Güç Ultrasoniği ile İyileştirilmiş Peynir Üretimi

Çeşitli süt türlerinden (örneğin inek, keçi, koyun, manda, deve sütü vb.) yapılan sert peynirler, yumuşak peynirler ve teleme gibi çeşitli peynir türlerinin üretimi sonikasyonla verimli bir şekilde iyileştirilebilir. Yüksek yoğunluklu ultrason uygulaması homojenizasyonu, fermantasyonu ve olgunlaşmayı hızlandırır, mikrobiyal stabiliteyi iyileştirir ve besin değeri ile doku üzerinde olumlu etkiler gösterir.

Yüksek Yoğunluklu Ultrason Peynir Üretimini İyileştirir

Ultrasonik gıda işleme, peynir üretiminde sütün homojenizasyonunu ve fermantasyonunu iyileştirmek için kullanılan yerleşik bir teknolojidir. Ayrıca, hafif ısıl işlemle birleştirilen sonikasyon – termosonikasyon olarak bilinir – geleneksel ısıya dayalı pastörizasyona alternatif olarak kullanılır ve böylece vitaminler, amino asitler ve yağlar gibi besin öğelerini ısıl bozunmaya karşı korur. Süt veya peynir altı suyu kullanılarak gerçekleştirilen peynir üretimi, yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason uygulamasıyla önemli ölçüde yoğunlaştırılabilir ve iyileştirilebilir.

Peynir Üretiminde Yüksek Yoğunluklu Ultrasonun Süt ve Teleme Yapısı Üzerindeki Etkileri

Ultrasonikasyon, sığır (inek) sütü, koyun sütü, manda sütü, keçi sütü, deve sütü ve at sütü kullanılan peynir üretim süreçlerinde başarıyla uygulanmıştır.
Ultrasonla desteklenen peynir üretimi; cheddar peyniri, feta peyniri, krem peynir, teleme peyniri, Meksika panela peyniri, Hispanik yumuşak peynir ve diğer özel peynirler dahil olmak üzere çok çeşitli peynir türleri için kullanılabilir.
Düşük frekanslı, yüksek yoğunluklu ultrasonun peynir üretimi sırasında süt üzerindeki etkileri arasında jel dayanımının ve jel sertliğinin artması, jel oluşumunun hızlanması, özgül yüzey alanının artması, teleme sıkılığının azalması, yağ globüllerinin daha küçük ve daha tekdüze bir parçacık boyutu dağılımı göstermesi ve su tutma kapasitesinin artması yer alır.
Ultrasonun sağladığı homojenlik iyileşmeleri ve süt yağı globüllerinin daha tekdüze dağılımı, peynir kalitesini daha da artırır. Örneğin, rennin ile pıhtılaştırılan keçi sütü üzerinde yapılan çalışmalar, 10 dakikalık ultrasonikasyondan sonra oluşan jelin daha yoğun, çapraz bağlı bir ağ yapısı sergilediğini göstermiştir. Bu durum, sonikasyon uygulanmamış süt telemesinde gözlenenlerden önemli ölçüde daha küçük, çok sayıda gözenek içeren daha homojen bir mikroyapı oluşturmuştur.
Bu yapısal farklılıklar, güç ultrasonu ile işlenen keçi sütü telemesinin daha yüksek sıkılık sergilediğini ve G’max değerlerinin (maksimum depolama modülü) 100 Pa değerini aştığını düşündürmektedir – bu değerler, inek sütü için bildirilenlerden bile daha yüksektir. Yapışkanlıkta da (numune içindeki iç bağların dayanımı) benzer bir iyileşme gözlenmiştir. Genel olarak bu bulgular, yüksek yoğunluklu ultrasonun süt bileşenleri arasında daha güçlü etkileşimleri desteklediğini ve böylece peynir üretimi sırasında sütün pıhtılaşma özelliklerini iyileştirdiğini göstermektedir (bkz. Carrillo-Lopez et al., 2021).

Sonikasyon, sütün peynir mayasıyla pıhtılaşmasını da destekler. Daha fazlasını okuyun!

