ปรับปรุงการผลิตชีสด้วยอัลตราโซนิกกําลัง

การผลิตชีสประเภทต่างๆเช่นชีสแข็งชีสนุ่มและนมเปรี้ยวที่ทําจากนมประเภทต่างๆ (เช่นวัวแพะแกะควายนมอูฐ ฯลฯ ) สามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการ sonication การใช้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงช่วยเร่งการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันการหมักและการทําให้สุกช่วยเพิ่มความเสถียรของจุลินทรีย์และแสดงผลดีต่อคุณค่าของสารอาหารและเนื้อสัมผัส

อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงช่วยเพิ่มการผลิตชีส

การแปรรูปอาหารอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับอย่างดีเพื่อปรับปรุงการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและการหมักของนมในการผลิตชีส นอกจากนี้การ sonication ร่วมกับการอบชุบด้วยความร้อนอ่อน – รู้จักกันในชื่อเทอร์โมโซนิก – ใช้เป็นทางเลือกแทนการพาสเจอร์ไรส์ด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม ซึ่งจะป้องกันไม่ให้สารอาหาร เช่น วิตามิน กรดอะมิโน และไขมันจากการย่อยสลายจากความร้อน การผลิตชีสโดยใช้นมหรือเวย์สามารถเพิ่มความเข้มข้นและปรับปรุงได้อย่างมีนัยสําคัญโดยใช้อัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูง

ผลของอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงต่อโครงสร้างน้ำนมและก้อนนมในกระบวนการผลิตชีส

การใช้อัลตราโซนิกได้ถูกนำมาใช้สำเร็จในกระบวนการผลิตชีสโดยใช้ทั้งน้ำนมวัว, น้ำนมแกะ, น้ำนมควาย, น้ำนมแพะ, น้ำนมอูฐ, และน้ำนมม้า
การผลิตชีสที่ส่งเสริมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถนำไปใช้กับชีสหลากหลายชนิดได้ รวมถึงชีสเชดดาร์ ชีสเฟต้า ชีสครีม ชีสก้อน ชีสพานีลาของเม็กซิกัน ชีสนุ่มแบบฮิสแปนิก และชีสพิเศษอื่นๆ
ผลกระทบของอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำและความเข้มสูงต่อน้ำนมในระหว่างการผลิตชีส ได้แก่ ความแข็งแรงของเจลเพิ่มขึ้น ความแข็งของเจลเพิ่มขึ้น การก่อตัวของเจลเร็วขึ้น พื้นที่ผิวเฉพาะเพิ่มขึ้น ความแข็งของก้อนนมลดลง การกระจายตัวของขนาดอนุภาคของไขมันเป็นขนาดเล็กและสม่ำเสมอมากขึ้น และความสามารถในการเก็บกักน้ำเพิ่มขึ้น
การปรับปรุงความสม่ำเสมอและการกระจายตัวของก้อนไขมันในน้ำนมที่สม่ำเสมอมากขึ้นซึ่งเกิดจากการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงช่วยเพิ่มคุณภาพของชีสได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น การศึกษาเกี่ยวกับน้ำนมแพะที่ถูกทำให้เป็นก้อนด้วยเรนินแสดงให้เห็นว่า หลังจากผ่านการสั่นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเวลา 10 นาที เจลที่ได้จะมีโครงสร้างเครือข่ายที่หนาแน่นและเชื่อมโยงกันมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอมากขึ้นและมีรูพรุนขนาดเล็กกว่าที่พบในก้อนนมที่ไม่ผ่านการสั่นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงอย่างมีนัยสำคัญ
ความแตกต่างทางโครงสร้างเหล่านี้บ่งชี้ว่าก้อนนมแพะที่ผ่านการบำบัดด้วยอัลตราซาวด์กำลังสูงมีความแน่นมากขึ้น โดยมีค่า G'max (โมดูลัสการเก็บรักษาสูงสุด) เกิน 100 Pa ซึ่งสูงกว่าค่าที่รายงานสำหรับนมวัว การปรับปรุงที่คล้ายกันนี้ยังพบได้ในความเหนียว (ความแข็งแรงของพันธะภายในตัวอย่าง)โดยรวมแล้ว ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงส่งเสริมการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งขึ้นระหว่างส่วนประกอบของน้ำนม ซึ่งช่วยปรับปรุงสมบัติการเซตตัวของน้ำนมในระหว่างการผลิตชีส (เปรียบเทียบกับ Carrillo-Lopez et al., 2021)

การโซนิเคชันยังช่วยส่งเสริมการจับตัวของนมอีกด้วย อ่านเพิ่มเติม!

