Ultrazvukový med spracovanie
Med sa teší veľkému dopytu ako potravina a liek. Ultrazvukové spracovanie je účinným prostriedkom na zničenie nežiaducich zložiek, ako sú kryštály a mikrobiálne bunky v mede. Ako technológia netepelného spracovania, ultrazvuková dekryštalizácia medu zabraňuje nežiaducemu zvýšeniu HFM, rovnako ako lepšie udržanie diastázy, arómy a chuti.
Výhody ultrazvukovej dekryštalizácie medu
Ultrazvuková dekryštalizácia je účinnou alternatívou k tradičným metódam ohrevu pre dekryštalizáciu medu. Ultrazvuková dekryštalizácia medu ponúka množstvo výhod oproti konvenčnej metóde vykurovania, ktorá robí ultrazvukové spracovanie medu vynikajúcou liečbou pre skvapalnenie medu, dekryštalizáciu a stabilizáciu:
Ultrazvuková dekryštalizácia ponúka niekoľko výhod a môže byť prispôsobená všetkým typom medu a výrobným stupniciam. Hielscher ultrasonicators sú presne kontrolovateľné a môžu byť naladené na faktory, ako je viskozita medu, veľkosť kryštálov, a štandardy kvality. Tým, Hielscher ultrasonicators poskytujú vysokú účinnosť a jednoduchú, bezpečnú prevádzku.
Priemyselný ultrasonicator na dekryštalizáciu a stabilizáciu medu vo vysoko jednotnom inline ošetrení.
Mikroskopické obrázky ošetreného medu:
a) Kontrolná vzorka. Pred ošetrením sa med javí ako sieť kryštálov v tvare ihly. Tmavé kruhy sú vzduchové bubliny. b) tepelne ošetrené vzorky pri teplote 40 °C po 20 minútach tepelného ošetrenia; c) 40 °C+ vzorky ošetrené ultrazvukom po 20 minútach ošetrenia.
(Výskumná práca a obrázok: ©Deora et al., 2013)
Ultrazvukový med spracovanie
Ultrazvukom je alternatíva netepelného spracovania pre mnohé tekuté potravinárske výrobky. Jeho mechanická sila sa používa na jemnú, ale účinnú mikrobiálnu inaktiváciu a zníženie veľkosti častíc. Keď je med vystavený ultrazvukom, väčšina kvasinkových buniek je zničená. Kvasinkové bunky, ktoré prežijú ultrazvukom, vo všeobecnosti strácajú svoju schopnosť rásť. To podstatne znižuje rýchlosť fermentácie medu.
Ultrazvukom tiež skvapalňuje med, eliminuje existujúce kryštály a inhibuje ďalšiu kryštalizáciu v mede. V tomto aspekte je porovnateľný s ohrevom medu. Rozpúšťadle podporované skvapalňovanie môže pracovať pri podstatne nižších procesných teplotách cca. 35 ° C a môže skrátiť čas skvapalnenia na menej ako 30 sekúnd. Kai (2000) študoval ultrazvukové skvapalňovanie austrálskych medov (Brush box, Stringy kôra, Yapunyah a Yellow box). Štúdie ukázali,, že ultrazvukom na frekvencii 20kHz skvapalnil kryštály v mede, úplne. Rozpúšťadle ošetrené vzorky zostali v skvapalnenom stave približne 350 dní (+20% v porovnaní s tepelným spracovaním). Vzhľadom k minimálnemu vystaveniu teplu, ultrazvukové skvapalnenie vedie k väčšiemu zachovaniu arómy a chuti. Sonikované vzorky vykazujú len veľmi nízke zvýšenie HMF a malý pokles aktivity diastázy. Keďže je potrebných menej tepelnej energie, aplikácia ultrazvuku pomáha šetriť náklady na spracovanie v porovnaní s konvenčným vykurovaním a chladením.
Priemyselný ultrasonicator UIP6000hdT na skvapalnenie a mikrobiálnu stabilizáciu medu.
Štúdie Kai (2000) tiež odhalil, že rôzne druhy medu vyžadujú rôzne intenzity a časy ultrazvukom. Z tohto dôvodu odporúčame vykonávať skúšky pomocou ultrazvukom veľkosti stola. Predbežné testy by sa mali vykonávať v dávkovom režime, zatiaľ čo ďalšie skúšky spracovania vyžadujú prietokovú bunku na recirkuláciu pod tlakom alebo testovanie v linke.
