Îmbunătățirea fabricării brânzei cu ultrasunete de putere

Producția de diferite tipuri de brânză, ar fi brânzeturi tari, brânzeturi moi și caș, fabricate din diferite tipuri de lapte (de exemplu, vacă, capră, oaie, bivoliță, lapte de cămilă etc.) poate fi îmbunătățită eficient prin sonicare. Aplicarea ultrasunetelor de înaltă intensitate accelerează omogenizarea, fermentarea și maturarea, îmbunătățește stabilitatea microbiană și prezintă efecte pozitive asupra valorii nutritive și texturii.

Ultrasunetele de înaltă intensitate îmbunătățesc producția de brânză

Prelucrarea alimentelor cu ultrasunete este o tehnologie bine stabilită pentru a îmbunătăți omogenizarea laptelui și fermentarea în fabricarea brânzeturilor. În plus, sonicare în combinație cu tratament termic ușor – cunoscut sub numele de termo-sonicare – este utilizat ca alternativă la pasteurizarea tradițională pe bază de căldură, prevenind astfel nutrienții precum vitaminele, aminoacizii și grăsimile împotriva degradării termice. Producția de brânzeturi folosind lapte sau zer poate fi intensificată și îmbunătățită semnificativ prin aplicarea ultrasunetelor de înaltă intensitate, de joasă frecvență.

Efectele ultrasunetelor de înaltă intensitate asupra laptelui și structurii coagulului în producția de brânză

Ultrasonizarea a fost aplicată cu succes în procesele de producție a brânzeturilor folosind lapte de vacă, oaie, bivoliță, capră, cămilă și cal.
Producția de brânză promovată cu ultrasunete poate fi utilizată pentru o gamă largă de soiuri de brânză, inclusiv brânză cheddar, brânză feta, cremă de brânză, brânză caș, brânză panela mexicană, brânză moale hispanică și alte brânzeturi speciale.
Efectele ultrasunetelor de joasă frecvență și intensitate ridicată asupra laptelui în timpul producției de brânză includ creșterea rezistenței și durității gelului, accelerarea formării gelului, creșterea suprafeței specifice, reducerea fermității coagulului, o distribuție mai mică și mai uniformă a dimensiunii particulelor de globule de grăsime și o capacitate sporită de reținere a apei.
Îmbunătățirile induse de ultrasunete în ceea ce privește omogenitatea și distribuția mai uniformă a globulelor de grăsime din lapte sporesc și mai mult calitatea brânzei. De exemplu, studiile privind laptele de capră coagulat cu rennină au arătat că, după 10 minute de ultrasonicare, gelul rezultat prezenta o structură de rețea mai densă, reticulată. Aceasta a produs o microstructură mai omogenă, cu pori abundenți, semnificativ mai mici decât cei observați în cașul de lapte nesonicizat.
Aceste diferențe structurale sugerează că cheagul din lapte de capră tratat cu ultrasunete puternice prezintă o fermitate mai mare, cu valori G'max (modulul maxim de stocare) care depășesc 100 Pa - valori chiar mai mari decât cele raportate pentru laptele de vacă. O îmbunătățire similară a fost observată în ceea ce privește adezivitatea (rezistența legăturilor interne din cadrul probei). În general, aceste rezultate indică faptul că ultrasunetele de intensitate ridicată promovează interacțiuni mai puternice între componentele laptelui, îmbunătățind astfel proprietățile de fixare ale laptelui în timpul producției de brânză (cf. Carrillo-Lopez et al., 2021).

Sonicarea favorizează, de asemenea, închegarea laptelui. Citiți mai multe!

Efectele ultrasonice asupra producției de brânzeturi

Efectele ultrasunetelor de înaltă intensitate asupra procesării produselor lactate și fabricării brânzeturilor au fost intens studiate.
Creșterea producției de brânză: Sonicare de lapte crud proaspăt cu ultrasonicator UP400S în timpul producției de brânză panela, a dus la o creștere a randamentului brânzei (%), în ciuda unei creșteri a exudatului. Tonurile galbene și colorarea în brânză sunt promovate de HIU la 10 min. Dar nu sunt afectate coordonatele de culoare L*, a* sau C*. pH-ul a crescut de la 6,6 la 6,74 după 5 minute de ultrasonication, dar a scăzut la 10 min. (cf. Carrillo-Lopez și colab., 2020)
Textură îmbunătățită a brânzei: În ceea ce privește studiile efectuate pe brânză, Bermúdez-Aguirre și Barbosa-Cánovas au raportat că brânza proaspătă obținută din lapte tratat cu termosonicare (folosind Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) a fost mai moale și mai fragil decât brânza din laptele de control (fără termosonicare). Aceste caracteristici au dus la o brânză mai ușor de sfărâmat, care este un atribut de dorit al brânzei proaspete. Acești autori au explicat acest comportament observând că microstructura brânzei de lapte termo-sonicate a prezentat o structură mai omogenă în comparație cu brânza de lapte non-sonicată. Mai mult, ei au remarcat că termosonicarea a îmbunătățit omogenizarea proteinelor și grăsimilor și a crescut retenția moleculelor de apă în matrice. Prin urmare, se poate presupune că HIU promovează interacțiuni puternice între componentele laptelui, îmbunătățind proprietățile de setare.

