Ултразвукова обработка на мед
Медът се радва на голямо търсене като храна и лекарство. Ултразвуковата обработка е ефективно средство за унищожаване на нежелани компоненти, като кристали и микробни клетки в меда. Като технология за нетермична обработка, ултразвуковата декристализация на меда предотвратява нежеланото повишаване на HFM, както и по-доброто задържане на диастазата, аромата и вкуса.
Предимства на ултразвуковата декристализация на меда
Ултразвуковата декристализация е ефективна алтернатива на традиционните методи за нагряване за декристализация на меда. Ултразвуковата декристализация на меда предлага множество предимства пред конвенционалния метод на нагряване, което прави ултразвуковата обработка на мед превъзходна обработка за втечняване, декристализация и стабилизиране на мед:
Ултразвуковата декристализация предлага няколко предимства и може да бъде адаптирана към всички видове мед и производствени мащаби. Ултразвуковите апарати на Hielscher са прецизно управляеми и могат да бъдат настроени към фактори като вискозитет на меда, размер на кристала и стандарти за качество. По този начин ултразвуковите апарати Hielscher осигуряват висока ефективност и лесна и безопасна работа.
Ултразвукова обработка на мед
Ултразвукът е алтернатива за нетермична обработка за много течни хранителни продукти. Механичната му сила се използва за нежна, но ефективна микробна инактивация и намаляване на размера на частиците. Когато медът е изложен на ултразвук, повечето клетки на дрождите се унищожават. Клетките на дрождите, които оцеляват след ултразвук, обикновено губят способността си да растат. Това значително намалява скоростта на ферментация на меда.
Ултразвукът също така втечнява меда, елиминирайки съществуващите кристали и инхибирайки по-нататъшната кристализация в меда. В този аспект това е сравнимо с нагряването на меда. Ултразвуковото втечняване може да работи при значително по-ниски температури на процеса от около 35°C и може да намали времето за втечняване до по-малко от 30 секунди. Kai (2000) изучава ултразвуковото втечняване на австралийски мед (Brush box, Stringy bark, Yapunyah и Yellow box). Проучванията показват, че ултразвукът с честота 20kHz втечнява кристалите в меда напълно. Ултразвуково обработените проби остават във втечнено състояние за около 350 дни (+20% в сравнение с термичната обработка). Благодарение на минималното излагане на топлина, ултразвуковото втечняване води до по-голямо запазване на аромата и вкуса. Соникираните проби показват само много ниско увеличение на HMF и малко намаляване на диастазната активност. Тъй като е необходима по-малко топлинна енергия, прилагането на ултразвук помага да се спестят разходи за обработка в сравнение с конвенционалното отопление и охлаждане.
Проучванията на Кай (2000) също разкриват, че различните видове мед изискват различна интензивност и време на ултразвук. Поради тази причина препоръчваме провеждането на изпитания с помощта на настолна система за ултразвук. Предварителните тестове трябва да се провеждат в партиден режим, докато по-нататъшните изпитвания за обработка изискват поточна клетка за рециркулация под налягане или тестване в линията.
Какво казват изследванията за ултразвуковата декристализация на мед
Медът е пренаситен разтвор на глюкоза и има тенденция да кристализира спонтанно при стайна температура под формата на глюкоза монохидрат. Традиционно се използва термична обработка за разтваряне на кристали D-глюкоза монохидрат в меда и забавяне на кристализацията. Този подход обаче се отразява негативно на финия вкус на меда. Полезното приложение на силовия ултразвук в меда е докладвано от много изследователи. Доказано е, че прилагането на ултразвук елиминира съществуващите кристали и също така забавя процеса на кристализация, което води до рентабилна технология. Анализът на процеса на кристализация показва, че пробите от ултразвуков мед остават в течно състояние за по-дълги периоди от термично обработения мед. Освен това не са наблюдавани значителни ефекти върху параметрите на качеството на меда, като съдържание на влага, електрическа проводимост или рН. Проучванията показват, че като цяло ултразвуковото лечение (напр. с 24 kHz ултразвукова сонда на модела UP400St, при партидно третиране) води до по-бързо разтваряне на кристалите, отколкото термичната обработка.
