Ultraschallbehandlung von Honig

Honig ist als Lebensmittel und Heilmittel sehr gefragt. Die Ultraschallbehandlung ist ein wirksames Verfahren, um unerwünschte Bestandteile wie Kristalle und mikrobielle Zellen im Honig zu zerstören. Als nichtthermische Verarbeitungstechnologie verhindert die Dekristallisation von Honig mittels Ultraschall einen unerwünschten Anstieg des HMF-Gehalts und sorgt zugleich für einen besseren Erhalt von Diastase, Aroma und Geschmack.

Vorteile der Dekristallisation von Honig mittels Ultraschall

Die Dekristallisation mittels Ultraschall ist eine effiziente Alternative zu herkömmlichen Erwärmungsverfahren zur Dekristallisation von Honig. Sie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber der konventionellen Erwärmung und macht die Ultraschallbehandlung zum überlegenen Verfahren für die Verflüssigung, Dekristallisation und Stabilisierung von Honig:

Die Dekristallisation mittels Ultraschall bietet mehrere Vorteile und lässt sich an alle Honigsorten und Produktionsmaßstäbe anpassen. Die Ultraschallgeräte von Hielscher lassen sich präzise steuern und auf Faktoren wie Honigviskosität, Kristallgröße und Qualitätsstandards abstimmen. Dadurch bieten die Ultraschallgeräte von Hielscher eine hohe Wirksamkeit sowie eine einfache und sichere Bedienung.

Ultraschallbehandlung von Honig

Die Ultraschallbehandlung ist eine nichtthermische Verarbeitungsalternative für viele flüssige Lebensmittel. Ihre mechanische Leistung wird zur schonenden und zugleich wirksamen mikrobiellen Inaktivierung und Partikelgrößenreduktion genutzt. Wird Honig mit Ultraschall behandelt, werden die meisten Hefezellen zerstört. Hefezellen, die die Beschallung überleben, verlieren im Allgemeinen ihre Fähigkeit zu wachsen. Dadurch wird die Gärungsrate des Honigs erheblich verringert.
Die Ultraschallbehandlung verflüssigt außerdem den Honig, indem sie vorhandene Kristalle beseitigt und eine weitere Kristallisation im Honig hemmt. In dieser Hinsicht ist sie mit dem Erwärmen von Honig vergleichbar. Die ultraschallunterstützte Verflüssigung kann bei wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen von etwa 35°C erfolgen und die Verflüssigungszeit auf weniger als 30 Sekunden verkürzen. Kai (2000) untersuchte die Verflüssigung australischer Honigsorten mittels Ultraschall (Brush box, Stringy bark, Yapunyah und Yellow box). Die Untersuchungen zeigten, dass eine Beschallung mit einer Frequenz von 20kHz die Kristalle im Honig vollständig auflöste. Ultraschallbehandelte Proben blieben etwa 350 Tage im verflüssigten Zustand (+20% gegenüber der Wärmebehandlung). Aufgrund der minimalen Wärmebelastung führt die Verflüssigung mittels Ultraschall zu einem besseren Erhalt von Aroma und Geschmack. Beschallte Proben zeigen nur einen sehr geringen Anstieg des HMF-Gehalts und einen geringfügigen Rückgang der Diastaseaktivität. Da weniger thermische Energie benötigt wird, hilft der Einsatz von Ultraschall, die Verarbeitungskosten gegenüber herkömmlichem Erwärmen und Abkühlen zu senken.

Die Untersuchungen von Kai (2000) zeigten außerdem, dass unterschiedliche Honigsorten unterschiedliche Beschallungsintensitäten und -zeiten erfordern. Daher empfehlen wir, Versuche mit einem Ultraschallsystem im Tischgeräteformat durchzuführen. Vorversuche sollten im Chargenbetrieb erfolgen, während weitere Verarbeitungsversuche eine Durchflusszelle für eine unter Druck erfolgende Rezirkulation oder für Inline-Versuche erfordern.

