Nowy czujnik pozwala uzyskać produkty mleczne najwyższej jakości
Mleko zawiera białka serwatki, które ulegają denaturacji podczas obróbki cieplnej, zmieniając w ten sposób jego właściwości funkcjonalne, wilgotność i konsystencję. Wykrywanie właściwości funkcjonalnych można wykorzystać przy podejmowaniu decyzji dotyczących tego, czy mleko ma być stosowane do wytwarzania sera, czy jogurtu, dzięki czemu można poprawić jakość produktu. W ramach projektu DENATUREPROBE (Development of an optical backscatter sensor for determining thermal denaturation of whey proteins during milk processing), finansowanego ze środków UE, opracowano wbudowaną w linię produkcyjną technologię czujników optycznych umożliwiającą wykrywanie rozpraszania wstecznego pochodzącego z miceli kazeiny zawartej w mleku. Pozwala to na ocenę stopnia denaturacji białek mleka, ponieważ intensywna obróbka cieplna zwiększa rozpraszanie wsteczne od miceli. Zjawisko to wynika ze zwiększonego przylegania wolnych grup siarkowych denaturowanych białek serwatki z k-kazeiną na powierzchni miceli kazeinowych. Naukowcy założyli laboratorium wykonujące pomiary optyczne na termicznie denaturowanych białkach mleka. Przy użyciu różnych wartości fali badano właściwości światła rozproszonego wstecz w reakcji na zmieniającą się temperaturę, rozmiar cząsteczek miceli i pH. Wyniki tych badań wskazują na zmniejszenie intensywności odbijania światła wstecz od miceli wraz ze zwiększeniem pH. Stwierdzono zależność między intensywnością obróbki cieplnej przy różnych poziomach pH a odbijaniem wstecznym światła. Z powodzeniem opracowano model matematyczny do korelowania zmian wielkości miceli kazeinowych z temperaturą i pH na podstawie danych o odbijaniu światła. Wykorzystano metody predykcyjne, aby określić wielkość cząsteczek na podstawie pomiarów danych odbijania światła wstecz, uzależnionych od temperatury. Ponadto złożono wniosek o ujawnienie patentu dotyczącego opracowania wbudowanego czujnika optycznego do taniego i nieinwazyjnego pomiaru wielkości cząsteczek kazeiny. Dzięki projektowi powstał nowy wbudowany czujnik do nieinwazyjnego pomiaru denaturacji serwatki w mleku. W ten sposób możliwe będzie uzupełnienie ważnej luki, dotyczącej możliwości określania optymalnej temperatury pasteryzacji mleka. Optymalne pH i stopnień żelowania różnią się znacząco w przypadku sera i jogurtu. Możliwość przewidywania stopnia żelowania w wyniku ciepła pomoże w optymalizacji decyzji oraz poprawie jakości produkcji wyrobów mlecznych dzięki uzyskaniu idealnego poziomu obróbki termicznej zależnie od przeznaczenia danej partii mleka. Nowa technologia DENATUREPROBE będzie dla przemysłu mleczarskiego skutecznym narzędziem, umożliwiającym kontrolowanie obróbki cieplnej oraz dbanie o spójną jakość produktów mlecznych. Dzięki niej osoby odpowiedzialne za podejmowanie decyzji w zakładach mleczarskich będą mogły wybierać partie mleka odpowiednie do danego produktu, w zależności od rzeczywistej funkcjonalności białek serwatki po obróbce termicznej.