(срв. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) сравнява ултразвука и високото хидростатично налягане като възможности за лечение на втечняване на мед. Докато лечението с високо хидростатично налягане се оказа твърде скъпо и неефективно, ултразвукът даде много добри резултати. Поради това ултразвукът се препоръчва като алтернатива на традиционната термична обработка на мед.
Önur et al. (2018) стигнаха до същото заключение при сравняване на конвенционалната термична обработка при 50ºC, ултразвуково втечняване и те препоръчват ултразвукова обработка на мед пред термична обработка и обработка под налягане поради удобството, по-краткото време за обработка и по-малката загуба на качество.
Sidor et al. (2021) сравняват ултразвуковото втечняване с микровълново нагряване, за да се разтворят захарни кристали във вар, акация и мултифлорален мед. Основен недостатък на микровълновото нагряване са значително повишените стойности на HMF, промените в ензимната активност и големите загуби на диастазно число. За разлика от това, ултразвуковото втечняване води само до най-малки промени в свойствата на меда, така че изследователският екип ясно препоръчва ултразвуковата обработка на меда, за да се забави процесът на кристализация.
ускоряват времето за втечняване на твърдия мед, без да се нарушава качеството му.
Високоефективни ултразвукови апарати за декристализация и стабилизиране на меда
Hielscher Ultrasonics произвежда и доставя високоефективни ултразвукови уреди за течна преработка на храни като втечняване на мед, редукция на кристали (разтваряне на захар, декристализация) и микробна стабилизация. Специално разработеното ултразвуково оборудване за обработка на мед позволява равномерна и надеждна обработка. Това гарантира производството на превъзходен мед при поддържани стандарти за качество. За третиране на мед Hielscher Ultrasonics предлага специални сонотроди (ултразвукови сонди), които са идеални за много равномерно третиране на вискозни течности като мед.
Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.
Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
- висока ефективност
- Най-съвременна технология
- надеждност & Стабилност
- партида & Вградени
- за всеки обем – от малки партиди до голям поток на час
- научно доказано
- Интелигентен софтуер
- просто, линейно мащабиране
- интелигентни функции (напр. протоколиране на данни)
- CIP (почистване на място)
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
---|---|---|
10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
15 до 150L | 3 до 15 л/мин | UIP6000hdT |
Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Литература / Препратки
- Basmacı, İpek (2010): Effect of Ultrasound and High Hydrostatic Pressure (Hhp) on Liquefaction and Quality Parameters of Selected Honey Varieties. Master of Science Thesis, Middle East Technical University, 2010.
- D’Arcy, Bruce R. (2017): High-power Ultrasound to Control of Honey Crystallisation. Rural Industries Research and Development Corporation 2007.
- İpek Önür, N.N. Misra, Francisco J. Barba, Predrag Putnik, Jose M. Lorenzo, Vural Gökmen, Hami Alpas (2018): Effects of ultrasound and high pressure on physicochemical properties and HMF formation in Turkish honey types. Journal of Food Engineering, Volume 219, 2018. 129-136.
- Deora, Navneet S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari, B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews, 5(1), 2013. 36-44.
- Sidor, Ewelina; Tomczyk, Monika; Dżugan, Małgorzata (2021): Application Of Ultrasonic Or Microwave Radiation To Delay Crystallization And Liquefy Solid Honey. Journal of Apicultural Science, Volume 65, Issue 2, December 2021.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Subramanian, R., Umesh Hebbar, H., Rastogi, N.K. (2007): Processing of Honey: A Review. in: International Journal of Food Properties 10, 2007. 127-143.
- Kai, S. (2000): Investigation into Ultrasonic Liquefaction of Australian Honeys. The University of Queensland (Australia), Department of Chemical Engineering.
- National Honey Board (2007): Fact Sheets.
