Ultralydsbehandling af honning
Honning er meget efterspurgt som fødevare og lægemiddel. Ultralydsbehandling er en effektiv metode til at ødelægge uønskede komponenter såsom krystaller og mikrobielle celler i honning. Som en ikke-termisk behandlingsteknologi forhindrer afkrystallisering af honning med ultralyd en uønsket stigning i HFM og sikrer samtidig bedre bevarelse af diastase, aroma og smag.
Fordele ved afkrystallisering af honning med ultralyd
Afkrystallisering med ultralyd er et effektivt alternativ til traditionelle opvarmningsmetoder til afkrystallisering af honning. Afkrystallisering af honning med ultralyd giver talrige fordele i forhold til den konventionelle opvarmningsmetode, hvilket gør ultralydsbehandling af honning til den overlegne behandling til at gøre honning flydende, afkrystallisere og stabilisere den:
Afkrystallisering med ultralyd giver flere fordele og kan tilpasses alle honningtyper og produktionsskalaer. Hielschers ultralydsapparater kan styres præcist og tilpasses faktorer såsom honningens viskositet, krystalstørrelse og kvalitetsstandarder. Dermed sikrer Hielschers ultralydsapparater høj effektivitet og enkel, sikker betjening.
Mikroskopiske billeder af behandlet honning:
(a) Kontrolprøve. Før behandling fremstår honning som et netværk af nåleformede krystaller. Mørke cirkler er luftbobler. (b) Prøver varmebehandlet ved 40°C efter 20 min termisk behandling; (c) Prøver behandlet ved 40°C+ ultralyd efter 20 min behandling.
(Forskningsartikel og billede: ©Deora et al., 2013)
Ultralydsbehandling af honning
Sonikering er et ikke-termisk behandlingsalternativ til mange flydende fødevarer. Dens mekaniske effekt anvendes til skånsom, men effektiv mikrobiel inaktivering og reduktion af partikelstørrelse. Når honning udsættes for sonikering, ødelægges de fleste gærceller. Gærceller, der overlever sonikering, mister generelt deres evne til at vokse. Dette reducerer honningens gæringshastighed betydeligt.
Sonikering gør også honning flydende ved at fjerne eksisterende krystaller og hæmme yderligere krystallisering i honningen. I denne henseende kan den sammenlignes med opvarmning af honningen. Ultralydsassisteret flydendegørelse kan foregå ved væsentligt lavere procestemperaturer på ca. 35°C og kan reducere tiden til flydendegørelse til mindre end 30 sekunder. Kai (2000) undersøgte flydendegørelse med ultralyd af australske honninger (Brush box, Stringy bark, Yapunyah og Yellow box). Undersøgelserne viste, at sonikering ved en frekvens på 20kHz gjorde krystallerne i honningen fuldstændigt flydende. Ultralydsbehandlede prøver forblev i flydende tilstand i ca. 350 dage (+20% sammenlignet med varmebehandling). På grund af den minimale varmepåvirkning resulterer flydendegørelse med ultralyd i bedre bevarelse af aroma og smag. Sonikerede prøver viser kun en meget lille stigning i HMF og et lille fald i diastaseaktiviteten. Da der kræves mindre termisk energi, hjælper anvendelsen af ultralyd med at reducere behandlingsomkostningerne sammenlignet med konventionel opvarmning og afkøling.
Industrielt ultralydsapparat UIP6000hdT til flydendegørelse og mikrobiel stabilisering af honning.
Undersøgelserne af Kai (2000) viste også, at forskellige honningtyper kræver forskellige sonikeringsintensiteter og -tider. Derfor anbefaler vi at gennemføre forsøg med et sonikeringssystem i bordstørrelse. Indledende test bør udføres i batchdrift, mens yderligere behandlingsforsøg kræver en flowcelle til recirkulation under tryk eller inlinetest.
