Pengolahan madu ultrasonik
Madu menikmati permintaan besar sebagai makanan dan obat-obatan. Pemrosesan ultrasonik adalah cara yang efektif untuk menghancurkan komponen yang tidak diinginkan, seperti kristal dan sel mikroba dalam madu. Sebagai teknologi pemrosesan non-termal, dekristalisasi madu ultrasonik mencegah peningkatan HFM yang tidak diinginkan serta retensi diastase, aroma, dan rasa yang lebih baik.
Keuntungan dari Dekristalisasi Madu Ultrasonik
Dekristalisasi ultrasonik adalah alternatif yang efisien untuk metode pemanasan tradisional untuk dekristalisasi madu. Dekristalisasi madu ultrasonik menawarkan banyak keunggulan dibandingkan metode pemanasan konvensional, yang membuat pemrosesan madu ultrasonik sebagai perawatan unggul untuk pencairan, dekristalisasi, dan stabilisasi madu:
Dekristalisasi ultrasonik menawarkan beberapa keunggulan dan dapat disesuaikan dengan semua jenis madu dan skala produksi. Ultrasonicators Hielscher dapat dikontrol secara tepat dan dapat disetel ke faktor-faktor seperti viskositas madu, ukuran kristal, dan standar kualitas. Dengan demikian, ultrasonicators Hielscher memberikan efektivitas tinggi dan operasi yang sederhana dan aman.

Gambar mikroskopis madu yang diolah:
(a) Sampel kontrol. Sebelum dirawat, madu muncul sebagai jaringan kristal berbentuk jarum. Lingkaran hitam adalah gelembung udara. (b) Sampel yang diberi perlakuan panas 40 °C setelah 20 menit perlakuan termal; (c) 40 °C + sampel yang diolah dengan ultrasound setelah 20 menit perawatan.
(Makalah penelitian dan gambar: ©Deora et al., 2013)
Pengolahan madu ultrasonik
Ultrasonikasi adalah alternatif pemrosesan non-termal untuk banyak produk makanan cair. Kekuatan mekanisnya digunakan untuk inaktivasi mikroba yang lembut namun efektif dan pengurangan ukuran partikel. Ketika madu terkena ultrasonikasi, sebagian besar sel ragi dihancurkan. Sel ragi yang bertahan dari sonikasi umumnya kehilangan kemampuannya untuk tumbuh. Ini mengurangi laju fermentasi madu secara substansial.
Ultrasonikasi juga mencairkan madu, menghilangkan kristal yang ada dan menghambat kristalisasi lebih lanjut dalam madu. Dalam aspek ini, ini sebanding dengan memanaskan madu. Pencairan berbantuan ultrasonik dapat bekerja pada suhu proses yang jauh lebih rendah sekitar 35 °C dan dapat mengurangi waktu pencairan menjadi kurang dari 30 detik. Kai (2000) mempelajari pencairan ultrasonik madu Australia (Brush box, Stringy bark, Yapunyah dan Yellow box). Studi menunjukkan, bahwa sonikasi pada frekuensi 20kHz mencairkan kristal dalam madu, sepenuhnya. Sampel yang diolah secara ultrasonik tetap dalam keadaan cair selama sekitar 350 hari (+20% jika dibandingkan dengan perlakuan panas). Karena paparan panas yang minimal, pencairan ultrasonik menghasilkan retensi aroma dan rasa yang lebih besar. Sampel yang disonisikan hanya menunjukkan peningkatan HMF yang sangat rendah dan penurunan kecil dalam aktivitas diastase. Karena lebih sedikit energi panas yang dibutuhkan, penerapan ultrasound membantu menghemat biaya pemrosesan jika dibandingkan dengan pemanasan dan pendinginan konvensional.

Ultrasonicator industri UIP6000hdT untuk pencairan dan stabilisasi mikroba madu.
Studi Kai (2000) juga mengungkapkan, bahwa berbagai jenis madu membutuhkan intensitas dan waktu sonikasi yang berbeda. Untuk alasan ini, kami merekomendasikan pelaksanaan uji coba menggunakan sistem sonikasi ukuran bench-top. Pengujian pendahuluan harus dilakukan dalam mode batch, sementara uji coba pemrosesan lebih lanjut memerlukan sel aliran untuk resirkulasi bertekanan atau pengujian in-line.
