超音波蜂蜜加工
蜂蜜は食品や薬として大きな需要を享受しています。超音波処理は、蜂蜜中の結晶や微生物細胞などの望ましくない成分を破壊する効果的な手段です。非熱処理技術として、超音波蜂蜜脱結晶は、HFMの望ましくない増加を防ぐだけでなく、ジアスターゼ、香り、風味のより良い保持を防ぎます。
超音波蜂蜜脱結晶の利点
超音波脱結晶は、蜂蜜の脱結晶のための従来の加熱方法に代わる効率的な方法です。超音波蜂蜜の脱結晶は、従来の加熱方法に比べて多くの利点を提供し、超音波蜂蜜処理は蜂蜜の液化、脱結晶および安定化のための優れた処理となります。
超音波脱結晶にはいくつかの利点があり、すべての蜂蜜の種類と生産規模に適応できます。ヒールシャー超音波装置は正確に制御可能であり、蜂蜜の粘度、結晶サイズ、品質基準などの要因に合わせて調整することができます。それにより、ヒールシャー超音波装置は、高い有効性と簡単で安全な操作を提供します。

処理された蜂蜜の顕微鏡画像:
(a) コントロールサンプル。処理される前に、蜂蜜は針状の結晶のネットワークとして現れます。くまは気泡です。(b)20分間の熱処理後の40°Cの熱処理サンプル。(c)20分間の治療後に40°C +超音波処理されたサンプル。
(研究論文・画像:©Deora et al., 2013)
超音波蜂蜜加工
超音波処理は、多くの液体食品の非熱処理代替品です。その機械的な力は、穏やかでありながら効果的な微生物の不活性化と粒子サイズの縮小に使用されています。蜂蜜が超音波処理にさらされると、ほとんどの酵母細胞が破壊されます。超音波処理を生き残った酵母細胞は、一般に増殖能力を失います。これにより、蜂蜜の発酵速度が大幅に低下します。
超音波処理はまた、蜂蜜を液化し、既存の結晶を排除し、蜂蜜のさらなる結晶化を阻害します。この点では、蜂蜜を加熱することに匹敵します。超音波支援液化は、約35°Cの大幅に低いプロセス温度で機能し、液化時間を30秒未満に短縮することができます。Kai(2000)は、オーストラリアの蜂蜜(ブラシボックス、ストリンギーバーク、ヤプニャ、イエローボックス)の超音波液化を研究しました。研究は、20kHzの周波数での超音波処理が蜂蜜中の結晶を完全に液化することを示しました。超音波処理されたサンプルは約350日間液化状態のままでした(熱処理と比較すると+ 20%)。熱への暴露が最小限に抑えられるため、超音波液化は香りと風味の保持力を高めます。超音波処理されたサンプルは、非常に低いHMFの増加とジアスターゼ活性のわずかな減少のみを示します。必要な熱エネルギーが少ないため、超音波の適用は、従来の加熱および冷却と比較して処理コストを節約するのに役立ちます。

工業用超音波装置 UIP6000hdT 蜂蜜の液化と微生物の安定化に。
Kai(2000)の研究はまた、蜂蜜の種類が異なれば超音波処理の強度と時間も異なることを明らかにしました。このため、ベンチトップサイズの超音波処理システムを使用して試験を実施することをお勧めします。予備試験はバッチモードで実施する必要がありますが、さらなる処理試験には加圧再循環またはインライン試験用のフローセルが必要です。
研究が超音波蜂蜜の脱結晶化について言うこと
蜂蜜はグルコースの過飽和溶液であり、グルコース一水和物の形で室温で自然に結晶化する傾向があります。熱処理は、D-グルコース一水和物の結晶を蜂蜜に溶解し、結晶化を遅らせるために伝統的に採用されてきました。しかし、このアプローチは蜂蜜の細かく紡がれた風味に悪影響を及ぼします。蜂蜜におけるパワー超音波の有益な応用は、多くの研究者によって報告されています。超音波の適用は、既存の結晶を排除し、結晶化プロセスを遅らせ、費用対効果の高い技術をもたらすことが示されています。結晶化プロセスの分析は、超音波処理された蜂蜜サンプルが熱処理された蜂蜜よりも長期間液体状態に留まったことを示唆しています。さらに、水分含有量、電気伝導率、pHなどの蜂蜜の品質パラメータに対する有意な影響は観察されませんでした。研究によると、一般に、超音波処理(例えば、モデルUP400Stの24kHz超音波プローブをバッチ処理で使用)は、熱処理よりも結晶の溶解が速いことが示されています。
(Deora et al., 2013参照)
Basmacı(2010)は、蜂蜜液化の治療オプションとして超音波処理と高静水圧を比較しました。高静水圧治療は高価すぎて効果がないことが示されましたが、超音波は非常に良い結果をもたらしました。したがって、超音波処理は、蜂蜜の伝統的な熱処理の代替として推奨されました。
(2018)は、従来の50°Cでの熱処理、超音波液化、および利便性、処理時間の短縮、品質損失の少なさから、熱処理や圧力処理よりも超音波蜂蜜処理を推奨すると、同じ結論に達しました。
(2021)は、ライム、アカシア、および多花蜂蜜に砂糖の結晶を溶解するために、超音波液化とマイクロ波加熱を比較しました。マイクロ波加熱の主な欠点は、HMF値の大幅な増加、酵素活性の変化、および大きなジアスターゼ数の損失でした。対照的に、超音波液化は蜂蜜の特性にわずかな変化をもたらしただけであったので、研究チームは結晶化プロセスを遅らせるために超音波蜂蜜処理を明確に推奨した。
超音波処理は、その品質を損なうことなく固体蜂蜜の液化時間を短縮します。

オーバーヘッド超音波装置 UIP2000hdT 移動式スタンドにカスカトロードを取り付け、蜂蜜の液化と砂糖をバッチモードとインラインモードで溶解します。
蜂蜜の脱結晶と安定化のための高性能超音波装置
ヒールシャー超音波は、蜂蜜の液化、結晶還元(糖溶解、脱結晶)および微生物安定化などの液体食品加工用の高性能超音波装置を製造し供給しています。蜂蜜処理用に特別に開発された超音波装置により、均一で信頼性の高い処理が可能になります。これにより、維持された品質基準で優れた蜂蜜の生産が保証されます。蜂蜜の治療のために、ヒールシャー超音波は、蜂蜜のような粘性液体の非常に均一な治療に理想的である特別なソノトロード(超音波プローブ)を提供しています。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
---|---|---|
10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
15〜150L | 3〜15L /分 | UIP6000hdT |
N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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設計・製造・コンサルティング – 品質はドイツ製
ヒールシャー超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。堅牢性と簡単な操作により、当社の超音波装置を産業施設にスムーズに統合できます。過酷な条件と要求の厳しい環境は、ヒールシャー超音波装置によって容易に処理されます。
ヒールシャー超音波はISO認定企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波装置に特に重点を置いています。もちろん、ヒールシャー超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSAおよびRoHsの要件を満たしています。
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- 任意のボリュームに対応 – 小ロットから時間当たりの大流量まで
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- CIP (定置洗浄)
文献/参考文献
- 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.
知っておく価値のある事実
はちみつ加工の背景
蜂蜜は、特徴的な風味と香り、色と食感の高粘度製品です。
蜂蜜は、ブドウ糖、果糖、水、麦芽糖、三糖類、その他の炭水化物、ショ糖、ミネラル、タンパク質、ビタミン、酵素、酵母、その他の耐熱性微生物、および少量の有機酸で構成されています(下のグラフを参照)。蜂蜜に含まれる高レベルのテトラサイクリン、フェノール化合物、過酸化水素は抗菌特性を与えます。
ハニー酵素
蜂蜜にはでんぷん消化酵素が含まれています。酵素は熱に弱いため、蜂蜜の品質と熱処理の程度の指標として機能します。主な酵素には、インベルターゼ(α-グルコシダーゼ)、ジアスターゼ(α-アミラーゼ)、グルコースオキシダーゼなどがあります。これらは栄養的に重要な酵素です。ジアスターゼは炭水化物を加水分解して消化を容易にします。インベルターゼは、スクロースとマルトースを加水分解してグルコースとフルクトースにします。グルコースオキシダーゼは、グルコースを触媒してグルコン酸と過酸化水素を形成します。蜂蜜にはカタラーゼと酸性ホスファターゼも含まれています。酵素活性は一般にジアスターゼ活性として測定され、ジアスターゼ数(DN)で表されます。蜂蜜規格では、加工された蜂蜜の最小ジアスターゼ数を8と指定しています。
蜂蜜中の酵母と微生物
抽出された蜂蜜には、酵母(一般に浸透圧性、耐糖性)やその他の耐熱性微生物などの望ましくない材料が含まれています。彼らは貯蔵中の蜂蜜の腐敗に責任があります。酵母の数が多いと、蜂蜜が急速に発酵します。蜂蜜の発酵速度は、水分/水分含有量にも相関しています。17%の含水率は、酵母の活動を遅らせるための安全なレベルであると考えられています。一方、水分含有量が減少すると、結晶化の可能性が高まります。酵母数が500cfu/mL以下であれば、商業的に許容できるレベルとされています。
蜂蜜の結晶化/造粒
蜂蜜は過飽和糖溶液であるため自然に結晶化し、水分含有量が約18%であるのに対し、糖度は70%を超えています。グルコースは、グルコース一水和物のより安定した飽和状態になるにつれて、水分を失うことにより、過飽和状態から自然に沈殿します。これにより、2つのフェーズが形成されます – 上に液相があり、下にはより固体の結晶形があります。結晶は格子を形成し、懸濁液中の蜂蜜の他の成分を固定化し、半固体状態を作り出します(National Honey Board、2007年)。結晶化または造粒は、蜂蜜の加工および販売において深刻な問題であるため、望ましくありません。また、結晶化により、保存容器から未処理の蜂蜜が流れ出るのを制限します。
蜂蜜加工における熱処理
抽出とろ過の後、蜂蜜は水分レベルを下げ、酵母を破壊するために熱処理を受けます。加熱は蜂蜜の結晶を液化するのに役立ちます。熱処理は、水分の減少を効果的に減らし、結晶化を減らして遅延させ、酵母細胞を完全に破壊することができますが、製品の劣化ももたらします。加熱により、ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)のレベルが大幅に増加します。HMFの最大許容法定レベルは40mg / kgです。さらに、加熱は酵素(ジアスターゼなど)の活性を低下させ、官能品質に影響を与え、蜂蜜の鮮度を低下させます。熱処理により、自然な蜂蜜の色も濃くなります(褐変)。特に、90°C以上に加熱すると、砂糖がカラメル化します。温度の伝達と曝露が不均一であるため、熱処理は耐熱性微生物の破壊には不十分です。
熱処理の限界により、研究努力は、マイクロ波放射、赤外線加熱、限外ろ過および超音波処理のような非熱的代替手段に焦点を当てている。超音波処理は、非熱処理として、他の蜂蜜加工技術と比較して大きな利点を提供します。