Ультразвукова обробка меду
Мед користується великим попитом в якості продуктів харчування і ліків. Ультразвукова обробка є ефективним засобом для знищення небажаних компонентів, таких як кристали і мікробні клітини в меді. Як технологія нетермічної обробки, ультразвукова декристалізація меду запобігає небажаному підвищенню HFM, а також кращому збереженню діастази, аромату та смаку.
Переваги ультразвукової декристалізації меду
Ультразвукова декристалізація є ефективною альтернативою традиційним методам нагрівання для декристалізації меду. Ультразвукова декристалізація меду має численні переваги перед звичайним методом нагрівання, що робить ультразвукову обробку меду найкращою обробкою для розрідження, декристалізації та стабілізації меду:
Ультразвукова декристалізація має ряд переваг і може бути адаптована до всіх типів меду та масштабів виробництва. Ультразвукові апарати Hielscher точно контролюються і можуть бути налаштовані на такі фактори, як в'язкість меду, розмір кристалів і стандарти якості. Таким чином, ультразвукові апарати Hielscher забезпечують високу ефективність і просту, безпечну роботу.
Промисловий ультразвуковий апарат для декристалізації та стабілізації меду при високорівномірній обробці inline.
Мікроскопічні зображення обробленого меду:
а) Контрольний зразок. Перед обробкою мед постає у вигляді мережі голчастих кристалів. Темні кола – це бульбашки повітря. (b) зразки термічної обробки при температурі 40 °C після 20 хв термічної обробки; (c) 40 °C+ зразки, оброблені ультразвуком, після 20 хв лікування.
(Наукова стаття та зображення: ©Deora et al., 2013)
Ультразвукова обробка меду
Ультразвук є альтернативою без термічної обробки багатьох рідких харчових продуктів. Його механічна потужність використовується для м'якої, але ефективної мікробної інактивації та зменшення розміру частинок. Коли мед піддається впливу ультразвуку, велика частина дріжджових клітин руйнується. Дріжджові клітини, які виживають після ультразвуку, як правило, втрачають здатність до росту. Це істотно знижує швидкість бродіння меду.
Ультразвук також розріджує мед, усуваючи існуючі кристали та пригнічуючи подальшу кристалізацію в меді. У цьому аспекті його можна порівняти з нагріванням меду. Ультразвукове зрідження може працювати при значно нижчих температурах процесу приблизно 35 °C і може скоротити час зрідження до менш ніж 30 секунд. Кай (2000) вивчав ультразвукове розрідження австралійських медів (Щітка коробочка, Жилава кора, Япунья і Жовта коробка). Дослідження показали, що ультразвуковий звук на частоті 20 кГц повністю розріджує кристали в меді. Зразки, оброблені ультразвуком, залишалися в зрідженому стані приблизно 350 днів (+20% у порівнянні з термічною обробкою). Завдяки мінімальному тепловому впливу, ультразвукове розрідження призводить до більшого збереження аромату та смаку. Ультразвукові зразки показують лише дуже низьке підвищення HMF і невелике зниження активності діастази. Оскільки потрібно менше теплової енергії, застосування ультразвуку допомагає заощадити витрати на обробку в порівнянні зі звичайним нагріванням та охолодженням.
Промисловий ультразвуковий апарат UIP6000HDT для розрідження і мікробної стабілізації меду.
Дослідження Kai (2000) також показали, що різні види меду вимагають різної інтенсивності та часу ультразвуку. З цієї причини ми рекомендуємо проводити проби з використанням системи ультразвукового дослідження настільного розміру. Попередні випробування повинні проводитися в пакетному режимі, тоді як подальші випробування обробки вимагають проточної камери для рециркуляції під тиском або потокового тестування.
Що говорять дослідження про ультразвукову декристалізацію меду
Мед є пересиченим розчином глюкози і має властивість спонтанно кристалізуватися при кімнатній температурі у вигляді моногідрату глюкози. Термічна обробка традиційно використовується для розчинення кристалів моногідрату D-глюкози в меді та затримки кристалізації. Однак такий підхід негативно позначається на тонкому смаку меду. Про корисне застосування силового ультразвуку в меді повідомлялося багатьма дослідниками. Було показано, що застосування ультразвуку усуває існуючі кристали, а також уповільнює процес кристалізації, що призводить до економічно ефективної технології. Аналіз процесу кристалізації свідчить про те, що ультразвукові зразки меду залишалися в рідкому стані протягом більш тривалого часу, ніж мед термічно оброблений. Крім того, не спостерігалося значного впливу на параметри якості меду, таких як вміст вологи, електропровідність або рН. Дослідження показали, що в цілому ультразвукова обробка (наприклад, ультразвуковим зондом моделі UP400St, в режимі пакетної обробки) призводить до більш швидкого розчинення кристалів, ніж термічна обробка.
(пор. Deora et al., 2013)
Basmacı (2010) порівняв ультразвук і високий гідростатичний тиск як варіанти лікування для розрідження меду. У той час як лікування високим гідростатичним тиском показало себе як занадто дороге і неефективне, ультразвук дав дуже хороші результати. Тому ультразвук був рекомендований як альтернатива традиційній термічній обробці меду.
Önur et al. (2018) прийшли до такого ж висновку, порівнюючи звичайну термічну обробку при 50ºC, ультразвукове зрідження та Вони рекомендують ультразвукову обробку меду над термічною обробкою та обробкою під тиском через зручність, коротший час обробки та меншу втрату якості.
Sidor et al. (2021) порівняли ультразвукове зрідження з мікрохвильовим нагріванням з метою розчинення кристалів цукру в липовому, акацієвому та багатоквітковому меді. Основним недоліком мікрохвильового підігріву були значно підвищені значення HMF, зміни ферментативної активності та великі втрати діастазного числа. Навпаки, ультразвукове розрідження призвело лише до найменших змін у властивостях меду, тому дослідницька група чітко рекомендувала ультразвукову обробку меду, щоб затримати процес кристалізації.
