Ultrasone honingverwerking
Honing is zeer gewild als voedsel en medicijn. Ultrasone verwerking is een effectieve manier om ongewenste bestanddelen, zoals kristallen en microbiële cellen in honing te vernietigen. Als een niet-thermische verwerkingstechnologie voorkomt ultrasone honingkristallisatie ongewenste toename van HFM en een beter behoud van diastase, aroma en smaak.
Voordelen van ultrasone honingkristallisatie
Ultrasone ontkristallisatie is een efficiënt alternatief voor traditionele verwarmingsmethoden voor het ontkristalliseren van honing. Ultrasone honingkristallisatie biedt tal van voordelen ten opzichte van de conventionele verwarmingsmethode, waardoor ultrasone honingverwerking de superieure behandeling is voor het vloeibaar maken, kristalliseren en stabiliseren van honing:
Ultrasone decrystallisatie biedt verschillende voordelen en kan worden aangepast aan alle honingsoorten en productieschalen. Hielscher ultrasone machines zijn nauwkeurig regelbaar en kunnen worden afgestemd op factoren zoals honingviscositeit, kristalgrootte en kwaliteitsnormen. Hielscher ultrasone machines zijn daarom zeer effectief en eenvoudig en veilig in gebruik.
Ultrasone honingverwerking
Ultrasoon is een niet-thermisch verwerkingsalternatief voor veel vloeibare voedingsmiddelen. De mechanische kracht wordt gebruikt voor een zachte maar effectieve microbiële inactivatie en de verkleining van de deeltjesgrootte. Wanneer honing wordt blootgesteld aan ultrasone trillingen, worden de meeste gistcellen vernietigd. Gistcellen die de ultrasoonbehandeling overleven, verliezen over het algemeen hun vermogen om te groeien. Dit vermindert de fermentatiesnelheid van honing aanzienlijk.
Ultrasoon maakt de honing ook vloeibaar door bestaande kristallen te verwijderen en verdere kristallisatie in de honing te voorkomen. In dit opzicht is het vergelijkbaar met het verwarmen van de honing. Vloeibaar maken met behulp van ultrasoon kan bij aanzienlijk lagere procestemperaturen van ongeveer 35°C en kan de tijd voor het vloeibaar maken verkorten tot minder dan 30 seconden. Kai (2000) bestudeerde de ultrasone liquefactie van Australische honing (Brush box, Stringy bark, Yapunyah en Yellow box). Het onderzoek toonde aan dat sonicatie bij een frequentie van 20 kHz de kristallen in de honing volledig vloeibaar maakte. Ultrasoon behandelde monsters bleven ongeveer 350 dagen vloeibaar (+20% vergeleken met warmtebehandeling). Door de minimale blootstelling aan hitte, resulteert ultrasone vloeibaarmaking in een groter behoud van aroma en smaak. Gesoniseerde monsters vertonen slechts een zeer geringe toename van HMF en een kleine afname van de diastaseactiviteit. Omdat er minder thermische energie nodig is, helpt de toepassing van ultrasoon geluid om te besparen op de verwerkingskosten in vergelijking met conventioneel verwarmen en koelen.
Het onderzoek van Kai (2000) toonde ook aan dat verschillende soorten honing verschillende intensiteiten en tijden van sonificatie nodig hebben. Daarom raden we aan om proeven uit te voeren met een bench-top sonicatiesysteem. Voorbereidende testen moeten worden uitgevoerd in batch modus, terwijl voor verdere verwerkingstesten een flowcel nodig is voor recirculatie onder druk of in-line testen.
