초음파 꿀 가공
꿀은 식품과 의약품으로 큰 수요를 누리고 있습니다. 초음파 처리는 꿀의 결정 및 미생물 세포와 같은 바람직하지 않은 구성 요소를 파괴하는 효과적인 수단입니다. 비열처리 기술인 초음파 꿀 탈결정화는 HFM의 원치 않는 증가를 방지하고 디아스타아제, 향 및 풍미를 더 잘 유지합니다.
Ultrasonic Honey Decrystallization의 장점
초음파 탈결정화는 꿀 탈결정화를 위한 기존 가열 방법에 대한 효율적인 대안입니다. 초음파 꿀 탈결정화는 기존 가열 방법에 비해 많은 이점을 제공하므로 초음파 꿀 가공은 꿀 액화, 탈결정화 및 안정화에 대한 우수한 처리가 됩니다.
초음파 탈결정화는 몇 가지 장점을 제공하며 모든 꿀 유형 및 생산 규모에 적용할 수 있습니다. Hielscher 초음파는 정밀하게 제어 할 수 있으며 꿀 점도, 결정 크기 및 품질 표준과 같은 요소에 맞게 조정할 수 있습니다. 따라서 Hielscher 초음파기는 높은 효과와 간단하고 안전한 작동을 제공합니다.
매우 균일 한 인라인 처리에서 꿀의 탈 결정화 및 안정화를위한 산업용 초음파 발생기.
처리된 꿀의 현미경 이미지:
(a) 대조군 샘플. 치료하기 전에 꿀은 바늘 모양의 결정 네트워크로 나타납니다. 다크서클은 기포입니다. (b) 20분 열처리 후 40°C 열처리된 샘플; (c) 처리 20분 후 40°C+ 초음파 처리된 샘플.
(연구 논문 및 이미지: ©Deora et al., 2013)
초음파 꿀 가공
초음파는 많은 액체 식품에 대한 비열 처리 대안입니다. 그 기계적 힘은 부드럽지만 효과적인 미생물 불활화 및 입자 크기 감소에 사용되고 있습니다. 꿀이 초음파에 노출되면 대부분의 효모 세포가 파괴됩니다. 초음파 처리에서 살아남은 효모 세포는 일반적으로 성장 능력을 잃습니다. 이것은 꿀 발효 속도를 크게 감소시킵니다.
초음파는 또한 꿀을 액화시켜 기존 결정을 제거하고 꿀의 추가 결정화를 억제합니다. 이 측면에서는 꿀을 가열하는 것과 비슷합니다. 초음파 보조 액화는 약 35°C의 상당히 낮은 공정 온도에서 작동할 수 있으며 액화 시간을 30초 미만으로 줄일 수 있습니다. Kai (2000)는 호주 꿀 (Brush box, Stringy bark, Yapunyah 및 Yellow box)의 초음파 액화를 연구했습니다. 연구에 따르면 20kHz의 주파수에서 초음파 처리가 꿀의 결정을 완전히 액화시키는 것으로 나타났습니다. 초음파 처리 된 샘플은 약 350 일 동안 액화 상태로 유지되었습니다 (열처리와 비교할 때 + 20 %). 최소한의 열 노출로 인해 초음파 액화는 향과 풍미를 더 많이 유지합니다. 초음파 처리 된 샘플은 매우 낮은 HMF 증가와 디아스타제 활성의 작은 감소만을 보여줍니다. 더 적은 열 에너지가 필요하기 때문에 초음파를 적용하면 기존의 가열 및 냉각과 비교할 때 처리 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다.
산업용 초음파기 UIP6000hdT 꿀의 액화 및 미생물 안정화를 위해.
Kai (2000)의 연구는 또한 다른 종류의 꿀이 다른 강도와 초음파 처리 시간을 필요로한다는 것을 밝혔습니다. 이러한 이유로 벤치 탑 크기의 초음파 처리 시스템을 사용하여 시험을 수행하는 것이 좋습니다. 예비 테스트는 배치 모드에서 수행해야 하며, 추가 처리 테스트에는 가압 재순환 또는 인라인 테스트를 위한 플로우 셀이 필요합니다.
