Ултразвучна обрада меда
Мед је веома тражен као храна и лек. Ултразвучна обрада је ефикасан начин за уништавање непожељних компоненти у меду, као што су кристали и микробне ћелије. Као нетермичка технологија обраде, ултразвучна декристализација меда спречава нежељено повећање садржаја HFM и омогућава боље очување дијастазе, ароме и укуса.
Предности ултразвучне декристализације меда
Ултразвучна декристализација је ефикасна алтернатива традиционалним методама загревања за декристализацију меда. Ултразвучна декристализација меда нуди бројне предности у односу на конвенционалну методу загревања, што ултразвучну обраду меда чини супериорним поступком за утечњавање, декристализацију и стабилизацију меда:
Ултразвучна декристализација нуди више предности и може се прилагодити свим врстама меда и свим обимима производње. Ултразвучни уређаји Hielscher омогућавају прецизну контролу и могу се подесити према факторима као што су вискозност меда, величина кристала и стандарди квалитета. Тиме ултразвучни уређаји Hielscher обезбеђују високу ефикасност и једноставан, безбедан рад.
Индустријски ултразвучни уређај за декристализацију и стабилизацију меда веома равномерном обрадом у проточној линији.
Микроскопски снимци обрађеног меда:
(а) Контролни узорак. Пре обраде, мед изгледа као мрежа игличастих кристала. Тамни кругови су мехурићи ваздуха. (б) Узорци термички обрађени на 40°C након 20 min термичке обраде; (в) узорци обрађени на 40°C+ ултразвуком након 20 min обраде.
(Научни рад и слика: ©Deora et al., 2013)
Ултразвучна обрада меда
Ултразвучна обрада је нетермичка алтернатива за обраду многих течних прехрамбених производа. Њена механичка снага користи се за благу, али ефикасну инактивацију микроорганизама и смањење величине честица. Када се мед изложи ултразвучној обради, већина ћелија квасца се уништава. Ћелије квасца које преживе соникацију углавном губе способност раста. Тиме се знатно смањује брзина ферментације меда.
Ултразвучна обрада такође утечњава мед, уклањајући постојеће кристале и спречавајући даљу кристализацију у меду. У том погледу упоредива је са загревањем меда. Утечњавање потпомогнуто ултразвуком може се одвијати на знатно нижим процесним температурама, од приближно 35°C, и може скратити време утечњавања на мање од 30 секунди. Kai (2000) је проучавао ултразвучно утечњавање аустралијских врста меда (Brush box, Stringy bark, Yapunyah и Yellow box). Истраживања су показала да је соникација на фреквенцији од 20kHz потпуно утечнила кристале у меду. Узорци обрађени ултразвуком остали су у течном стању приближно 350 дана (+20% у поређењу са термичком обрадом). Због минималног излагања топлоти, ултразвучно утечњавање омогућава боље очување ароме и укуса. Сониковани узорци показују само веома мало повећање HMF и мало смањење активности дијастазе. Пошто је потребно мање топлотне енергије, примена ултразвука помаже у смањењу трошкова обраде у поређењу са конвенционалним загревањем и хлађењем.
Индустријски ултразвучни уређај UIP6000hdT за утечњавање и микробиолошку стабилизацију меда.
Истраживања која је спровео Kai (2000) такође су показала да различите врсте меда захтевају различите интензитете и трајања соникације. Из тог разлога препоручујемо спровођење испитивања помоћу стоног система за соникацију. Прелиминарна испитивања треба спроводити у шаржном режиму, док је за даља испитивања обраде потребна проточна ћелија за рециркулацију под притиском или испитивања у проточној линији.
Шта истраживања говоре о ултразвучној декристализацији меда
Мед је презасићени раствор глукозе и има склоност да спонтано кристалише на собној температури у облику глукоза-монохидрата. Термичка обрада се традиционално користи за растварање кристала D-глукоза-монохидрата у меду и одлагање кристализације. Међутим, овај приступ негативно утиче на префињени укус меда. Многи истраживачи су известили о корисној примени ултразвука велике снаге у меду. Показало се да примена ултразвука уклања постојеће кристале и успорава процес кристализације, што ову технологију чини економичном. Анализа процеса кристализације указује на то да су узорци меда обрађени ултразвуком остајали у течном стању дуже од термички обрађеног меда. Осим тога, нису уочени значајни утицаји на параметре квалитета меда, као што су садржај влаге, електрична проводљивост или pH. Истраживања су показала да, уопштено, ултразвучна обрада (нпр. ултразвучном сондом модела UP400St на 24 kHz, при шаржној обради) доводи до бржег растварања кристала него термичка обрада.
(уп. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) је упоредила ултразвучну обраду и обраду високим хидростатичким притиском као могућности за превођење меда у течно стање. Док се обрада високим хидростатичким притиском показала као прескупа и неефикасна, ултразвук је дао веома добре резултате. Зато је ултразвучна обрада препоручена као алтернатива традиционалној термичкој обради меда.
Önur et al. (2018) дошли су до истог закључка упоређујући конвенционалну термичку обраду на 50ºC и ултразвучно превођење у течно стање. Они препоручују ултразвучну обраду меда у односу на термичку обраду и обраду притиском због практичности, краћег времена обраде и мањег губитка квалитета.
Sidor et al. (2021) упоредили су ултразвучно превођење у течно стање са микроталасним загревањем ради растварања кристала шећера у липовом, багремовом и ливадском меду. Велики недостатак микроталасног загревања биле су значајно повећане вредности HMF, промене ензимске активности и велики пад дијастазног броја. Насупрот томе, ултразвучно превођење у течно стање довело је само до најмањих промена својстава меда, па је истраживачки тим јасно препоручио ултразвучну обраду меда ради одлагања процеса кристализације.