Wat onderzoek zegt over ultrasone honingkristallisatie
Honing is een oververzadigde oplossing van glucose en heeft de neiging om bij kamertemperatuur spontaan te kristalliseren in de vorm van glucosemonohydraat. Warmtebehandeling wordt traditioneel gebruikt om D-glucosemonohydraatkristallen in honing op te lossen en kristallisatie te vertragen. Deze aanpak heeft echter een negatieve invloed op de fijne spinsmaak van honing. De heilzame toepassing van ultrageluid in honing is door veel onderzoekers gerapporteerd. Er is aangetoond dat de toepassing van ultrageluid bestaande kristallen verwijdert en ook het kristallisatieproces vertraagt, wat resulteert in een kosteneffectieve technologie. Analyse van het kristallisatieproces suggereert dat gesoniseerde honingmonsters langer in vloeibare toestand bleven dan hittebehandelde honing. Daarnaast zijn er geen significante effecten waargenomen op de kwaliteitsparameters van de honing, zoals vochtgehalte, elektrische geleidbaarheid of pH. Studies hebben aangetoond dat, in het algemeen, ultrasone behandeling (bijv. met een 24 kHz ultrasone sonde van het model UP400St, in batchbehandeling) leidt tot het sneller oplossen van kristallen dan thermische behandeling.
(vgl. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) vergeleek ultrasoon en hoge hydrostatische druk als behandelingsopties voor het vloeibaar maken van honing. Terwijl de behandeling met hoge hydrostatische druk te duur en ineffectief bleek, gaf ultrasoon geluid zeer goede resultaten. Daarom werd sonificatie aanbevolen als alternatief voor de traditionele thermische verwerking van honing.
Önur et al. (2018) kwamen tot dezelfde conclusie bij het vergelijken van conventionele warmtebehandeling bij 50ºC, ultrasone liquefactie en Ze bevelen ultrasone honingverwerking aan boven thermische verwerking en drukbehandeling vanwege het gemak, de kortere verwerkingstijden en minder kwaliteitsverlies.
Sidor et al. (2021) vergeleken ultrasone liquefactie met microgolfverwarming om suikerkristallen op te lossen in linde-, acacia- en veelbloemige honing. Een groot nadeel van de microgolfverwarming waren de significant verhoogde HMF-waarden, veranderingen in enzymatische activiteit en grote diastase getalverliezen. Daarentegen resulteerde ultrasone liquefactie slechts in de kleinste veranderingen in de honingeigenschappen, zodat het onderzoeksteam duidelijk de ultrasone honingverwerking aanraadde om het kristallisatieproces te vertragen.
versnelt de vloeibaarmakingstijd van vaste honing zonder de kwaliteit ervan aan te tasten.
Ultrasone apparaten met hoge prestaties voor het ontkristalliseren en stabiliseren van honing
Hielscher Ultrasonics produceert en levert hoogwaardige ultrasone apparaten voor de verwerking van vloeibare levensmiddelen, zoals het vloeibaar maken van honing, kristalreductie (suiker oplossen, kristallisatie) en microbiële stabilisatie. Speciaal ontwikkelde ultrasone apparatuur voor de behandeling van honing zorgt voor een uniforme en betrouwbare verwerking. Dit garandeert de productie van superieure honing met behoud van kwaliteitsnormen. Voor de behandeling van honing biedt Hielscher Ultrasonics speciale sonotrodes (ultrasone sondes), die ideaal zijn voor de zeer gelijkmatige behandeling van viskeuze vloeistoffen zoals honing.
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany
Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
- hoog rendement
- ultramoderne technologie
- betrouwbaarheid & robuustheid
- batch & inline
- voor elk volume – van kleine batches tot grote stroom per uur
- wetenschappelijk bewezen
- intelligente software
- eenvoudige, lineaire schaalvergroting
- slimme functies (bijv. dataprotocollering)
- CIP (clean-in-place)
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
---|---|---|
10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
Literatuur / Referenties
- 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.
Wetenswaardigheden
Achtergrond van honingverwerking
Honing is een product met een hoge viscositeit, karakteristieke smaak en aroma, kleur en textuur.
Honing bestaat uit glucose, fructose, water, maltose, triacchariden en andere koolhydraten, sacharose, mineralen, eiwitten, vitaminen en enzymen, gist en andere hittebestendige micro-organismen en kleine hoeveelheden organische zuren (zie onderstaande tabel). Het hoge gehalte aan tetracyclines, fenolverbindingen en waterstofperoxide in honing geeft het antimicrobiële eigenschappen.
Honing enzymen
Honing bevat zetmeelverterende enzymen. Enzymen zijn gevoelig voor warmte en dienen daarom als indicator voor de kwaliteit van honing en de mate van thermische verwerking. De belangrijkste enzymen zijn invertase (α-glucosidase), diastase (α-amylase) en glucoseoxidase. Dit zijn uit voedingsoogpunt belangrijke enzymen. Diastase hydrolyseert koolhydraten voor gemakkelijke verteerbaarheid. Invertase hydrolyseert sucrose en maltose tot glucose en fructose. Glucose oxidase katalyseert glucose tot gluconzuur en waterstofperoxide. Honing bevat ook katalase en zure fosfatase. De enzymactiviteit wordt meestal gemeten als diastaseactiviteit en wordt uitgedrukt in een diastasegetal (DN). Honingnormen geven een minimum diastase getal van 8 in verwerkte honing.
Gisten en micro-organismen in honing
Geëxtraheerde honing bevat ongewenste stoffen, zoals gist (over het algemeen osmofiel, suikertolerant) en andere hittebestendige micro-organismen. Zij zijn verantwoordelijk voor het bederf van de honing tijdens de opslag. Een hoog gistgehalte leidt tot een snelle gisting van honing. De fermentatiesnelheid van honing hangt ook samen met het vochtgehalte. Een vochtgehalte van 17% wordt beschouwd als een veilig niveau voor het vertragen van de gistactiviteit. Aan de andere kant neemt de kans op kristallisatie toe naarmate het vochtgehalte afneemt. Een gisttelling van 500 kve/ml of minder wordt beschouwd als een commercieel acceptabel niveau.
Kristallisatie / Granulatie in honing
Honing kristalliseert van nature omdat het een oververzadigde suikeroplossing is, met een suikergehalte van meer dan 70% ten opzichte van een watergehalte van ongeveer 18%. De glucose slaat spontaan neer uit de oververzadigde toestand door water te verliezen terwijl het een stabielere verzadigde toestand van glucosemonohydraat wordt. Dit leidt tot de vorming van twee fasen – een vloeibare fase bovenop en een meer vaste kristallijne vorm eronder. De kristallen vormen een rooster dat andere bestanddelen van de honing in suspensie houdt, waardoor een halfvaste toestand ontstaat (National Honey Board, 2007). Kristallisatie of granulatie is ongewenst omdat het een ernstig probleem is bij het verwerken en op de markt brengen van de honing. Ook beperkt kristallisatie de stroom van onverwerkte honing uit opslagcontainers.
Warmtebehandeling in de honingverwerking
Na extractie en filtratie ondergaat de honing een thermische behandeling om het vochtgehalte te verlagen en gist te vernietigen. De verwarming helpt om de kristallen in de honing vloeibaar te maken. Hoewel warmtebehandeling het vochtgehalte effectief kan verlagen, kristallisatie kan verminderen en vertragen en gistcellen volledig kan vernietigen, leidt het ook tot achteruitgang van het product. Door verhitting neemt het gehalte hydroxymethylfurfural (HMF) aanzienlijk toe. Het maximaal toegestane wettelijke niveau van HMF is 40mg/kg. Bovendien vermindert verhitting de enzymactiviteit (bijv. diastase) en beïnvloedt het de sensorische kwaliteiten en vermindert het de versheid van de honing. Door verhitting wordt de natuurlijke honingkleur ook donkerder (bruinkleuring). Verhitting boven 90°C leidt tot karamelisatie van de suiker. Door ongelijke temperatuuroverdracht en blootstelling schiet hittebehandeling tekort in de vernietiging van hittebestendige micro-organismen.
Vanwege de beperkingen van warmtebehandeling richten onderzoeksinspanningen zich op niet-thermische alternatieven, zoals microgolfstraling, infraroodverwarming, ultrafiltratie en ultrasoonbehandeling. Ultrasoonbehandeling biedt als niet-thermische behandeling grote voordelen in vergelijking met alternatieve honingverwerkingstechnieken.