초음파 꿀 탈결정화에 대한 연구 의견
꿀은 포도당의 과포화 용액이며 포도당 일 수화물의 형태로 실온에서 자발적으로 결정화되는 경향이 있습니다. 열처리는 전통적으로 D-포도당 일수화물 결정을 꿀에 용해시키고 결정화를 지연시키기 위해 사용되어 왔습니다. 그러나 이 접근 방식은 꿀의 미세한 맛에 부정적인 영향을 미칩니다. 꿀에 파워 초음파의 유익한 적용은 많은 연구자들에 의해보고되었습니다. 초음파의 적용은 기존 결정을 제거하고 결정화 과정을 지연시켜 비용 효율적인 기술을 만드는 것으로 나타났습니다. 결정화 과정을 분석한 결과, 초음파 처리된 꿀 샘플은 열처리된 꿀보다 더 오랜 기간 동안 액체 상태로 유지된 것으로 나타났습니다. 또한 수분 함량, 전기 전도도 또는 pH와 같은 꿀 품질 매개변수에 대한 유의미한 영향은 관찰되지 않았습니다. 연구에 따르면 일반적으로 초음파 처리 (예 : UP400St 모델의 24kHz 초음파 프로브를 사용하여 배치 처리)는 열처리보다 결정이 더 빨리 용해되는 것으로 나타났습니다.
(Deora et al., 2013 참조)
Basmacı (2010)는 꿀 액화를위한 처리 옵션으로 초음파와 고 정수압을 비교했습니다. 고정수압 치료는 비용이 너무 많이 들고 효과가 없는 것으로 나타났지만 초음파는 매우 좋은 결과를 보여주었습니다. 따라서, 초음파 처리는 꿀의 전통적인 열 처리에 대한 대안으로 권장되었습니다.
Önur et al. (2018)은 기존의 50ºC 열처리, 초음파 액화 및 편리성, 짧은 가공 시간 및 품질 손실 때문에 열처리 및 압력 처리보다 초음파 꿀 가공을 권장한다는 동일한 결론에 도달했습니다.
Sidor et al. (2021)은 라임, 아카시아 및 여러 꽃 꿀의 설탕 결정을 용해시키기 위해 초음파 액화와 마이크로파 가열을 비교했습니다. 마이크로파 가열의 주요 단점은 HMF 값이 크게 증가하고 효소 활성이 변화하며 디아스타아제 수가 크게 손실된다는 것입니다. 대조적으로, 초음파 액화는 꿀 특성의 가장 작은 변화 만 초래했기 때문에 연구팀은 결정화 과정을 지연시키기 위해 초음파 꿀 처리를 분명히 권장했습니다.
초음파 처리는 품질을 손상시키지 않고 고체 꿀의 액화 시간을 단축합니다.
오버 헤드 초음파 발생기 UIP2000hdT 꿀 액화 및 설탕을 위한 모바일 스탠드에 Casctrode를 사용하여 배치 및 인라인 모드에서 용해합니다.
꿀 탈결정화 및 안정화를 위한 고성능 초음파기
Hielscher 초음파는 꿀 액화, 결정 환원 (설탕 용해, 탈결정화) 및 미생물 안정화와 같은 액체 식품 가공을위한 고성능 초음파를 제조 및 공급합니다. 꿀 처리를 위해 특별히 개발된 초음파 장비는 균일하고 신뢰할 수 있는 가공을 가능하게 합니다. 이를 통해 유지된 품질 기준에 따라 우수한 꿀을 생산할 수 있습니다. 꿀 처리를 위해 Hielscher 초음파는 꿀과 같은 점성 액체의 매우 균일 한 처리에 이상적인 특수 소노트로드 (초음파 프로브)를 제공합니다.
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| 15에서 150L | 3 내지 15L/min | UIP6000hdT 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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설계, 제조 및 컨설팅 – 독일에서 만든 품질
Hielscher 초음파는 최고의 품질과 디자인 표준으로 잘 알려져 있습니다. 견고 함과 쉬운 작동으로 초음파를 산업 시설에 원활하게 통합 할 수 있습니다. 거친 조건과 까다로운 환경은 Hielscher 초음파기로 쉽게 처리 할 수 있습니다.
Hielscher 초음파는 ISO 인증 회사이며 최첨단 기술과 사용자 친화성을 갖춘 고성능 초음파에 특히 중점을 둡니다. 물론, Hielscher 초음파는 CE를 준수하며 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.
- 고능률
- 최첨단 기술
- 신뢰도 & 견고성
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Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌 / 참고문헌
- 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.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
꿀 가공의 배경
꿀은 독특한 맛과 향, 색상 및 질감을 가진 고점도 제품입니다.