прискорюють час розрідження твердого меду без шкоди для його якості.
Накладний ультразвуковий апарат UIP2000HDT з каскатродом на пересувній стійці для розрідження меду і розчинення цукру в періодичному і потоковому режимі.
Високоефективні ультразвукові апарати для декристалізації та стабілізації меду
Hielscher Ultrasonics виробляє та постачає високоефективні ультразвукові пристрої для рідкої обробки харчових продуктів, таких як розрідження меду, відновлення кристалів (розчинення цукру, декристалізація) та стабілізація мікроорганізмів. Спеціально розроблене ультразвукове обладнання для обробки меду дозволяє проводити рівномірну і надійну обробку. Це гарантує виробництво високоякісного меду за дотриманими стандартами якості. Для обробки меду компанія Hielscher Ultrasonics пропонує спеціальні сонотроди (ультразвукові зонди), які ідеально підходять для дуже рівномірної обробки в'язких рідин, таких як мед.
Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині
Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.
Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
- високий ККД
- Найсучасніші технології
- надійність & Надійності
- Пакетний & Вбудовані
- на будь-який обсяг – від невеликих партій до великої витрати на годину
- Науково доведено
- Інтелектуальне програмне забезпечення
- Просте, лінійне масштабування
- інтелектуальні функції (наприклад, протоколювання даних)
- CIP (прибирання на місці)
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати
Передумови переробки меду
Мед – продукт високої в'язкості з характерним смаком і ароматом, кольором і текстурою.
Мед складається з глюкози, фруктози, води, мальтози, триахаридів та інших вуглеводів, сахарози, мінеральних речовин, білків, вітамінів і ферментів, дріжджів та інших термостійких мікроорганізмів і невеликих кількостей органічних кислот (див. Таблицю нижче). Високий рівень тетрациклінів, фенольних сполук і перекису водню в меді надають антимікробні властивості.
Харчовий профіль і склад цукру меду (©www.honey.com)
Ферменти меду
Мед містить ферменти для перетравлення крохмалю. Ферменти чутливі до нагрівання і тому служать індикатором якості меду і ступеня термічної обробки. Основними ферментами є інвертаза (α-глюкозидаза), діастаза (α-амілаза) і глюкозооксидаза. Це важливі з харчової точки зору ферменти. Діастаза гідролізує вуглеводи для легкої засвоюваності. Інвертаза гідролізує сахарозу і мальтозу до глюкози і фруктози. Глюкозооксидаза каталізує глюкозу з утворенням глюконової кислоти і перекису водню. Мед також містить каталазу і кислу фосфатазу. Активність ферменту зазвичай вимірюється як активність діастази і виражається в діастазному числі (DN). Стандарти меду вказують мінімальне діастазне число 8 в обробленому меді.
Дріжджі і мікроорганізми в меді
Екстрагований мед містить небажані речовини, такі як дріжджі (як правило, осмофільні, цукрові) та інші термостійкі мікроорганізми. Саме вони відповідають за псування меду при зберіганні. Велика кількість дріжджів призводить до швидкого бродіння меду. Швидкість бродіння меду також корелює з вмістом води/вологи. Безпечним рівнем для уповільнення активності дріжджів вважається вміст вологи 17%. З іншого боку, шанс кристалізації зростає зі зменшенням вмісту вологи. Кількість дріжджів 500 КУО/мл або менше вважається комерційно прийнятним рівнем.
Кристалізація / грануляція в меді
Мед природним чином кристалізується, оскільки є пересиченим цукровим розчином, з вмістом цукру понад 70% порівняно з вмістом води близько 18%. Глюкоза спонтанно випадає в осад з пересиченого стану, втрачаючи воду, оскільки стає більш стійким насиченим станом моногідрату глюкози. Це призводить до утворення двох фаз – рідка фаза зверху і більш тверда кристалічна форма знизу. Кристали утворюють решітку, яка в підвішеному стані знерухомлює інші компоненти меду, створюючи таким чином напівтвердий стан (National Honey Board, 2007). Кристалізація або грануляція небажані, оскільки є серйозною проблемою при переробці та збуті меду. Також кристалізація обмежує витік необробленого меду з ємностей для зберігання.
Термічна обробка при переробці меду
Після екстракції і фільтрації мед піддається термічній обробці з метою зниження рівня вологості і знищення дріжджів. Нагрівання сприяє розрідженню кристалів у меді. Незважаючи на те, що термічна обробка може ефективно зменшити зниження вологості, зменшити та відстрочити кристалізацію та повністю знищити клітини дріжджів, вона також призводить до псування продукту. Нагрівання значно підвищує рівень гідроксиметилфурфурола (HMF). Максимально допустимий нормативний рівень ГМФ становить 40 мг/кг. Крім того, нагрівання знижує активність ферментів (наприклад, діастази) і впливає на сенсорні якості та зменшує свіжість меду. Термічна обробка також затемнює колір натурального меду (підрум'янювання). Зокрема, нагрівання вище 90 ° C призводить до карамелізації цукру. У зв'язку з нерівномірною передачею температури і впливом термічна обробка не дозволяє знищити термостійкі мікроорганізми.
У зв'язку з обмеженнями термічної обробки дослідницькі зусилля зосереджені на нетеплових альтернативах, таких як мікрохвильове випромінювання, інфрачервоний нагрів, ультрафільтрація та ультразвук. Ультразвук як нетермічна обробка дає великі переваги в порівнянні з альтернативними методами обробки меду.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.