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Procesamiento ultrasónico de la miel

La miel tiene una gran demanda como alimento y como producto medicinal. El procesamiento ultrasónico es un medio eficaz para destruir componentes indeseados, como los cristales y las células microbianas presentes en la miel. Como tecnología de procesamiento no térmico, la descristalización ultrasónica de la miel evita el aumento indeseado de HFM y permite conservar mejor la diastasa, el aroma y el sabor.

Ventajas de la descristalización ultrasónica de la miel

La sonicación es un método muy eficiente para la descristalización de la miel.La descristalización ultrasónica es una alternativa eficiente a los métodos tradicionales de calentamiento para descristalizar la miel. La descristalización ultrasónica de la miel ofrece numerosas ventajas frente al método convencional de calentamiento, lo que convierte el procesamiento ultrasónico en un tratamiento superior para la licuefacción, la descristalización y la estabilización de la miel:

  • Conservación del valor nutricional de la miel: Los métodos tradicionales de calentamiento exponen la miel a altas temperaturas, lo que puede deteriorar su valor nutricional. La descristalización ultrasónica funciona a temperaturas más bajas, minimizando el riesgo de pérdida de nutrientes por efecto del calor y conservando las enzimas, las vitaminas y los antioxidantes naturales de la miel.
  • Proceso más rápido y eficiente: La descristalización ultrasónica puede reducir significativamente el tiempo necesario para descristalizar la miel en comparación con los métodos tradicionales de calentamiento. La aplicación de ondas ultrasónicas genera burbujas de cavitación en la miel, provocando un calentamiento rápido y uniforme en todo el volumen. Esto permite una descristalización más rápida y eficiente.
  • Disolución y descristalización uniformes: El calentamiento tradicional de la miel produce un tratamiento desigual, ya que el calor se aplica a la masa de miel contenida en bidones o barriles. Como resultado, algunas zonas de la miel se sobrecalientan, mientras que otras zonas del bidón apenas alcanzan un aumento de temperatura suficiente para disolver los cristales de azúcar e inactivar los microorganismos. El procesamiento ultrasónico de la miel se realiza en flujo continuo, de modo que toda la masa de miel queda expuesta uniformemente a los ultrasonidos. Esto permite un tratamiento de licuefacción, descristalización y estabilización mediante sonicación bien controlado.
  • Mejora de la calidad y el sabor: El calor puede alterar el sabor, el color y el aroma de la miel. La descristalización ultrasónica, con su calentamiento suave, ayuda a mantener las características sensoriales originales de la miel. Minimiza el riesgo de sobrecalentamiento, caramelización o deterioro del sabor, dando lugar a un producto final de mayor calidad.
  • Menor riesgo de formación de HMF: El hidroximetilfurfural (HMF) es un compuesto que se forma en la miel cuando se expone a altas temperaturas. Los niveles excesivos de HMF indican una baja calidad de la miel. La descristalización ultrasónica, al funcionar a temperaturas más bajas, reduce el riesgo de formación de HMF y garantiza que la miel conserve su composición natural y su alta calidad.
  • Eficiencia energética: Los métodos tradicionales de calentamiento requieren un consumo energético considerable para elevar la temperatura de la miel hasta el nivel deseado. La descristalización ultrasónica, por su parte, puede lograr el mismo resultado con un menor aporte energético gracias a su capacidad para generar un calentamiento localizado y eficiente dentro de la miel.
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    La descristalización ultrasónica ofrece varias ventajas y puede adaptarse a todos los tipos de miel y escalas de producción. Los sonicadores Hielscher permiten un control preciso y pueden ajustarse en función de factores como la viscosidad de la miel, el tamaño de los cristales y los estándares de calidad. De este modo, los sonicadores Hielscher ofrecen una gran eficacia y un funcionamiento sencillo y seguro.

     

    Solicitud de información



    Reactor para el procesamiento ultrasónico de la miel, destinado a la licuefacción y la descristalización de miel de alta calidad.

    Sonicador industrial para la descristalización y la estabilización de la miel mediante un tratamiento en línea de gran uniformidad.

    Los ultrasonidos de potencia son un método no térmico para disolver los cristales de azúcar de la miel, que permite una descristalización y una licuefacción suaves sin deteriorar la calidad de la miel.

