Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Lavorazione del Miele ad Ultrasuoni

Il miele è un prodotto molto richiesto sia come alimento che come componente di medicine. La lavorazione del miele con ultrasuoni è un processo molto utile, in quanto permette l’eliminazione di quei componenti indesiderati quali cristalli o cellule di lievito. Essendo una tecnologia non termica, non influisce sull’aroma e sul sapore del miele che si conservano intensi.

Contesto della lavorazione del miele

Il miele è un prodotto ad alta viscosità, con un sapore e un aroma caratteristici e inconfondibili.

Miele è costituito da glucosio, fruttosio, acqua, maltosio, trisaccaridi e altri carboidrati, saccarosio, minerali, proteine, vitamine, enzimi, lieviti, altri microorganismi resistenti al calore e piccole quantità di acidi organici (vedere il grafico a destra). Grazie alla elevata concentrazione di tetracicline, composti fenolici e perossido di idrogeno, il miele vanta proprietà antimicrobiche.

enzimi

Il miele contiene enzimi digerenti dell'amido. Gli enzimi sono sensibili al calore e quindi fungono da indicatori riguardo il grado di qualità del miele e il grado di trattamento termico. Gli enzimi principali includono l’invertasi (α-glucosidasi), il diastasi (α-amilasi) e e il glucosio ossidasi. Sono enzimi importanti dal punto di vista nutrizionale. Diastasi idrolizza i carboidrati per una facile digeribilità. L'invertasi idrolizza saccarosio e maltosio in glucosio e fruttosio. Il glucosio ossidasi catalizza il glucosio per formare acido gluconico e perossido di idrogeno. Il miele contiene anche catalisi e fosfatasi acida. L'attività enzimatica è generalmente misurata come attività diastasi ed è espressa in un numero di diastasi (DN). Nel miele di origine comune si riscontrano solitamente circa 8 attività di diastasi.

Lieviti e Microrganismi

Il miele può contenere anche componenti indesiderati, quali ad esempio cellule di lievito (generalmente osmophili, tollerante al zucchero) e altri microrganismi resistenti al calore. Questi elementi comportano il deterioramento del miele durante la conservazione. Un alto numero di lieviti porta ad una rapida fermentazione di miele. Il tasso di fermentazione del miele è anche correlato al contenuto di acqua/umidità. Un tasso di umidità del 17% è considerato un livello di sicurezza per l’accelerazione del processo di fermentazione del miele. D'altra parte però, con una percentuale di umidità bassa, aumenta la possibilità di cristallizzazione aumenta con la diminuzione del contenuto di umidità. Un numero di lieviti pari o inferiore a 500cfu/mL è considerato un livello commercialmente accettabile.

Cristallizzazione o Granulazione

Il processo di cristallizzazione è tipico del miele in quanto esso si presenta come una soluzione zuccherina sovra satura , con una concentrazione di zuccheri pari al 70% rispetto a un quantitativo di acqua pari al 18%. Il glucosio precipita spontaneamente , fuoriuscendo dalla soluzione sovra satura, e perdendo acqua raggiunge uno stato di monoidrato di glucosio più stabile. Questo processo di cristallizzazione porta alla formazione di due strati – uno strato liquido in superficie e uno strato più solido sul fondo. I cristalli formano un reticolo che immobilizza le altre componenti del miele in sospensione, creando così una soluzione semisolida (Consiglio nazionale miele, 2007). Il processo di cristallizzazione o granulazione non è visto di buon occhio dai produttori in quanto risulta essere un grave problema e la commercializzazione del miele. Inoltre, la cristallizzazione limita il flusso di miele non lavorato in uscita dai contenitori di stoccaggio.

Trattamento termico nella lavorazione del miele

Dopo il processo di estrazione e di filtrazione, il miele viene sottoposto a un trattamento termico per ridurre al minimo il livello di umidità presente in esso col fine di distruggere le cellule di lievito. Il riscaldamento aiuta a liquefare i cristalli che si sono formati. Il trattamento termico dunque ha sicuramente delle conseguenze positive in quanto riduce notevolmente la percentuale di umidità presente nel miele e conseguentemente le cellule di lievito, inoltre riduce e ritarda la cristallizzazione, ma accanto alle conseguenze positive si riscontrano anche effetti negativi: il prodotto si deteriora più velocemente. . Il riscaldamento aumenta il livello di idrossimetilfurfurale (HMF) Il livello massimo ammissibile di HMF è 40mg/kg. Inoltre, il processo di riscaldamento riduce l’attività degli enzimi (in particolare della diastasi) influendo così sulla qualità e sulla freschezza del miele. A seguito del trattamento termico il miele tende a scurirsi perdendo la sua naturale colorazione dorata.rosolatura), anche. In particolare il riscaldamento al di sopra dei 90°C si traduce in caramellatura degli zuccheri. Infine il trattamento termico non ha successo laddove incontra microrganismi resistenti al calore.

Alla luce delle limitazioni del trattamento termicoe delle conseguenze negative che comporta il trattamento a caldo, la ricerca si sta focalizzando sulla ricerca di tecniche alternative quali appunto l’utilizzo di ultrasuoni.

Lavorazione del Miele ad Ultrasuoni

Gli ultrasuoni sono una valida alternativa di lavorazione non termica per parecchi prodotti alimentari. La potenza meccanica degli ultrasuoni viene utilizzata per ridurre la dimensione delle particelle creando così un ambiente più sterile e più difficilmente soggetto a contaminazioni microbiche. Durante il processo di sonicazione del miele, la maggior parte delle cellule di lievito vengono distrutte. Le cellule di lievito che sopravvivono alla sonicazione generalmente non riescono più a crescere e quindi si riduce sostanzialmente il tasso di fermentazione del miele.

Il processo di sonicazione inoltre è in grado di eliminare i cristalli esistenti e di inibire ulteriormente la formazione di nuovi cristalli . Con gli ultrasuoni si può lavorare a temperature più basse, la liquefazione del prodotto si può ottenere lavorando di ca. 35°C e la lattina 30 secondi, dunque anche il tempo di liquefazione si riduce. Kai (2000) ha studiato la liquefazione ultrasonica dei mieli australiani, e ha dimostrato che la sonicazione a una potenza di 20kHz è in grado di liquefare completamente i cristalli presenti. I campioni trattati con ultrasuoni, sono rimasti liquefatti per circa 350 giorni (20% in più rispetto al trattamento termico). Dovuto alla esposizione minima di calore Infine gli ultrasuoni salvaguardano il sapore e l’aroma perché . In essi si è riscontrata una bassa percentuale di HMF e una lieve diminuzione della diastasi. Poiché è necessaria meno energia termica, l'applicazione degli ultrasuoni aiuta a risparmiare sui costi di lavorazione rispetto al riscaldamento e al raffreddamento tradizionali.

Gli studi di Kai hanno rilevato che mieli diversi richiedono tempi e intensità di sonicazione diversi, e per questo motivo si consiglia appunto di effettuare test preliminari.

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Letteratura

Subramanian, R., Umesh Hebbar, H., Rastogi, N.K. (2007): Processing of Honey: A Review, in: International Journal of Food Properties, 10: 127-143, 2007.

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, CO, U.S.A.