تولید انواع مختلف پنیرها از قبیل پنیرهای سخت، پنیرهای نرم و کشک، ساخته شده از انواع مختلف شیر (مانند گاو، بز، گوسفند، میش، شتر، و غیره) می‌تواند با استفاده از سونیکیشن بهبود یابد. استفاده از اولتراسوند با شدت بالا فرآیندهای همگن‌سازی، تخمیر و رسوب‌گیری را شتاب می‌بخشد، پایداری میکروبی را بهبود می‌بخشد و اثرات مثبتی روی ارزش غذایی و بافت پنیر ایجاد می‌کند.

پردازش غذایی با استفاده از اولتراسونیک یک فناوری است که به‌طور جدی در بهبود همگن‌سازی شیر و فرآیند تخمیر در تولید پنیر به‌کار می‌رود. علاوه بر این، سونیکیشن در ترکیب با گرماي ملایم - که به عنوان ترمو-سونیکیشن شناخته می‌شود - به عنوان جایگزینی برای پاستوریزاسیون سنتی مبتنی بر گرما مورد استفاده قرار می‌گیرد، از این‌رو از تخریب گرمایی ترکیبات مغذی مانند ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه و چربی‌ها جلوگیری می‌شود. تولید پنیر با استفاده از شیر یا آب پنیر می‌تواند با استفاده از اولتراسونیک با شدت بالا و فرکانس پایین به‌طور قابل ملاحظه‌ای تقویت و بهبود یابد.

مزیت‌های التراسونیک در تولید پنیر

• تسریع تولید پنیر
• بهبود کیفیت پنیر
• تولید پنیر بیشتر
• کاهش زمان تخمیر
• مقرون به مصرف
• استفاده ساده و ایمن
• بهره وری انرژی

سونیکیشن با موفقیت در فرآیندهای تولید پنیر از شیر گاو، شیر گوسفند، شیر گاومیش، شیر بز، شیر شتر و شیر اسب به کار گرفته شده است. تولید پنیر با استفاده از سونیکیشن باعث بهبود فرآیندهای مختلف تولید پنیر می‌شود و می‌توان از آن برای انواع مختلف پنیر از جمله پنیر چدار، پنیر فتا، پنیر خامه‌ای، پنیر دلمه، پنیر پانلا مکزیکی، پنیر نرم اسپانیایی و سایر انواع پنیرهای خاص استفاده کرد.

تأثیرات اولتراسوند با فرکانس پایین و شدت بالا بر شیر در تولید پنیر شامل افزایش استحکام ژل و سختی ژل، شتاب‌دهی تخمیر ژل، افزایش سطح مخصوص، کاهش سفتی کشک، اندازه ذرات کوچک و یکنواخت گلبولهای چربی و همچنین ظرفیت بیشتر نگهداری آب را شامل می‌شود.

افزایش یکنواختی به وسیله اولتراسونیک و توزیع بهتر گلبولهای چربی شیر کیفیت پنیر را نیز بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، خواص ژل کشک شیر بز با رنین نشان داد که پس از ۱۰ دقیقه سونیکیشن، شبکه متقاطع ژل چگال‌تری داشته و این منجر به یک ساختار میکروسکوپی یکنواخت با حفرات فراوان شده است. حائز توجه است که این حفرات به طرز قابل توجهی کوچکتر از آنچه در ژل کشک شیر بدون سونیکیشن مشاهده می‌شود هستند. این نشان می‌دهد که ژل شیر بز پس از اعمال اولتراسوند با شدت بالا، سفتی بیشتری دارد و مقادیر G’max (حداکثر مقدار مدول ذخیره) آن بیشتر از ۱۰۰ پاسکال است، حتی بیشتر از آنچه در شیر گاو گزارش شده است. اثر مشابهی در چسبندگی مانند (قدرت اتصال داخلی نمونه) نیز مشاهده شد. بنابراین، می‌توان فرض کرد که اولتراسونیک با شدت بالا تعاملات قوی بین مؤلفه‌های شیر را ایجاد کرده و خواص تنظیم‌کنندگی آن را بهبود می‌بخشد. (مرجع: Carrillo-Lopez و همکاران، ۲۰۲۱)

