ultrassons de potência na indústria alimentar e de bebidas, bem como em muitos outros setores industriais. Os nossos processadores ultrassónicos estão equipados com sonotrodos e células de fluxo (as peças em contacto com o produto) fáceis de limpar (limpeza no local CIP / esterilização no local SIP). Os processadores ultrassónicos industriais da Hielscher Ultrasonics podem fornecer amplitudes muito elevadas. É possível operar facilmente e de forma contínua com amplitudes de até 200µm em funcionamento 24/7. As amplitudes elevadas são importantes para inativar microrganismos mais resistentes (por exemplo, bactérias Gram-positivas). Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados. Todos os sonotrodos e reatores ultrassónicos de célula de fluxo podem funcionar a temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma termomanossonicação fiável e uma pasteurização altamente eficaz.
A tecnologia de ponta, o elevado desempenho e o software sofisticado tornam os equipamentos da Hielscher Ultrasonics auxiliares de trabalho fiáveis na sua linha de pasteurização de alimentos. Graças às suas dimensões reduzidas e às opções de instalação versáteis, os sonicadores Hielscher podem ser facilmente integrados ou instalados posteriormente em linhas de produção existentes.
Contacte-nos agora para saber mais sobre as características e a capacidade dos nossos sistemas de homogeneização ultrassónica. Teremos todo o gosto em conversar consigo sobre a sua aplicação no fabrico de queijo!

A tabela abaixo apresenta uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: