Ultraschall bei der Honig-Verarbeitung

Honig erfreut sich als Lebensmittel und Medizin großer Beliebtheit. Die Ultraschallverarbeitung ist ein wirksames Mittel zur Zerstörung unerwünschter Bestandteile wie Kristalle und mikrobielle Zellen im Honig. Als nicht-thermische Verarbeitungstechnologie verhindert die Dekristallisierung von Honig mit Ultraschall eine unerwünschte Erhöhung der HFM sowie eine bessere Erhaltung von Diastase, Aroma und Geschmack.

Vorteile der Ultraschall-Honigentkristallisierung

Die Ultraschall-Dekristallisation ist eine effiziente Alternative zu den herkömmlichen Erhitzungsmethoden für die Honig-Dekristallisation. Die Ultraschall-Honigentkristallisierung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Erhitzungsmethode, was die Ultraschall-Honigverarbeitung zur überlegenen Behandlung für die Honigverflüssigung, -entkristallisierung und -stabilisierung macht:

Die Ultraschall-Entkristallisierung bietet mehrere Vorteile und kann an alle Honigsorten und Produktionsgrößen angepasst werden. Hielscher-Ultraschallgeräte sind präzise steuerbar und können auf Faktoren wie Honigviskosität, Kristallgröße und Qualitätsstandards abgestimmt werden. Dadurch bieten Hielscher-Ultraschallgeräte hohe Effektivität und einfache, sichere Bedienung.

Ultraschall bei der Honig-Verarbeitung

Die Ultraschallbehandlung ist eine nicht-thermische Verarbeitungsalternative für viele flüssige Lebensmittelprodukte. Die mechanische Kraft des Ultraschalls wird für eine sanfte, aber wirksame Inaktivierung von Mikroorganismen und eine Verringerung der Partikelgröße genutzt. Wenn Honig einer Ultraschallbehandlung ausgesetzt wird, werden die meisten Hefezellen zerstört. Hefezellen, die die Beschallung überleben, verlieren im Allgemeinen ihre Fähigkeit zu wachsen. Dadurch wird die Fermentationsrate des Honigs erheblich reduziert.
Durch die Ultraschallbehandlung wird der Honig verflüssigt, wobei vorhandene Kristalle entfernt werden und eine weitere Kristallisierung des Honigs verhindert wird. In dieser Hinsicht ist sie mit der Erwärmung des Honigs vergleichbar. Die ultraschallgestützte Verflüssigung kann bei wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen von ca. 35°C arbeiten und die Verflüssigungszeit auf weniger als 30 Sekunden reduzieren. Kai (2000) untersuchte die Ultraschallverflüssigung von australischen Honigsorten (Brush box, Stringy bark, Yapunyah und Yellow box). Die Untersuchungen zeigten, dass die Beschallung mit einer Frequenz von 20 kHz die Kristalle im Honig vollständig verflüssigte. Die mit Ultraschall behandelten Proben blieben ca. 350 Tage lang im verflüssigten Zustand (+20 % im Vergleich zur Wärmebehandlung). Aufgrund der minimalen Wärmeeinwirkung führt die Ultraschallverflüssigung zu einer größeren Beibehaltung von Aroma und Geschmack. Die mit Ultraschall verflüssigten Proben zeigen nur einen sehr geringen HMF-Anstieg und eine geringe Abnahme der Diastase-Aktivität. Da weniger thermische Energie benötigt wird, hilft die Anwendung von Ultraschall im Vergleich zur herkömmlichen Erhitzung und Kühlung, Verarbeitungskosten zu sparen.

Die Untersuchungen von Kai (2000) haben auch gezeigt, dass verschiedene Honigsorten unterschiedliche Beschallungsintensitäten und -zeiten erfordern. Aus diesem Grund empfehlen wir die Durchführung von Versuchen mit einer Beschallungsanlage in Tischgröße. Vorversuche sollten im Chargenbetrieb durchgeführt werden, während für weitere Verarbeitungsversuche eine Durchflusszelle zur Druckumwälzung oder Inline-Versuche erforderlich sind.

Was die Forschung über die Ultraschall-Honigentkristallisation sagt

Honig ist eine übersättigte Glukoselösung und neigt dazu, bei Raumtemperatur spontan in Form von Glukosemonohydrat zu kristallisieren. Um die D-Glukosemonohydrat-Kristalle im Honig aufzulösen und die Kristallisation zu verzögern, wird traditionell eine Wärmebehandlung durchgeführt. Diese Methode wirkt sich jedoch negativ auf den feinen Geschmack des Honigs aus. Viele Forscher haben über die vorteilhafte Anwendung von Hochleistungsultraschall in Honig berichtet. Es hat sich gezeigt, dass die Anwendung von Ultraschall vorhandene Kristalle beseitigt und den Kristallisationsprozess verzögert, was zu einer kosteneffizienten Technologie führt. Die Analyse des Kristallisationsprozesses deutet darauf hin, dass beschallte Honigproben länger im flüssigen Zustand bleiben als wärmebehandelter Honig. Außerdem wurden keine signifikanten Auswirkungen auf die Qualitätsparameter des Honigs, wie Feuchtigkeitsgehalt, elektrische Leitfähigkeit oder pH-Wert, festgestellt. Studien haben gezeigt, dass die Ultraschallbehandlung (z. B. mit einer 24-kHz-Ultraschallsonde des Modells UP400St bei der Chargenbehandlung) im Allgemeinen zu einer schnelleren Auflösung der Kristalle führt als die Wärmebehandlung.
(vgl. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) verglich Ultraschall und hochhydrostatischen Druck als Behandlungsmöglichkeiten für die Verflüssigung von Honig. Während sich die Behandlung mit hoch-hydrostatischem Druck als zu teuer und ineffektiv 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 konventionellen Wärmebehandlung bei 50 °C, der Ultraschallverflüssigung und der Druckbehandlung zu demselben Ergebnis.
Sidor et al. (2021) verglichen die Ultraschallverflüssigung mit der Mikrowellenerhitzung, um Zuckerkristalle in Kalk-, Akazien- und Mehrblütenhonig aufzulösen. Ein wesentlicher Nachteil der Mikrowellenerwärmung waren die deutlich erhöhten HMF-Werte, Veränderungen der enzymatischen Aktivität und große Diastasezahlverluste. Im Gegensatz dazu führte die Ultraschallverflüssigung nur zu geringfügigen Veränderungen der Honigeigenschaften, so dass das Forschungsteam eindeutig die Honigverarbeitung mit Ultraschall empfiehlt, um den Kristallisationsprozess zu verzögern.
Die Sonikation verkürzt die Verflüssigungszeit von festem Honig, ohne seine Qualität zu beeinträchtigen.

Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die Entkristallisierung und Stabilisierung von Honig

Hielscher Ultrasonics fertigt und liefert Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die Verarbeitung von flüssigen Lebensmitteln wie Honigverflüssigung, Kristallreduktion (Zuckerauflösung, Dekristallisation) und mikrobielle Stabilisierung. Speziell entwickelte Ultraschallgeräte für die Honigbehandlung ermöglichen eine gleichmäßige und zuverlässige Verarbeitung. Dies gewährleistet die Produktion von hochwertigem Honig bei gleichbleibender Qualität. Für die Behandlung von Honig bietet Hielscher Ultrasonics spezielle Sonotroden (Ultraschallsonden) an, die für die sehr gleichmäßige Behandlung von viskosen Flüssigkeiten wie Honig ideal sind.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany

Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.