Fyra viktiga frågor om NIZO-metoden

Hur kan jag kontrollera att mjölken har homogeniserats ordentligt?

Den enklaste men också mest tidskrävande metoden är att göra på följande sätt: Ta den förpackade produkten och förvara den på hyllan eller i ett klimatrum i produktens önskade livslängd. Mät sedan fetthalten på olika nivåer i mjölken.

USPH-metoden bygger på den här principen där till exempel 1 000 ml av produkten lagras i 48 timmar. Fetthalten i de översta 100 ml mäts, liksom fetthalten i resten av mjölken.

En kvinna använder en pipett i ett laboratorium

Homogenisering ger slätare och mer viskösa produkterOm du multiplicerar fetthalten i de översta 100 ml med 0,90 och jämför det med fetthalten i resterande 900 ml av en förpackning med 1 000 ml och värdet blir lägre för de översta 100 ml, då är mjölken tillräckligt homogeniserad. Det här är visserligen ett väldigt användbart sätt att kontrollera stabiliteten hos pastöriserad mjölk med en hållbarhetstid på 10–14 dagar, men inte särskilt användbar för att kontrollera stabiliteten hos en produkt som behöver ha en hållbarhetstid på 3–12 månader.

För att minska lagringstiden behöver vi snabba på gräddbildningen. Den standardiserade NIZO-metoden bygger på samma princip som USPH-metoden, men skillnaden är att provet centrifugeras med 1 000 varv/minut i 30 minuter vid 40 °C. Centrifugen måste ha en radie på 250 mm. Fetthalten hos de 20 ml på botten divideras med fetthalten hos hela provet före centrifugering. Andelen multipliceras därefter med 100 och det resulterande talet kallas NIZO-värde (Z).

NIZO-metoden med hjälp av centrifugering.NIZO method by means of centrifugation.

Ovan: NIZO-metoden med hjälp av centrifugering.

Enligt allmänna rekommendationer bör pastöriserad mjölk ha ett (Z)-värde över 60 procent, beroende på hållbarhetstid. UHT-mjölk bör ha ett betydligt högre värde, men även detta beror på hållbarhetstiden. Kontakta Tetra Pak om du behöver ytterligare rekommendationer om din mjölk.

På Tetra Pak har vi tagit NIZO-metoden ett steg längre och kopplat (Z) till den storleksfördelning som uppstår genom laserdiffraktion. Storleksparametern D[5;3], även betecknad H av Walstra, kan härledas av storleksfördelningen och användas för att beräkna (Z). För att man ska veta vilken metod som har använts för att mäta homogeniseringseffekten kallas (Z) numera NIZOD5;3.

Homogenisering ger slätare och mer viskösa produkterHomogeniseringseffekten kan beräknas med hjälp av följande ekvation:

NIZO-formelNIZO formula

Där A = 0,08019, B = 2,06686, C = 1,63085

Vilken är skillnaden mellan NIZO-metoden och storleksfördelningskurvan? Vilka för- och nackdelar har de?

Den mest uppenbara skillnaden är hur provet förbereds och hur den faktiska mätningen går till. För att använda NIZO-metoden krävs att utbildad laboratoriepersonal har tillgång till en centrifug som Funke Gerber, som kan uppnå en centrifugalkraft på 350 gram och hålla provet 40 °C varmt. Dessutom krävs homogeniseringspipetter (Funke Gerber) med en volym på 25 ml.

Så här utför du NIZO-metoden i sex steg:

  1. Mät fetthalten i provet med hjälp av exempelvis en Milkoscan
  2. Häll 25 ml av provet i homogeniseringspipetten
  3. Värm pipetten till 40 °C i ett vattenbad
  4. Centrifugera i 30 minuter
  5. Töm ut 20 ml på botten av centrifugeringspipetten och mät fetthalten i denna andel.
  6. Beräkna NIZO(Z)

Beräkna NIZOCalculate NIZO

Det finns flera fördelar med att använda den traditionella NIZO-metoden: Den är enkel att utföra, kräver förhållandevis billig utrustning, kan enkelt läggas till i de vanliga kvalitetsrutinerna i laboratoriet och ger snabba och tydliga resultat. Å andra sidan finns det nackdelar som exempelvis stor felmarginal under förberedelserna, svårighet att upprepa testet och inga möjligheter att gå djupare in på vad som hände med emulsionen.