Apa yang dikatakan Penelitian tentang De-Kristalisasi Madu Ultrasonik
Madu adalah larutan glukosa jenuh dan memiliki kecenderungan untuk mengkristal secara spontan pada suhu kamar dalam bentuk glukosa monohidrat. Perlakuan panas telah digunakan secara tradisional untuk melarutkan kristal D-glukosa monohidrat dalam madu dan menunda kristalisasi. Namun, pendekatan ini berdampak negatif pada rasa madu yang dipintal halus. Aplikasi yang bermanfaat dari ultrasound daya dalam madu telah dilaporkan oleh banyak peneliti. Penerapan ultrasound telah terbukti menghilangkan kristal yang ada dan juga memperlambat proses kristalisasi yang menghasilkan teknologi yang hemat biaya. Analisis proses kristalisasi menunjukkan bahwa sampel madu yang disonikasi tetap dalam keadaan cair untuk waktu yang lebih lama daripada madu yang dipanaskan. Selain itu, tidak ada efek signifikan pada parameter kualitas madu, seperti kadar air, konduktivitas listrik atau pH, yang diamati. Penelitian telah menunjukkan bahwa, secara umum, perawatan ultrasonografi (misalnya dengan probe ultrasonik 24 kHz model UP400St, dalam perawatan batch) menyebabkan pembubaran kristal yang lebih cepat daripada perawatan termal.
(lih. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) membandingkan ultrasonikasi dan tekanan hidrostatik tinggi sebagai pilihan pengobatan untuk pencairan madu. Sementara perawatan tekanan hidrostatik tinggi terbukti terlalu mahal dan tidak efektif, USG memberikan hasil yang sangat baik. Oleh karena itu, sonikasi direkomendasikan sebagai alternatif untuk pemrosesan termal tradisional madu.
Önur et al. (2018) sampai pada kesimpulan yang sama ketika membandingkan perlakuan panas konvensional pada 50ºC, pencairan ultrasonik dan Mereka merekomendasikan pemrosesan madu ultrasonik daripada pemrosesan termal dan perlakuan tekanan karena kenyamanan, waktu pemrosesan yang lebih singkat, dan kehilangan kualitas yang lebih sedikit.
Sidor et al. (2021) membandingkan pencairan ultrasonik dengan pemanasan gelombang mikro untuk melarutkan kristal gula dalam madu kapur, akasia, dan multifloral. Kerugian utama dari pemanasan gelombang mikro adalah peningkatan nilai HMF secara signifikan, perubahan aktivitas enzimatik dan kehilangan jumlah diastase yang besar. Sebaliknya, pencairan ultrasonik hanya menghasilkan perubahan terkecil dalam sifat madu, sehingga tim peneliti dengan jelas merekomendasikan pemrosesan madu ultrasonik untuk menunda proses kristalisasi.
Sonikasi mempersingkat waktu pencairan madu padat tanpa mengorbankan kualitasnya.

Overhead ultrasonicator UIP2000hdT dengan cascatrode pada dudukan seluler untuk pencairan madu dan pelarutan gula dalam mode batch dan inline.
Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Dekristalisasi dan Stabilisasi Madu
Hielscher Ultrasonics memproduksi dan memasok ultrasonicator berkinerja tinggi untuk pengolahan makanan cair seperti pencairan madu, reduksi kristal (pelarutan gula, dekristalisasi) dan stabilisasi mikroba. Peralatan ultrasonik yang dikembangkan khusus untuk perawatan madu memungkinkan pemrosesan yang seragam dan andal. Ini menjamin produksi madu unggul dengan standar kualitas yang dipertahankan. Untuk perawatan madu, Hielscher Ultrasonics menawarkan sonotrodes khusus (probe ultrasonik), yang ideal untuk perawatan cairan kental yang sangat seragam seperti madu.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT |
n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman
Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas dan standar desainnya yang tertinggi. Ketahanan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi ultrasonicator kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh ultrasonicator Hielscher.
Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
- efisiensi yang sangat tinggi
- Teknologi canggih
- handal & sangat kuat
- Batch & inline
- untuk volume apa pun – dari batch kecil hingga aliran besar per jam
- Terbukti secara ilmiah
- Perangkat Lunak Cerdas
- Peningkatan skala linier yang sederhana
- Fitur pintar (misalnya, protokol data)
- CIP (bersihkan di tempat)
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Latar Belakang Pengolahan Madu
Madu adalah produk viskositas tinggi dengan rasa dan aroma, warna dan tekstur yang khas.