    Imágenes microscópicas de miel tratada:
    (a) Muestra de control. Antes del tratamiento, la miel presenta una red de cristales en forma de aguja. Los círculos oscuros son burbujas de aire. (b) Muestras tratadas térmicamente a 40 °C tras 20 min de tratamiento térmico; (c) muestras tratadas a 40 °C+ ultrasonidos tras 20 min de tratamiento.
    (Artículo de investigación e imagen: ©Deora et al., 2013)

    Procesamiento ultrasónico de la miel

    La ultrasonicación es una técnica no térmica para licuar la miel. Las ondas ultrasónicas penetran en la miel y disuelven los cristales.La ultrasonicación es una alternativa de procesamiento no térmico para numerosos productos alimentarios líquidos. Su potencia mecánica se utiliza para lograr una inactivación microbiana y una reducción del tamaño de partícula suaves pero eficaces. Cuando la miel se expone a la ultrasonicación, se destruye la mayoría de las células de levadura. Las células de levadura que sobreviven a la sonicación generalmente pierden su capacidad de crecer. Esto reduce sustancialmente la velocidad de fermentación de la miel.
    La ultrasonicación también licua la miel al eliminar los cristales existentes e inhibir la cristalización posterior. En este aspecto, es comparable al calentamiento de la miel. La licuefacción asistida por ultrasonidos puede realizarse a temperaturas de proceso considerablemente más bajas, de aproximadamente 35 °C, y puede reducir el tiempo de licuefacción a menos de 30 segundos. Kai (2000) estudió la licuefacción ultrasónica de mieles australianas (Brush box, Stringy bark, Yapunyah y Yellow box). Los estudios demostraron que la sonicación a una frecuencia de 20 kHz licuaba por completo los cristales de la miel. Las muestras tratadas con ultrasonidos permanecieron en estado líquido durante aproximadamente 350 días (+20% en comparación con el tratamiento térmico). Debido a la mínima exposición al calor, la licuefacción ultrasónica permite conservar mejor el aroma y el sabor. Las muestras sonicadas presentan únicamente un aumento muy bajo de HMF y una pequeña disminución de la actividad diastásica. Al requerir menos energía térmica, la aplicación de ultrasonidos ayuda a reducir los costes de procesamiento en comparación con el calentamiento y el enfriamiento convencionales.

    La disolución ultrasónica y la inactivación microbiana se utilizan para mejorar la calidad de la miel. Los ultrasonidos de alta intensidad previenen la cristalización, ayudan a disolver los cristales ya formados (descristalización) y a inactivar los microorganismos indeseados.

    Sonicador industrial UIP6000hdT para la licuefacción y la estabilización microbiana de la miel.

    Los estudios de Kai (2000) también revelaron que los distintos tipos de miel requieren diferentes intensidades y tiempos de sonicación. Por este motivo, recomendamos realizar ensayos con un sistema de sonicación de sobremesa. Las pruebas preliminares deben realizarse por lotes, mientras que los ensayos posteriores de procesamiento requieren una celda de flujo para la recirculación a presión o las pruebas en línea.

    Qué dicen las investigaciones sobre la descristalización ultrasónica de la miel

    La miel es una solución sobresaturada de glucosa y tiende a cristalizar espontáneamente a temperatura ambiente en forma de glucosa monohidrato. Tradicionalmente, se ha utilizado el tratamiento térmico para disolver los cristales de D-glucosa monohidrato de la miel y retrasar la cristalización. Sin embargo, este método afecta negativamente al delicado sabor de la miel. Numerosos investigadores han documentado los beneficios de la aplicación de ultrasonidos de potencia a la miel. Se ha demostrado que la aplicación de ultrasonidos elimina los cristales existentes y también retrasa el proceso de cristalización, lo que la convierte en una tecnología rentable. El análisis del proceso de cristalización sugiere que las muestras de miel sonicadas permanecieron en estado líquido durante más tiempo que la miel tratada térmicamente. Además, no se observaron efectos significativos sobre los parámetros de calidad de la miel, como el contenido de humedad, la conductividad eléctrica o el pH. Los estudios han demostrado que, en general, el tratamiento con ultrasonidos (por ejemplo, con una sonda ultrasónica de 24 kHz del modelo UP400St, en un tratamiento por lotes) permite disolver los cristales más rápidamente que el tratamiento térmico.
    (véase Deora et al., 2013)
    Basmacı (2010) comparó la ultrasonicación y la alta presión hidrostática como opciones de tratamiento para la licuefacción de la miel. Mientras que el tratamiento con alta presión hidrostática resultó demasiado costoso e ineficaz, los ultrasonidos dieron muy buenos resultados. Por ello, se recomendó la sonicación como alternativa al procesamiento térmico tradicional de la miel.
    Önur et al. (2018) llegaron a la misma conclusión al comparar el tratamiento térmico convencional a 50ºC, la licuefacción ultrasónica y… Recomiendan el procesamiento ultrasónico de la miel frente al procesamiento térmico y al tratamiento a presión por su facilidad de aplicación, sus tiempos de procesamiento más cortos y la menor pérdida de calidad.
    Sidor et al. (2021) compararon la licuefacción ultrasónica con el calentamiento por microondas para disolver los cristales de azúcar de mieles de tilo, acacia y multiflorales. Una desventaja importante del calentamiento por microondas fue el aumento significativo de los valores de HMF, los cambios en la actividad enzimática y las grandes pérdidas en el índice diastásico. En cambio, la licuefacción ultrasónica solo produjo cambios mínimos en las propiedades de la miel, por lo que el equipo de investigación recomendó claramente el procesamiento ultrasónico de la miel para retrasar el proceso de cristalización.
    La sonicación acorta el tiempo de licuefacción de las mieles sólidas sin comprometer su calidad.

