Effect of ultrasound heat treatment on the physiquechemical quality and crystallization process of honey

Authors

  • María Cecilia Mouteira Cátedra de Producción Animal I, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata, Argentina
  • Inés Marilina Basso Sector Apicultura y Sistemas Agroalimentarios, Centro Atómico Ezeiza, Comisión Nacional de Energía Atómica, Argentina
  • Marcial Paradela Dirección Apícola Dirección Provincial de Ganadería, Ministerio de Desarrollo Agrario de la Provincia de Buenos Aires, Argentina
  • Cecilia Elena Lupano Cátedra de Bromatología y Propiedades Físicas y Químicas de los Alimentos I, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, Argentina

DOI:

https://doi.org/10.24215/16699513e086

Keywords:

honey, ultrasound, quality, liquefaction, crystallization

Abstract

Honey is a product that has the ability to crystallize; this feature is related to the composition of honey, and to storage and processing temperature, which can alter the physical-chemical quality of the product. Honey can undergo various treatments aimed at obtaining a liquid consistency product, according to the taste of consumers. Currently, ultrasound technologies are vital to reduce the time of the honey liquefying process. The objective of this work was to determine the effect of ultrasound heat treatment on the physical-chemical quality and on the crystallization process of honey. A crystallized honey was treated with a water bath, equipped with ultrasound of 40 kHz frequency and 80 W of power, at 60oC, 50oC and 40oC, over a time range of 1 to 8 h. The physical-chemical quality of treated honeys was performed in accordance with the protocols of IRAM standards. Ultrasound treatment in combination with temperature has allowed to delay crystallization for a period of time greater than 300 days. Significant differences in moisture, color and absorbance content were observed, and not significant in HMF and acidity. The ultrasound system is presented as an alternative to replacing traditional liquefying systems; although some of the quality parameters were altered, these variations did not exceed the values provided for in the current regulations.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

References

Acquarone, C.A. (2004). Parámetros físico-químicos de mieles, relación entre los mismos y aplicación potencial para la determinación del origen botánico y/o geográfico de mieles argentinas. Lic. Tesis. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Licenciatura en Tecnología de Alimentos, Universidad Nacional de Belgrano, Buenos Aires, Argentina. 56 pp.

Alimentos argentinos. (2019). Síntesis Apícola N°187, Diciembre 2019. Pag N°2. ISSN 2618-4168. Disponible en: http://www.alimentosargentinos.gob.ar/HomeAlimentos/Apicultura/documentos/MIELn187ANEXO.pdf. Último acceso: noviembre de 2020.

Alqarni, A.A.; A.A. Owayss; A.A. Mahmoud & M.A. Hannan. (2014). Mineral content and physical properties of local and imported honeys in Saudi Arabia. Journal of Saudi Chemical Society 18(5): 618-625.

Ángeles Santos, A.; G. Aguirre-Álvarez; A.D. Hernández-Fuentes; A.C. Figueira & R.G. Campos-Montiel. (2015). Efecto del ultrasonido en los compuestos fenólicos y actividad antioxidante por ABTS aplicado en diferentes mieles. Boletín De Ciencias Agropecuarias Del ICAP 1(1).

Ángeles Santos, A; D.J. Pimentel González; E.A. Gonzáles Vargas; R. Solís Silva & R.G. Campos Montiel. (2016). Efecto de ultrasonido en la descristalización de la miel. Investigación y desarrollo en ciencias y tecnologías de alimentos 1(1): 818-823.

Awad, T.S.; H.A. Moharram; O.E. Shaltout; D. Asker & M.M. Youssef. (2012). Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review. Food research international 48(2): 410-427.

Basilio, A.M.; C.A. Fernández; M. Passalia & E.J. Romero. (2002). Caracterización del contenido polínico de las mieles de la localidad de Junín, (provincia de Buenos Aires) a lo largo de la temporada de producción, y durante la maduración. Revista de Investigaciones Agropecuarias 31(3): 119-136.

Basso, M.I; A.C. Dedomenici; G. Giglio; L. Cerchietti & M.C. Mouteira. (2015). Evaluación preliminar de la relación entre origen botánico, parámetros fisicoquímicos y contenido mineral en mieles de La Plata. Simposio Argentino de Paleobotánica y Palinología. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata. 60 pp.

Belay, A.; W.K. Solomon; G. Bultossa; N. Adgaba & Samuel Melaku. (2015). Botanical origin, colour, granulation, and sensory properties of the Harenna forest honey, Bale, Ethiopia. Food Chemistry 167: 213-219.

Bhandari, B.; B. D'Arcy & C. Kelly. (1999). Rheology and crystallization kinetics of honey: present status. International Journal of Food Properties 2(3): 217-226.

Bogdanov, S. & E. Baumann. (1988). Bestimmung von Honigzuckern mit HPLC. Mitt. Geb. Lebensm. Hyg. 79: 198-206.

Cavia, M.M.; M.A. Fernández-Muiño; S.R. Alonso-Torre; J.F. Huidobro & M.T. Sancho. (2007). Evolution of acidity of honeys from continental climates: Influence of induced granulation. Food Chemistry 100: 1728-1733.

Chaikham, P. & P. Prangthipb. (2015). Alteration of antioxidative properties of longan flower-honey after high pressure, ultrasonic and thermal processing. Food Biocience 10: 1-7.

Chaikham, P.; V. Kemsawasd & A. Apichartsrangkoon. (2016). Effects of conventional and ultrasound treatments on physicochemical properties and antioxidant capacity of floral honeys from Northern Thailand. Food Bioscience 15: 19-26.

Ciappini, M.C.; M.B. Gatti; M.V. Di Vito; J. Baer; M. Bellabarba; N. Erviti; A. Rivero & J.M. Sklate Boja. (2009). Mieles de la provincia de Santa Fe (Argentina). Determinación palinológica, sensorial y fisicoquímica, según provincias fitogeográfícas. Invenio 12(23): 143-150.

Codex Alimentarius. (1999). Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Proyecto de norma revisado del Codex para la miel. Disponible en http://www.fao.org/tempref/codex/Meetings/CCS/ccs7/S00_03s.pdf. Último acceso: noviembre 2020.

Código Alimentario Argentino (CAA). (2020). Capítulo X. Alimentos Azucarados. Actualizado a 09/2020. 75 pp. Disponible en http://www.alimentosargentinos.gob.ar/contenido/marco/CAA/capitulospdf/Capitulo_X.pdf. Último acceso: octubre 2020.

Conforti, P.A.; C.E. Lupano; N.H. Malacalza; V. Arias & B.C. Castells. (2007). Crystallization of Honey at −20°C. International Journal of Food Properties 9: 99-107.

Dariusz, M. Stasiak, Zbigniew J. & Dolatowski. (2007). Effect of sonication on the crystallization of honeys. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences 57(3): 133-136.

Delmoro, J.; D. Muñoz; V. Nadal; A. Clementz & V. Pranzetti. (2010). El color en los alimentos: determinación de color en mieles. Invenio 3(25): 145-152.

Díaz Moreno, A.C. (2009). Influencia de las condiciones de almacenamiento sobre la calidad físico-química y biológica de la miel. Doc. Tesis. Facultad de Veterinaria, Universidad de Zaragoza, Zaragoza, España. 226 pp.

Di Rienzo J.A.; F. Casanoves; M.G. Balzarini; L. Gonzalez; M. Tablada & C.W. Robledo. (2020). InfoStat versión 2020. Centro de Transferencia InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Disponible en: http://www.infostat.com.ar. Último acceso: octubre 2020.

Enrich, C.; S. Boeykens; N. Caracciolo; G. Custo & C. Vazquez. (2007). Honey characterization by total reflection x-ray fluorescence: evaluation of environmental quality and risk for the human health. X-Ray Spectrometry 36(4): 215-220.

Escriche I.; M. Kadar; M. Juan-Borrás & E. Domenech. (2014). Suitability of antioxidant capacity, flavonoids and phenolic acids for floral authentication of honey. Impact of industrial thermal treatment. Food Chem 142: 135-143.

Escuredo, O.; M. Míguez; M. Fernández-González & M.C. Seijo. (2013). Nutritional value and antioxidant activity of honeys produced in a European Atlantic area. Food Chemistry 138(2-3): 851-856.

Ghoshdastidar, N. & J. Chakrabarti. (1992). Studies on hydroxymethylfurfural formation during storage of honey. Journal of Food Science and Technology 29(6): 399-400.

Hasan, S.H. (2013). Effect of storage and processing temperatures on honey quality. Journal of Babyton University/Pure and Applied Sciences 21(6): 2244-2253.

Instituto Nacional de Tecnología Industrial. (INTI). (2009). Programa pruebas de desempeño de productos. Informe de análisis de miel. 48 pp. Disponible en. http://www.inti.gob.ar/productos/pdf/informe_tecnico_final_miel.pdf. Último acceso: septiembre de 2020.

IRAM 15929. (1994). Miel. Muestreo.

IRAM 15931. (1994). Miel. Determinación de la humedad. Método refractométrico.

IRAM 15933. (1994). Miel. Determinación de la acidez libre.

IRAM 15937-2. (1995). Miel. Determinación del contenido de HMF. Método de White.

IRAM 15932. (1994). Miel. Determinación de cenizas.

IRAM 15939. (1995). Miel. Determinación de la actividad diastásica. Método DIN 10750:1992.

IRAM 15941. (1995). Miel. Determinación del color Pfund.

Jeuring, H.J. & F.J. Kuppers. (1980). High performance liquid chromatography of furfural and hydroxymethylfurfural in spirits and honey. Journal-Association of Official Analytical Chemists 63(6): 1215-1218.

Kabbani, D.; F. Sepulcre & J. Wedekind. (2011). Ultrasound-assisted liquefaction of rosemary honey: Influence on rheology and crystal content. Journal of Food Engineering 107(2): 173-178.

Kadar, M.; M. Juan Borras; M. Hellebrandova; E. Domnech & I. Escriche. (2010). Differentitation of acacia, sunflower and tilia honeys from different contries based on sugar composition, physicochemical and color parameters. Bullentin USAMV Agriculture 67(2): 252-258.

Kai, S. (2000). Investigación sobre ultrasónico licuefacción de mieles de Australia, la Universidad de Queensland (Australia), Departamento de Ingeniería Química. Disponible en: https://www.hielscher.com/es/honey_01.htm. Último acceso: septiembre 2020.

Kalogereas, T. (1955). Informe preliminar sobre el efecto de las ondas ultrasónicas en la cristalización de la miel. Journal Science 121(3140): 339-340.

Khalil, I.; M. Moniruzzaman; L. Boukraâ; M. Benhanifia; A. Islam; N. Islam; S.A. Sulaiman & S.H. Gan. (2012). Physicochemical and antioxidant properties of Algerian honey. Molecules 17(9): 11199-11215.

Liebl, D.E. (1978). Ultrasound and granulation in honey. American Bee Journal 118(2): 107.

Louveaux, J.A. (1978). L'analyou, polimique de mieles. In: Traite de Biologie de L'abeille. Tomo 3. Paris, Massonod. pp. 325-362.

Lupano, C.E. (1997). DSC study of honey granulation stored at various temperaturas. Food Research International 30(9): 683-688.

Martínez Martí, J. (2018). Parámetros de calidad en la miel. Influencia de las condiciones del procesado. Grado. Tesis. Escuela Tècnica Superior de Ingenieria Agronòmica y del Medio Natural Universidad Politécnica de Valencia. Valencia, España. 41 pp.

Mejia, W. & J. Serrano. (2011). Obtención del 5-hidroximetilfurfural a partir de fructosa. Grado. Tesis. Universidad de cuenca. Cuenca, Ecuador. 194 pp.

Mouhoubi-Tafinine, Z.; S. Ouchemoukh; M. Bachir Bey; H. Louaileche & A. Tamendjari. (2018). Effect of storage on hydroxymethylfurfural (HMF) and color of some Algerian honey. International Food Research Journal 25(3): 1044-1050.

Moungói, Z. & E.M. Flora. (2008). Caracterización físico-química y evaluación sanitaria de la miel de Mozambique. Doc. Tesis. Facultad de Veterinaria, Universidad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España. 290 pp.

Muangthai, P. & Y. Wiwatchankit. (2014). Analysis of 5- Hidroxymethyl-2-Furfuraldehyde in electrolytic products and energy drink products. Journal of Applied Chemistry 7(7): 62-67.

Nunta R. & P. Intipunya. (2013). Melting of crystallized sunflower honey by high power ultrasonic method. Food and Applied Bioscience Journal 1(1): 24-33.

Obschatko, E.; M. Foti & M. Román. (2007). Los pequeños productores en la República Argentina. Importancia en la producción agropecuaria y en el empleo en base al censo Nacional Agropecuario 2002. Serie Estudios e Investigaciones. Argentina. IICA. N° 10. 155 pp. Disponible en http://www.iica.int/Esp/regiones/sur/argentina/Paginas/Documentos.aspx. Último acceso: octubre de 2020.

Piergiovanni L. & S. Limbo. (2010). Shelf life prodotto-dipendente. Food packaging. Food. Springer, Milano. 452 pp.

Piro, R.; F. Capolongo; A. Baggio; G. Guidetti & F. Mutinelli. (1996). Conservazione del miele: cinética di formazione dell'idrossimetilfurfurale e di degradazione degli enzimi (diastasi e invertasi). Apicoltura Moderna 87(3): 105-114.

Prieto, M.; J.M. Mouwen; S. López Puente & A. Cerdeño Sánchez. (2008). Concepto de calidad en la industria agroalimentaria. Interciencia 33(4): 258-264.

Quintero-Lira, A.; A.Á. Santos; G. Aguirre-Álvarez; A. Reyes-Munguía; I. Almaraz-Buendía & R.G. Campos-Montiel. (2017). Effects of liquefying crystallized honey by ultrasound on cristal size, 5 hydroxymethylfurfural, colour, phenolic compounds and antioxidant activity. European Food Research and Technology 243(4): 619-626.

Rajapakse, T.B.J. (2007). High-Power Ultrasound For Control Of Honey Crystallisation. PhD Thesis, School of Land, Crop and Food Sciences, University of Queensland, Australia. 205 pp.

Ramírez Cervantes, M.A.; S.A. González Novelo & E. Sauri Duch. (2000). Efecto del tratamiento térmico temporal de la miel sobre la variación de su calidad durante el almacenamiento. Apiacta 35(4): 162-170.

Rodas, M. (2020). Análisis de oportunidades para el desarrollo de valor agregado en el mercado de exportación de la industria de la miel argentina. M. Sc. Tesis. Facultad Regional Bahía Blanca, Universidad Tecnológica Nacional, Buenos Aires, Argentina. 89 pp.

Salgado, C. & J. Maidana. (2014). Physicochemical characterisation of honey produced in the Chaco province (Argentina). Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias UNCuyo 46(2): 191-201.

Salinas-Hernández, R.M.; G.A. González-Aguilar; M.E. Pirovani & F. Ulín-Montejo. (2007). Modelación del deterioro de productos vegetales frescos cortados. Universidad y Ciencia 23(2): 183-196.

Semkiw, P.; W. Skowronek; P. Akubida; H. Rybak-Chmielewska & T. Szczesna. (2010). Changes occurring in honey during ripening under controlled conditions based on α amylase activity, acidity and 5-ydroxymethylfurfural content. Journal of Apicultural Science 54(1): 55-64.

Solís Silva, A., A. Reyes Munguía, G. Madariaga Navarrete, R.G. Medina Pérez, A.J. Campos Montiel & J. Cenobio Galindo. (2018). Evaluación de la actividad antifúngica y antioxidante de una nanoemulsión W/O de Opuntia oligacantha y aceite esencial de Citrus X sinensis. Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Alimentos (3):182-187.

Subramanian, R.; H. Umesh Hebbar & N.K. Rastogi. (2007). Processing of honey: a review. International Journal of Food Properties 10(1): 127-143.

Thrasyvoulou, A.; J. Manikis & D. Tselios. (1994). Liquefying crystallized honey with ultrasonic waves. Apidologie, Springer Verlag 25(3): 297-302.

Tosi, E.; M. Ciappini; E. Ré & H. Lucero. (2002). Honey thermal treatment effects on hydroxymethylfurfural content. Food Chemistry 77(1): 71-74.

Ulloa, J.A.; P.R. Ulloa; J.C. Ramírez Ramírez & B.E. Ulloa Rangel. (2013). Ultrasonido: aplicaciones en el campo de los alimentos. Revista Fuente Nueva Época 4(14): 1-13.

Visquert Fas, M. (2015). Influencia de las condiciones térmicas en la calidad de la miel. Doc Tesis. Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, España. 194 pp.

Yucel, Y. & P. Sultanoglu. (2013). Characterization of honeys from Hatay región by their physicochemical properties combined whith chemometrics. Food Bioscience 1: 16-25.

Published

2022-07-14

How to Cite

Mouteira, M. C., Basso, I. M., Paradela, M., & Lupano, C. E. (2022). Effect of ultrasound heat treatment on the physiquechemical quality and crystallization process of honey. Journal of the Agronomy College, 121(1), 086. https://doi.org/10.24215/16699513e086