Was die Forschung über die Dekristallisation von Honig mittels Ultraschall sagt

Honig ist eine übersättigte Glucoselösung und neigt dazu, bei Raumtemperatur spontan in Form von Glucosemonohydrat zu kristallisieren. Traditionell wird eine Wärmebehandlung eingesetzt, um D-Glucosemonohydrat-Kristalle im Honig aufzulösen und die Kristallisation zu verzögern. Dieser Ansatz beeinträchtigt jedoch den feinen Geschmack des Honigs. Viele Forschende haben über den vorteilhaften Einsatz von Leistungsultraschall bei Honig berichtet. Es wurde gezeigt, dass der Einsatz von Ultraschall vorhandene Kristalle beseitigt und den Kristallisationsprozess verzögert, wodurch sich eine kosteneffiziente Technologie ergibt. Die Analyse des Kristallisationsprozesses deutet darauf hin, dass beschallte Honigproben länger flüssig blieben als wärmebehandelter Honig. Zudem wurden keine signifikanten Auswirkungen auf Qualitätsparameter des Honigs wie Feuchtigkeitsgehalt, elektrische Leitfähigkeit oder pH-Wert beobachtet. Studien haben gezeigt, dass eine Ultraschallbehandlung (z. B. mit einer 24 kHz-Sonotrode des Modells UP400St im Chargenbetrieb) im Allgemeinen zu einer schnelleren Auflösung der Kristalle führt als eine thermische Behandlung.
(vgl. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) verglich Ultraschallbehandlung und hohen hydrostatischen Druck als Behandlungsoptionen zur Verflüssigung von Honig. Während sich die Behandlung mit hohem hydrostatischem Druck als zu teuer und unwirksam erwies, lieferte Ultraschall sehr gute Ergebnisse. Daher wurde die Beschallung als Alternative zur herkömmlichen thermischen Verarbeitung von Honig empfohlen.
Önur et al. (2018) kamen beim Vergleich der herkömmlichen Wärmebehandlung bei 50ºC mit der Verflüssigung mittels Ultraschall zum selben Schluss. Aufgrund der einfachen Anwendung, kürzerer Verarbeitungszeiten und geringerer Qualitätsverluste empfehlen sie die Ultraschallbehandlung von Honig gegenüber der thermischen Verarbeitung und der Druckbehandlung.
Sidor et al. (2021) verglichen die Verflüssigung mittels Ultraschall mit der Mikrowellenerwärmung, um Zuckerkristalle in Linden-, Akazien- und Blütenhonigen aufzulösen. Ein wesentlicher Nachteil der Mikrowellenerwärmung waren die deutlich erhöhten HMF-Werte, Veränderungen der Enzymaktivität und starke Verluste bei der Diastasezahl. Dagegen führte die Verflüssigung mittels Ultraschall nur zu geringfügigsten Veränderungen der Honigeigenschaften, sodass das Forschungsteam die Ultraschallbehandlung von Honig zur Verzögerung des Kristallisationsprozesses klar empfahl.
Die Beschallung verkürzt die Verflüssigungszeit fester Honige, ohne deren Qualität zu beeinträchtigen.

Hochleistungsultraschallgeräte zur Dekristallisation und Stabilisierung von Honig

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungsultraschallgeräte für die Verarbeitung flüssiger Lebensmittel her und liefert sie für Anwendungen wie die Verflüssigung von Honig, die Reduktion von Kristallen (Auflösen von Zucker, Dekristallisation) und die mikrobielle Stabilisierung. Speziell für die Honigbehandlung entwickelte Ultraschallgeräte ermöglichen eine gleichmäßige und zuverlässige Verarbeitung. Dies gewährleistet die Herstellung von hochwertigem Honig unter Einhaltung der Qualitätsstandards. Für die Behandlung von Honig bietet Hielscher Ultrasonics spezielle Sonotroden (Ultraschallsonden) an, die ideal für die sehr gleichmäßige Behandlung viskoser Flüssigkeiten wie Honig geeignet sind.

Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:

Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany

Die Ultraschallgeräte von Hielscher sind für ihre höchsten Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Die Ultraschallgeräte von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen problemlos.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf Hochleistungsultraschallgeräte mit modernster Technologie und Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind die Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.