اثر التراسونیک در تولید انواع پنیر

تأثیرات اولتراسونیک با شدت بالا در فرآیند فرآوری لبنیات و تولید پنیر به دقت مورد مطالعه قرار گرفته است. افزایش بهره‌وری پنیر: سونیکیشن شیر تازه خام با دستگاه اولتراسونیک در فرآیند تولید پنیر پانلا، منجر به افزایش بهره‌وری پنیر (%) شد، با وجود افزایش مایع تراویده. رنگ زرد و رنگی بودن در پنیر توسط اولتراسوند با شدت بالا در ۱۰ دقیقه ایجاد شد. اما هیچ یک از مختصات رنگ L*، a* و C* تحت تأثیر نبوده‌اند. pH از ۶.۶ به ۶.۷۴ پس از ۵ دقیقه سونیکیشن افزایش یافت، اما پس از ۱۰ دقیقه کاهش یافت. (مرجع: Carrillo-Lopez و همکاران، ۲۰۲۰)

تغییرات در بافت پنیر: در مطالعات انجام شده بر روی پنیر، Bermúdez-Aguirre و Barbosa-Cánovas گزارش داده‌اند که پنیر تازه حاصل از شیر تحت ترموسونیکیشن (با استفاده از دستگاه400 وات، 24 کیلوهرتز، ۶۳ درجه سانتیگراد، ۳۰ دقیقه) نسبت به پنیر حاصل از شیر کنترل (بدون ترموسونیکیشن) نرم‌تر و تردتر بود. این خصوصیات منجر به یک پنیر آسان برای خرد کردن شد، که یک ویژگی مطلوب برای پنیر تازه است. این نویسندگان این رفتار را با توجه به این نکته توضیح داده‌اند که ساختار میکروسکوپی پنیر ترمو-سونیکیشن شده نسبت به پنیر شیر بدون سونیکیشن، ساختاری همگن‌تر داشت. علاوه بر این، آنها یادآور شدند که ترموسونیکیشن بهبود همگن‌سازی پروتئین‌ها و چربی را افزایش داده و نگهداری مولکول‌های آب در ماتریس را افزایش داده است. از این رو، می‌توان فرض کرد که اولتراسوند با شدت بالا تعاملات قوی بین مؤلفه‌های شیر را ترویج کرده و خواص تنظیم‌کنندگی آن را بهبود می‌بخشد.

اثر التراسونیک بر روی لبنیات: ویسکوزیته، رئولوژی، همگنی و فعالیت میکروبی

محصولات لبنی از شیر حیوانات تولید می‌شوند، مانند گاو، گوسفند، بز، گاومیش، اسب یا شتر. پس از برداشت، شیر می‌تواند به محصولات مختلفی مانند شیر هوموژنیزه و شیر خامه گرفته شده، ماست، خامه، کره، پنیر، وی، کازئین یا پودر شیر تبدیل شود. شیر گاو مهمترین مواد اولیه برای صنعت لبنیات است با تولید جهانی حدود 542،069،000 تن در سال. [Gerosa و همکاران، ۲۰۱۲] وی (آب پنیر) یک زیرمحصول از تولید پنیر یا کازئین است و اصولاً از گلوبولین‌های آلفا-لاکتالبومین (حدود ۶۵٪)، بتا-لاکتوگلوبولین (حدود ۲۵٪)، و همچنین مقادیر کمی از سرمومویین (حدود ۸٪) و ایمونوگلوبولین‌ها تشکیل شده است. پروتئین‌های وی پروتئین های کروی هستند، که می‌توانند از وی استخراج شوند.

پودر شیر توسط خشک‌کن‌های اسپری(اسپری درایر) فرآوری می‌شود تا شیر، خشک و تبخیر شود تا به پودر خشک شیر خالص برسد. به دلیل مصرف انرژی بسیار بالای خشک‌کن‌های اسپری، غلظت بالای جامدات مایع مهم است تا بهینه‌سازی فرآیند صورت گیرد.