Hvad forskningen siger om afkrystallisering af honning med ultralyd
Honning er en overmættet opløsning af glukose og har en tendens til at krystallisere spontant ved stuetemperatur i form af glukosemonohydrat. Varmebehandling har traditionelt været anvendt til at opløse D-glukosemonohydratkrystaller i honning og forsinke krystallisering. Denne fremgangsmåde påvirker dog honningens fine smagsnuancer negativt. Mange forskere har rapporteret om den gavnlige anvendelse af højintensitetsultralyd i honning. Anvendelsen af ultralyd har vist sig at fjerne eksisterende krystaller og også forsinke krystalliseringsprocessen, hvilket gør teknologien omkostningseffektiv. Analyse af krystalliseringsprocessen tyder på, at sonikerede honningprøver forblev i flydende tilstand i længere perioder end varmebehandlet honning. Desuden blev der ikke observeret nogen væsentlige påvirkninger af honningens kvalitetsparametre såsom vandindhold, elektrisk ledningsevne eller pH. Undersøgelser har vist, at ultralydsbehandling generelt (f.eks. med en 24 kHz ultralydssonde af modellen UP400St ved batchbehandling) fører til hurtigere opløsning af krystaller end termisk behandling.
(jf. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) sammenlignede sonikering og højt hydrostatisk tryk som behandlingsmuligheder til flydendegørelse af honning. Mens behandlingen med højt hydrostatisk tryk viste sig at være for dyr og ineffektiv, gav ultralyd meget gode resultater. Derfor blev sonikering anbefalet som et alternativ til traditionel termisk behandling af honning.
Önur et al. (2018) kom til samme konklusion ved sammenligning af konventionel varmebehandling ved 50ºC, flydendegørelse med ultralyd og… De anbefaler ultralydsbehandling af honning frem for termisk behandling og trykbehandling på grund af den nemme anvendelse, de kortere behandlingstider og det mindre kvalitetstab.
Sidor et al. (2021) sammenlignede flydendegørelse med ultralyd med mikrobølgeopvarmning for at opløse sukkerkrystaller i linde-, akacie- og flerblomsthonning. En væsentlig ulempe ved mikrobølgeopvarmningen var de betydeligt øgede HMF-værdier, ændringer i enzymaktiviteten og store fald i diastasetallet. Derimod medførte flydendegørelse med ultralyd kun de allermindste ændringer i honningens egenskaber, så forskerholdet klart anbefalede ultralydsbehandling af honning for at forsinke krystalliseringsprocessen.
Sonikering forkorter den tid, det tager at gøre fast honning flydende, uden at forringe dens kvalitet.
Topmonteret ultralydsapparat UIP2000hdT med cascatrode på et mobilt stativ til flydendegørelse af honning og opløsning af sukker i batch- og inlinedrift.
Højtydende ultralydsapparater til afkrystallisering og stabilisering af honning
Hielscher Ultrasonics fremstiller og leverer højtydende ultralydsapparater til behandling af flydende fødevarer såsom flydendegørelse af honning, reduktion af krystaller (opløsning af sukker, afkrystallisering) og mikrobiel stabilisering. Særligt udviklet ultralydsudstyr til behandling af honning muliggør ensartet og pålidelig behandling. Dette sikrer produktion af honning af overlegen kvalitet med opretholdelse af kvalitetsstandarderne. Til behandling af honning tilbyder Hielscher Ultrasonics særlige sonotroder (ultralydssonder), som er ideelle til meget ensartet behandling af viskøse væsker såsom honning.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet:
| Batchvolumen | Volumenstrøm | Anbefalede apparater |
|---|---|---|
| 10 til 2000mL | 20 til 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 til 20L | 0,2 til 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 til 150L | 3 til 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 til 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | større | gruppe af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Design, fremstilling og rådgivning – kvalitet fremstillet i Tyskland
Hielschers ultralydsapparater er velkendte for deres højeste standarder for kvalitet og design. Robusthed og nem betjening gør det muligt at integrere vores ultralydsapparater problemfrit i industrielle anlæg. Hielschers ultralydsapparater klarer nemt barske forhold og krævende miljøer.
Hielscher Ultrasonics er en ISO-certificeret virksomhed og lægger særlig vægt på højtydende ultralydsapparater med den nyeste teknologi og brugervenlighed. Hielschers ultralydsapparater er naturligvis i overensstemmelse med CE-kravene og opfylder kravene fra UL, CSA og RoHs.
- høj effektivitet
- den nyeste teknologi
- pålidelighed og robusthed
- batch og inline
- til ethvert volumen – fra små batches til store gennemstrømningsmængder pr. time
- videnskabeligt dokumenteret
- intelligent software
- enkel, lineær opskalering
- smarte funktioner (f.eks. datalogning)
- CIP (rengøring på stedet)
Litteratur / Referencer
- 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.
