Honigrühren: Kristallisation, Kristallwachstum und Rührtechniken

Autor: Dr. Andreas Kokott (Über den Autor)

Nach der Honigernte muss sich die Imkerin bzw. der Imker um dem Honig kümmern. Je nach Trachtzeit ist die Quelle des Nektars unterschiedlich und der Honig wird mehr oder weniger schnell fest. Das liegt an den Anteilen der verschiedenen Zucker (z.B. Glukose- bzw. Fruktosegehalte) im Honig, die sich je nach Trachtzeit unterscheiden. Unterschiedliche Zuckeranteile sorgen für unterschiedliche Kristallgrößen und unterschiedliche Kristallisationsgeschwindigkeiten. Ein hoher Gehalt an Dreifachzuckern, z.B. bei Melizitose-Honig, sorgt dafür, dass der Honig schon in den Waben kristallisiert und sich nicht mehr abschleudern lässt.
Die Kristalle können, wenn sie eine gewisse Größe überschreiten, wie Sandkörner auf der Zunge fühlbar sein. Die Kundschaft hält die Kristallbildung, die teilweise auch mit Verfärbungen einhergeht, leider für einen Makel.

Damit der Honig nicht vor dem Abfüllen oder beim Kunden kristallisiert, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

A) Man passt den Beginn der Kristallisation, der sich durch eine Trübung bemerkbar macht, ab und rührt dann den Honig mehrere Tage hintereinander. So entsteht ein cremiger Honig ohne die störenden großen Kristalle. Damit man den Zeitpunkt der Trübung nicht verpasst, kann man auch ein Glas Honig aus dem Lagergefäß abfüllen und beobachten. Dadurch braucht man das Lagergefäß nicht regelmäßig zu öffnen.

B) Man führt eine Kristallisation herbei, in dem man den Honig mit einem anderen Honig impft, der bereits Kristallkeime enthält. So wird die Kristallisation gezielt gestartet.
Zum Thema Rühren gibt es bereits viele Informationen im Internet, in Fachzeitungen oder Büchern. Doch was geschieht beim Rühren und wo lauern Fehler?

Der Rührvorgang

Beim Rühren verteilt man „Stoffe“ in einer Flüssigkeit. Solche „Stoffe“ können Flüssigkeiten sein (z.B. Saft und Wasser), Feststoffe (Zucker im Kaffee) oder auch Gase. Das Vermischen erfolgt dabei aufgrund der Strömungskräfte. Diese hängen von der Form des Rührers ab, von der Zähigkeit der Flüssigkeit (Viskosität), von der Rührgeschwindigkeit, des Förderstroms (wie viel Menge pro Zeiteinheit bewegt wird) und auch von dem Verhältnis der Größe des Rührers zum Behälter bzw. des Abstands vom Rührer zum Boden oder zur Außenwand.
Da das Rühren in der Industrie häufig angewendet wird, wurde es ausgiebig untersucht. Die Industrie möchte möglichst kurze Rührzeiten. Da Rühren ein Eintrag von Energie darstellt, kann sich die Temperatur beim Rührvorgang erhöhen und empfindliche Produkte dabei verändern oder zerstören.

Ziel des Rührens ist es, an jeder Stelle des Behälters die gleiche Verteilung der Komponenten vorzufinden. Es gibt ausführliche Untersuchungen und entsprechende Tabellenwerke, die sich mit den relevanten Parametern beschäftigen. Bei solchen Untersuchungen sind die Rührer fest im Behälter installiert. Daher lassen sich die Daten auf handgerührte Systeme nicht übertragen. Erschwerend kommt hinzu, dass sich die Zählflüssigkeit (Parameter ist die Viskosität, gemessen in Millipascal/Sekunde, kurz mPa/s) stark mit der Temperatur verändert. Bei zähflüssigen Produkten wie Honig kann die Zählflüssigkeit (Viskosität) bei 20 °C (Raumtemperatur) fünfmal höher sein, als bei Honig aus dem Wärmeschrank bei ca. 36 °C.

Kristallisation:

Aus der Schulzeit kennen wir zur Kristallisation ein einfaches Experiment. Salz wird in Wasser gelöst, bis sich ein Bodensatz bildet. Dann filtert man die gesättigte Lösung ab und lässt sie erschütterungsfrei stehen. Mit der Zeit bilden sich dann Salzkristalle.
Beim Honig ist das genauso. Wir haben eine hochkonzentrierte Lösung aus verschiedenen Zuckern in Wasser. Je weniger Wasseranteil, desto mehr neigt der Honig zur Kristallisation.
Bei der Kristallisation unterscheidet man zwei verschiedene Vorgänge: Die Keimbildung und das Keimwachstum.

Die Keimbildung:

Damit die Kristallisation bei ausreichend hoher Konzentration der Zucker startet, benötigt man sogenannte Kristallisationskeime. Das können exogene und/oder endogene Keime sein.
Zu den exogenen Keimen zählt alles, was nicht in der Lösung vorliegt, also von außen kommt. An Kratzern in der Gefäßwand, an Verunreinigungen (Staub) oder an Fremdoberfläche (Luftblasen) können sich Kristallisationskeime bilden.
Endogene Keimbildung entsteht, wenn die Inhaltsstoffe die Keimbildung auslösen. Das kann z.B. durch das Aneinanderstoßen bzw. Anlagern von Zuckermolekülen aneinander geschehen.
Der erste Schritt, die Keimbildung, ist sehr komplex. Es bilden sich winzige Keime. Ein Teil davon löst sich auch wieder auf. Erst ab einer gewissen Größe des Keims beginnt dieser dann auch zu wachsen.
Dieses Gleichgewicht zwischen Keimbildung und Keimauflösung hängt von der Temperatur ab. Je höher die Temperatur, desto mehr lösen sich die Kristallkeime wieder auf. So kann man auch in einer warmen Flüssigkeit (z.B. Kaffee, Suppe) mehr Zucker bzw. Salz auflösen, als in einer kalten Flüssigkeit. Theoretisch würden dann im Honig bei tiefen Temperaturen (z.B. zwischen 0-5 Grad) die meisten Kristallkeime entstehen, da sie sich schlechter wieder auflösen können. Allerdings nimmt die Zähflüssigkeit mit sinkender Temperatur extrem zu.

Das heißt, bei tieferen Temperaturen können sich die Teilchen, die sich zu einem Keim zusammensetzen bzw. für das Keimwachstum sorgen, viel schwerer durch die Flüssigkeit bewegen. Das Wachstum der Keime ist dadurch gehemmt.

Das Keimwachstum:

Ab etwa einer Kristallgröße von 30 μm (0,03 Millimeter) fühlt man die Kristalle zwischen den Fingern oder auf der Zunge.
Im Prinzip sind die Kristalle im Honig ein Qualitätsmerkmal. Leider mögen nur wenige Kunden/innen die „fühlbarer“ Kristalle auf der Zunge.
Beim Keimwachstum kommt es nun zu einem besonderen Effekt. Kleinere Kristalle lösen sich kleinere Kristalle auf, damit die größeren Kristalle wachsen können. Dieser Effekt ist unter dem Namen Ostwald-Reifung bekannt.

Nun können wir verschiedene Aussagen treffen:

A) Honiglagerung im Kühlschrank oder in der Kühltruhe: Stärkere Neigung zur Bildung von Kristallisationskeimen aufgrund der geringen Temperatur. Allerdings ist das Kristallwachstum ist gehemmt, weil sich die Zuckermoleküle durch die höhere Zähflüssigkeit nicht gut aufeinander zubewegen können.

B) Honiglagerung bei Raumtemperatur: Kristallisationskeime bilden sich und die Kristalle wachsen, da sich die Zuckermoleküle besser bewegen können als bei tieferen Temperaturen.

C) Honiglagerung im Wärmeschrank: Geringere Zähflüssigkeit. Gebildete Kristallisations-keime lösen sich wieder auf. Größere Kristalle können sich auflösen, größere Kristalle bleiben meist bestehen.