در مطالعه انجام شده توسط Chandrapala و همکاران (2012)، نمونه‌های شیر تازه خامه گیری شده، کازئین میسلار بازسازی شده و پودر کازئین تحت فرکانس 20 کیلوهرتز سونیکت شدند تا تأثیر اولتراسونیک را بررسی کنند. برای شیر تازه خامه‌گیری شده، اندازه متوسط گلبول‌های چربای باقی‌مانده تقریباً 10 نانومتر پس از 60 دقیقه سونیکیشن کاهش یافت. با این حال، اندازه ذره‌های کلوییدی آلی(میسل) کازئین بدون تغییر ماند. افزایش کم در پروتئین وی محلول و کاهش متناسب در ویسکوزیته نیز در ابتدای چند دقیقه اول سونیکیشن اتفاق افتاد، که ممکن است به شکستگی تجمع‌های کازئین-پروتئین وی منجر شود. تغییرات قابل اندازه‌گیری در میزان کازئین آزاد در نمونه‌های شیر تازه تخمیر نشده تا 60 دقیقه سونیکه شده تشخیص داده نشد. کاهش کم و موقت در pH ناشی از سونیکیشن رخ داد؛ با این حال، تغییر قابل اندازه‌گیری در غلظت کلسیم حلال دیده نمی‌شود. بنابراین، میسل‌های کازئین در شیر تازه خامه‌گیری شده در معرض اثرات اولتراسونیک پایدار بودند. نتایج مشابه برای کازئین میسلار بازسازی شده به دست آمد، در حالی که تغییرات بزرگتر در ویسکوزیته مشاهده شدند هنگامی که محتوای پروتئین وی افزایش یافت. استفاده کنترل شده از اولتراسوند به طور مفید می‌تواند برای واگرایی از تجمع‌های پروتئین ناشی از فرآیند بدون تأثیر بر حالت طبیعی میکل‌های کازئین، بکار گرفته شود.

برای مطالعه اولترافیلتراسیون به کمک التراسونیک کلیک کنید.

برای مطالعه کریستالیزه کردن لاکتوز با استفاده از التراسونیک کلیک کنید.

تاثیر التراسونیک متمرکز بر مواد مغذی و پایداری میکروبی شیر

در مطالعه انجام شده توسط رضوی و کناری (2020)، تأثیر اولتراسوند با شدت بالا به همراه یک فرآیند گرمای ملایم بر غیرفعال‌سازی میکروب‌ها و آنزیم‌های موجب فساد و تجزیه در مواد غذایی مورد بررسی قرار گرفت. هدف این مطالعه ارزیابی تأثیر فرآیند اولتراسونیک به عنوان یک جایگزین برای فرآیند حرارتی با دمای بالا بر شمارش میکروبی، اکسایش چربی به عنوان یک پارامتر کیفی و ویتامین‌ها به عنوان ویژگی‌های تغذیه‌ای شیر بود. نتایج نشان داد که اولتراسونیک توانسته بار میکروبی شیر را کاهش دهد و تغییرات کمتری در ویتامین‌ها نسبت به شیر تحت فرآیند حرارتی معمول ایجاد کند. در این زمینه، سونیکیشن با استفاده از یک پراب اولتراسونیک به عنوان موثرترین و کارآمدترین روش به نظر رسید، به خصوص در شدت 75٪. استفاده از نوع پرابی اولتراسونیک در دمای 55 درجه سانتیگراد و شدت 75٪ به مدت 10 دقیقه به عنوان یک فرآیند غیرمخرب برای پاستوریزه‌سازی شیر توصیه شده است.

التراسونیک هموژنایزر پربازده برای تولید پنیر

آواپرداز دارای تجربه‌ی طولانی در زمینه کاربرد اولتراسونیک پرتوان در صنعت مواد غذایی و نوشیدنی و همچنین در بسیاری از شاخه‌های صنعتی دیگر است. پردازنده‌های اولتراسونیک ما با سونوترودها و راکتورهای التراسونیک آسان‌تمیز مجهز شده‌اند. پردازنده‌های صنعتی اولتراسونیک آواپرداز می‌توانند حداکثر دامنه بسیار بالایی را ارائه دهند. ارتعاشات تا 200 میکرومتر به راحتی می‌توانند در عملیات 24/7 به صورت مداوم اجرا شوند. ارتعاشات بالا برای غیرفعال‌سازی میکروب‌های مقاومت‌پذیرتر (مانند باکتری‌های گرم مثبت) اهمیت دارند. تمامی سونوترودها و راکتورهای اولتراسونیک می‌توانند تحت دماها و فشارهای بالا کار کنند که اجازه‌ی انجام یک فرآیند مطمئن ترمو-مونو- سونیکیشن و پاستوریزاسیون موثر را می‌دهد.

لبه‌ی تکنولوژی ، عملکرد بالا و نرم‌افزار پیشرفته باعث می‌شود پردازنده‌های اولتراسونیک آواپرداز سامانه‌های کاری قابل اعتماد در خطوط پاستوریزاسیون مواد غذایی شما باشند. با ابعاد کوچک و گزینه‌های نصب متنوع، اولتراسونیک آواپرداز به راحتی می‌توانند به خطوط تولید موجود اضافه و یکپارچه شوند.