คุณรู้จักการตกผลึกน้ำผึ้งด้วยคลื่นอัลตราโซนิกไหม

การตกผลึกน้ำผึ้งด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง: เทคโนโลยี "การสลายโครงสร้างอย่างอ่อนโยน" เพื่อรักษารสชาติตามธรรมชาติ

การตกผลึกน้ำผึ้งเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพตามธรรมชาติ ซึ่งกลูโคสจะตกตะกอนในรูปของผลึก แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงคุณภาพดั้งเดิมของน้ำผึ้ง แต่ก็อาจทำให้น้ำผึ้งแข็งตัว ทำให้บรรจุภัณฑ์ทำได้ยาก และอาจลดการยอมรับของผู้บริโภคเนื่องจากรูปลักษณ์ที่เปลี่ยนไป วิธีการให้ความร้อนแบบดั้งเดิมมักจะสูญเสียสารอาหารที่ออกฤทธิ์ของน้ำผึ้งเนื่องจากอุณหภูมิสูง การตกผลึกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลักคือ "กระบวนการที่ไม่ใช้ความร้อน" ได้กลายเป็นทางออกใหม่สำหรับการแปรรูปน้ำผึ้งอย่างลึกซึ้ง โดยให้ "เกราะป้องกันคุณภาพ" สำหรับน้ำผึ้งธรรมชาติ

I. ธรรมชาติของการตกผลึกน้ำผึ้งและความจำเป็นในการตกผลึก
คุณสมบัติการตกผลึกของน้ำผึ้งเกิดจากการประกอบด้วยกลูโคส ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 40% ของปริมาณน้ำตาลทั้งหมดและมีความสามารถในการละลายในน้ำต่ำ เมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิภายใน "โซนการตกผลึกวิกฤต" ที่ 13-14°C กลูโคสจะค่อยๆ ก่อตัวเป็นผลึกรูปเข็มหรือกลุ่มรอบๆ นิวเคลียสผลึก สำหรับน้ำผึ้งที่มีปริมาณกลูโคสสูง เช่น น้ำผึ้งจากผลไม้ การตกผลึกอาจนำไปสู่การแข็งตัว ทำให้ละลายได้ยากระหว่างการบริโภคและขัดขวางขั้นตอนการแปรรูปทางอุตสาหกรรม เช่น การกรองและการบรรจุขวด ข้อกำหนดหลักสำหรับการตกผลึกคือการรักษาสารอาหารที่ไวต่อความร้อนในน้ำผึ้งให้ได้มากที่สุด เช่น อะไมเลส วิตามิน และฟลาโวนอยด์ ในขณะเดียวกันก็ทำลายโครงสร้างผลึก วิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การให้ความร้อนในอ่างน้ำและการให้ความร้อนด้วยอากาศร้อนมีข้อบกพร่องร้ายแรง: ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูงบ่อยครั้งเกิน 60°C ซึ่งนำไปสู่การปิดใช้งานกิจกรรมของอะไมเลสอย่างรวดเร็วและเพิ่มปริมาณไฮดรอกซีเมทิลฟูร์ฟูรัล (5-HMF) ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของน้ำผึ้ง แนวทาง "คุณภาพเพื่อรูปแบบ" นี้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคยุคใหม่สำหรับอาหารจากธรรมชาติได้อีกต่อไป

II. หลักการทางเทคนิคและข้อได้เปรียบหลักของการตกผลึกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
เทคโนโลยีการตกผลึกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงใช้คลื่นกลไกที่มีความถี่ 16kHz ถึง 10MHz เพื่อทำปฏิกิริยากับน้ำผึ้งที่ตกผลึก ผลกระทบแบบเสริมฤทธิ์กันของปรากฏการณ์โพรงอากาศและผลกระทบจากความร้อนจะสลายผลึก ข้อได้เปรียบหลักอยู่ที่ความสมดุลของ "การตกผลึกที่มีประสิทธิภาพสูงและการปกป้องคุณภาพที่อุณหภูมิต่ำ"

ในทางเทคนิค อัลตราซาวนด์จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงสั่นสะเทือนทางกลผ่านตัวแปลงสัญญาณ สร้างฟองอากาศโพรงอากาศขนาดเล็กจำนวนมากในน้ำผึ้งเหลว ฟองอากาศเหล่านี้จะขยายตัวอย่างรวดเร็วและแตกออกทันทีในระหว่างรอบการสั่นสะเทือน สร้างแรงเฉือนและแรงปั่นป่วนที่รุนแรง ซึ่งจะทำลายผลึกกลูโคสที่บรรจุแน่นโดยตรง ทำให้แตกเป็นอนุภาคละเอียดและละลายกลับเข้าไปใหม่ ในเวลาเดียวกัน การสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงความถี่สูงจะสร้างผลกระทบจากความร้อนอย่างอ่อนโยน ค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิน้ำผึ้ง (โดยทั่วไปไม่เกิน 60°C) ส่งเสริมการละลายของผลึกต่อไป อย่างไรก็ตาม ต่างจากการให้ความร้อนแบบดั้งเดิม ความร้อนจะกระจายอย่างสม่ำเสมอและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะถูกควบคุม หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด งานวิจัยจาก Chinese Academy of Agricultural Sciences แสดงให้เห็นว่าหลังจากการบำบัด 80 นาทีที่ความถี่ 40kHz และกำลังไฟ 400W อัตราการละลายของผลึกของน้ำผึ้งบ๊วยสามารถเข้าถึง 98.2% โครงสร้างผลึกเปลี่ยนจากกลุ่มเป็นบล็อกเล็กๆ ในที่สุดก็ละลายอย่างสมบูรณ์เป็นสถานะของเหลว

เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม การทำลายผลึกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีข้อดีที่สำคัญ:

การรักษาสภาพคุณภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น: ภายใต้การบำบัดอย่างอ่อนโยน การสูญเสียส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อนจะลดลงอย่างมาก การทดลองแสดงให้เห็นว่าหลังจากการบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง 80 นาที กิจกรรมของอะไมเลสในน้ำผึ้งบ๊วยลดลงเพียง 8.94% ในขณะที่วิธีการให้ความร้อนแบบดั้งเดิมมักจะสูญเสียกิจกรรมของเอนไซม์มากกว่า 30% ในช่วงเวลาเดียวกัน ประสิทธิภาพและความเสถียรในการทำลายผลึกที่ดีขึ้น: ไม่เพียงแต่เร่งการทำลายผลึกเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนคุณสมบัติทางรีโอโลจีของน้ำผึ้ง เปลี่ยนจากของไหลที่ไม่ใช่นิวตันเป็นของไหลนิวตันที่เป็นเนื้อเดียวกัน ลดความหนืดอย่างมากและอำนวยความสะดวกในการประมวลผลในภายหลัง

ประโยชน์เพิ่มเติม: ผลกระทบทางกลไกที่เกิดขึ้นระหว่างการทำลายผลึกยังทำหน้าที่เป็นเครื่องฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิต่ำ ฆ่าเชื้อยีสต์ที่ชอบออสโมฟิลิกในน้ำผึ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการเก็บรักษา

การตกผลึกซ้ำที่ล่าช้า: โดยการทำลายโครงสร้างนิวเคลียสผลึก สามารถลดจุดตกผลึกของน้ำผึ้งจากธรรมชาติ 13-14°C เป็นต่ำกว่า 0°C ป้องกันการตกผลึกได้นานกว่าห้าปีที่อุณหภูมิห้อง