Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Procesamiento de miel mediante ultrasonidos

La miel goza de gran demanda como alimentos y medicinas. procesamiento ultrasónica es un medio eficaz para destruir los componentes indeseables, tales como los cristales y las células de levadura en la miel. Como una tecnología de procesamiento no térmico, se produce menor aumento de HMF y una mejor retención de la diastasa, aroma y sabor.

Antecedentes

La miel es un producto de alta viscosidad de característico sabor y aroma, color y textura.

miel consiste en glucosa, Fructosa, agua, maltosa, triaccharides y otros hidratos de carbono, sacarosa, minerales, proteínas, vitaminas y enzimas, levaduras y otros microorganismos resistentes al calor y pequeñas cantidades de ácidos orgánicos (ver gráfico a la derecha). Alto nivel de tetraciclinas, compuestos fenólicos y peróxido de hidrógeno en la miel es dar propiedades antimicrobianas.

enzimas

La miel contiene enzimas de almidón digerir. Las enzimas son sensibles al calor y por lo tanto servir como una indicador de la calidad de la miel y el grado de procesamiento térmico. enzimas importantes incluyen invertasa (Α-glucosidasa), diastasa (Α-amilasa) y glucosa oxidasa. Estos son enzimas nutricionalmente importantes. Diastasa hidroliza los carbohidratos para la fácil digestibilidad. Invertasa hidroliza la sacarosa y la maltosa en glucosa y fructosa. La glucosa oxidasa cataliza la glucosa para formar ácido glucónico y peróxido de hidrógeno. Miel no también contienen catalasa y fosfatasa ácida. La actividad enzimática se mide generalmente como la actividad de diastasa y se expresa en una número diastasa (DN). normas miel especificar un DN mínimo de 8 en miel procesada.

Levaduras y microorganismos

La miel extraída contiene materiales indeseables, tales como levadura (Generalmente osmophillic, azúcar tolerantes a) y otra microorganismos resistentes al calor. Ellos son responsables de la deterioro de la miel durante el almacenamiento. Un alto número de levaduras conduce a una rápida Fermentación de miel. La velocidad de la fermentación de la miel también se correlaciona con el contenido de agua / humedad. Un contenido de humedad del 17% se considera que es un nivel seguro para retardar actividad de la levadura. Por otro lado, la posibilidad de Cristalización aumenta con la disminución del contenido de humedad. Un recuento de levadura de 500cfu / mL o menos es considerado como un nivel comercialmente aceptable.

La cristalización / granulación

La miel se cristaliza de forma natural ya que es una sobresaturada solución de azúcar, con más de un 70% de contenido de azúcar con relación a un contenido de agua de aproximadamente 18%. los glucosa precipita espontáneamente fuera del estado sobresaturado, a través de la pérdida de agua a medida que se convierte en un estado saturado más estable de monohidrato de glucosa. Esto conduce a la formación de dos fases – una fase líquida en la parte superior y una forma cristalina más sólida a continuación. Los cristales forman una celosía, que inmoviliza otros componentes de la miel en suspensión, creando así una semisólido estado (Consejo Nacional de la Miel, 2007). La cristalización o granulación es indeseable ya que es una serio problema en el procesamiento y comercialización de la miel. Además, la cristalización limita el flujo de miel sin procesar fuera de los contenedores de almacenamiento.

Tratamiento térmico

Después de la extracción y filtración, la miel se somete a tratamiento térmico con el fin de reducir el nivel de humedad y para destruir la levadura. La calefacción no ayuda a licuar cristales en la miel. Aunque, el tratamiento térmico puede reducir efectivamente la reducción de la humedad, reducir y retrasar la cristalización, y destruir células de levadura por completo, lo hace también resultado en el deterioro del producto. El calentamiento aumenta el nivel de hidroximetilfurfural (HMF) importantemente. El nivel legal máximo admisible de HMF es de 40 mg / kg. Además, calefacción reduce enzima (Por ejemplo diastasa) la actividad y afecta a las cualidades sensoriales y reduce la frescura de la miel. El tratamiento térmico se oscurece el color miel natural (pigmentación parda), también. En particular calentamiento por encima de 90 ° C da lugar a caramelización del azúcar. El tratamiento térmico se queda corto en la destrucción de microorganismos resistentes al calor.

Debido a la limitaciones de tratamiento térmico, Los esfuerzos de investigación se centran en las alternativas no térmicos, como la radiación de microondas, calefacción por infrarrojos, ultrafiltración y ultrasonicación.

Ultrasonidos de miel

Ultrasonidos es una alternativa de procesamiento no térmico para muchos productos alimenticios líquidos. Sus potencia mecánica está siendo utilizado para una suave pero eficaz Inactivación microbiana y la reducción de tamaño de partícula. Cuando la miel se expone a ultrasonidos, la mayoría de las células de levadura se destruyen. Las células de levadura que sobreviven sonicación generalmente pierden su capacidad para crecer. Esto reduce la velocidad de fermentación de la miel sustancialmente.

También hace ultrasonidos eliminar los cristales existentes y inhibir aún más la cristalización en la miel. En este aspecto, es comparable al calentamiento de la miel. Ultrasonidos de licuefacción asistido puede funcionar sustancialmente temperaturas de proceso inferiores de aprox. 35 ° C y puede reducir el tiempo de licuefacción a menos de 30 segundos. Kai (2000) estudió la licuefacción de ultrasonidos de mieles australianos (caja de escobillas, corteza fibrosa, Yapunyah y caja amarilla). Los estudios mostraron, que la sonicación a una frecuencia de 20 kHz licuado los cristales en la miel, completamente. muestras tratadas ultrasónicamente permanecieron en estado licuado durante aprox. 350 días (+ 20% en comparación con el tratamiento térmico). Debido a la exposición mínima de calor, Los resultados de licuefacción de ultrasonidos en una una mayor retención del aroma y sabor. Las muestras tratadas con ultrasonidos muestran sólo una bajo incremento de HMF y una bajo disminución de la actividad de la diastasa. Como se necesita menos energía térmica, la aplicación de ultrasonidos ayuda a ahorrar costes de procesamiento en comparación con calefacción y refrigeración convencional.

El Los estudios de Kai también reveló, que los diferentes tipos de miel requieren diferentes intensidades y tiempos de tratamiento con ultrasonidos. Por esta razón, se recomienda la realización de ensayos utilizando un sistema de ultrasonidos tamaño de sobremesa. Las pruebas preliminares deben llevarse a cabo en modo de lote, mientras que los ensayos adicionales de procesamiento requieren una celda de flujo para la recirculación a presión o en línea de prueba.

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Referencias

Subramanian, R., Umesh Hebbar, H., Rastogi, N. K. (2007): El procesamiento de la miel: una revisión, en: Revista Internacional de propiedades de los alimentos, 10: 127-143, 2007.

Kai, S. (2000): Investigación sobre ultrasónico licuefacción de mieles de Australia, la Universidad de Queensland (Australia), Departamento de Ingeniería Química.

Junta Nacional de la Miel (2007): Hojas informativas, CO, EE.UU.