ผลกระทบของคลื่นเสียงความถี่สูงต่อการผลิตชีส

ผลกระทบของอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงต่อการแปรรูปนมและการผลิตชีสได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้น
ผลผลิตชีสที่เพิ่มขึ้น: การ sonication ของนมดิบสดด้วยเครื่องอัลตราโซนิก UP400S ในระหว่างการผลิตชีส panela ส่งผลให้ผลผลิตชีสเพิ่มขึ้น (%) แม้ว่าจะมีสารคัดหลั่งเพิ่มขึ้นก็ตาม โทนสีเหลืองและสีในชีสได้รับการส่งเสริมโดย HIU ที่ 10 นาที แต่พิกัดสี L*, a* หรือ C* ไม่ได้รับผลกระทบ ค่า pH เพิ่มขึ้นจาก 6.6 เป็น 6.74 หลังจากอัลตราโซนิก 5 นาที แต่ลดลงที่ 10 นาที (cf. Carrillo-Lopez et al., 2020)
ปรับปรุงเนื้อชีส: เกี่ยวกับการศึกษาเกี่ยวกับชีส Bermúdez-Aguirre และ Barbosa-Cánovas รายงานว่าชีสสดที่ได้จากนมที่ผ่านการบําบัดด้วยเทอร์โมโซนิก (โดยใช้ Hielscher ยูพี 400 เอส – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 นาที) นุ่มกว่าและเปราะกว่าชีสจากนมควบคุม (ไม่มีเทอร์โมโซนิก) ลักษณะเหล่านี้ส่งผลให้ชีสแตกง่าย ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่พึงปรารถนาของชีสสด ผู้เขียนเหล่านี้อธิบายพฤติกรรมนี้โดยสังเกตว่าโครงสร้างจุลภาคของชีสนมเทอร์โมโซนิคมีโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าเมื่อเทียบกับชีสนมที่ไม่โซนิค ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าเทอร์โมโซนิกช่วยเพิ่มการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของโปรตีนและไขมันและเพิ่มการกักเก็บโมเลกุลของน้ําในเมทริกซ์ ดังนั้นจึงสันนิษฐานได้ว่า HIU ส่งเสริมปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างส่วนประกอบของนม

อิทธิพลของอัลตราโซนิกส์ต่อผลิตภัณฑ์นม: ความหนืด & รีโอโลยี, ความเป็นเนื้อเดียวกัน, กิจกรรมของจุลินทรีย์

ผลิตภัณฑ์นมผลิตจากนมสัตว์ เช่น นมวัว แกะ แพะ ควาย นมม้า หรืออูฐ หลังจากเก็บเกี่ยวนมสามารถแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆเช่นนมที่เป็นเนื้อเดียวกันและพร่องมันเนยโยเกิร์ตครีมเนยชีสเวย์เคซีนหรือนมผง นมวัวเป็นวัตถุดิบที่สําคัญที่สุดสําหรับอุตสาหกรรมนม โดยมีการผลิตทั่วโลก 542,069,000 ตัน/ปี [Gerosa et al. 2012]
เวย์ (เซรั่มนม) เป็นผลพลอยได้จากการผลิตชีสหรือเคซีน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโกลบินสเตเจอร์ α-แลคต์อัลบูมิน (~65%), β-แลคโตโกลบูลิน (~25%) รวมถึงอัลบูมินในซีรัมจํานวนเล็กน้อย (~8%) และอิมมูโนโกลบิน เวย์โปรตีนเป็นโปรตีนทรงกลมที่สามารถสกัดได้จากเวย์
นมผงถูกแปรรูปโดยเครื่องอบแห้งแบบสเปรย์เพื่อทําให้นมแห้งและทําให้เป็นไอเพื่อให้ได้นมผงบริสุทธิ์ เนื่องจากเครื่องพ่นสีแห้งใช้พลังงานสูงมาก ความเข้มข้นของของแข็งสูงของของเหลวจึงเป็นสิ่งสําคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ

“ตัวอย่างของนมสดไขมันต่ำ, ไมเซลลาร์เคซีนที่ผสมใหม่, และผงเคซีนถูกทำการโซนิคที่ความถี่ 20kHz เพื่อศึกษาผลของการใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิก สำหรับนมสดไขมันต่ำ ขนาดเฉลี่ยของไขมันที่เหลืออยู่ลดลงประมาณ 10 นาโนเมตรหลังจากโซนิคเป็นเวลา 60 นาที อย่างไรก็ตาม ขนาดของไมเซลลาร์เคซีนถูกกำหนดว่าไม่เปลี่ยนแปลงการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของโปรตีนเวย์ที่ละลายน้ำได้และการลดลงของความหนืดที่สอดคล้องกันเกิดขึ้นภายในไม่กี่นาทีแรกของการใช้คลื่นเสียง ซึ่งอาจเกิดจากการแตกตัวของกลุ่มโปรตีนเคซีน-เวย์ไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่สามารถวัดได้ในปริมาณเคซีนอิสระในตัวอย่างนมขาดมันเนยที่ผ่านการปั่นด้วยความเร็วสูงและผ่านการอัลตราซาวนด์เป็นเวลาสูงสุด 60 นาที การลดลงเล็กน้อยของค่า pH เกิดจากการอัลตราซาวนด์ชั่วคราว อย่างไรก็ตาม ไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่สามารถวัดได้ในความเข้มข้นของแคลเซียมที่ละลายได้ดังนั้น ไมเซลล์เคซีนในนมขาดมันเนยสดจึงมีเสถียรภาพระหว่างการสัมผัสกับคลื่นเสียงอัลตราโซนิก ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันพบได้ในเคซีนไมเซลล์ที่ผสมใหม่ ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงความหนืดที่มากขึ้นถูกสังเกตเมื่อปริมาณโปรตีนเวย์เพิ่มขึ้น การใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกอย่างมีการควบคุมสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการย้อนกระบวนการที่ทำให้โปรตีนจับตัวกันโดยไม่ส่งผลกระทบต่อสถานะดั้งเดิมของไมเซลล์เคซีน” [จันทราปาละ และคณะ 2012]

ผลของอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงต่อสารอาหารของนมและความเสถียรของจุลินทรีย์

Razavi และ Kenari (2020) ได้ตรวจสอบอิทธิพลของอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงรวมกับกระบวนการบําบัดด้วยความร้อนอ่อนเพื่อปิดใช้งานจุลินทรีย์และเอนไซม์ที่นําไปสู่การเน่าเสียและการเสื่อมสภาพของความปลอดภัยในอาหาร จุดมุ่งหมายของการศึกษาของพวกเขาคือการประเมินผลของกระบวนการอัลตราซาวนด์เป็นทางเลือกสําหรับกระบวนการความร้อนที่อุณหภูมิสูงต่อจํานวนจุลินทรีย์การออกซิเดชันของไขมันเป็นพารามิเตอร์เชิงคุณภาพและวิตามินเป็นลักษณะทางโภชนาการของนม ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์สามารถลดปริมาณจุลินทรีย์ในนมและทําการเปลี่ยนแปลงในวิตามินน้อยกว่านมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนแบบเดิม ในเรื่องนี้พบว่าการ sonication โดยใช้โพรบอัลตราโซนิกนั้นเหนือกว่าและมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความเข้ม 75% แนะนําให้ใช้โพรบอัลตราซาวนด์ที่อุณหภูมิ 55°C และความเข้ม 75% เป็นเวลา 10 นาทีเป็นกระบวนการที่ไม่ทําลายสําหรับการพาสเจอร์ไรส์นม

Homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตชีส

Hielscher Ultrasonics มีประสบการณ์มาอย่างยาวนานในการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานในอาหาร & อุตสาหกรรมเครื่องดื่มและสาขาอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของเราติดตั้ง sonotrodes และโฟลว์เซลล์ที่ทําความสะอาดง่าย (CIP ทําความสะอาดในสถานที่ / SIP ฆ่าเชื้อในสถานที่) Hielscher อัลตราโซนิกส์’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน แอมพลิจูดสูงมีความสําคัญต่อการยับยั้งจุลินทรีย์ที่ดื้อยามากขึ้น (เช่น แบคทีเรียแกรมบวก) สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลอัลตราโซนิกและอัลตราโซนิกทั้งหมดสามารถทํางานได้ภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นซึ่งช่วยให้สามารถพาสเจอร์ไรส์ด้วยเทอร์โมมาโนโซนิกที่เชื่อถือได้และพาสเจอร์ไรส์ที่มีประสิทธิภาพสูง
เทคโนโลยีล้ําสมัย ซอฟต์แวร์ประสิทธิภาพสูง และซับซ้อนทําให้ Hielscher Ultrasonics’ ม้าทํางานที่เชื่อถือได้ในสายการพาสเจอร์ไรส์อาหารของคุณ ด้วยรอยเท้าขนาดเล็กและตัวเลือกการติดตั้งที่หลากหลายเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถรวมหรือติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
โปรดติดต่อเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติและความสามารถของระบบการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันอัลตราโซนิกของเรา เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการสมัครชีสของคุณกับคุณ!

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: