Ultralyd honning forarbejdning
Honning nyder stor efterspørgsel som mad og medicin. Ultralydsbehandling er et effektivt middel til at ødelægge uønskede komponenter, såsom krystaller og mikrobielle celler i honning. Som en ikke-termisk behandlingsteknologi forhindrer ultralydshonningdekrystallisation uønsket stigning i HFM samt bedre fastholdelse af diastase, aroma og smag.
Fordele ved ultralydshonningdekrystallisation
Ultralydsdekrystallisation er et effektivt alternativ til traditionelle opvarmningsmetoder til honningdekrystallisation. Ultralydshonningdekrystallisation giver adskillige fordele i forhold til den konventionelle opvarmningsmetode, hvilket gør ultralydshonningbehandling til den overlegne behandling af honningfortætning, dekrystallisation og stabilisering:
Ultralydsdekrystallisation giver flere fordele og kan tilpasses alle honningtyper og produktionsskalaer. Hielscher ultralydapparater er præcist kontrollerbare og kan indstilles til faktorer som honningviskositet, krystalstørrelse og kvalitetsstandarder. Derved giver Hielscher ultralydapparater høj effektivitet og enkel, sikker betjening.
Ultralyd honning forarbejdning
Ultralydbehandling er et ikke-termisk behandlingsalternativ for mange flydende fødevarer. Dens mekaniske kraft bruges til en blid, men effektiv mikrobiel inaktivering og reduktion af partikelstørrelse. Når honning udsættes for ultralydbehandling, ødelægges de fleste gærceller. Gærceller, der overlever sonikering, mister generelt deres evne til at vokse. Dette reducerer hastigheden af honninggæring betydeligt.
Ultralydbehandling gør også honning flydende, hvilket eliminerer eksisterende krystaller og hæmmer yderligere krystallisering i honning. I dette aspekt kan det sammenlignes med opvarmning af honningen. Ultralydsstøttet fortætning kan arbejde ved væsentligt lavere procestemperaturer på ca. 35 °C og kan reducere fortætningstiden til mindre end 30 sekunder. Kai (2000) studerede ultralydsfortætningen af australsk honning (Brush box, Stringy bark, Yapunyah og Yellow box). Undersøgelserne viste, at sonikering ved en frekvens på 20kHz flydende krystallerne i honningen, fuldstændigt. Ultralydsbehandlede prøver forblev i flydende tilstand i ca. 350 dage (+20% sammenlignet med varmebehandling). På grund af den minimale varmeeksponering resulterer ultralydsfortætning i en større fastholdelse af aroma og smag. Sonikerede prøver viser kun en meget lav HMF-stigning og et lille fald i diastaseaktivitet. Da der er behov for mindre termisk energi, hjælper anvendelsen af ultralyd med at spare behandlingsomkostninger sammenlignet med konventionel opvarmning og køling.
Undersøgelserne af Kai (2000) afslørede også, at forskellige typer honning kræver forskellige intensiteter og tidspunkter for sonikering. Af denne grund anbefaler vi udførelse af forsøg ved hjælp af et sonikeringssystem i bordpladestørrelse. Foreløbige tests bør udføres i batch-tilstand, mens yderligere behandlingsforsøg kræver en flowcelle til trykrecirkulation eller in-line test.
Hvad forskning siger om ultralydshonning dekrystallisation
Honning er en overmættet opløsning af glukose, og den har en tendens til at krystallisere spontant ved stuetemperatur i form af glukosemonohydrat. Varmebehandling er traditionelt blevet anvendt til at opløse D-glukosemonohydratkrystaller i honning og forsinke krystallisation. Denne tilgang påvirker dog honningens finspundne smag negativt. Den gavnlige anvendelse af ultralyd i honning er blevet rapporteret af mange forskere. Anvendelsen af ultralyd har vist sig at eliminere eksisterende krystaller og også forsinke krystalliseringsprocessen, hvilket resulterer i en omkostningseffektiv teknologi. Analyse af krystallisationsprocessen tyder på, at sonikerede honningprøver forblev i flydende tilstand i længere perioder end varmebehandlet honning. Derudover blev der ikke observeret nogen signifikante virkninger på honningkvalitetsparametre, såsom fugtindhold, elektrisk ledningsevne eller pH. Undersøgelser har vist, at ultralydsbehandling (f.eks. med en 24 kHz ultralydssonde af modellen UP400St, i batchbehandling) generelt fører til hurtigere opløsning af krystaller end termisk behandling.
(jf. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) sammenlignede ultralydbehandling og højt hydrostatisk tryk som behandlingsmuligheder for honningfortætning. Mens den højhydrostatiske trykbehandling viste sig at være for dyr og ineffektiv, gav ultralyd meget gode resultater. Derfor blev sonikering anbefalet som alternativ til traditionel termisk behandling af honning.
Önur et al. (2018) kom til samme konklusion ved sammenligning af konventionel varmebehandling ved 50 ° C, ultralydsfortætning og De anbefaler ultralydshonningbehandling frem for termisk behandling og trykbehandling på grund af bekvemmeligheden, kortere behandlingstider og mindre kvalitetstab.
Sidor et al. (2021) sammenlignede ultralydsfortætning med mikrobølgeopvarmning for at opløse sukkerkrystaller i kalk, akacie og multifloral honning. En stor ulempe ved mikrobølgeopvarmningen var de markant øgede HMF-værdier, ændringer i enzymatisk aktivitet og store tab af diastasetal. I modsætning hertil resulterede ultralydsfortætning kun i de mindste ændringer i honningegenskaber, så forskerholdet klart anbefalede ultralydshonningbehandlingen for at forsinke krystallisationsprocessen.
Sonikering forkorter fortætningstiden for fast honning uden at gå på kompromis med kvaliteten.
Højtydende ultralydapparater til honningdekrystallisation og stabilisering
Hielscher Ultrasonics fremstiller og leverer højtydende ultralydapparater til flydende fødevareforarbejdning såsom honningfortætning, krystalreduktion (sukkeropløsning, dekrystallisation) og mikrobiel stabilisering. Specielt udviklet ultralydsudstyr til honningbehandling giver mulighed for ensartet og pålidelig behandling. Dette sikrer produktionen af overlegen honning til opretholdte kvalitetsstandarder. Til behandling af honning tilbyder Hielscher Ultrasonics specielle sonotroder (ultralydssonder), som er ideelle til meget ensartet behandling af tyktflydende væsker såsom honning.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
---|---|---|
10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
15 til 150L | 3 til 15 l/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland
Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.
Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.
- høj effektivitet
- Avanceret teknologi
- pålidelighed & Robusthed
- batch & Inline
- til enhver volumen – Fra små partier til stort flow pr. time
- Videnskabeligt bevist
- Intelligent software
- Enkel, lineær opskalering
- smarte funktioner (f.eks. dataprotokol)
- 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.
Fakta, der er værd at vide
Baggrund for honningforarbejdning
Honning er et produkt med høj viskositet med karakteristisk smag og aroma, farve og tekstur.
Honning består af glukose, fruktose, vand, maltose, triaccharider og andre kulhydrater, saccharose, mineraler, proteiner, vitaminer og enzymer, gær og andre varmebestandige mikroorganismer og små mængder organiske syrer (se skemaet nedenfor). Højt niveau af tetracykliner, phenolforbindelser og hydrogenperoxid i honning giver antimikrobielle egenskaber.
Honning enzymer
Honning indeholder stivelsesfordøjende enzymer. Enzymer er følsomme over for varme og tjener derfor som en indikator for honningkvalitet og grad af termisk forarbejdning. Vigtige enzymer omfatter invertase (α-glucosidase), diastase (α-amylase) og glucoseoxidase. Disse er ernæringsmæssigt vigtige enzymer. Diastase hydrolyserer kulhydrater for let fordøjelighed. Invertase hydrolyserer saccharose og maltose til glukose og fruktose. Glukoseoxidase katalyserer glukose til dannelse af gluconsyre og hydrogenperoxid. Honning indeholder også katalase og sur fosfatase. Enzymaktiviteten måles generelt som diastaseaktivitet og udtrykkes i et diastasetal (DN). Honningstandarder specificerer et minimum diastaseantal på 8 i forarbejdet honning.
Gær og mikroorganismer i honning
Ekstraheret honning indeholder uønskede materialer, såsom gær (generelt osmofil, sukkertolerant) og andre varmebestandige mikroorganismer. De er ansvarlige for ødelæggelse af honningen under opbevaring. Et højt gærtal fører til en hurtig gæring af honning. Fermenteringshastigheden af honning er også korreleret med vand-/fugtindholdet. Et fugtindhold på 17% anses for at være et sikkert niveau for at forsinke gæraktiviteten. På den anden side øges chancen for krystallisation med et fald i fugtindholdet. Et gærtal på 500 cfu/ml eller mindre betragtes som et kommercielt acceptabelt niveau.
Krystallisation / granulering i honning
Honning krystalliserer naturligt, da det er en overmættet sukkeropløsning med mere end 70% sukkerindhold i forhold til et vandindhold på ca. 18%. Glukosen udfældes spontant ud af den overmættede tilstand ved at miste vand, da den bliver en mere stabil mættet tilstand af glukosemonohydrat. Dette fører til dannelsen af to faser – en flydende fase på toppen og en mere fast krystallinsk form nedenunder. Krystallerne danner et gitter, der immobiliserer andre komponenter i honningen i suspension, og dermed skaber en semisolid tilstand (National Honey Board, 2007). Krystallisering eller granulering er uønsket, da det er et alvorligt problem i forarbejdning og markedsføring af honningen. Krystallisering begrænser også strømmen af uforarbejdet honning ud af opbevaringsbeholdere.
Varmebehandling i honningforarbejdning
Efter ekstraktion og filtrering gennemgår honning termisk behandling for at reducere fugtighedsniveauet og ødelægge gær. Opvarmningen hjælper med at gøre krystaller flydende i honningen. Selvom varmebehandling effektivt kan reducere fugtreduktion, reducere og forsinke krystallisering og ødelægge gærceller fuldstændigt, resulterer det også i produktforringelse. Opvarmningen øger niveauet af hydroxymethylfurfural (HMF) betydeligt. Det maksimalt tilladte lovbestemte niveau for HMF er 40 mg/kg. Desuden reducerer opvarmning enzymaktivitet (f.eks. diastase) og påvirker sensoriske egenskaber og reducerer honningens friskhed. Varmebehandling gør også den naturlige honningfarve mørkere (brunfarvning). Især opvarmning over 90 °C resulterer i karamellisering af sukkeret. På grund af ujævn temperaturtransmission og eksponering kommer varmebehandling til kort i ødelæggelsen af varmebestandige mikroorganismer.
På grund af begrænsningerne ved varmebehandling fokuserer forskningsindsatsen på ikke-termiske alternativer, såsom mikrobølgestråling, infrarød opvarmning, ultrafiltrering og ultralydbehandling. Ultralydbehandling giver som en ikke-termisk behandling store fordele i forhold til alternative honningforarbejdningsteknikker.