Ultrazvočna predelava medu
Med uživa veliko povpraševanje kot hrana in zdravilo. Ultrazvočna obdelava je učinkovito sredstvo za uničenje neželenih sestavin, kot so kristali in mikrobne celice v medu. Ultrazvočna dekristalizacija medu kot tehnologija netermične obdelave preprečuje neželeno povečanje HFM ter boljše zadrževanje diastaze, arome in okusa.
Prednosti ultrazvočne dekristalizacije medu
Ultrazvočna dekristalizacija je učinkovita alternativa tradicionalnim metodam ogrevanja za dekristalizacijo medu. Ultrazvočna dekristalizacija medu ponuja številne prednosti pred konvencionalno metodo ogrevanja, zaradi česar je ultrazvočna predelava medu vrhunska obdelava za utekočinjenje, dekristalizacijo in stabilizacijo medu:
Ultrazvočna dekristalizacija ponuja več prednosti in jo je mogoče prilagoditi vsem vrstam medu in proizvodnim lestvicam. Hielscher ultrazvočni aparati so natančno nadzorovani in jih je mogoče prilagoditi dejavnikom, kot so viskoznost medu, velikost kristalov in standardi kakovosti. S tem Hielscher ultrazvočni aparati zagotavljajo visoko učinkovitost in enostavno in varno delovanje.
Ultrazvočna predelava medu
Ultrasonication je netoplotna alternativa obdelavi za številne tekoče živilske izdelke. Njegova mehanska moč se uporablja za nežno, a učinkovito mikrobno inaktivacijo in zmanjšanje velikosti delcev. Ko je med izpostavljen ultrazvoku, se večina celic kvasovk uniči. Celice kvasovk, ki preživijo ultrazvočno razbijanje, na splošno izgubijo sposobnost rasti. To znatno zmanjša hitrost fermentacije medu.
Ultrasonication tudi utekočini med, odstrani obstoječe kristale in zavira nadaljnjo kristalizacijo v medu. V tem pogledu je primerljiv s segrevanjem medu. Ultrazvočno podprto utekočinjanje lahko deluje pri bistveno nižjih procesnih temperaturah približno 35 °C in lahko skrajša čas utekočinjanja na manj kot 30 sekund. Kai (2000) je preučeval ultrazvočno utekočinjanje avstralskega medu (škatla za krtače, Stringy lub, Yapunyah in rumena škatla). Študije so pokazale, da je ultrazvočno razbijanje na frekvenci 20 kHz popolnoma utekočinilo kristale v medu. Ultrazvočno obdelani vzorci so ostali v utekočinjenem stanju približno 350 dni (+20% v primerjavi s toplotno obdelavo). Zaradi minimalne izpostavljenosti toploti ultrazvočno utekočinjanje povzroči večje zadrževanje arome in okusa. Sonicirani vzorci kažejo le zelo nizko povečanje HMF in majhno zmanjšanje aktivnosti diastaze. Ker je potrebno manj toplotne energije, uporaba ultrazvoka pomaga prihraniti stroške obdelave v primerjavi s konvencionalnim ogrevanjem in hlajenjem.
Študije Kai (2000) so tudi razkrile, da različne vrste medu zahtevajo različne intenzivnosti in čase ultrazvočnega razbijanja. Zato priporočamo izvedbo poskusov z uporabo ultrazvočnega sistema velikosti na stolu. Predhodne preskuse je treba izvesti v serijnem načinu, medtem ko nadaljnji poskusi obdelave zahtevajo pretočno celico za recirkulacijo pod tlakom ali in-line testiranje.
