Побољшана производња сира са Повер Ултрасоницс

Производња различитих врста сирева као што су тврди сиреви, меки сиреви и скута, направљени од различитих врста млека (нпр. кравље, козје, овчије, бивоље, камиље млеко итд.) може се ефикасно побољшати соникацијом. Примена ултразвука високог интензитета убрзава хомогенизацију, ферментацију и сазревање, побољшава микробну стабилност и показује позитивне ефекте на хранљиву вредност и текстуру.

Ултразвук високог интензитета побољшава производњу сира

Ултразвучна обрада хране је добро успостављена технологија за побољшање хомогенизације млека и ферментације у производњи сира. Штавише, соникација у комбинацији са благим топлотним третманом – познат као термо-сонификација – користи се као алтернатива традиционалној пастеризацији заснованој на топлоти, чиме се спречава термичка деградација хранљивих материја као што су витамини, аминокиселине и масти. Производња сира коришћењем млека или сурутке може се значајно интензивирати и побољшати применом ултразвука високог интензитета, ниске фреквенције.

Efekti ultrazvuka visokog intenziteta na strukturu mleka i skute u proizvodnji sira

Ultrasonikacija se uspešno primenjuje u procesima proizvodnje sira koristeći goveđe (kravlje) mleko, ovčje mleko, bivolje mleko, kozje mleko, kamilino mleko i konjsko mleko.
Ultrazvučno promovisana proizvodnja sira može se koristiti za širok spektar sorti sira, uključujući cheddar sir, feta sir, krem sir, skuta, meksički panela sir, hispanski meki sir i druge specijalne sireve.
Efekti ultrazvuka niske frekvencije, visokog intenziteta na mleko tokom proizvodnje sira uključuju povećanu snagu gela i tvrdoću gela, ubrzano formiranje gela, povećanu specifičnu površinu, smanjenu čvrstoću skute, manju i ujednačeniju distribuciju veličine čestica masnih globula i poboljšani kapacitet zadržavanja vode.
Poboljšanja homogenosti izazvana ultrazvukom i ravnomernija raspodela mlečne masti globule dodatno poboljšavaju kvalitet sira. Na primer, studije o kozjem mleku zgrušanom reninom pokazale su da je nakon 10 minuta ultrazvuka, dobijeni gel pokazao gušću, umreženu mrežnu strukturu. Ovo je proizvelo homogeniju mikrostrukturu sa obilnim porama koje su bile znatno manje od onih koje su primećene u ne-sonikiranom mlečnom skutu.
Ove strukturne razlike ukazuju na to da skuta od kozjeg mleka tretirana ultrazvukom snage pokazuje veću čvrstoću, sa G'mak vrednostima (maksimalni modul skladištenja) koji prelaze 100 Pa–vrednosti čak i veće od onih prijavljenih za kravlje mleko. Slično poboljšanje je primećeno u adhezivnosti (jačina unutrašnjih veza unutar uzorka). Sve u svemu, ovi nalazi ukazuju na to da ultrazvuk visokog intenziteta podstiče jače interakcije između komponenti mleka, čime se poboljšavaju svojstva postavljanja mleka tokom proizvodnje sira (vidi Carrillo-Lopez et al., 2021) .

Sonikacija takođe promoviše sirenje mleka. Opširnije!

Ultrazvučni efekti na proizvodnju sireva

Ефекти ултразвука високог интензитета на прераду млека и производњу сира су интензивно проучавани.
Повећани принос сира: Соникација свежег сировог млека ултрасоникатором УП400С током производње сира панела, резултирала је повећаним приносом сира (%), упркос повећању ексудата. Жуте тонове и боју сира промовише ХИУ на 10 мин. Али то не утиче на координате боја Л*, а* или Ц*. пХ се повећао са 6,6 на 6,74 након 5 минута ултразвучне обраде, али се смањио за 10 минута. (уп. Царрилло-Лопез ет ал., 2020)
Побољшана текстура сира: Што се тиче студија спроведених на сиру, Бермудез-Агуирре и Барбоса-Цановас су известили да је свеж сир добијен од млека третираног термосонификацијом (користећи Хиелсцхер УП400С – 400 В, 24 кХз, 63 °Ц, 30 мин) био је мекши и крхкији од сира из контролног млека (без термосоникације). Те карактеристике су резултирале лакшим мрвљењем сира, што је пожељан атрибут свежег сира. Ови аутори су објаснили ово понашање напоменом да је микроструктура термички обрађеног млечног сира представљала хомогенију структуру у односу на несонични сир. Штавише, приметили су да је термосонизација побољшала хомогенизацију протеина и масти и повећала задржавање молекула воде у матриксу. Дакле, може се претпоставити да ХИУ промовише снажне интеракције између компоненти млека, побољшавајући својства везивања.

