Homogenizatory w mleczarstwie
Relacja tłuszcz/białko
Pierwotna warstwa otoczek kuleczek tłuszczowych mleka – MFGM (ang. Milk Fat Globule Membrane) nie jest wystarczająca do pokrycia powierzchni nowo zhomogenizowanych kuleczek tłuszczowych. Białka (przeważnie micele kazeiny), migrują z serum mleka, aby utworzyć nowe połączenie otoczki z istniejącą MFGM. Dobry efekt homogenizacji wymaga w przybliżeniu 0,2 g kazeiny na 1 g tłuszczu. Z tego względu śmietanka o zawartości tłuszczu powyżej 12% nie powinna być homogenizowana przy wysokim ciśnieniu, ponieważ mogą tworzyć się skupiska kuleczek tłuszczowych z brakującym materiałem otoczki (kazeiny).
Temperatura procesu
Obróbka mleka w temperaturze tłuszczu mlekowego (30-35°C) prowadzi do niepełnej dyspersji fazy tłuszczowej. Homogenizacja jest najbardziej efektywna gdy faza tłuszczowa znajduje się w fazie płynnej. Homogenizację prowadzi się prawidłowo w zakresie temperatury 50-75°C.
Rozproszenie fazy lipidowej wzrasta wraz ze wzrostem temperatury homogenizacji i jest to proporcjonalne do lepkości mleka (tzn. im wyższa temperatura tym mniejsza lepkość).
Ciśnienie
Homogenizacja pod wysokim ciśnieniem powoduje powstanie małych kuleczek tłuszczowych. Przy ciśnieniu 50 bar powstają kuleczki tłuszczowe o średnicy ok. 2 µm, zaś przy ciśnieniu 250 bar mają one średnicę poniżej 1 µm.
Inne czynniki wpływające na homogenizację to:
- rodzaj homogenizatora (specjalna budowa zaworu homogenizującego)
- homogenizacja 2-stopniowa (proces ten umożliwia osiągnięcie właściwej, stabilnej dyspersji tłuszczu, rozbicie gronek tłuszczu powstałych po pierwszym stopniu)
- ilość i rodzaj substancji powierzchniowo czynnych (np. monoglicerydy) używanych w procesie homogenizacji produktów o konsystencji kremowej (adsorbują do kuleczek i rozrywają kompleks z białkami mleka)
- wahania ciśnienia (spowodowane przez nieszczelne zawory itp.).
Korzyści z homogenizacji
- mniejsze kuleczki tłuszczowe prowadzą do powstawania mleka bez podstoju śmietanki (podstój przez konsumentów postrzegany jest negatywnie, szczególnie w przypadku produktów o mniejszej zawartości tłuszczu)
- mleko jest bardziej białe i o bardziej apetycznym wyglądzie
- więcej mocnego smaku, lepszy (śmietankowy) posmak w ustach
- lepsza stabilność produktów mleczarskich
- kuleczki tłuszczowe tracą swoją zdolność do zlepiania się podczas chłodzenia
- zredukowana jest skłonność do autooksydacji tłuszczu i związanych z nią nieprzyjemnych zapachów.
Homogenizacja mleka powoduje również negatywne efekty, do których należą między innymi: słaba skuteczność rozdziału mleka homogenizowanego, większa wrażliwość na światło („posmak słoneczny”), proces lipolityczny (wskutek działania enzymu lipazy lipoproteinowej, który uszkadza kuleczki tłuszczowe, uwalniając wolne kwasy tłuszczowe, przyczyniające się do powstania zjełczałego smaku), obniżenie stabilności termicznej (szczególnie w produktach o dużej zawartości śmietanki oraz po homogenizacji jednostopniowej), mleko homogenizowane nie może być wykorzystane w produkcji serów półtwardych i twardych (skrzep będzie zbyt słaby i mogą wystąpić trudności w procesie osuszania).