Факти, които си струва да знаете
Предистория на преработката на мед
Медът е продукт с висок вискозитет с характерен вкус и аромат, цвят и консистенция.
Медът се състои от глюкоза, фруктоза, вода, малтоза, триазахариди и други въглехидрати, захароза, минерали, протеини, витамини и ензими, дрожди и други топлоустойчиви микроорганизми и малки количества органични киселини. Високото ниво на тетрациклини, фенолни съединения и водороден прекис в меда придават антимикробни свойства.
Медени ензими
Медът съдържа ензими за усвояване на нишестето. Ензимите са чувствителни към топлина и следователно служат като индикатор за качеството на меда и степента на термична обработка. Основните ензими включват инвертаза (α-глюкозидаза), диастаза (α-амилаза) и глюкозооксидаза. Това са хранителни важни ензими. Диастазата хидролизира въглехидратите за лесна смилаемост. Инвертазата хидролизира захарозата и малтозата до глюкоза и фруктоза. Глюкозооксидазата катализира глюкозата, за да образува глюконова киселина и водороден прекис. Медът също съдържа каталаза и кисела фосфатаза. Ензимната активност обикновено се измерва като диастазна активност и се изразява в диастазно число (DN). Стандартите за мед определят минимален диастазен номер от 8 в преработения мед.
Дрожди и микроорганизми в меда
Извлеченият мед съдържа нежелани материали, като дрожди (обикновено осмофилни, устойчиви на захар) и други топлоустойчиви микроорганизми. Те са отговорни за развалянето на меда по време на съхранение. Високият брой дрожди води до бърза ферментация на меда. Скоростта на ферментация на меда също е свързана със съдържанието на вода/влага. Съдържание на влага от 17% се счита за безопасно ниво за забавяне на дейността на дрождите. От друга страна, шансът за кристализация се увеличава с намаляване на съдържанието на влага. Брой дрожди от 500cfu/ml или по-малко се счита за търговски приемливо ниво.
Кристализация / гранулиране в мед
Медът естествено кристализира, тъй като е пренаситен захарен разтвор, с повече от 70% съдържание на захар спрямо съдържание на вода от около 18%. Глюкозата спонтанно се утаява от пренаситеното състояние, чрез загуба на вода, тъй като става по-стабилно наситено състояние на глюкоза монохидрат. Това води до образуването на две фази – течна фаза отгоре и по-твърда кристална форма отдолу. Кристалите образуват решетка, която обездвижва другите компоненти на меда в суспензия, като по този начин създава полутвърдо състояние (National Honey Board, 2007). Кристализацията или гранулирането са нежелателни, тъй като това е сериозен проблем при преработката и търговията с меда. Също така, кристализацията ограничава потока на непреработен мед от контейнерите за съхранение.
Термична обработка при преработката на мед
След екстракция и филтриране медът се подлага на термична обработка, за да се намали нивото на влага и да се унищожат дрождите. Нагряването помага за втечняване на кристалите в меда. Въпреки че термичната обработка може ефективно да намали намаляването на влагата, да намали и забави кристализацията и да унищожи напълно клетките на дрождите, тя също води до влошаване на продукта. Нагряването значително повишава нивото на хидроксиметилфурфурол (HMF). Максимално допустимото законово ниво на HMF е 40 mg/kg. Освен това нагряването намалява ензимната (например диастазата) активност и влияе на сетивните качества и намалява свежестта на меда. Термичната обработка също потъмнява естествения цвят на мед (покафеняване). По-специално, нагряването над 90°C води до карамелизиране на захарта. Поради неравномерното предаване на температурата и излагането, термичната обработка не успява да унищожи топлоустойчиви микроорганизми.
Поради ограниченията на термичната обработка, изследователските усилия се фокусират върху нетермични алтернативи, като микровълново лъчение, инфрачервено нагряване, ултрафилтрация и ултразвук. Ултразвукът предлага като нетермична обработка големи предимства в сравнение с алтернативните техники за обработка на мед.