Peynir Üretimi Üzerindeki Ultrasonik Etkiler

Yüksek yoğunluklu ultrasonun süt ürünlerinin işlenmesi ve peynir üretimi üzerindeki etkileri yoğun biçimde araştırılmıştır.
Artan peynir verimi: Panela peyniri üretimi sırasında taze çiğ sütün UP400S ultrasonik sonikatörü ile sonikasyonu, sızan sıvı miktarındaki artışa rağmen peynir veriminin (%) artmasını sağlamıştır. HIU, 10 min uygulama süresinde peynirde sarı tonları ve renklenmeyi destekler. Ancak L*, a* ve C* renk koordinatları etkilenmez. pH, 5 min ultrasonikasyondan sonra 6,6 değerinden 6,74 değerine yükselmiş, ancak 10 min uygulama süresinde düşmüştür. (bkz. Carrillo-Lopez et al., 2020)
İyileştirilmiş peynir dokusu: Peynir üzerinde yapılan çalışmalarla ilgili olarak Bermúdez-Aguirre ve Barbosa-Cánovas, termosonikasyonla işlenmiş sütten (Hielscher UP400S sonikatörü kullanılarak – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) elde edilen taze peynirin, kontrol sütünden (termosonikasyon uygulanmadan) elde edilen peynirden daha yumuşak ve daha kırılgan olduğunu bildirmiştir. Bu özellikler, taze peynir için arzu edilen bir nitelik olan daha kolay ufalanabilir bir peynir elde edilmesini sağlamıştır. Bu yazarlar, termosonikasyon uygulanmış sütten yapılan peynirin mikroyapısının, sonikasyon uygulanmamış sütten yapılan peynirle karşılaştırıldığında daha homojen bir yapı sergilediğini belirterek bu davranışı açıklamıştır. Ayrıca termosonikasyonun proteinlerin ve yağın homojenizasyonunu iyileştirdiğini ve matriste su moleküllerinin tutulmasını artırdığını belirtmişlerdir. Bu nedenle HIU’nun süt bileşenleri arasında güçlü etkileşimleri destekleyerek pıhtılaşma özelliklerini iyileştirdiği varsayılabilir.

Ultrasoniğin Süt Ürünleri Üzerindeki Etkisi: Viskozite ve Reoloji, Homojenlik, Mikrobiyal Aktivite

Süt ürünleri; örneğin inek, koyun, keçi, manda, at veya deve sütü gibi hayvan sütlerinden üretilir. Sağımdan sonra süt; homojenize süt ve yağsız süt, yoğurt, krema, tereyağı, peynir, peynir altı suyu, kazein veya süt tozu gibi çeşitli ürünlere işlenebilir. İnek sütü, dünya çapında yıllık 542.069.000 ton üretimle süt ürünleri endüstrisinin en önemli ham maddesidir.[Gerosa et al. 2012]
Peynir altı suyu (süt serumu), peynir veya kazein üretiminin bir yan ürünüdür. Başlıca globinstagers α-laktalbümin (~%65), β-laktoglobulin (~%25) ile az miktarda serum albümini (~%8) ve immünoglobülinlerden oluşur. Peynir altı suyu proteinleri, peynir altı suyundan ekstrakte edilebilen globüler proteinlerdir.
Saf kuru süt tozu elde etmek amacıyla sütü kurutmak ve buharlaştırmak için püskürtmeli kurutucularla süt tozu üretimi gerçekleştirilir. Püskürtmeli kurutucuların son derece yüksek enerji tüketimi nedeniyle, proses verimliliğini optimize etmek için sıvının katı madde konsantrasyonunun yüksek olması önemlidir.

