超音波ハニー処理
蜂蜜は食品や医薬品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ための効果的な手段です。非熱処理技術として、超音波蜂蜜脱結晶化は、HFMの望ましくない増加だけでなく、ジアスターゼ、香りおよび風味のより良い保持を防止する。
超音波蜂蜜脱結晶化の利点
超音波脱結晶化は、蜂蜜脱結晶化のための従来の加熱方法に代わる効率的な方法です。超音波蜂蜜脱結晶化は、超音波蜂蜜処理を蜂蜜液化、脱結晶化および安定化のための優れた処理にする従来の加熱方法よりも多くの利点を提供します。
超音波脱結晶化はいくつかの利点を提供し、すべての蜂蜜の種類と生産規模に適応することができます。ヒールシャー超音波処理器は正確に制御可能であり、蜂蜜の粘度、結晶サイズ、および品質基準などの要因に調整することができます。それによって、ヒールシャー超音波処理器は、高い有効性とシンプル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)対照試料。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熱処理サンプル。(c)20分間の処理後の40°C +超音波処理サンプル。
(研究論文と画像:©Deora et al., 2013)
超音波ハニー処理
超音波は、多くの液体食品の非熱処理の代替手段です。その機械的パワーは、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。蜂蜜が超音波にさらされると、酵母細胞のほとんどは破壊されます。超音波処理を生き残る酵母細胞は、一般的に成長する能力を失います。これにより、蜂蜜の発酵速度が大幅に低下します。
超音波はまた、既存の結晶を排除し、蜂蜜のさらなる結晶化を阻害する蜂蜜を液化します。この点では、それ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の実質的に低いプロセス温度で動作することができ、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、糸状の樹皮、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したことを示しました。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(熱処理と比較して+ 20%)。最小限の熱暴露のために、超音波液化は香りと風味のより大きな保持をもたらします。超音波処理されたサンプルは、非常に低いHMF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。

産業用超音波装置 UIP6000hdT 蜂蜜の液化と微生物安定化のために。
Kai(2000)の研究はまた、蜂蜜の種類が異なると超音波処理の異なる強度と時間を必要とす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た試験の実施をお勧めします。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。
超音波蜂蜜脱結晶化に関する研究が言うこと
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の形で自然に結晶化する傾向があります。熱処理は伝統的に、D-グルコース一水和物結晶を蜂蜜に溶解し、結晶化を遅らせるために採用されてきました。ただし、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、また、費用対効果の高い技術をもたらす結晶化プロセスを遅らせる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のままであ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などの蜂蜜品質パラメータに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、バッチ処理でモデルUP400Stの24kHz超音波プローブを使用)は、熱処理よりも結晶の迅速な溶解をもたらすことが示されている。
(参照:デオラら、2013年)
Basmacı(2010)は、蜂蜜液化の治療選択肢として超音波と高静水圧を比較しました。高静水圧処理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。
Önurら(2018)は、50ºCでの従来の熱処理、超音波液化を比較すると同じ結論に達し、利便性、処理時間の短縮、品質損失が少ないため、熱処理や圧力処理よりも超音波蜂蜜処理を推奨しています。
Sidorら(2021)は、石灰、アカシア、多花蜂蜜に砂糖の結晶を溶かすために、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値の有意な増加、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ので、研究チームは明らかに結晶化プロセスを遅らせるために超音波蜂蜜処理を推奨しました。
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。

オーバーヘッド超音波装置 UIP2000hdT 蜂蜜液化のためのモバイルスタンド上のカスカロードとバッチおよびインラインモードでの砂糖溶解。
蜂蜜脱嚢胞化および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、製造し、蜂蜜液化、結晶還元(砂糖溶解、脱結晶化)と微生物安定化などの液体食品加工のための高性能超音波装置を供給します。蜂蜜処理用に特別に開発された超音波装置は、均一で信頼性の高い処理を可能にします。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、蜂蜜などの粘性液体の非常に均一な治療に理想的な特別なソノトロード(超音波プローブ)を提供しています。
設計・製造・コンサルティング – ドイツ製の品質
ヒールシャー超音波処理器は、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処理器によって簡単に処理されます。
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備えた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処理器は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。
- 高効率
- 最先端の技術
- 確実 & 丈夫
- バッチ & 列をなして
- 任意のボリュームに対して – 小ロットから毎時大流量まで
- 科学的に証明された
- インテリジェントソフトウェア
- シンプルでリニアなスケールアップ
- スマート機能(例えば、データプロトコル)
- CIP(クリーンインプレイス)
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:
バッチ容量 | 流量 | 推奨デバイス |
---|---|---|
2000mlの10〜 | 20 400mLの/分 | Uf200ःトン、 UP400St |
00.1 20Lへ | 04L /分の0.2 | UIP2000hdT |
100Lへ10 | 10L /分で2 | UIP4000hdT |
15から150L | 3から15リットル/分 | UIP6000hdT |
N.A。 | 10 100L /分 | UIP16000 |
N.A。 | 大きな | のクラスタ UIP16000 |
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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.
知る価値のある事実
ハニー加工の背景
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、トリアッカリドなどの炭水化物、ショ糖、ミネラル、タンパク質、ビタミン、酵素、酵母などの耐熱性微生物、少量の有機酸で構成されています(下図参照)。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、過酸化水素は抗菌性があります。
蜂蜜酵素
蜂蜜にはでんぷん消化酵素が含まれています。酵素は熱に敏感であるため、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グルコースとフルクトースに加水分解します。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)で表される。蜂蜜規格では、加工蜂蜜の最小ジアスターゼ数は8と指定されています。
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物質が含まれています。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%の水分含有量は、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、結晶化の可能性は含水率の低下とともに増加する。500cfu / mL以下の酵母数は、商業的に許容されるレベルと見なされます。
蜂蜜の結晶化/造粒
蜂蜜は過飽和糖液であるため自然に結晶化し、水分含有量が約18%に対して70%以上の糖分があります。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、過飽和状態から自発的に沈殿する。これは2つの段階の形成につながります – 上に液相、下にもっと固体の結晶形。結晶は格子を形成し、蜂蜜の他の成分を懸濁液中に固定化し、半固体状態を作り出します(National Honey Board、2007)。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、望ましくない。また、結晶化は貯蔵容器からの未処理の蜂蜜の流れを制限します。
蜂蜜処理における熱処理
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らせ、酵母細胞を完全に破壊することができますが、製品の劣化にもつながります。加熱により、ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)のレベルが大幅に上昇します。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)活性を低下させ、感覚の質に影響を与え、蜂蜜の鮮度を低下させます。熱処理により、自然な蜂蜜の色も暗くなります(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。不均一な温度伝達と暴露のために、熱処理は耐熱性微生物の破壊に不十分です。
熱処理の制限により、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のような非熱的代替物に焦点を当てる。超音波は、非熱処理として、代替の蜂蜜加工技術と比較して大きな利点を提供します。