Čo hovorí výskum o ultrazvukovej dekryštalizácii medu
Med je presýtený roztok glukózy a má tendenciu spontánne kryštalizovať pri izbovej teplote vo forme monohydrátu glukózy. Tradične sa používa tepelné spracovanie na rozpustenie kryštálov monohydrátu D-glukózy v mede a oddialenie kryštalizácie. Tento prístup však negatívne ovplyvňuje jemnú chuť medu. Prospešná aplikácia výkonového ultrazvuku v mede bola hlásená mnohými výskumníkmi. Ukázalo sa, že aplikácia ultrazvuku eliminuje existujúce kryštály a tiež spomaľuje proces kryštalizácie, čo vedie k nákladovo efektívnej technológii. Analýza procesu kryštalizácie naznačuje, že vzorky sonikovaného medu zostali v tekutom stave dlhšie ako tepelne ošetrený med. Okrem toho neboli pozorované žiadne významné účinky na parametre kvality medu, ako je obsah vlhkosti, elektrická vodivosť alebo pH. Štúdie ukázali, že vo všeobecnosti ultrazvuková liečba (napr. ultrazvukovou sondou 24 kHz modelu UP400St, v dávkovom ošetrení) vedie k rýchlejšiemu rozpúšťaniu kryštálov ako tepelné spracovanie.
(porov. Deora a kol., 2013)
Basmacı (2010) porovnával ultrazvukom a vysokým hydrostatickým tlakom ako možnosti liečby skvapalňovania medu. Zatiaľ čo ošetrenie vysokým hydrostatickým tlakom sa ukázalo ako príliš drahé a neúčinné, ultrazvuk priniesol veľmi dobré výsledky. Preto sa ultrazvukom odporúčala ako alternatíva k tradičnému tepelnému spracovaniu medu.
Önur et al. (2018) dospeli k rovnakému záveru pri porovnaní konvenčného tepelného spracovania pri 50 ° C, ultrazvukového skvapalňovania a Odporúčajú ultrazvukové spracovanie medu pred tepelným spracovaním a tlakovým spracovaním kvôli pohodliu, kratším časom spracovania a menšej strate kvality.
Sidor et al. (2021) porovnávali ultrazvukové skvapalňovanie s mikrovlnným ohrevom s cieľom rozpustiť kryštály cukru vo vápne, akácii a viackvetových medoch. Hlavnou nevýhodou mikrovlnného ohrevu boli výrazne zvýšené hodnoty HMF, zmeny enzymatickej aktivity a veľké straty diastázy. Naproti tomu ultrazvukové skvapalnenie viedlo k len najmenším zmenám vo vlastnostiach medu, takže výskumný tím jasne odporučil ultrazvukové spracovanie medu, aby sa oneskoril proces kryštalizácie.
urýchliť čas skvapalnenia pevných medov bez toho, aby bola ohrozená ich kvalita.
Nadzemný ultrasonicator UIP2000hdT s Cascatrode na mobilnom stojane na skvapalnenie medu a rozpúšťanie cukru v dávkovom a inline režime.
Vysokovýkonné ultrasonicators pre decystalizáciu a stabilizáciu medu
Hielscher Ultrasonics vyrába a dodáva vysoko výkonné ultrasonicators pre kvapalné spracovanie potravín, ako je skvapalnenie medu, zníženie kryštálov (rozpúšťanie cukru, dekryštalizácia) a mikrobiálna stabilizácia. Špeciálne vyvinuté ultrazvukové zariadenie na ošetrenie medu umožňuje jednotné a spoľahlivé spracovanie. To zaisťuje výrobu vynikajúceho medu pri zachovaní štandardov kvality. Na ošetrenie medu, Hielscher Ultrasonics ponúka špeciálne sonotródy (ultrazvukové sondy), ktoré sú ideálne pre veľmi rovnomerné ošetrenie viskóznych kvapalín, ako je med.
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Hielscher ultrasonicators sú známe svojimi najvyššími štandardmi kvality a dizajnu. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú hladkú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredia ľahko zvládajú ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysoko výkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators sú v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
- vysoká účinnosť
- Najmodernejšia technológia
- Spoľahlivosť & Robustnosť
- Dávkové & Inline
- pre akýkoľvek objem – od malých dávok až po veľký prietok za hodinu
- Vedecky dokázané
- inteligentný softvér
- Jednoduché, lineárne škálovanie
- inteligentné funkcie (napr. protokolovanie údajov)
- CIP (čisté miesto)
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.
Literatúra/referencie
- 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.
Fakty stojí za to vedieť
Pozadie spracovania medu
Med je vysoko viskózny produkt charakteristickej chuti a vône, farby a textúry.
Med sa skladá z glukózy, fruktózy, vody, maltózy, triaccharidov a iných sacharidov, sacharózy, minerálov, bielkovín, vitamínov a enzýmov, kvasiniek a iných tepelne odolných mikroorganizmov a malých množstiev organických kyselín (pozri tabuľku nižšie). Vysoká hladina tetracyklínov, fenolových zlúčenín a peroxidu vodíka v mede poskytuje antimikrobiálne vlastnosti.
Nutričný profil a zloženie cukru v mede (©www.honey.com)
Medové enzýmy
Med obsahuje enzýmy tráviace škrob. Enzýmy sú citlivé na teplo, a preto slúžia ako indikátor kvality medu a stupňa tepelného spracovania. Medzi hlavné enzýmy patrí invertáza (α-glukozidáza), diastáza (α-amyláza) a glukóza oxidáza. Sú to nutrične dôležité enzýmy. Diastáza hydrolyzuje sacharidy pre ľahkú stráviteľnosť. Invertáza hydrolyzuje sacharózu a maltózu na glukózu a fruktózu. Glukózaoxidáza katalyzuje glukózu za vzniku kyseliny glukónovej a peroxidu vodíka. Med tiež obsahuje katalázu a kyslú fosfatázu. Aktivita enzýmu sa všeobecne meria ako diastázová aktivita a vyjadruje sa v diastázovom čísle (DN). Normy pre med stanovujú minimálne diastázové číslo 8 v spracovanom mede.
Kvasinky a mikroorganizmy v mede
Extrahovaný med obsahuje nežiaduce materiály, ako sú kvasinky (všeobecne osmofilné, odolné voči cukru) a iné tepelne odolné mikroorganizmy. Sú zodpovedné za znehodnotenie medu počas skladovania. Vysoký počet kvasiniek vedie k rýchlej fermentácii medu. Rýchlosť fermentácie medu tiež koreluje s obsahom vody / vlhkosti. Obsah vlhkosti 17% sa považuje za bezpečnú úroveň pre spomalenie aktivity kvasiniek. Na druhej strane sa šanca na kryštalizáciu zvyšuje so znížením obsahu vlhkosti. Počet kvasiniek 500 cfu/ml alebo menej sa považuje za komerčne prijateľnú úroveň.
Kryštalizácia / granulácia v mede
Med prirodzene kryštalizuje, pretože ide o presýtený cukrový roztok s viac ako 70% obsahom cukru v porovnaní s obsahom vody asi 18%. Glukóza sa spontánne vyzráža z presýteného stavu stratou vody, pretože sa stáva stabilnejším nasýteným stavom monohydrátu glukózy. To vedie k vytvoreniu dvoch fáz – kvapalná fáza na vrchu a pevnejšia kryštalická forma dole. Kryštály tvoria mriežku, ktorá imobilizuje ostatné zložky medu v suspenzii, čím vytvára polotuhý stav (National Honey Board, 2007). Kryštalizácia alebo granulácia je nežiaduca, pretože je vážnym problémom pri spracovaní a marketingu medu. Kryštalizácia tiež obmedzuje tok nespracovaného medu zo skladovacích nádob.
Tepelné spracovanie pri spracovaní medu
Po extrakcii a filtrácii prechádza med tepelným ošetrením, aby sa znížila úroveň vlhkosti a zničili kvasinky. Zahrievanie pomáha skvapalniť kryštály v mede. Hoci tepelné spracovanie môže účinne znížiť zníženie vlhkosti, znížiť a oddialiť kryštalizáciu a úplne zničiť bunky kvasiniek, vedie to aj k zhoršeniu produktu. Zahrievanie výrazne zvyšuje hladinu hydroxymetylfurfuralu (HMF). Maximálna povolená zákonom stanovená hladina HMF je 40 mg/kg. Okrem toho zahrievanie znižuje aktivitu enzýmov (napr. diastázy) a ovplyvňuje senzorické vlastnosti a znižuje čerstvosť medu. Tepelné spracovanie tiež stmavuje prirodzenú farbu medu (hnednutie). Najmä zahriatie nad 90°C má za následok karamelizáciu cukru. V dôsledku nerovnomerného prenosu teploty a expozície tepelné spracovanie zaostáva za ničením tepelne odolných mikroorganizmov.
Vzhľadom na obmedzenia tepelného spracovania sa výskumné úsilie zameriava na netepelné alternatívy, ako je mikrovlnné žiarenie, infračervené vykurovanie, ultrafiltrácia a ultrazvukom. Ultrazvukom ponúka ako netepelné ošetrenie veľké výhody v porovnaní s alternatívnymi technikami spracovania medu.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.