Influența ultrasunetelor asupra produselor lactate: Vâscozitate & Reologie, omogenitate, activitate microbiană

Produsele lactate sunt produse din lapte animal, cum ar fi, de exemplu, lapte de vacă, oaie, capră, bivoliță, cal sau cămilă. După recoltare, laptele poate fi prelucrat în diverse produse, cum ar fi lapte omogenizat și degresat, iaurt, smântână, unt, brânză, zer, cazeină sau lapte praf. Laptele de vacă este cea mai importantă materie primă pentru industria lactatelor, cu o producție mondială de 542.069.000 tone/an. [Gerosa și colab. 2012]
Zerul (serul de lapte) este un produs secundar al producției de brânză sau cazeină. Se compune în principal din globinstagers α-lactalbumină (~ 65%), β-lactoglobulină (~ 25%), precum și din cantități mici de albumină serică (~ 8%) și imunoglobine. Proteinele din zer sunt proteine globulare care pot fi extrase din zer.
Laptele praf este prelucrat cu ajutorul uscătoarelor prin pulverizare pentru a usca și vaporiza laptele în vederea obținerii laptelui praf uscat pur. Datorită consumului extrem de ridicat de energie al uscătoarelor prin pulverizare, o concentrație solidă ridicată a lichidului este importantă pentru optimizarea eficienței procesului.

“Probele de lapte proaspăt degresat, cazeină micelară reconstituită și pudră de cazeină au fost sonicate la 20 kHz pentru a investiga efectul ultrasonicației. Pentru laptele proaspăt degresat, dimensiunea medie a globulelor de grăsime rămase a fost redusă cu aproximativ 10nm după 60 de minute de sonicare; cu toate acestea, dimensiunea micelilor de cazeină a fost stabilită ca fiind neschimbată. De asemenea, în primele minute de sonicare a avut loc o mică creștere a proteinelor solubile din zer și o scădere corespunzătoare a vâscozității, care ar putea fi atribuite ruperii agregatelor cazeină-proteine din zer. Nu au putut fi detectate modificări măsurabile ale conținutului de cazeină liberă în probele de lapte degresat ultracentrifugat sonicate timp de până la 60 de minute. În urma sonicării a rezultat o scădere mică și temporară a pH-ului; cu toate acestea, nu s-a observat nicio modificare măsurabilă a concentrației de calciu solubil. Prin urmare, micelulele de cazeină din laptele proaspăt degresat au fost stabile în timpul expunerii la ultrasonicare. Rezultate similare au fost obținute pentru cazeina micelară reconstituită, în timp ce s-au observat modificări mai mari ale vâscozității odată cu creșterea conținutului de proteine din zer. Aplicarea controlată a ultrasunetelor poate fi utilă pentru a inversa agregarea proteinelor indusă de proces fără a afecta starea nativă a micelulelor de cazeină.” [Chandrapala et al. 2012]

Efectele ultrasunetelor de înaltă intensitate asupra nutrienților din lapte și stabilității microbiene

Razavi și Kenari (2020) au investigat influența ultrasunetelor de înaltă intensitate combinate cu un proces ușor de tratament termic pentru a dezactiva microbii și enzimele, ceea ce duce la deteriorarea și degradarea siguranței în alimente. Scopul studiului lor a fost de a evalua efectul procesului cu ultrasunete ca alternativă la procesul de căldură la temperaturi ridicate asupra numărului microbian, oxidarea lipidelor ca parametru calitativ și vitaminele ca caracteristici nutriționale ale laptelui. Rezultatele au arătat că ultrasunetele au reușit să reducă încărcătura microbiană a laptelui și au făcut mai puține modificări ale vitaminelor decât laptele tratat cu tratament termic convențional. În acest sens, sonicare folosind o sondă cu ultrasunete sa dovedit a fi superior și cel mai eficient la 75% intensitate. Utilizarea sondei cu ultrasunete la 55°C și intensitate de 75% timp de 10 minute este recomandată ca proces nedistructiv pentru pasteurizarea laptelui.

Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de brânză

Hielscher Ultrasonics este cu experiență îndelungată în aplicarea ultrasunetelor de putere în produsele alimentare & industria băuturilor, precum și multe alte ramuri industriale. Procesoarele noastre cu ultrasunete sunt echipate cu ușor de curățat (curat-in-loc CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodes și celule de flux (părțile umede). Hielscher Ultrasonics’ Procesoarele industriale cu ultrasunete pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate continuu în funcționare 24/7. Amplitudinile mari sunt importante pentru a inactiva microbii mai rezistenți (de exemplu, bacteriile gram-pozitive). Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Toate sonotrodes și reactoare cu celule de flux cu ultrasunete pot fi operate sub temperaturi și presiuni ridicate, ceea ce permite o termo-mano-sonicare fiabilă și pasteurizare extrem de eficientă.
Tehnologia de ultimă oră, software-ul de înaltă performanță și sofisticat face Hielscher Ultrasonics’ Cai de lucru fiabili în linia dvs. de pasteurizare a alimentelor. Cu o amprentă mică și opțiuni de instalare versatile, ultrasonicators Hielscher pot fi ușor integrate sau retro-montate în liniile de producție existente.
Vă rugăm să ne contactați știți pentru a afla mai multe despre caracteristicile și capacitatea sistemelor noastre de omogenizare cu ultrasunete. Am fi bucuroși să discutăm cu dvs. despre cererea dvs. de brânză!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: