Prelucrarea mierei cu ultrasunete
Mierea se bucură de o mare cerere ca hrană și medicament. Prelucrarea cu ultrasunete este un mijloc eficient de distrugere a componentelor nedorite, ar fi cristalele și celulele microbiene din miere. Ca tehnologie de procesare non-termică, decristalizarea mierei cu ultrasunete previne creșterea nedorită a HFM, precum și o mai bună retenție a diastazei, aromei și aromei.
Avantajele decristalizării mierei cu ultrasunete
Decristalizarea cu ultrasunete este o alternativă eficientă la metodele tradiționale de încălzire pentru decristalizarea mierii. Decristalizarea cu ultrasunete miere oferă numeroase avantaje față de metoda convențională de încălzire, ceea ce face ca prelucrarea cu ultrasunete miere tratamentul superior pentru lichefierea, decristalizarea și stabilizarea mierii:
Decristalizarea cu ultrasunete oferă mai multe avantaje și poate fi adaptată la toate tipurile de miere și cântarele de producție. Hielscher ultrasonicators sunt controlabile cu precizie și pot fi reglate la factori ar fi vâscozitatea mierei, dimensiunea cristalului și standardele de calitate. Astfel, ultrasonicators Hielscher oferă o eficiență ridicată și o funcționare simplă, sigură.

Imagini microscopice ale mierii tratate:
(a) Eșantionul de control. Înainte de a fi tratată, mierea apare ca o rețea de cristale în formă de ac. Cearcănele sunt bule de aer. (b) eșantioane tratate termic la 40 °C după 20 de minute de tratament termic; (c) probe tratate cu ultrasunete la 40 °C+ după 20 de minute de tratament.
(Lucrare de cercetare și imagine: ©Deora et al., 2013)
Prelucrarea mierei cu ultrasunete
Ultrasonication este o alternativă de procesare non-termică pentru multe produse alimentare lichide. Puterea sa mecanică este utilizată pentru o inactivare microbiană blândă, dar eficientă și reducerea dimensiunii particulelor. Când mierea este expusă la ultrasonication, majoritatea celulelor de drojdie sunt distruse. Celulele de drojdie care supraviețuiesc sonicare, în general, își pierd capacitatea de a crește. Acest lucru reduce substanțial rata de fermentare a mierii.
Ultrasonication, de asemenea, lichefiază mierea, eliminând cristalele existente și inhibând cristalizarea ulterioară în miere. În acest aspect, este comparabil cu încălzirea mierei. Lichefiere ultrasonically asistată poate funcționa la temperaturi de proces substanțial mai mici de aproximativ 35 ° C și poate reduce timpul de lichefiere la mai puțin de 30 de secunde. Kai (2000) a studiat lichefierea cu ultrasunete a mierii australiene (cutie perie, scoarță stringy, Yapunyah și cutie galbenă). Studiile au arătat, că sonicare la o frecvență de 20kHz lichefiat cristalele din miere, complet. Probele tratate ultrasonically au rămas în stare lichefiată timp de aproximativ 350 de zile (+20% în comparație cu tratamentul termic). Datorită expunerii minime la căldură, lichefierea cu ultrasunete are ca rezultat o retenție mai mare a aromei și aromei. Probele sonicate arată doar o creștere foarte scăzută a HMF și o scădere mică a activității diastazei. Deoarece este nevoie de mai puțină energie termică, aplicarea ultrasunetelor ajută la economisirea costurilor de procesare în comparație cu încălzirea și răcirea convențională.

Industrial ultrasonicator UIP6000hdT pentru lichefierea și stabilizarea microbiană a mierii.
Studiile lui Kai (2000) au dezvăluit, de asemenea, că diferite tipuri de miere necesită intensități diferite și momente de sonicare. Din acest motiv, vă recomandăm efectuarea de studii folosind un sistem de sonicare banc-top dimensiune. Testele preliminare trebuie efectuate în modul lot, în timp ce studiile ulterioare de prelucrare necesită o celulă de flux pentru recircularea sub presiune sau testarea în linie.
