Ultraljud honung bearbetning
Honung är mycket efterfrågad som livsmedel och medicin. Ultraljudsbehandling är ett effektivt sätt att förstöra oönskade komponenter, såsom kristaller och mikrobiella celler i honung. Som en icke-termisk bearbetningsteknik förhindrar ultraljudsavkristallisation av honung oönskad ökning av HFM samt bättre bevarande av diastas, arom och smak.
Fördelar med ultraljud honung avkristallisation
Ultraljudsavkristallisation är ett effektivt alternativ till traditionella uppvärmningsmetoder för honungsavkristallisation. Ultraljud honung avkristallisation erbjuder många fördelar jämfört med den konventionella uppvärmningsmetoden, vilket gör ultraljud honung bearbetning till den överlägsna behandlingen för honungskondensering, avkristallisation och stabilisering:
Ultraljudsavkristallisation erbjuder flera fördelar och kan anpassas till alla honungstyper och produktionsskalor. Hielscher ultraljudsapparater är exakt kontrollerbara och kan ställas in på faktorer som honung viskositet, kristallstorlek och kvalitetsstandarder. Därmed ger Hielscher ultraljudsapparater hög effektivitet och enkel, säker drift.
Ultraljud honung bearbetning
Ultraljud är ett icke-termiskt bearbetningsalternativ för många flytande livsmedelsprodukter. Dess mekaniska kraft används för en skonsam men effektiv mikrobiell inaktivering och minskning av partikelstorleken. När honung utsätts för ultraljud förstörs de flesta jästcellerna. Jästceller som överlever ultraljudsbehandling förlorar i allmänhet sin förmåga att växa. Detta minskar honungsjäsningshastigheten avsevärt.
Ultraljud gör också honung flytande, vilket eliminerar befintliga kristaller och hämmar ytterligare kristallisering i honung. I denna aspekt är det jämförbart med att värma honungen. Ultraljudsstödd förvätskning kan fungera vid betydligt lägre processtemperaturer på ca 35 °C och kan minska förvätskningstiden till mindre än 30 sekunder. Kai (2000) studerade ultraljudsförvätskningen av australisk honung (Brush box, Stringy bark, Yapunyah och Yellow box). Studierna visade, att ultraljudsbehandling vid en frekvens av 20kHz gjorde kristallerna i honungen flytande, helt. Ultraljudsbehandlade prover förblev i flytande tillstånd i ca 350 dagar (+20 % jämfört med värmebehandling). På grund av den minimala värmeexponeringen resulterar ultraljudsförvätskning i en större bibehållning av arom och smak. Ultraljudsbehandlade prover visar endast en mycket låg HMF-ökning och liten minskning av diastasaktivitet. Eftersom mindre värmeenergi behövs bidrar tillämpningen av ultraljud till att spara bearbetningskostnader jämfört med konventionell uppvärmning och kylning.
Studierna av Kai (2000) avslöjade också att olika typer av honung kräver olika intensiteter och tider för ultraljudsbehandling. Av denna anledning, Vi rekommenderar genomförandet av försök med hjälp av en bänk-top storlek ultraljudsbehandling system. Preliminära tester bör utföras i batchläge, medan ytterligare bearbetningsförsök kräver en flödescell för trycksatt recirkulation eller in-line-testning.
Vad forskning säger om ultraljud honung avkristallisation
Honung är en övermättad lösning av glukos och den har en tendens att kristallisera spontant vid rumstemperatur i form av glukosmonohydrat. Värmebehandling har traditionellt använts för att lösa upp D-glukosmonohydratkristaller i honung och fördröja kristalliseringen. Detta tillvägagångssätt har dock en negativ inverkan på den finspunna smaken av honung. Den fördelaktiga tillämpningen av kraftultraljud i honung har rapporterats av många forskare. Tillämpningen av ultraljud har visat sig eliminera befintliga kristaller och även fördröja kristalliseringsprocessen, vilket resulterar i en kostnadseffektiv teknik. Analys av kristallisationsprocessen tyder på att ultraljudsbehandlade honungsprover förblev i flytande tillstånd under längre perioder än värmebehandlad honung. Dessutom observerades inga signifikanta effekter på honungens kvalitetsparametrar, såsom fukthalt, elektrisk ledningsförmåga eller pH. Studier har visat att ultraljudsbehandling (t.ex. med en 24 kHz ultraljudssond av modellen UP400St, i satsvis behandling) i allmänhet leder till snabbare upplösning av kristaller än värmebehandling.
(jfr Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) jämförde ultraljud och högt hydrostatiskt tryck som behandlingsalternativ för honungsförvätskning. Medan den hydrostatiska tryckbehandlingen visade sig vara för dyr och ineffektiv, gav ultraljud mycket goda resultat. Därför rekommenderades ultraljudsbehandling som ett alternativ till traditionell termisk behandling av honung.
Önur et al. (2018) kom till samma slutsats när de jämförde konventionell värmebehandling vid 50ºC, ultraljudsförvätskning och De rekommenderar ultraljudshonungsbearbetning framför termisk bearbetning och tryckbehandling på grund av bekvämligheten, kortare bearbetningstider och mindre kvalitetsförlust.
Sidor et al. (2021) jämförde ultraljudsförvätskning med mikrovågsuppvärmning för att lösa upp sockerkristaller i lime, akacia och multifloral honung. En stor nackdel med mikrovågsuppvärmningen var de signifikant ökade HMF-värdena, förändringar i enzymatisk aktivitet och stora diastasförluster. Däremot resulterade ultraljudsförvätskning i endast små förändringar i honungens egenskaper, så att forskargruppen tydligt rekommenderade ultraljudshonungsbearbetning för att fördröja kristallisationsprocessen.
Ultraljudsbehandling förkortar kondenseringstiden för fast honung utan att kompromissa med dess kvalitet.
Högpresterande ultraljudsapparater för honung avkristallisation och stabilisering
Hielscher Ultrasonics tillverkar och levererar högpresterande ultraljudsapparater för bearbetning av flytande livsmedel såsom honungsförvätskning, kristallreduktion (sockerupplösning, avkristallisation) och mikrobiell stabilisering. Speciellt utvecklad ultraljudsutrustning för honungsbehandling möjliggör enhetlig och tillförlitlig bearbetning. Detta säkerställer produktionen av överlägsen honung med bibehållna kvalitetsstandarder. För behandling av honung erbjuder Hielscher Ultrasonics speciella sonotroder (ultraljudssonder), som är idealiska för mycket enhetlig behandling av viskösa vätskor som honung.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
---|---|---|
10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
15 till 150L | 3 till 15 l/min | UIP6000hdT |
N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland
Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.
Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
- Hög effektivitet
- Toppmodern teknik
- tillförlitlighet & robusthet
- batch & Inline
- för vilken volym som helst – Från små batcher till stort flöde per timme
- Vetenskapligt bevisad
- Intelligent programvara
- Enkel, linjär uppskalning
- Smarta funktioner (t.ex. dataprotokoll)
- CIP (clean-in-place)
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Bakgrund till honungsbearbetning
Honung är en produkt med hög viskositet med karakteristisk smak och arom, färg och konsistens.
Honung består av glukos, fruktos, vatten, maltos, trisackarider och andra kolhydrater, sackaros, mineraler, proteiner, vitaminer och enzymer, jäst och andra värmetåliga mikroorganismer och små mängder organiska syror (se diagram nedan). Höga nivåer av tetracykliner, fenolföreningar och väteperoxid i honung ger antimikrobiella egenskaper.
Honung Enzymer
Honung innehåller enzymer som bryter ner stärkelse. Enzymer är känsliga för värme och fungerar därför som en indikator på honungskvalitet och grad av termisk bearbetning. Viktiga enzymer är invertas (α-glukosidas), diastas (α-amylas) och glukosoxidas. Dessa är näringsmässigt viktiga enzymer. Diastas hydrolyserar kolhydrater för att underlätta smältbarheten. Invertas hydrolyserar sackaros och maltos till glukos och fruktos. Glukosoxidas katalyserar glukos för att bilda glukonsyra och väteperoxid. Honung innehåller också katalas och surt fosfatas. Enzymaktiviteten mäts i allmänhet som diastasaktivitet och uttrycks i ett diastastal (DN). Honungsstandarder anger ett lägsta diastasantal på 8 i bearbetad honung.
Jäst och mikroorganismer i honung
Extraherad honung innehåller oönskade ämnen, såsom jäst (i allmänhet osmofil, sockertolerant) och andra värmebeständiga mikroorganismer. De är ansvariga för att honungen förstörs under lagring. Ett högt jästantal leder till en snabb jäsning av honung. Hastigheten för jäsningen av honung är också korrelerad till vatten-/fukthalten. En fukthalt på 17 % anses vara en säker nivå för att fördröja jästaktiviteten. Å andra sidan ökar chansen för kristallisation med minskning av fukthalten. Ett jästantal på 500cfu/ml eller mindre anses vara en kommersiellt acceptabel nivå.
Kristallisation / Granulering i honung
Honung kristalliserar naturligt eftersom det är en övermättad sockerlösning, med mer än 70 % sockerhalt i förhållande till en vattenhalt på cirka 18 %. Glukosen fälls spontant ut ur det övermättade tillståndet, genom att förlora vatten eftersom det blir ett mer stabilt mättat tillstånd av glukosmonohydrat. Detta leder till bildandet av två faser – en flytande fas på toppen och en mer solid kristallin form nedanför. Kristallerna bildar ett gitter som immobiliserar andra komponenter i honungen i suspension, vilket skapar ett halvfast tillstånd (National Honey Board, 2007). Kristallisering eller granulering är inte önskvärt eftersom det är ett allvarligt problem vid bearbetning och marknadsföring av honungen. Kristallisering begränsar också flödet av obearbetad honung ut ur lagringsbehållare.
Värmebehandling vid bearbetning av honung
Efter extraktion och filtrering genomgår honung värmebehandling för att minska fuktnivån och förstöra jästen. Uppvärmningen hjälper till att göra kristallerna i honungen flytande. Även om värmebehandling effektivt kan minska fuktminskningen, minska och fördröja kristalliseringen och förstöra jästcellerna helt, resulterar det också i produktförsämring. Uppvärmningen ökar nivån av hydroximetylfurfural (HMF) avsevärt. Den högsta tillåtna lagstadgade nivån av HMF är 40 mg/kg. Dessutom minskar upphettning enzymernas (t.ex. diastas) aktivitet och påverkar sensoriska egenskaper och minskar honungens färskhet. Värmebehandling gör också den naturliga honungsfärgen (bryning) mörkare. I synnerhet upphettning över 90 °C resulterar i karamellisering av sockret. På grund av ojämn temperaturöverföring och exponering misslyckas värmebehandlingen när det gäller att förstöra värmebeständiga mikroorganismer.
På grund av begränsningarna för värmebehandling fokuserar forskningsinsatserna på icke-termiska alternativ, som mikrovågsstrålning, infraröd uppvärmning, ultrafiltrering och ultraljud. Ultraljud erbjuder som en icke-termisk behandling stora fördelar i jämförelse med alternativa honungsbearbetningstekniker.