    El sonicador UIP2000hdT es un homogeneizador móvil de montaje superior para numerosas aplicaciones con líquidos y mezclas sólido-líquido.

    Sonicador de montaje superior UIP2000hdT con cascatrode sobre un soporte móvil para la licuefacción de la miel y la disolución de azúcar por lotes y en línea.

    Sonicadores de alto rendimiento para la descristalización y la estabilización de la miel

    Sonda ultrasónica de alta potencia para aplicaciones industriales: Hielscher Cascatrode™️Hielscher Ultrasonics fabrica y suministra sonicadores de alto rendimiento para el procesamiento de alimentos líquidos, como la licuefacción de la miel, la reducción de cristales (disolución de azúcar, descristalización) y la estabilización microbiana. Los equipos ultrasónicos desarrollados específicamente para el tratamiento de la miel permiten un procesamiento uniforme y fiable. Esto garantiza la producción de miel de calidad superior manteniendo los estándares de calidad. Para el tratamiento de la miel, Hielscher Ultrasonics ofrece sonotrodos especiales (sondas ultrasónicas), ideales para tratar con gran uniformidad líquidos viscosos como la miel.

    La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros sonicadores:

    Volumen del lote Caudal Equipos recomendados
    10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min UP200Ht, UP400St
    0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
    10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
    15 a 150 L 3 a 15 L/min UIP6000hdT
    n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
    n.a. superior conjunto de UIP16000

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    Diseño, fabricación y asesoramiento – Calidad fabricada en Alemania

    Los sonicadores Hielscher son reconocidos por sus máximos estándares de calidad y diseño. Su robustez y facilidad de uso permiten integrar nuestros sonicadores sin dificultades en las instalaciones industriales. Los sonicadores Hielscher afrontan fácilmente condiciones adversas y entornos exigentes.

    Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y concede especial importancia a los sonicadores de alto rendimiento que incorporan tecnología de vanguardia y facilidad de uso. Por supuesto, los sonicadores Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

    ¿Por qué elegir Hielscher Ultrasonics para el procesamiento de la miel?

    • alta eficiencia
    • tecnología de vanguardia
    • fiabilidad y robustez
    • por lotes y en línea
    • para cualquier volumen – desde pequeños lotes hasta grandes caudales por hora
    • demostrado científicamente
    • software inteligente
    • escalado sencillo y lineal
    • funciones inteligentes (por ejemplo, registro de datos)
    • CIP (limpieza in situ)
    Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento se utilizan en el procesamiento a escala de laboratorio, de sobremesa, piloto e industrial.

    Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.



    Bibliografía / Referencias

    Datos de interés

    Fundamentos del procesamiento de la miel

    La miel es un producto de alta viscosidad con sabor, aroma, color y textura característicos.
    La miel está compuesta por glucosa, fructosa, agua, maltosa, triaccharides y otros hidratos de carbono, sacarosa, minerales, proteínas, vitaminas y enzimas, levaduras y otros microorganismos resistentes al calor, así como pequeñas cantidades de ácidos orgánicos (véase el gráfico siguiente). Los altos niveles de tetraciclinas, compuestos fenólicos y peróxido de hidrógeno presentes en la miel le confieren propiedades antimicrobianas.

    perfil nutricional de los azúcares de la miel

    Perfil nutricional y composición de azúcares de la miel (©www.honey.com)

     

    Enzimas de la miel

    La miel contiene enzimas que digieren el almidón. Las enzimas son sensibles al calor y, por tanto, sirven como indicador de la calidad de la miel y del grado de procesamiento térmico. Entre las principales enzimas se encuentran la invertasa (α-glucosidasa), la diastasa (α-amilasa) y la glucosa oxidasa. Estas enzimas son importantes desde el punto de vista nutricional. La diastasa hidroliza los hidratos de carbono para facilitar su digestión. La invertasa hidroliza la sacarosa y la maltosa para formar glucosa y fructosa. La glucosa oxidasa cataliza la conversión de glucosa para formar ácido glucónico y peróxido de hidrógeno. La miel también contiene catalasa y fosfatasa ácida. La actividad enzimática suele medirse como actividad diastásica y se expresa mediante un índice diastásico (DN). Las normas relativas a la miel especifican un índice diastásico mínimo de 8 en la miel procesada.

    Levaduras y microorganismos en la miel

    La miel extraída contiene materiales indeseados, como levaduras (generalmente osmófilas, tolerantes al azúcar) y otros microorganismos resistentes al calor. Estos son responsables del deterioro de la miel durante el almacenamiento. Un recuento elevado de levaduras provoca una rápida fermentación de la miel. La velocidad de fermentación de la miel también está relacionada con el contenido de agua o humedad. Un contenido de humedad del 17% se considera un nivel seguro para ralentizar la actividad de las levaduras. Por otro lado, la probabilidad de cristalización aumenta al disminuir el contenido de humedad. Un recuento de levaduras de 500cfu/mL o menos se considera un nivel comercialmente aceptable.

    Cristalización / Granulación de la miel

    La miel cristaliza de forma natural porque es una solución sobresaturada de azúcar, con un contenido de azúcar superior al 70% frente a un contenido de agua de aproximadamente el 18%. La glucosa precipita espontáneamente desde el estado sobresaturado al perder agua y pasar a un estado saturado más estable de glucosa monohidrato. Esto provoca la formación de dos fases – una fase líquida en la parte superior y una forma cristalina más sólida en la parte inferior. Los cristales forman una red que inmoviliza otros componentes de la miel en suspensión, creando así un estado semisólido (National Honey Board, 2007). La cristalización o granulación es indeseable, ya que supone un problema importante en el procesamiento y la comercialización de la miel. Además, la cristalización limita la salida por flujo de la miel sin procesar de los recipientes de almacenamiento.
     

    Tratamiento térmico en el procesamiento de la miel

    Tras la extracción y la filtración, la miel se somete a un tratamiento térmico para reducir el nivel de humedad y destruir las levaduras. El calentamiento ayuda a licuar los cristales de la miel. Aunque el tratamiento térmico puede reducir eficazmente la reducción de humedad, reducir y retrasar la cristalización y destruir por completo las células de levadura, también provoca el deterioro del producto. El calentamiento aumenta considerablemente el nivel de hidroximetilfurfural (HMF). El nivel máximo de HMF permitido por la legislación es de 40 mg/kg. Además, el calentamiento reduce la actividad enzimática (por ejemplo, de la diastasa), afecta a las cualidades sensoriales y reduce la frescura de la miel. El procesamiento térmico también oscurece el color natural de la miel (pardeamiento). En particular, el calentamiento por encima de 90 °C provoca la caramelización del azúcar. Debido a la transmisión y la exposición desiguales a la temperatura, el tratamiento térmico no logra destruir suficientemente los microorganismos resistentes al calor.
    Debido a las limitaciones del tratamiento térmico, la investigación se centra en alternativas no térmicas, como la radiación por microondas, el calentamiento por infrarrojos, la ultrafiltración y la ultrasonicación. Como tratamiento no térmico, la ultrasonicación ofrece grandes ventajas en comparación con otras técnicas de procesamiento de la miel.


    ¡Ultrasonidos de alto rendimiento! La gama de productos Hielscher abarca todo el espectro, desde el sonicador compacto de laboratorio y los equipos de sobremesa hasta los sistemas ultrasónicos plenamente industriales.

    Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento desde escala de laboratorio hasta escala industrial.

    Estaremos encantados de hablar sobre su proceso.

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