Утицај ултразвука на млечне производе: вискозност & Реологија, Хомогеност, Микробна активност

Млечни производи се производе од животињског млека, као што су кравље, овчије, козје, бивоље, коњско или камиље млеко. Након бербе, млеко се може прерадити у различите производе, као што су хомогенизовано и обрано млеко, јогурт, кајмак, путер, сир, сурутка, казеин или млеко у праху. Кравље млеко је најважнија сировина за млечну индустрију са светском производњом од 542.069.000 тона годишње.[Героса ет ал. 2012]
Сурутка (млечни серум) је нуспроизвод производње сира или казеина. Састоји се углавном од глобинстагера α-лакталбумина (~65%), β-лактоглобулина (~25%), као и од малих количина серумског албумина (~8%) и имуноглобина. Протеини сурутке су глобуларни протеини који се могу екстраховати из сурутке.
Млеко у праху се обрађује у сушачима за распршивање да би се млеко осушило и испарило како би се добило чисто суво млеко у праху. Због изузетно велике потрошње енергије сушара за распршивање, висока концентрација чврсте супстанце течности је важна за оптимизацију ефикасности процеса.

“Uzorci svežeg obranog mleka, rekonstituisanog micelarnog kazeina i kazeina u prahu su sonikirani na 20kHz kako bi se istražio efekat ultrazvuka. Za sveže obrano mleko, prosečna veličina preostalih masnih globula je smanjena za približno 10nm nakon 60min sonikacije; Međutim, veličina kazeinskih micela je utvrđena da bude nepromenjena. Mali porast rastvorljivog proteina surutke i odgovarajuće smanjenje viskoznosti takođe se dogodilo u prvih nekoliko minuta ultrazvuka, što bi se moglo pripisati raspadu agregata proteina kazein-surutke. Nikakve merljive promene u sadržaju slobodnog kazeina mogu se detektovati u ultracentrifugiranim uzorcima obranog mleka sonikiranih do 60min. Mali, privremeni pad pH rezultat je ultrazvuka; Međutim, nije primećena merljiva promena u koncentraciji rastvorljivog kalcijuma. Zbog toga su kazeinske micele u svežem obranom mleku bile stabilne tokom izlaganja ultrazvuku. Slični rezultati su dobijeni za rekonstituisani micelarni kazein, dok su veće promene viskoznosti primećene kako je povećan sadržaj proteina surutke. Kontrolisana primena ultrazvuka može se korisno primeniti za obrnutu agregaciju proteina izazvanu procesom bez uticaja na prirodno stanje kazeinskih micela.” [Chandrapala et al. 2012]

Ефекти ултразвука високог интензитета на хранљиве материје млека и стабилност микроба

Разави и Кенари (2020) су истраживали утицај ултразвука високог интензитета у комбинацији са благим процесом топлотне обраде како би се деактивирали микроби и ензими који доводе до кварења и деградације безбедности у храни. Циљ њиховог истраживања био је да се процени ефекат ултразвучног процеса као алтернативе високотемпературном топлотном процесу на број микроба, оксидацију липида као квалитативни параметар и витамине као нутритивне карактеристике млека. Резултати су показали да је ултразвук успео да смањи микробно оптерећење млека и да је направио мање промена у витаминима него млеко третирано конвенционалном топлотном обрадом. С тим у вези, соникација помоћу ултразвучне сонде је супериорна и најефикаснија при интензитету од 75%. Препоручује се употреба ултразвучне сонде на 55°Ц и 75% интензитета у трајању од 10 минута као недеструктивни процес за пастеризацију млека.

Ултразвучни хомогенизатори високих перформанси за производњу сира

Хиелсцхер Ултрасоницс има дугогодишње искуство у примени ултразвука снаге у храни & индустрије пића као и многе друге индустријске гране. Наши ултразвучни процесори су опремљени сонотродама и проточним ћелијама (мокри делови) које се лако чисте (ЦИП за чишћење на месту / стерилизација на месту СИП). Хиелсцхер Ултрасоницс’ индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома велике амплитуде. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. Велике амплитуде су важне за инактивацију отпорнијих микроба (нпр. грам-позитивне бактерије). За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Све сонотроде и ултразвучни реактори са проточним ћелијама могу да раде под повишеним температурама и притисцима, што омогућава поуздану термо-мано-сонизацију и високо ефикасну пастеризацију.
Најсавременија технологија, врхунски и софистицирани софтвер чине Хиелсцхер Ултрасоницс’ поуздани радни коњи у вашој линији за пастеризацију хране. Са малим отиском и разноврсним могућностима инсталације, Хиелсцхер ултрасоникатори се могу лако интегрисати или накнадно уградити у постојеће производне линије.
Молимо контактирајте нас да сазнате више о карактеристикама и могућностима наших ултразвучних система за хомогенизацију. Биће нам драго да разговарамо о вашој апликацији за сир са вама!

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: