Ultrahangos mézfeldolgozás
A méz iránt élelmiszerként és gyógyhatású készítményként is nagy a kereslet. Az ultrahangos feldolgozás hatékony módszer a mézben található nemkívánatos összetevők, például kristályok és mikrobiális sejtek elpusztítására. Nem termikus feldolgozási technológiaként a méz ultrahangos kristálymentesítése megakadályozza a HFM nemkívánatos növekedését, és elősegíti a diasztáz, az aroma és az íz jobb megőrzését.
A méz ultrahangos kristálymentesítésének előnyei
Az ultrahangos kristálymentesítés a méz kristálymentesítésére alkalmazott hagyományos melegítési módszerek hatékony alternatívája. A méz ultrahangos kristálymentesítése számos előnyt kínál a hagyományos melegítési módszerrel szemben, így az ultrahangos mézfeldolgozás a méz folyósításának, kristálymentesítésének és stabilizálásának kiválóbb kezelési módja:
Az ultrahangos kristálymentesítés számos előnyt kínál, és minden méztípushoz, valamint minden termelési léptékhez hozzáigazítható. A Hielscher ultrahangos készülékei pontosan szabályozhatók, és olyan tényezőkhöz igazíthatók, mint a méz viszkozitása, a kristályméret és a minőségi előírások. Ezáltal a Hielscher ultrahangos készülékei nagy hatékonyságot, valamint egyszerű és biztonságos működtetést biztosítanak.
Mikroszkópos felvételek a kezelt mézről:
(a) Kontrollminta. A kezelés előtt a méz tű alakú kristályok hálózataként jelenik meg. A sötét körök légbuborékok. (b) 40°C-on hőkezelt minták 20 min hőkezelés után; (c) 40°C+ ultrahanggal kezelt minták 20 min kezelés után.
(Kutatási közlemény és kép: ©Deora et al., 2013)
Ultrahangos mézfeldolgozás
Az ultrahangos kezelés számos folyékony élelmiszer esetében nem termikus feldolgozási alternatívát kínál. Mechanikai teljesítményét a mikroorganizmusok kíméletes, mégis hatékony inaktiválására és a részecskeméret csökkentésére használják. Amikor a mézet ultrahangos kezelésnek teszik ki, az élesztősejtek többsége elpusztul. Az ultrahangos kezelést túlélő élesztősejtek általában elveszítik növekedési képességüket. Ez jelentősen csökkenti a méz erjedésének sebességét.
Az ultrahangos kezelés a mézet is folyósítja, megszüntetve a meglévő kristályokat és gátolva a további kristályosodást. Ebből a szempontból a méz melegítéséhez hasonlítható. Az ultrahanggal segített folyósítás lényegesen alacsonyabb, körülbelül 35°C-os eljárási hőmérsékleten is működhet, és a folyósítás idejét 30 másodpercnél rövidebbre csökkentheti. Kai (2000) ausztrál mézek (Brush box, Stringy bark, Yapunyah és Yellow box) ultrahangos folyósítását vizsgálta. A vizsgálatok kimutatták, hogy a 20kHz frekvenciájú ultrahangos kezelés teljesen folyósította a mézben lévő kristályokat. Az ultrahanggal kezelt minták körülbelül 350 napig maradtak folyós állapotban (+20% a hőkezeléshez képest). A minimális hőterhelés miatt az ultrahangos folyósítás az aroma és az íz jobb megőrzését eredményezi. Az ultrahanggal kezelt mintákban csak nagyon csekély HMF-növekedés és a diasztázaktivitás kismértékű csökkenése figyelhető meg. Mivel kevesebb hőenergiára van szükség, az ultrahang alkalmazása a hagyományos melegítéshez és hűtéshez képest segít csökkenteni a feldolgozási költségeket.
UIP6000hdT ipari ultrahangos készülék a méz folyósításához és mikrobiális stabilizálásához.
Kai (2000) vizsgálatai azt is kimutatták, hogy a különböző méztípusok eltérő intenzitású és időtartamú ultrahangos kezelést igényelnek. Ezért asztali méretű ultrahangos kezelőrendszerrel végzett kísérleteket javasolunk. Az előzetes vizsgálatokat szakaszos üzemmódban kell elvégezni, míg a további feldolgozási kísérletekhez átfolyó cellára van szükség a nyomás alatti recirkulációhoz vagy a technológiai vezetékben végzett vizsgálatokhoz.
Mit mondanak a kutatások a méz ultrahangos kristálymentesítéséről?
A méz túltelített glükózoldat, amely szobahőmérsékleten hajlamos spontán kristályosodni glükóz-monohidrát formájában. Hagyományosan hőkezelést alkalmaznak a mézben lévő D-glükóz-monohidrát-kristályok feloldására és a kristályosodás késleltetésére. Ez a megközelítés azonban kedvezőtlenül befolyásolja a méz finom ízvilágát. Számos kutató számolt be a nagy teljesítményű ultrahang mézben történő alkalmazásának előnyeiről. Kimutatták, hogy az ultrahang alkalmazása megszünteti a meglévő kristályokat, és lassítja a kristályosodási folyamatot is, így költséghatékony technológiát kínál. A kristályosodási folyamat elemzése arra utal, hogy az ultrahanggal kezelt mézminták hosszabb ideig maradtak folyékony állapotban, mint a hőkezelt méz. Ezenkívül nem figyeltek meg jelentős hatást a méz olyan minőségi paramétereire, mint a nedvességtartalom, az elektromos vezetőképesség vagy a pH. A vizsgálatok kimutatták, hogy az ultrahangos kezelés általában gyorsabb kristályoldódáshoz vezet, mint a hőkezelés (például az UP400St modell 24 kHz-es ultrahangos szondájával, szakaszos kezelésben).
(vö. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) az ultrahangos kezelést és a nagy hidrosztatikus nyomás alkalmazását hasonlította össze a méz folyósításának kezelési lehetőségeiként. Míg a nagy hidrosztatikus nyomással végzett kezelés túl drágának és hatástalannak bizonyult, az ultrahang nagyon jó eredményeket adott. Ezért az ultrahangos kezelést a méz hagyományos termikus feldolgozásának alternatívájaként javasolták.
Önur et al. (2018) ugyanerre a következtetésre jutottak, amikor összehasonlították az 50ºC-on végzett hagyományos hőkezelést, az ultrahangos folyósítást és… A kényelmes alkalmazás, a rövidebb feldolgozási idők és a kisebb minőségveszteség miatt az ultrahangos mézfeldolgozást ajánlják a termikus feldolgozással és a nyomáskezeléssel szemben.
Sidor et al. (2021) az ultrahangos folyósítást a mikrohullámú melegítéssel hasonlították össze a hárs-, akác- és vegyes virágmézekben lévő cukorkristályok feloldására. A mikrohullámú melegítés jelentős hátrányai közé tartoztak a számottevően megnövekedett HMF-értékek, az enzimaktivitás változásai és a diasztázszám nagymértékű csökkenése. Ezzel szemben az ultrahangos folyósítás csak a legcsekélyebb változásokat okozta a méz tulajdonságaiban, ezért a kutatócsoport egyértelműen az ultrahangos mézfeldolgozást javasolta a kristályosodási folyamat késleltetésére.
Az ultrahangos kezelés lerövidíti a szilárd mézek folyósítási idejét anélkül, hogy rontaná a minőségüket.
UIP2000hdT felülről benyúló ultrahangos készülék cascatrode szondával, mobil állványon, a méz folyósításához és a cukor feloldásához szakaszos és átfolyásos üzemmódban.
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek a méz kristálymentesítéséhez és stabilizálásához
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos készülékeket gyárt és szállít folyékony élelmiszerek feldolgozásához, például a méz folyósításához, a kristályok mennyiségének csökkentéséhez (cukoroldás, kristálymentesítés) és mikrobiális stabilizálásához. A kifejezetten mézkezelésre kifejlesztett ultrahangos berendezések egyenletes és megbízható feldolgozást tesznek lehetővé. Ez biztosítja a kiválóbb minőségű méz előállítását a minőségi előírások betartása mellett. A méz kezeléséhez a Hielscher Ultrasonics speciális szonotródákat (ultrahangos szondákat) kínál, amelyek ideálisak a viszkózus folyadékok, például a méz rendkívül egyenletes kezeléséhez.
Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Adagtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | készülékcsoport: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség
A Hielscher ultrahangos készülékei a legmagasabb minőségi és tervezési színvonalukról ismertek. Robusztus kivitelük és egyszerű kezelhetőségük lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékei könnyedén megbirkóznak a mostoha körülményekkel és a nagy követelményeket támasztó környezetekkel.
A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, és különös hangsúlyt fektet a legkorszerűbb technológiát és felhasználóbarát működést kínáló, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. A Hielscher ultrahangos készülékei természetesen megfelelnek a CE-előírásoknak, valamint az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
- nagy hatékonyság
- legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság és robusztus kivitel
- szakaszos és átfolyásos üzemmód
- bármilyen térfogathoz – a kis adagoktól a nagy óránkénti térfogatáramig
- tudományosan igazolt
- intelligens szoftver
- egyszerű, lineáris léptéknövelés
- intelligens funkciók (pl. adatnaplózás)
- CIP (helyben történő tisztítás)
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
A mézfeldolgozás háttere
A méz jellegzetes ízű, aromájú, színű és állagú, nagy viszkozitású termék.