꿀은 포도당, 과당, 물, 맥아당, 삼당류 및 기타 탄수화물, 자당, 미네랄, 단백질, 비타민 및 효소, 효모 및 기타 내열성 미생물 및 소량의 유기산으로 구성됩니다(아래 차트 참조). 꿀에 함유된 테트라사이클린, 페놀 화합물 및 과산화수소가 높은 농도는 항균 작용을 합니다.
꿀의 영양 프로필과 설탕 구성 (©www.honey.com)
꿀 효소
꿀에는 전분 소화 효소가 함유되어 있습니다. 효소는 열에 민감하기 때문에 꿀의 품질과 열처리 정도를 나타내는 지표 역할을 합니다. 주요 효소로는 인버타제(α-glucosidase), 디아스타제(α-amylase) 및 포도당 산화효소가 있습니다. 이들은 영양학적으로 중요한 효소입니다. 디아스타제는 소화가 잘 되도록 탄수화물을 가수분해합니다. Invertase는 자당과 맥아당을 포도당과 과당으로 가수분해합니다. 포도당 산화효소는 포도당을 촉매하여 글루콘산과 과산화수소를 형성합니다. 꿀에는 카탈라아제와 산성 인산가수분해효소도 함유되어 있습니다. 효소 활성은 일반적으로 디아스타제 활성으로 측정되며 디아스타제 수(DN)로 표시됩니다. 꿀 표준은 가공 된 꿀에 최소 디아스타아제 수를 8로 지정합니다.
꿀의 효모와 미생물
추출된 꿀에는 효모(일반적으로 삼투성, 설탕 내성) 및 기타 내열성 미생물과 같은 바람직하지 않은 물질이 포함되어 있습니다. 그들은 저장 중 꿀의 부패에 대한 책임이 있습니다. 효모 수가 많으면 꿀이 빠르게 발효됩니다. 꿀의 발효 속도는 수분/수분 함량과도 관련이 있습니다. 17%의 수분 함량은 효모 활성을 지연시키기에 안전한 수준으로 간주됩니다. 반면에 결정화 가능성은 수분 함량이 감소함에 따라 증가합니다. 효모 수가 500cfu/mL 이하이면 상업적으로 허용되는 수준으로 간주됩니다.
꿀의 결정화 / 과립화
꿀은 수분 함량이 약 18%인 데 비해 설탕 함량이 70% 이상인 과포화 설탕 용액이기 때문에 자연적으로 결정화됩니다. 포도당은 과포화 상태에서 자발적으로 침전되어 수분 손실을 통해 포도당 일수화물의 보다 안정적인 포화 상태가 됩니다. 이로 인해 두 단계가 형성됩니다 – 위에는 액상이 있고 아래에는 더 단단한 결정 형태가 있습니다. 결정은 격자를 형성하여 현탁액에서 꿀의 다른 구성 요소를 고정시켜 반고체 상태를 만듭니다(National Honey Board, 2007). 결정화 또는 과립화는 꿀의 가공 및 마케팅에 심각한 문제이기 때문에 바람직하지 않습니다. 또한 결정화는 저장용기에서 가공되지 않은 꿀의 흐름을 제한합니다.
꿀 가공의 열처리
추출 및 여과 후 꿀은 수분 수준을 낮추고 효모를 파괴하기 위해 열처리를 거칩니다. 가열은 꿀의 결정을 액화시키는 데 도움이 됩니다. 열처리는 수분 감소를 효과적으로 줄이고, 결정화를 감소 및 지연시키며, 효모 세포를 완전히 파괴할 수 있지만, 제품 품질 저하를 초래하기도 합니다. 가열은 하이드록시메틸푸르푸랄(HMF)의 수준을 상당히 증가시킵니다. HMF의 최대 법정 허용 수준은 40mg/kg입니다. 또한 가열은 효소(예: 디아스타아제) 활성을 감소시키고 감각 품질에 영향을 미치며 꿀의 신선도를 감소시킵니다. 열가공은 천연 벌꿀색(브라우닝)도 어둡게 합니다. 특히 90°C 이상으로 가열하면 설탕이 캐러멜화됩니다. 불균일한 온도 전달 및 노출로 인해 열처리는 내열성 미생물의 파괴에 부족합니다.
열처리의 한계로 인해 연구 노력은 마이크로파 방사선, 적외선 가열, 한외여과 및 초음파와 같은 비열적 대안에 중점을 둡니다. 초음파는 비열 처리로 대체 꿀 가공 기술과 비교하여 큰 이점을 제공합니다.