Ce spun cercetările despre decristalizarea mierei cu ultrasunete
Mierea este o soluție suprasaturată de glucoză și are tendința de a cristaliza spontan la temperatura camerei sub formă de glucoză monohidrat. Tratamentul termic a fost folosit în mod tradițional pentru a dizolva cristalele de D-glucoză monohidrat din miere și pentru a întârzia cristalizarea. Cu toate acestea, această abordare afectează negativ aroma fină a mierii. Aplicarea benefică a ultrasunetelor de putere în miere a fost raportată de mulți cercetători. S-a demonstrat că aplicarea ultrasunetelor elimină cristalele existente și, de asemenea, întârzie procesul de cristalizare, rezultând o tehnologie rentabilă. Analiza procesului de cristalizare sugerează că probele de miere sonicate au rămas în stare lichidă pentru perioade mai lungi decât mierea tratată termic. În plus, nu s-au observat efecte semnificative asupra parametrilor de calitate a mierii, cum ar fi conținutul de umiditate, conductivitatea electrică sau pH-ul. Studiile au arătat că, în general, tratamentul cu ultrasunete (de exemplu, cu o sondă cu ultrasunete de 24 kHz a modelului UP400St, în tratamentul discontinuu) duce la dizolvarea mai rapidă a cristalelor decât tratamentul termic.
(cf. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) comparat ultrasonication și presiune hidrostatică ridicată ca opțiuni de tratament pentru lichefierea mierii. În timp ce tratamentul cu presiune hidrostatică ridicată s-a dovedit a fi prea scump și ineficient, ultrasunetele au dat rezultate foarte bune. Prin urmare, sonicare a fost recomandat ca alternativă pentru prelucrarea termică tradițională a mierii.
Önur et al. (2018) au ajuns la aceeași concluzie atunci când se compară tratamentul termic convențional la 50 ° C, lichefierea cu ultrasunete și Ei recomandă prelucrarea mierei cu ultrasunete peste procesarea termică și tratamentul sub presiune datorită confortului, timpilor de procesare mai scurți și pierderii mai mici a calității.
Sidor et al. (2021) au comparat lichefierea cu ultrasunete cu încălzirea cu microunde pentru a dizolva cristalele de zahăr în var, salcâm și miere multifloră. Un dezavantaj major al încălzirii cu microunde au fost valorile HMF semnificativ crescute, modificările activității enzimatice și pierderile mari de număr de diastaze. În schimb, lichefierea cu ultrasunete a dus doar la cele mai mici modificări ale proprietăților mierii, astfel încât echipa de cercetare a recomandat în mod clar prelucrarea cu ultrasunete a mierei, în scopul de a întârzia procesul de cristalizare.
Sonicarea scurtează timpul de lichefiere a mierii solide fără a compromite calitatea acesteia.

Deasupra capului ultrasonicator UIP2000hdT Cu Cascatrode pe un suport mobil pentru lichefierea mierii și dizolvarea zahărului în modul lot și în linie.
Ultrasonicators de înaltă performanță pentru decristalizarea și stabilizarea mierei
Hielscher Ultrasonics produce și furnizează ultrasonicators de înaltă performanță pentru prelucrarea alimentelor lichide, ar fi lichefierea mierei, reducerea cristalelor (dizolvarea zahărului, decristalizarea) și stabilizarea microbiană. Echipamentul cu ultrasunete special dezvoltat pentru tratamentul cu miere permite o prelucrare uniformă și fiabilă. Acest lucru asigură producția de miere superioară la standarde de calitate menținute. Pentru tratamentul mierei, Hielscher Ultrasonics oferă sonotrodes speciale (sonde cu ultrasunete), care sunt ideale pentru tratamentul foarte uniform al lichidelor vâscoase, ar fi mierea.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
---|---|---|
10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
15 până la 150L | 3 până la 15L / min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany
Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
- eficiență ridicată
- tehnologie de ultimă generație
- fiabilitate & robustețe
- Lot & Inline
- pentru orice volum – de la loturi mici la debit mare pe oră
- dovedit științific
- Software inteligent
- scalare simplă, liniară
- Caracteristici inteligente (de exemplu, protocoale de date)
- CIP (curățare pe loc)
Literatură / Referințe
- 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.
Fapte care merită știute
Contextul procesării mierei
Mierea este un produs cu vâscozitate ridicată, cu aromă și aromă, culoare și textură caracteristice.
Mierea constă din glucoză, fructoză, apă, maltoză, trizaharide și alți carbohidrați, zaharoză, minerale, proteine, vitamine și enzime, drojdie și alte microorganisme rezistente la căldură și cantități mici de acizi organici (vezi graficul de mai jos). Nivelul ridicat de tetracicline, compuși fenolici și peroxid de hidrogen din miere conferă proprietăți antimicrobiene.
Enzime de miere
Mierea conține enzime de digerare a amidonului. Enzimele sunt sensibile la căldură și, prin urmare, servesc drept indicator al calității mierii și al gradului de prelucrare termică. Principalele enzime includ invertaza (α-glucozidaza), diastaza (α-amilaza) si glucoza oxidaza. Acestea sunt enzime importante din punct de vedere nutrițional. Diastaza hidrolizează carbohidrații pentru o digestibilitate ușoară. Invertaza hidrolizează zaharoza și maltoza în glucoză și fructoză. Glucoza oxidaza catalizează glucoza pentru a forma acid gluconic și peroxid de hidrogen. Mierea conține, de asemenea, catalază și fosfatază acidă. Activitatea enzimatică este în general măsurată ca activitate de diastază și este exprimată într-un număr de diastaze (DN). Standardele privind mierea specifică un număr minim de diastaze de 8 în mierea prelucrată.
Drojdia și microorganismele din miere
Mierea extrasă conține materiale nedorite, cum ar fi drojdia (în general osmofilă, tolerantă la zahăr) și alte microorganisme rezistente la căldură. Ei sunt responsabili pentru deteriorarea mierei în timpul depozitării. Un număr ridicat de drojdii duce la o fermentare rapidă a mierii. Rata de fermentare a mierii este, de asemenea, corelată cu conținutul de apă / umiditate. Un conținut de umiditate de 17% este considerat a fi un nivel sigur pentru întârzierea activității drojdiei. Pe de altă parte, șansa de cristalizare crește odată cu scăderea conținutului de umiditate. Un număr de drojdii de 500ufc / ml sau mai puțin este considerat un nivel acceptabil din punct de vedere comercial.
Cristalizare / Granulare în miere
Mierea cristalizează în mod natural, deoarece este o soluție de zahăr suprasaturată, cu un conținut de zahăr mai mare de 70% raportat la un conținut de apă de aproximativ 18%. Glucoza precipită spontan din starea suprasaturată, prin pierderea apei, deoarece devine o stare saturată mai stabilă a glucozei monohidrat. Aceasta duce la formarea a două faze – o fază lichidă deasupra și o formă cristalină mai solidă dedesubt. Cristalele formează o rețea care imobilizează alte componente ale mierii în suspensie, creând astfel o stare semisolidă (National Honey Board, 2007). Cristalizarea sau granularea este nedorită, deoarece reprezintă o problemă serioasă în prelucrarea și comercializarea mierii. De asemenea, cristalizarea limitează fluxul de miere neprelucrată din recipientele de depozitare.
Tratamentul termic în prelucrarea mierii
După extracție și filtrare, mierea este supusă unui tratament termic pentru a reduce nivelul de umiditate și pentru a distruge drojdia. Încălzirea ajută la lichefierea cristalelor din miere. Deși tratamentul termic poate reduce în mod eficient reducerea umidității, reduce și întârzie cristalizarea și distruge complet celulele de drojdie, duce și la deteriorarea produsului. Încălzirea crește considerabil nivelul de hidroximetilfurfural (HMF). Nivelul legal maxim admis de HMF este de 40 mg / kg. În plus, încălzirea reduce activitatea enzimelor (de exemplu, diastaza) și afectează calitățile senzoriale și reduce prospețimea mierii. Prelucrarea termică întunecă și culoarea naturală a mierii (rumenirea). În special, încălzirea peste 90 ° C are ca rezultat caramelizarea zahărului. Datorită transmiterii și expunerii inegale a temperaturii, tratamentul termic nu reușește să distrugă microorganismele rezistente la căldură.
Datorită limitărilor tratamentului termic, eforturile de cercetare se concentrează pe alternative non-termice, ar fi radiațiile cu microunde, încălzirea cu infraroșu, ultrafiltrarea și ultrasonication. Ultrasonication oferă ca tratament non-termic avantaje mari în comparație cu tehnicile alternative de prelucrare a mierei.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.