“Ultrasonikasyonun etkisini araştırmak için taze yağsız süt, yeniden hazırlanmış miseller kazein ve kazein tozu numunelerine 20kHz frekansta sonikasyon uygulanmıştır. Taze yağsız sütte, kalan yağ globüllerinin ortalama boyutu 60min sonikasyondan sonra yaklaşık 10nm azalmıştır; ancak kazein misellerinin boyutunun değişmediği belirlenmiştir. Sonikasyonun ilk birkaç dakikasında çözünür peynir altı suyu proteininde küçük bir artış ve buna karşılık viskozitede bir azalma da meydana gelmiştir; bu durum, kazein–peynir altı suyu proteini agregatlarının parçalanmasına bağlanabilir. 60min süreye kadar sonikasyon uygulanmış, ultrasantrifüjlenmiş yağsız süt numunelerinde serbest kazein içeriğinde ölçülebilir bir değişiklik tespit edilememiştir. Sonikasyon, pH değerinde küçük ve geçici bir azalmaya yol açmıştır; ancak çözünür kalsiyum konsantrasyonunda ölçülebilir bir değişiklik gözlenmemiştir. Dolayısıyla taze yağsız sütteki kazein miselleri, ultrasonikasyona maruz kaldıkları süre boyunca stabil kalmıştır. Yeniden hazırlanmış miseller kazein için benzer sonuçlar elde edilirken, peynir altı suyu proteini içeriği arttıkça viskozitede daha büyük değişiklikler gözlenmiştir. Kontrollü ultrason uygulaması, kazein misellerinin doğal durumunu etkilemeden proses kaynaklı protein agregasyonunu tersine çevirmek için yararlı bir şekilde uygulanabilir.” [Chandrapala et al. 2012]

Yüksek Yoğunluklu Ultrasonun Sütün Besin Öğeleri ve Mikrobiyal Stabilite Üzerindeki Etkileri

Razavi ve Kenari (2020), gıdalarda bozulmaya ve güvenliğin azalmasına yol açan mikroorganizmaları ve enzimleri etkisizleştirmek için hafif bir ısıl işlem süreciyle birleştirilen yüksek yoğunluklu ultrasonun etkisini araştırmıştır. Çalışmalarının amacı, yüksek sıcaklıkta ısıl işleme alternatif olarak ultrason işleminin mikrobiyal sayı, bir kalite parametresi olarak lipit oksidasyonu ve sütün besinsel özellikleri olarak vitaminler üzerindeki etkisini değerlendirmekti. Sonuçlar, ultrasonun sütün mikrobiyal yükünü azaltabildiğini ve geleneksel ısıl işlemle işlenen süte kıyasla vitaminlerde daha az değişikliğe yol açtığını göstermiştir. Bu bağlamda, ultrasonik prob kullanılarak yapılan sonikasyonun %75 yoğunlukta üstün ve en etkili olduğu bulunmuştur. Prob tipi ultrasonun 55°C sıcaklıkta ve %75 yoğunlukta 10 dakika kullanılması, süt pastörizasyonu için tahribatsız bir işlem olarak önerilmektedir.

Peynir Üretimi için Yüksek Performanslı Ultrasonik Homojenizatörler

Hielscher Ultrasonics, gıda ve içecek endüstrisinde ve diğer birçok endüstri dalında güç ultrasonunun uygulanması konusunda uzun yıllara dayanan deneyime sahiptir. Ultrasonik işlemcilerimiz, kolay temizlenebilir (yerinde temizleme CIP / yerinde sterilizasyon SIP) sonotrotlar ve akış hücreleri (sıvıyla temas eden parçalar) ile donatılmıştır. Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200µm değerine kadar genliklerle 24/7 çalışma düzeninde kolaylıkla kesintisiz çalışılabilir. Yüksek genlikler, daha dirençli mikroorganizmaların (örneğin gram-pozitif bakteriler) etkisizleştirilmesi için önemlidir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Tüm sonotrotlar ve ultrasonik akış hücresi reaktörleri yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda çalıştırılabilir; bu da güvenilir bir termo-mano-sonikasyona ve son derece etkili pastörizasyona olanak tanır.
En son teknoloji, yüksek performans ve gelişmiş yazılım, Hielscher Ultrasonics cihazlarını gıda pastörizasyon hattınızın güvenilir iş gücü haline getirir. Az yer kaplamaları ve çok yönlü kurulum seçenekleri sayesinde Hielscher sonikatörleri mevcut üretim hatlarına kolayca entegre edilebilir veya sonradan eklenebilir.
Ultrasonik homojenizasyon sistemlerimizin özellikleri ve kapasitesi hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen şimdi bizimle iletişime geçin. Peynir uygulamanızı sizinle görüşmekten memnuniyet duyarız!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir: