Ультразвуковая обработка меда
Мед пользуется большим спросом в пищу и как лекарство. Ультразвуковая обработка является эффективным средством для уничтожения нежелательных компонентов, таких как кристаллы и микробные клетки в меде. Являясь технологией нетермической обработки, ультразвуковая декристаллизация меда предотвращает нежелательное увеличение HFM, а также улучшает сохранение диастазы, аромата и вкуса.
Преимущества ультразвуковой декристаллизации меда
Ультразвуковая декристаллизация является эффективной альтернативой традиционным методам нагрева для декристаллизации меда. Ультразвуковая декристаллизация меда имеет множество преимуществ по сравнению с традиционным методом нагрева, что делает ультразвуковую обработку меда превосходной обработкой для разжижения, декристаллизации и стабилизации меда:
Ультразвуковая декристаллизация имеет ряд преимуществ и может быть адаптирована ко всем типам меда и масштабам производства. Ультразвуковые аппараты Hielscher точно управляются и могут быть настроены на такие факторы, как вязкость меда, размер кристаллов и стандарты качества. Таким образом, ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают высокую эффективность и простую, безопасную эксплуатацию.

Микроскопические изображения обработанного меда:
(a) Контрольный образец. Перед лечением мед выглядит как сеть игольчатых кристаллов. Темные круги – это пузырьки воздуха. b) образцов, подвергнутых термической обработке при температуре 40°С, после 20 минут термической обработки; (c) Образцы, обработанные ультразвуком при температуре 40°C+, через 20 минут обработки.
(Исследовательская статья и изображение: ©Deora et al., 2013)
Ультразвуковая обработка меда
Ультразвуковая обработка является альтернативой нетермической обработке многих жидких пищевых продуктов. Его механическая сила используется для мягкой, но эффективной микробной инактивации и уменьшения размера частиц. Когда мед подвергается воздействию ультразвука, большая часть дрожжевых клеток разрушается. Дрожжевые клетки, которые выживают после ультразвуковой обработки, обычно теряют способность к росту. Это существенно снижает скорость брожения меда.
Ультразвук также разжижает мед, устраняя существующие кристаллы и препятствуя дальнейшей кристаллизации в меде. В этом аспекте он сравним с нагреванием меда. Сжижение с помощью ультразвука может работать при значительно более низких температурах процесса, около 35 °C, и может сократить время сжижения до менее чем 30 секунд. Kai (2000) изучал ультразвуковое разжижение австралийских медов (Brush box, Stringy bark, Yapunyah и Yellow box). Исследования показали, что ультразвуковая обработка на частоте 20 кГц полностью разжижает кристаллы в меде. Обработанные ультразвуком образцы оставались в сжиженном состоянии около 350 дней (+20% по сравнению с термической обработкой). Благодаря минимальному тепловому воздействию, ультразвуковое разжижение приводит к лучшему сохранению аромата и вкуса. Ультразвуковые образцы показывают только очень низкое увеличение ВПФ и небольшое снижение активности диастазы. Поскольку требуется меньше тепловой энергии, применение ультразвука помогает снизить затраты на обработку по сравнению с обычным нагревом и охлаждением.

Промышленный ультразвуковой аппарат UIP6000hdT для разжижения и микробной стабилизации меда.
Исследования Kai (2000) также показали, что разные виды меда требуют разной интенсивности и времени обработки ультразвуком. По этой причине мы рекомендуем проводить испытания с использованием настольной ультразвуковой системы. Предварительные испытания должны проводиться в периодическом режиме, в то время как для дальнейших технологических испытаний требуется проточная ячейка для рециркуляции под давлением или внутритрубных испытаний.
Что говорят исследования об ультразвуковой декристаллизации меда
Мед представляет собой перенасыщенный раствор глюкозы и имеет тенденцию к самопроизвольной кристаллизации при комнатной температуре в виде моногидрата глюкозы. Традиционно для растворения кристаллов моногидрата D-глюкозы в меде и задержки кристаллизации используется термическая обработка. Однако такой подход негативно сказывается на тонком вкусе меда. О благотворном применении силового ультразвука в меде сообщали многие исследователи. Было показано, что применение ультразвука устраняет существующие кристаллы, а также замедляет процесс кристаллизации, что приводит к созданию экономически эффективной технологии. Анализ процесса кристаллизации позволяет предположить, что образцы меда, обработанные ультразвуком, оставались в жидком состоянии в течение более длительных периодов времени, чем мед с термической обработкой. Кроме того, не наблюдалось существенного влияния на такие параметры качества меда, как содержание влаги, электропроводность или pH. Исследования показали, что в целом ультразвуковая обработка (например, ультразвуковым зондом с частотой 24 кГц модели UP400St, при периодической обработке) приводит к более быстрому растворению кристаллов, чем термическая обработка.
(ср. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) сравнил ультразвук и высокое гидростатическое давление в качестве вариантов обработки для сжижения меда. В то время как лечение высоким гидростатическим давлением было признано слишком дорогим и неэффективным, ультразвук дал очень хорошие результаты. Поэтому в качестве альтернативы традиционной термической обработке меда была рекомендована ультразвук.
Önur et al. (2018) пришли к такому же выводу при сравнении традиционной термической обработки при 50ºC, ультразвукового сжижения и они рекомендуют ультразвуковую обработку меда по сравнению с термической обработкой и обработкой под давлением из-за удобства, более короткого времени обработки и меньшей потери качества.
Sidor et al. (2021) сравнили ультразвуковое сжижение с микроволновым нагревом с целью растворения кристаллов сахара в липовом, акациевом и многоцветковом меде. Основным недостатком микроволнового нагрева были значительно повышенные значения ВПЧ, изменение ферментативной активности и большие потери числа диастазы. В отличие от этого, ультразвуковое разжижение приводило лишь к незначительным изменениям свойств меда, поэтому исследовательская группа однозначно рекомендовала ультразвуковую обработку меда, чтобы замедлить процесс кристаллизации.
Ультразвуковая обработка сокращает время разжижения твердого меда без ущерба для его качества.

Аппарат ультразвуковой аппарат накладной UIP2000hdT С Каскатродом на передвижном стенде для сжижения меда и растворения сахара в порционном и поточном режиме.
Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для декристаллизации и стабилизации меда
Hielscher Ultrasonics производит и поставляет высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для обработки жидких пищевых продуктов, таких как разжижение меда, восстановление кристаллов (растворение сахара, декристаллизация) и микробная стабилизация. Специально разработанное ультразвуковое оборудование для обработки меда позволяет обеспечить равномерную и надежную обработку. Это обеспечивает производство превосходного меда при соблюдении стандартов качества. Для обработки меда Hielscher Ultrasonics предлагает специальные сонотроды (ультразвуковые зонды), которые идеально подходят для очень равномерной обработки вязких жидкостей, таких как мед.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
---|---|---|
от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
От 15 до 150 л | От 3 до 15 л/мин | УИП6000HDT |
н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»
Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.
Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.
- Высокая эффективность
- Современные технологии
- надёжность & робастность
- партия & встроенный
- для любого объема – от небольших партий до большого потока в час
- научно доказано
- Интеллектуальное программное обеспечение
- Простое, линейное масштабирование
- интеллектуальные функции (например, протоколирование передачи данных)
- CIP (безразборная мойка)
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Предыстория переработки меда
Мед является продуктом высокой вязкости, обладающим характерным вкусом и ароматом, цветом и консистенцией.
Мед состоит из глюкозы, фруктозы, воды, мальтозы, триакхаридов и других углеводов, сахарозы, минералов, белков, витаминов и ферментов, дрожжей и других термостойких микроорганизмов и небольшого количества органических кислот (см. таблицу ниже). Высокий уровень тетрациклинов, фенольных соединений и перекиси водорода в меде придает ему противомикробные свойства.
Ферменты меда
Мед содержит ферменты, переваривающие крахмал. Ферменты чувствительны к теплу и поэтому служат индикатором качества меда и степени термической обработки. К основным ферментам относятся инвертаза (α-глюкозидаза), диастаза (α-амилаза) и глюкозооксидаза. Это важные с точки зрения питания ферменты. Диастаза гидролизует углеводы для легкой усвояемости. Инвертаза гидролизует сахарозу и мальтозу до глюкозы и фруктозы. Глюкозооксидаза катализирует глюкозу с образованием глюконовой кислоты и перекиси водорода. Мед также содержит каталазу и кислую фосфатазу. Активность фермента обычно измеряется как активность диастазы и выражается в диастазном числе (DN). Стандарты меда указывают минимальное число диастазы 8 в обработанном меде.
Дрожжи и микроорганизмы в меде
Экстрагированный мед содержит нежелательные вещества, такие как дрожжи (как правило, осмофильные, устойчивые к сахару) и другие термостойкие микроорганизмы. Они отвечают за порчу меда во время хранения. Высокое содержание дрожжей приводит к быстрому брожению меда. Скорость брожения меда также коррелирует с содержанием воды/влаги. Содержание влаги в 17% считается безопасным уровнем для замедления активности дрожжей. С другой стороны, вероятность кристаллизации увеличивается с уменьшением содержания влаги. Количество дрожжей 500 КОЕ/мл или менее считается коммерчески приемлемым уровнем.
Кристаллизация / грануляция в меде
Мед естественным образом кристаллизуется, так как представляет собой перенасыщенный раствор сахара, с содержанием сахара более 70% по сравнению с содержанием воды около 18%. Глюкоза спонтанно выпадает в осадок из пересыщенного состояния, теряя воду, поскольку она становится более стабильным насыщенным состоянием моногидрата глюкозы. Это приводит к формированию двух фаз – жидкая фаза сверху и более твердая кристаллическая форма внизу. Кристаллы образуют решетку, которая обездвиживает другие компоненты меда во взвешенном состоянии, создавая таким образом полутвердое состояние (National Honey Board, 2007). Кристаллизация или грануляция нежелательна, так как это серьезная проблема при переработке и сбыте меда. Кроме того, кристаллизация ограничивает поток необработанного меда из емкостей для хранения.
Термическая обработка при переработке меда
После экстракции и фильтрации мед подвергается термической обработке с целью снижения уровня влаги и уничтожения дрожжей. Нагревание действительно способствует разжижению кристаллов в меде. Несмотря на то, что термическая обработка может эффективно снизить снижение влажности, уменьшить и замедлить кристаллизацию и полностью уничтожить дрожжевые клетки, она также приводит к порче продукта. Нагревание значительно повышает уровень гидроксиметилфурфурола (ЖЖ). Максимально допустимый законодательно допустимый уровень ЖМТ составляет 40 мг/кг. Кроме того, нагревание снижает активность ферментов (например, диастазы) и влияет на органолептические качества, а также снижает свежесть меда. Термическая обработка также затемняет естественный цвет меда (потемнение). В частности, нагревание выше 90°C приводит к карамелизации сахара. Из-за неравномерной передачи температуры и воздействия термическая обработка не приводит к уничтожению термостойких микроорганизмов.
Из-за ограничений термической обработки исследовательские усилия сосредоточены на нетепловых альтернативах, таких как микроволновое излучение, инфракрасный нагрев, ультрафильтрация и ультразвук. Ультразвуковая обработка имеет большие преимущества по сравнению с альтернативными методами обработки меда.

Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.