Kaj raziskave pravijo o ultrazvočni dekristalizaciji medu
Med je prenasičena raztopina glukoze in ima nagnjenost k spontani kristalizaciji pri sobni temperaturi v obliki glukoze monohidrata. Toplotna obdelava se tradicionalno uporablja za raztapljanje kristalov D-glukoze monohidrata v medu in upočasnitev kristalizacije. Vendar ta pristop negativno vpliva na fino preden okus medu. O koristni uporabi ultrazvoka moči v medu so poročali številni raziskovalci. Dokazano je, da uporaba ultrazvoka odpravlja obstoječe kristale in tudi upočasnjuje proces kristalizacije, kar ima za posledico stroškovno učinkovito tehnologijo. Analiza procesa kristalizacije kaže, da so vzorci ultrazvočnega medu ostali v tekočem stanju dlje časa kot toplotno obdelan med. Poleg tega niso opazili pomembnih učinkov na parametre kakovosti medu, kot so vsebnost vlage, električna prevodnost ali pH. Študije so pokazale, da na splošno ultrazvočna obdelava (npr. z 24 kHz ultrazvočno sondo modela UP400St, pri šaržni obdelavi) vodi do hitrejšega raztapljanja kristalov kot toplotna obdelava.
(prim. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) je primerjal ultrazvok in visok hidrostatični tlak kot možnosti zdravljenja za utekočinjanje medu. Medtem ko se je zdravljenje z visokim hidrostatičnim tlakom izkazalo za predrago in neučinkovito, je ultrazvok dal zelo dobre rezultate. Zato je bila ultrazvočna obdelava priporočljiva kot alternativa tradicionalni toplotni obdelavi medu.
Önur et al. (2018) so prišli do istega zaključka pri primerjavi običajne toplotne obdelave pri 50 ° C, ultrazvočne utekočinitve in priporočajo ultrazvočno obdelavo medu nad toplotno obdelavo in tlačno obdelavo zaradi udobja, krajših časov obdelave in manjše izgube kakovosti.
(2021) primerjali ultrazvočno utekočinjanje z mikrovalovnim segrevanjem, da bi raztopili kristale sladkorja v apnu, akaciji in večcvetnem medu. Glavna pomanjkljivost mikrovalovnega segrevanja so bile znatno povečane vrednosti HMF, spremembe encimske aktivnosti in velike izgube števila diastaz. Nasprotno pa je ultrazvočna utekočinitev povzročila le najmanjše spremembe lastnosti medu, tako da je raziskovalna skupina jasno priporočila ultrazvočno obdelavo medu, da bi odložila proces kristalizacije.
Sonication skrajša čas utekočinjanja trdnega medu, ne da bi pri tem ogrozil njegovo kakovost.
Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za dekristalizacijo in stabilizacijo medu
Hielscher Ultrasonics proizvaja in dobavlja visoko zmogljive ultrazvočne aparate za predelavo tekoče hrane, kot so utekočinjanje medu, redukcija kristalov (raztapljanje sladkorja, dekristalizacija) in mikrobna stabilizacija. Posebej razvita ultrazvočna oprema za obdelavo medu omogoča enotno in zanesljivo obdelavo. To zagotavlja proizvodnjo vrhunskega medu pri ohranjenih standardih kakovosti. Za obdelavo medu Hielscher Ultrasonics ponuja posebne sonotrode (ultrazvočne sonde), ki so idealne za zelo enakomerno obdelavo viskoznih tekočin, kot je med.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
---|---|---|
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
- visoka učinkovitost
- Najsodobnejša tehnologija
- Zanesljivost & Robustnosti
- Serije & Inline
- za poljubno količino – od majhnih serij do velikega pretoka na uro
- znanstveno dokazano
- Inteligentna programska oprema
- preprosto, linearno povečanje
- pametne funkcije (npr. protokoliranje podatkov)
- CIP (čiščenje na mestu)
Literatura / Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Ozadje predelave medu
Med je proizvod visoke viskoznosti značilnega okusa in arome, barve in teksture.
Med je sestavljen iz glukoze, fruktoze, vode, maltoze, trisaharidov in drugih ogljikovih hidratov, saharoze, mineralov, beljakovin, vitaminov in encimov, kvasovk in drugih toplotno odpornih mikroorganizmov ter majhnih količin organskih kislin (glej spodnjo tabelo). Visoka vsebnost tetraciklinov, fenolnih spojin in vodikovega peroksida v medu daje protimikrobne lastnosti.
Medeni encimi
Med vsebuje cikle za prebavo škroba. Encimi so občutljivi na toploto in zato služijo kot pokazatelj kakovosti medu in stopnje toplotne obdelave. Glavni encimi vključujejo invertazo (α-glukozidazo), diastazo (α-amilazo) in glukozo oksidazo. To so prehransko pomembni encimi. Diastaza hidrolizira ogljikove hidrate za lažjo prebavljivost. Invertaza hidroliza saharoza in maltozo v glukozo in fruktozo. Glukoza oksidaza katalizira glukozo, da tvori glukonsko kislino in vodikov peroksid. Med vsebuje tudi katalazo in kislo fosfatazo. Aktivnost encimov se običajno meri kot aktivnost diastaze in je izražena v številu diastaze (DN). Standardi za med določajo najmanjše število diastaze 8 v predelanem medu.
Kvas in mikroorganizmi v medu
Ekstrahirani med vsebuje nezaželene materiale, kot so kvas (običajno osmofilni, odporni na sladkor) in drugi mikroorganizmi, odporni na toploto. Odgovorni so za kvarjenje medu med skladiščenjem. Visoko število kvasovk vodi do hitre fermentacije medu. Hitrost fermentacije medu je povezana tudi z vsebnostjo vode / vlage. Vsebnost vlage 17% se šteje za varno raven za zaviranje aktivnosti kvasa. Po drugi strani pa se možnost kristalizacije poveča z zmanjšanjem vsebnosti vlage. Število kvasovk 500 cfu / ml ali manj se šteje za komercialno sprejemljivo raven.
Kristalizacija / granulacija v medu
Med naravno kristalizira, saj je prenasičena raztopina sladkorja z več kot 70% vsebnostjo sladkorja glede na vsebnost vode približno 18%. Glukoza se spontano obori iz prenasičenega stanja z izgubo vode, ko postane bolj stabilno nasičeno stanje glukoze monohidrata. To vodi do nastanka dveh faz – tekoča faza na vrhu in bolj trdna kristalna oblika spodaj. Kristali tvorijo rešetko, ki imobilizira druge sestavine medu v suspenziji in tako ustvari poltrdno stanje (National Honey Board, 2007). Kristalizacija ali granulacija je nezaželena, saj je resen problem pri predelavi in trženju medu. Tudi kristalizacija omejuje pretok nepredelanega medu iz posode za shranjevanje.
Toplotna obdelava pri predelavi medu
Po ekstrakciji in filtraciji se med toplotno obdela, da se zmanjša raven vlage in uniči kvas. Segrevanje pomaga utekočiniti kristale v medu. Čeprav lahko toplotna obdelava učinkovito zmanjša zmanjšanje vlage, zmanjša in upočasni kristalizacijo ter popolnoma uniči celice kvasovk, povzroči tudi poslabšanje izdelka. Segrevanje znatno poveča raven hidroksimetilfurfurala (HMF). Najvišja dovoljena zakonska raven HMF je 40 mg / kg. Poleg tega segrevanje zmanjša aktivnost encimov (npr. diastaze) in vpliva na senzorične lastnosti ter zmanjšuje svežino medu. Toplotna obdelava potemni tudi naravno barvo medu (porjavitev). Zlasti segrevanje nad 90 °C povzroči karamelizacijo sladkorja. Zaradi neenakomernega prenosa temperature in izpostavljenosti toplotna obdelava ne uničuje toplotno odpornih mikroorganizmov.
Zaradi omejitev toplotne obdelave se raziskovalna prizadevanja osredotočajo na netoplotne alternative, kot so mikrovalovno sevanje, infrardeče ogrevanje, ultrafiltracija in ultrazvočna obdelava. Ultrasonication kot netoplotna obdelava ponuja velike prednosti v primerjavi z alternativnimi tehnikami predelave medu.