蜂蜜の超音波処理

蜂蜜は食品や医薬品として高い需要があります。超音波処理は、蜂蜜中の結晶や微生物細胞など、望ましくない成分を破壊する効果的な方法です。非熱的な処理技術である超音波による蜂蜜の結晶溶解は、HFMの望ましくない増加を防ぐとともに、ジアスターゼ、香り、風味をよりよく保持します。

超音波による蜂蜜の結晶溶解の利点

超音波による結晶溶解は、蜂蜜の結晶を溶解するための従来の加熱法に代わる効率的な方法です。超音波による蜂蜜の結晶溶解には、従来の加熱法と比べて数多くの利点があり、蜂蜜の液化、結晶溶解、安定化に優れた処理方法となっています：

超音波による結晶溶解には複数の利点があり、あらゆる種類の蜂蜜と生産規模に対応できます。Hielscherの超音波処理装置は精密に制御でき、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できます。これにより、Hielscherの超音波処理装置は高い有効性と簡単で安全な操作を実現します。

蜂蜜の超音波処理

超音波処理は、多くの液状食品に使用できる非熱的な代替処理法です。その機械的なパワーは、穏やかでありながら効果的な微生物の不活化と粒径の低減に利用されています。蜂蜜に超音波処理を行うと、酵母細胞の大部分が破壊されます。超音波処理後も生存した酵母細胞は、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、既存の結晶を除去し、その後の蜂蜜の結晶化を抑制することで蜂蜜を液化します。この点では、蜂蜜の加熱に匹敵します。超音波を併用した液化は、約35°Cという大幅に低い処理温度で行うことができ、液化時間を30秒未満に短縮できます。Kai（2000）は、オーストラリア産蜂蜜（Brush box、Stringy bark、Yapunyah、Yellow box）の超音波液化を研究しました。その研究では、20kHzの周波数での超音波処理によって、蜂蜜中の結晶が完全に液化することが示されました。超音波処理したサンプルは、約350日間にわたり液化状態を維持しました（熱処理と比較して+20%）。熱への曝露が最小限に抑えられるため、超音波液化では香りと風味がよりよく保持されます。超音波処理したサンプルでは、HMFの増加はごくわずかで、ジアスターゼ活性の低下も小さいことが示されています。必要な熱エネルギーが少ないため、超音波の利用は、従来の加熱と冷却に比べて処理コストの削減に役立ちます。

Kai（2000）の研究では、蜂蜜の種類によって必要な超音波処理の強度と時間が異なることも明らかになりました。このため、卓上型の超音波処理システムを使用した試験の実施を推奨します。予備試験はバッチモードで行うべきであり、その後の処理試験では、加圧再循環試験またはインライン試験用のフローセルが必要です。

超音波による蜂蜜の結晶溶解についての研究知見

蜂蜜はグルコースの過飽和溶液であり、室温でグルコース一水和物として自然に結晶化する傾向があります。従来、蜂蜜中のD-グルコース一水和物の結晶を溶解し、結晶化を遅らせるために熱処理が用いられてきました。しかし、この方法は蜂蜜の繊細な風味に悪影響を及ぼします。高出力超音波を蜂蜜に利用する利点は、多くの研究者によって報告されています。超音波の利用は既存の結晶を除去し、結晶化過程も遅らせることが示されており、費用対効果の高い技術となっています。結晶化過程の分析から、超音波処理した蜂蜜サンプルは、熱処理した蜂蜜よりも長期間にわたり液状を維持したことが示唆されています。さらに、水分含有量、電気伝導率、pHなどの蜂蜜の品質指標に有意な影響は認められませんでした。研究では、一般に超音波処理（例えば、UP400Stモデルの24 kHz超音波プローブを用いたバッチ処理）は、熱処理よりも迅速な結晶の溶解をもたらすことが示されています。
（Deora et al., 2013参照）
Basmacı（2010）は、蜂蜜の液化のための処理方法として、超音波処理と高静水圧処理を比較しました。高静水圧処理はコストが高すぎ、効果がないことが示された一方、超音波は非常に良好な結果をもたらしました。そのため、蜂蜜の従来の熱処理に代わる方法として超音波処理が推奨されました。
Önur et al.（2018）も、50ºCでの従来の熱処理、超音波液化、および…を比較して同じ結論に達しました。利便性、処理時間の短さ、品質損失の少なさから、熱処理や圧力処理よりも蜂蜜の超音波処理を推奨しています。
Sidor et al.（2021）は、シナノキ、アカシア、百花蜂蜜の糖結晶を溶解するため、超音波液化とマイクロ波加熱を比較しました。マイクロ波加熱の大きな欠点は、HMF値の著しい増加、酵素活性の変化、ジアスターゼ数の大幅な低下でした。一方、超音波液化では蜂蜜の特性の変化が最小限にとどまったため、研究チームは結晶化過程を遅らせるために蜂蜜の超音波処理を明確に推奨しました。
超音波処理は、品質を損なうことなく固形蜂蜜の液化時間を短縮します。

蜂蜜の結晶溶解と安定化のための高性能超音波処理装置

Hielscher Ultrasonicsは、蜂蜜の液化、結晶の低減（糖の溶解、結晶溶解）、微生物学的な安定化などの液状食品処理向けに、高性能超音波処理装置を製造・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、品質基準を維持しながら優れた蜂蜜を生産できます。Hielscher Ultrasonicsは、蜂蜜の処理向けに、蜂蜜などの粘性液体を極めて均一に処理するのに最適な専用ソノトロード（超音波プローブ）を提供しています。

以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力の目安を示しています：

設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質

Hielscherの超音波処理装置は、最高水準の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業施設に円滑に導入できます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。

Hielscher UltrasonicsはISO認証取得企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に力を入れています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。