Nyttig viden
Baggrund for behandling af honning
Honning er et produkt med høj viskositet og karakteristisk smag, aroma, farve og tekstur.
Honning består af glukose, fruktose, vand, maltose, triaccharides og andre kulhydrater, sukrose, mineraler, proteiner, vitaminer og enzymer, gær og andre varmebestandige mikroorganismer samt små mængder organiske syrer (se diagrammet nedenfor). Høje niveauer af tetracykliner, fenolforbindelser og hydrogenperoxid i honning giver den antimikrobielle egenskaber.
Enzymer i honning
Honning indeholder enzymer, der nedbryder stivelse. Enzymer er varmefølsomme og fungerer derfor som en indikator for honningens kvalitet og graden af termisk behandling. De vigtigste enzymer omfatter invertase (α-glukosidase), diastase (α-amylase) og glukoseoxidase. Disse er ernæringsmæssigt vigtige enzymer. Diastase hydrolyserer kulhydrater, så de bliver lettere fordøjelige. Invertase hydrolyserer sukrose og maltose til glukose og fruktose. Glukoseoxidase katalyserer omdannelsen af glukose til glukonsyre og hydrogenperoxid. Honning indeholder også katalase og sur fosfatase. Enzymaktiviteten måles generelt som diastaseaktivitet og udtrykkes som et diastasetal (DN). Honningstandarder angiver et diastasetal på mindst 8 i behandlet honning.
Gær og mikroorganismer i honning
Udtaget honning indeholder uønskede materialer såsom gær (generelt osmofil, sukkertolerant) og andre varmebestandige mikroorganismer. De er ansvarlige for, at honningen fordærves under opbevaring. Et højt gærcelletal fører til hurtig gæring af honningen. Honningens gæringshastighed er også korreleret med vand-/fugtindholdet. Et fugtindhold på 17% anses for at være et sikkert niveau til at forsinke gæraktiviteten. På den anden side øges sandsynligheden for krystallisering, når fugtindholdet falder. Et gærcelletal på 500cfu/mL eller derunder betragtes som et kommercielt acceptabelt niveau.
Krystallisering / Granulering i honning
Honning krystalliserer naturligt, da den er en overmættet sukkeropløsning med et sukkerindhold på mere end 70% i forhold til et vandindhold på omkring 18%. Glukosen udfældes spontant fra den overmættede tilstand ved at miste vand, idet den overgår til en mere stabil mættet tilstand af glukosemonohydrat. Dette fører til dannelsen af to faser – en flydende fase øverst og en mere fast krystallinsk form nederst. Krystallerne danner et gitter, som fastholder andre komponenter i honningen i suspension og dermed skaber en halvfast tilstand (National Honey Board, 2007). Krystallisering eller granulering er uønsket, da det er et alvorligt problem ved behandling og markedsføring af honning. Krystallisering begrænser også gennemstrømningen af ubehandlet honning ud af opbevaringsbeholdere.
Varmebehandling ved behandling af honning
Efter udtagning og filtrering gennemgår honning termisk behandling for at reducere fugtniveauet og ødelægge gær. Opvarmningen hjælper med at gøre krystaller i honningen flydende. Selvom varmebehandling effektivt kan reducere fugtreduktionen, reducere og forsinke krystallisering og ødelægge gærceller fuldstændigt, medfører den også en forringelse af produktet. Opvarmningen øger niveauet af hydroxymethylfurfural (HMF) betydeligt. Det maksimale lovmæssigt tilladte niveau af HMF er 40mg/kg. Desuden reducerer opvarmning enzymaktiviteten (f.eks. diastase), påvirker de sensoriske egenskaber og reducerer honningens friskhed. Varmebehandling gør også honningens naturlige farve mørkere (brunfarvning). Især opvarmning over 90°C medfører karamellisering af sukkeret. På grund af uensartet varmeoverførsel og varmepåvirkning er varmebehandling utilstrækkelig til at ødelægge varmebestandige mikroorganismer.
På grund af varmebehandlingens begrænsninger fokuserer forskningen på ikke-termiske alternativer såsom mikrobølgestråling, infrarød opvarmning, ultrafiltrering og sonikering. Som en ikke-termisk behandling giver sonikering store fordele sammenlignet med alternative teknikker til behandling af honning.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra laboratoriestørrelse til industristørrelse.