Madu terdiri dari glukosa, fruktosa, air, maltosa, triaccharides dan karbohidrat lainnya, sukrosa, mineral, protein, vitamin dan enzim, ragi dan mikroorganisme tahan panas lainnya dan sejumlah kecil asam organik (lihat bagan di bawah). Tingkat tinggi tetrasiklin, senyawa fenolik dan hidrogen peroksida dalam madu memberikan sifat antimikroba.
Enzim Madu
Madu mengandung enzim pencernaan pati. Enzim sensitif terhadap panas dan oleh karena itu berfungsi sebagai indikator kualitas madu dan tingkat pemrosesan termal. Enzim utama termasuk invertase (α-glukosidase), diastase (α-amilase) dan glukosa oksidase. Ini adalah enzim nutrisi yang penting. Diastase menghidrolisis karbohidrat agar mudah dicerna. Invertase menghidrolisis sukrosa dan maltosa menjadi glukosa dan fruktosa. Glukosa oksidase mengkatalisis glukosa untuk membentuk asam glukonat dan hidrogen peroksida. Madu juga mengandung katalase dan asam fosfatase. Aktivitas enzim umumnya diukur sebagai aktivitas diastase dan dinyatakan dalam nomor diastase (DN). Standar madu menentukan jumlah diastase minimum 8 dalam madu olahan.
Ragi dan Mikroorganisme dalam Madu
Madu yang diekstraksi mengandung bahan yang tidak diinginkan, seperti ragi (umumnya osmofilik, toleran gula) dan mikroorganisme tahan panas lainnya. Mereka bertanggung jawab atas pembusukan madu selama penyimpanan. Jumlah ragi yang tinggi menyebabkan fermentasi madu yang cepat. Laju fermentasi madu juga berkorelasi dengan kadar air/kelembaban. Kadar air 17% dianggap sebagai tingkat yang aman untuk memperlambat aktivitas ragi. Di sisi lain, kemungkinan kristalisasi meningkat dengan penurunan kadar air. Jumlah ragi 500cfu/mL atau kurang dianggap sebagai tingkat yang dapat diterima secara komersial.
Kristalisasi / Granulasi dalam Madu
Madu secara alami mengkristal karena merupakan larutan gula jenuh, dengan kandungan gula lebih dari 70% relatif terhadap kandungan air sekitar 18%. Glukosa secara spontan mengendap keluar dari keadaan jenuh, melalui kehilangan air karena menjadi keadaan jenuh glukosa monohidrat yang lebih stabil. Ini mengarah pada pembentukan dua fase – fase cair di atas dan bentuk kristal yang lebih padat di bawah. Kristal membentuk kisi, yang melumpuhkan komponen madu lain dalam suspensi, sehingga menciptakan keadaan semipadat (Dewan Madu Nasional, 2007). Kristalisasi atau granulasi tidak diinginkan karena merupakan masalah serius dalam pemrosesan dan pemasaran madu. Selain itu, kristalisasi membatasi aliran madu yang belum diproses keluar dari wadah penyimpanan.
Perlakuan Panas dalam Pengolahan Madu
Setelah ekstraksi dan penyaringan, madu menjalani perlakuan termal untuk mengurangi tingkat kelembaban dan menghancurkan ragi. Pemanasan memang membantu mencairkan kristal dalam madu. Meskipun, perlakuan panas dapat secara efektif mengurangi pengurangan kelembaban, mengurangi dan menunda kristalisasi, dan menghancurkan sel ragi sepenuhnya, itu juga mengakibatkan kerusakan produk. Pemanasan meningkatkan kadar hydroxymethylfurfural (HMF) secara signifikan. Tingkat hukum maksimum HMF yang diizinkan adalah 40mg / kg. Selain itu, pemanasan mengurangi aktivitas enzim (misalnya diastase) dan memengaruhi kualitas sensorik dan mengurangi kesegaran madu. Pemrosesan panas juga menggelapkan warna madu alami (kecoklatan). Secara khusus, pemanasan di atas 90°C menghasilkan karamelisasi gula. Karena transmisi dan paparan suhu yang tidak merata, perlakuan panas gagal dalam penghancuran mikroorganisme tahan panas.
Karena keterbatasan perlakuan panas, upaya penelitian berfokus pada alternatif non-termal, seperti radiasi gelombang mikro, pemanasan inframerah, ultrafiltrasi dan ultrasonikasi. Ultrasonication menawarkan keuntungan besar sebagai perlakuan non-termal dibandingkan dengan teknik pemrosesan madu alternatif.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.