蜂蜜作为食品和药品的需求量很大。超声波处理是破坏蜂蜜中晶体和酵母细胞等不良成分的有效手段。 作为一种非热加工技术，它能降低羟甲基糠醛的含量，更好地保留淀粉酶、香气和风味。
背景 #
蜂蜜是一种高粘度的产品，具有独特的风味、香气、色泽和质地。蜂蜜由葡萄糖，果糖，水，麦芽糖，三糖和其他碳水化合物，蔗糖，矿物质，蛋白质，维生素和酶，酵母和其他耐热微生物和少量有机酸组成。蜂蜜中含有大量的四环素、酚类化合物和过氧化氢，具有抗菌性。
酶 #
酵母菌与微生物 #
提取出来的蜂蜜中含有不良物质，如酵母（通常为耐糖酵母，嗜糖酵母菌）和其他耐热微生物。它们是储存期间蜂蜜腐败的主要原因。 高酵母数导致蜂蜜快速发酵。 蜂蜜的发酵速率也与水分含量相关。17%的水分被认为是抑制酵母活性的安全水平。另一方面，结晶的机会随着水分含量的降低而增加。商业标准的酵母菌数量为500cfu/mL或更低。
结晶 #
蜂蜜自然结晶，因为它是过饱和糖溶液，糖含量超过70％，相对含水量约18％。当葡萄糖成为更稳定的葡萄糖一水合物饱和状态时，葡萄糖通过失去水而自发地从过饱和状态沉淀出来。这导致了两个相的形成——上面是液相，下面是固态晶体。这些晶体形成一个晶格，将蜂蜜的其它成分固定在悬浮液中，从而形成半固态。结晶或造粒是不可取的，因为它是蜂蜜加工和销售中的一个严重问题。此外，结晶限制了未处理的蜂蜜从储存容器中流出。
热处理 #
蜂蜜经过提取和过滤后，经过热处理，以减少水分水平和破坏酵母。加热确实有助于液化蜂蜜中的晶体。 虽然热处理可以有效地减少水分减少，减少和延迟结晶，并完全破坏酵母细胞，但也会导致产品变质。加热显着增加羟甲基糠醛（HMF）的水平。HMF的最大允许法定水平为40mg/kg。此外，加热降低酶（例如淀粉酶）活性，影响感官品质并降低蜂蜜的新鲜度。热处理也会使天然蜂蜜颜色变暗（褐变）。 特别是在90℃以上加热导致糖的焦糖化。热处理也不能彻底消灭耐热微生物。
由于热处理的局限性，研究的重点是非热替代，如微波辐射、红外加热、超滤和超声波处理。
蜂蜜的超声波处理 #
超声波是许多液体食品的非热加工替代品。它的机械动力被用于温和而有效的微生物灭活和减小粒径。当蜂蜜暴露在超声波下时，大多数酵母细胞会被破坏。在声波作用下存活的酵母细胞通常会失去生长的能力。这大大降低了蜂蜜发酵的速度。
超声波还可以消除现有的晶体并抑制蜂蜜中的进一步结晶。在这方面，它与加热蜂蜜相当。超声辅助液化可以在大约较低的工艺温度下工作。35C，可以将液化时间减少到不到30秒。研究表明频率为20kHz的超声处理可以使蜂蜜中的晶体完全液化。超声处理的样品在液化状态下保持约350天（与热处理相比，为20%）。由于最小的热暴露，超声液化使香气和风味更大程度上得到了保留。超声处理的样品仅显示低HMF增加和低淀粉酶活性降低。由于需要较少的热能，与传统的加热和冷却相比，超声波的应用有助于节省处理成本。
不同类型的蜂蜜需要不同的强度的超声波和处理时间。因此，我们建议使用台式超声系统进行试验。 初步测试应以分批模式进行，而进一步的处理试验需要流通池进行加压再循环测试。