NIZO-värden som härleds av en storleksfördelning med hjälp av laserdiffraktion är en förhållandevis enkel procedur sett till arbetet med att förbereda och analysera prover. Fördelarna med den här metoden är att den ger omfattande information om fettkulorna i emulsionen och möjlighet att mer utförligt undersöka effekten av homogeniseringsbehandlingen. Det går också att uppnå samma resultat flera gånger och en standardiserad processer tack vare standardiserade testprocedurer. Å andra sidan är nackdelarna den höga inledande investeringskostnaden för att köpa in instrumentet och det faktum att erfaren personal krävs för att analysera och tolka storleksfördelningen.

NIZO-diagramNIZO graph

Vilken korrelation finns det mellan NIZO-metoden och hållbarhetstid?

Definitionen av hållbarhetstid är den tid som produkten kan lagras innan kvaliteten hamnar under en godtagbar nivå eller lägstanivå. Den här nivån definieras av vissa parametrar som sedimentering av protein, gräddbildning, smak och textur.

Processtillämpningar för mejeriHållbarhetstiden för mejeriprodukter beror på många faktorer: råmjölkens kvalitet, processförhållanden, homogeniseringseffekt och lagringsförhållanden, för att bara nämna några.

NIZO-värdet används huvudsakligen som indikation för att visa om homogenisatorn har gjort sitt jobb och om önskad partikelstorlek har uppnåtts på fettkulorna. Ju högre NIZO-värdet är, desto mindre är fettkulorna, vilket i sin tur har direkt inverkan på minskad gräddbildning. Vetenskapen om separeringDet här kan förklaras med Stokes lag, som säger att hastigheten hos en stigande fettkula står i direkt proportion till dess storlek (se bild nedan).

Enligt Stokes lag anges den stigande hastigheten hos en partikel av:

Stokes lagStokes' Law

Här ser vi att en minskning av partikelstorleken är ett effektivt sätt att sänka hastigheten hos stigande partiklar. Därför går gräddbildningen långsammare om man minskar storleken på fettkulor i mjölken

Gräddbildningskurva för mjölk

Ovan: Gräddbildningen går långsammare om man minskar fettkulornas partikelstorlek

Varför bör du inte lita på en leverantör som lovar att alla partiklar ska vara mindre än 1 mikron?

Om kunden får en resultatgaranti om partikelstorlek där man lovar att alla partiklar ska vara mindre än 1 mikron, är det viktigt att kunden också ges utförlig information om hur detta kan valideras. Om det inte är tydligt under vilka förhållanden och med vilken metod garantin kan valideras, är det nästan omöjligt för kunden att validera en leverantör jämfört med en annan – och löftet om 1 mikron kan vara meningslöst.

Dessutom är det viktigaste inte att alla kunder uppnår ett resultat under 1 mikron. Vanliga kvalitetsproblem som homogeniseringsapparater löserDet allra viktigaste för kunden när det gäller homogenisering är att uppnå önskade produktegenskaper. Kunden bör därför försöka hitta en leverantör som besitter tillräckliga kunskaper för att erbjuda hjälp och ge rätt rekommendationer när det gäller vilken partikelstorlek som behövs för att uppnå en viss produktegenskap, exempelvis känsla i munnen, viskositet och så vidare.

Vad är NIZO?

NIZO-metoden används för att mäta mjölkens homogeniseringseffekt. NIZO är ett begrepp som används av Tetra Pak för att beteckna homogeniseringseffekten hos mjölk – det vill säga hur länge produkten kan förbli stabil utan att något gräddskikt bildas. NIZO är ett värde i procent där en högre siffra innebär mindre fettkulor och längre stabilitet. Det innebär att det är mjölkens avsedda hållbarhetstid som avgör vilket NIZO-värde som krävs för olika produkter, eftersom det är viktigt att inte slösa energi på alltför kraftfull homogenisering.

NIZO kan mätas med två olika metoder och Tetra Pak använder huvudsakligen laserdiffraktion. Laserdiffraktion ger oss den genomsnittliga storleken på fettkulorna i provet efter homogenisering, vilket kan användas för att beräkna NIZO-värdet.

Homogenisatorns roll i en mjölkproduktionslinje är att bryta ned fettkulorna i mindre kulor för att skapa en mer stabil produkt, och NIZO-metoden används för att ta reda på hur små fettkulorna i mjölken är efter homogenisering.

Homogenisering

Homogenisering används för att uppnå olika sorters resultat: för att förhindra en gräddlinje och sedimentering i mjölkprodukter, för att förbättra viskositeten, smaken och texturen i grädd- eller juicebaserade drycker, för att förbättra munkänslan för sojadrycker och för att förhindra att vassle separeras i yoghurt.​

 

Relaterade artiklar