Ултразвучна обрада скраћује време превођења чврстог меда у течно стање без нарушавања његовог квалитета.
Ултразвучни уређај UIP2000hdT за монтажу изнад посуде са сондом cascatrode на покретном постољу за превођење меда у течно стање и растварање шећера у шаржном и проточном режиму.
Ултразвучни уређаји високих перформанси за декристализацију и стабилизацију меда
Hielscher Ultrasonics производи и испоручује ултразвучне уређаје високих перформанси за обраду течних прехрамбених производа, као што су превођење меда у течно стање, смањење количине кристала (растварање шећера, декристализација) и микробиолошка стабилизација. Посебно развијена ултразвучна опрема за обраду меда омогућава уједначену и поуздану обраду. Тиме се обезбеђује производња меда врхунског квалитета уз одржавање стандарда квалитета. За обраду меда, Hielscher Ultrasonics нуди посебне сонотроде (ултразвучне сонде), које су идеалне за веома уједначену обраду вискозних течности као што је мед.
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 до 150L | 3 до 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој
Ултразвучни уређаји Hielscher познати су по највишим стандардима квалитета и дизајна. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Ултразвучни уређаји Hielscher лако раде у тешким условима и захтевним окружењима.
Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом која посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставном употребом. Наравно, ултразвучни уређаји Hielscher усаглашени су са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.
- висока ефикасност
- најсавременија технологија
- поузданост и робусност
- шаржна и проточна обрада
- за сваку запремину – од малих шаржи до великог протока на сат
- научно доказано
- интелигентни софтвер
- једноставно, линеарно повећање обима обраде
- паметне функције (нпр. бележење података)
- CIP (чишћење на месту)
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за мешање, дисперговање, емулговање и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Литература / Референце
- 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.
Корисне чињенице
Основе обраде меда
Мед је производ високе вискозности, карактеристичног укуса и ароме, боје и текстуре.
Мед се састоји од глукозе, фруктозе, воде, малтозе, трисахарида и других угљених хидрата, сахарозе, минерала, протеина, витамина и ензима, квасаца и других микроорганизама отпорних на топлоту, као и малих количина органских киселина (видети графикон испод). Висок садржај тетрациклина, фенолних једињења и водоник-пероксида даје меду антимикробна својства.
Нутритивни профил и састав шећера у меду (©www.honey.com)
Ензими у меду
Мед садржи ензиме који разграђују скроб. Ензими су осетљиви на топлоту и зато служе као показатељ квалитета меда и степена термичке обраде. Главни ензими обухватају инвертазу (α-глукозидазу), дијастазу (α-амилазу) и глукоза-оксидазу. То су нутритивно важни ензими. Дијастаза хидролизује угљене хидрате ради лакшег варења. Инвертаза хидролизује сахарозу и малтозу до глукозе и фруктозе. Глукоза-оксидаза катализује реакцију глукозе при којој настају глуконска киселина и водоник-пероксид. Мед такође садржи каталазу и киселу фосфатазу. Ензимска активност се углавном мери као активност дијастазе и изражава се дијастазним бројем (DN). Стандарди за мед прописују минимални дијастазни број од 8 у обрађеном меду.
Квасци и микроорганизми у меду
Врцани мед садржи непожељне материје, као што су квасци (углавном осмофилни, толерантни на шећер) и други микроорганизми отпорни на топлоту. Они су одговорни за кварење меда током складиштења. Велики број квасаца доводи до брзе ферментације меда. Брзина ферментације меда такође је повезана са садржајем воде/влаге. Садржај влаге од 17% сматра се безбедним нивоом за успоравање активности квасаца. С друге стране, вероватноћа кристализације расте са смањењем садржаја влаге. Број квасаца од 500cfu/mL или мање сматра се комерцијално прихватљивим нивоом.
Кристализација / Гранулација меда
Мед природно кристалише јер је презасићен раствор шећера, са садржајем шећера већим од 70% у односу на садржај воде од око 18%. Глукоза се спонтано издваја из презасићеног стања губитком воде, прелазећи у стабилније засићено стање глукоза-монохидрата. То доводи до формирања две фазе – течне фазе на врху и чвршћег кристалног облика испод. Кристали формирају решетку која имобилише остале компоненте меда у суспензији, стварајући тако получврсто стање (National Honey Board, 2007). Кристализација или гранулација је непожељна јер представља озбиљан проблем при обради и пласману меда. Такође, кристализација ограничава истицање необрађеног меда из посуда за складиштење.
Термичка обрада меда
Након врцања и филтрације, мед се подвргава термичкој обради ради смањења садржаја влаге и уништавања квасаца. Загревање помаже у растварању кристала у меду. Иако термичка обрада може ефикасно да смањи смањење садржаја влаге, смањи и одложи кристализацију и потпуно уништи ћелије квасаца, она такође доводи до погоршања квалитета производа. Загревање знатно повећава ниво хидроксиметилфурфурала (HMF). Максимални законом дозвољени ниво HMF је 40mg/kg. Поред тога, загревање смањује активност ензима (нпр. дијастазе), утиче на сензорна својства и смањује свежину меда. Термичка обрада такође доводи до тамњења природне боје меда (посмеђивања). Нарочито загревање изнад 90°C доводи до карамелизације шећера. Због неравномерног преноса топлоте и неуједначене изложености температури, термичка обрада није довољно ефикасна у уништавању микроорганизама отпорних на топлоту.
Због ограничења термичке обраде, истраживања су усмерена на нетермичке алтернативе, као што су микроталасно зрачење, инфрацрвено загревање, ултрафилтрација и ултразвучна обрада. Као нетермички поступак, ултразвучна обрада нуди велике предности у поређењу са алтернативним техникама обраде меда.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лабораторијских до индустријских размера.