A méz glükózból, fruktózból, vízből, maltózból, triaccharides és egyéb szénhidrátokból, szacharózból, ásványi anyagokból, fehérjékből, vitaminokból és enzimekből, élesztőkből és más hőálló mikroorganizmusokból, valamint kis mennyiségű szerves savból áll (lásd az alábbi ábrát). A mézben található tetraciklinek, fenolos vegyületek és hidrogén-peroxid magas szintje antimikrobiális tulajdonságokat kölcsönöz neki.
A méz enzimei
A méz keményítőbontó enzimeket tartalmaz. Az enzimek hőérzékenyek, ezért a méz minőségének és a termikus feldolgozás mértékének indikátoraiként szolgálnak. A fő enzimek közé tartozik az invertáz (α-glükozidáz), a diasztáz (α-amiláz) és a glükóz-oxidáz. Ezek táplálkozási szempontból fontos enzimek. A diasztáz hidrolizálja a szénhidrátokat, elősegítve könnyű emészthetőségüket. Az invertáz a szacharózt és a maltózt glükózzá és fruktózzá hidrolizálja. A glükóz-oxidáz katalizálja a glükóz átalakulását glükonsavvá és hidrogén-peroxiddá. A méz katalázt és savas foszfatázt is tartalmaz. Az enzimaktivitást általában diasztázaktivitásként mérik, és diasztázszámmal (DN) fejezik ki. A mézre vonatkozó szabványok a feldolgozott mézben legalább 8-as diasztázszámot írnak elő.
Élesztők és mikroorganizmusok a mézben
A kinyert méz nemkívánatos anyagokat, például élesztőket (általában ozmofil, cukortűrő élesztőket) és más hőálló mikroorganizmusokat tartalmaz. Ezek felelősek a méz tárolás közbeni romlásáért. A magas élesztősejtszám a méz gyors erjedéséhez vezet. A méz erjedési sebessége a víz-/nedvességtartalommal is összefügg. A 17%-os nedvességtartalmat biztonságos szintnek tekintik az élesztők aktivitásának lassításához. Másrészt a kristályosodás esélye a nedvességtartalom csökkenésével nő. Az 500cfu/mL vagy annál kisebb élesztősejtszám kereskedelmi szempontból elfogadható szintnek számít.
A méz kristályosodása / szemcsésedése
A méz természetes módon kristályosodik, mivel túltelített cukoroldat, amelynek cukortartalma meghaladja a 70%-ot, míg víztartalma körülbelül 18%. A glükóz spontán kiválik a túltelített állapotból, miközben vizet veszít, és a glükóz-monohidrát stabilabb, telített állapotába kerül. Ez két fázis kialakulásához vezet – felül egy folyékony fázis, alul pedig egy szilárdabb, kristályos forma jön létre. A kristályok rácsot alkotnak, amely a méz más összetevőit szuszpenzióban rögzíti, így félszilárd állapotot hoz létre (National Honey Board, 2007). A kristályosodás vagy szemcsésedés nemkívánatos, mivel komoly problémát jelent a méz feldolgozásában és értékesítésében. A kristályosodás emellett korlátozza a feldolgozatlan méz kifolyását a tárolóedényekből.
Hőkezelés a mézfeldolgozásban
A kinyerés és szűrés után a mézet hőkezelésnek vetik alá a nedvességszint csökkentése és az élesztők elpusztítása érdekében. A melegítés elősegíti a mézben lévő kristályok folyósítását. Bár a hőkezelés hatékonyan csökkentheti a nedvesség csökkenését, mérsékelheti és késleltetheti a kristályosodást, valamint teljesen elpusztíthatja az élesztősejteket, a termék minőségének romlását is eredményezi. A melegítés jelentősen növeli a hidroximetil-furfurol (HMF) szintjét. A HMF jogszabály szerint megengedett legmagasabb szintje 40mg/kg. Ezenkívül a melegítés csökkenti az enzimek (például a diasztáz) aktivitását, befolyásolja az érzékszervi tulajdonságokat és csökkenti a méz frissességét. A termikus feldolgozás a méz természetes színét is sötétíti (barnulás). Különösen a 90°C feletti melegítés eredményezi a cukor karamellizálódását. Az egyenetlen hőátadás és hőterhelés miatt a hőkezelés nem pusztítja el kellő mértékben a hőálló mikroorganizmusokat.
A hőkezelés korlátai miatt a kutatások olyan nem termikus alternatívákra összpontosítanak, mint a mikrohullámú sugárzás, az infravörös melegítés, az ultraszűrés és az ultrahangos kezelés. Az ultrahangos kezelés nem termikus kezelésként jelentős előnyöket kínál az alternatív mézfeldolgozási technikákhoz képest.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt laboratóriumi mérettől egészen az ipari méretig.