Das Impfen:

Die Zugabe von Impfkristallen startet die Kristallisation. Dieses Verfahren wird auch in der Industrie eingesetzt. So werden Impflösungen beim Ausfällen von Kristallzucker aus eingedicktem Zuckerrübensaft verwendet. Ohne Impfen bilden sich feine Kristalle. Ein Teil davon löst sich wieder auf, wodurch ein anderer Teil wachsen kann (Ostwald-Reifung). Man erhält ungleichmäßig große Kristalle. Beim Honig setzt man Impfhonig zu. Dabei sind folgende Faktoren wichtig:

Die Kristallgröße im Impfhonig: Hat der Impfhonig zu große Kristalle, so wachsen diese. Man erhält wenige, aber dafür große Kristalle. Daher sollte man mit einem sehr feinkristallinen Honig impfen. Dieser ist entweder schon sehr lange Flüssig (hat viele Keime) oder ist sehr feincremig (hat viele kleine Kristalle). Ist die Anzahl der Kristallisationskeime bzw. der kleinen Kristalle sehr noch, können alle nur etwas Wachsen, bevor das Wachstum endet.

Die Menge an Impfhonig:

Gibt man zu wenig Impfhonig zu, so sind im Honig zu nicht genug Keime für ein schnelles Wachstum vorhanden. Man erhält weniger Kristalle, die aber größer sind. Man gibt zwischen 5 – 10 % Impfhonig zu, wobei man eher mehr als weniger zusetzen sollte.

Damit der Impfhonig auch überall im Honig die Kristallisation starten kann, muss er gründlich verrührt werden. Durch das Impfen mit feinkristallinem Honig schafft man eine schnellere und gleichmäßigere Kristallisation. Die Keime müssen sich nicht erst bilden. Man gibt sie einfach hinzu. Dadurch erhält man einen cremigen und somit zähflüssigen Honig. Durch die Zähflüssigkeit wird das Wachstum der Kristalle gehemmt.
Nach dem Impfen und gründlichem Rühren sollte der Honig schnell feinkristallin werden. Da die Beweglichkeit der Zuckermoleküle und dadurch aus das Kristallwachstum von der Temperatur abhängen, sollte der Honig bei Raumtemperatur ca. 18-20 Grad, also nicht zu kühl, gelagert werden.

Das Rühren

Das Rühren ist ein wichtiger Schritt bei der Verarbeitung des Honigs. Wir rühren den Honig in zwei Fällen:

• A) Bei der beginnender Trübung, damit wir durch die Homogenisierung überall im Honig sehr feine Kristalle erhalten.
• B) Bei der Zugabe von Impfhonig, um die Kristallisationskeime sehr fein zu verteilen.
  
• Beim Thema Rühren gibt es die unterschiedlichsten „Weisheiten“, die aufgrund von Erfahrungen entstanden sind. Leider halten sich auch falsche Informationen hartnäckig.

Beispiele

Mit dem richtigen Rührer werden die Kristalle zerkleinert. Langsames Rühren ist besser als Schnelles Rühren – oder umgekehrt.
Wer sich für die Herstellung von Schokolade interessiert hat, weiß, dass man in die Schokoladen-Masse Kristallzucker gibt. Die Zuckerkristalle müssen zertrümmert werden, damit man später das „zarte Schmelzen“ der Schokolade im Mund verspürt. Je kleiner die Zuckerkristalle, desto angenehmer fühlt sich das „Schmelzen“ der Schokolade im Mund an. Um die Kristalle zu zertrümmern, lässt man die Schokoladen-Masse „viele Stunden“ zwischen große Walzen laufen, die nur einen spaltbreit voneinander entfernt sind. In diesem engen Spalt werden die Kristalle zerquetscht. Je feiner die Kristalle sind, desto aufwendiger ist der Vorgang. Bei Schokolade ist es wie beim Honig. Man muss die Kristalle unter 0,03 Millimeter zerkleinern, damit man keinen körnigen Geschmack im Mund spürt.
Ein paar Minuten Honigrühren (unabhängig vom Rührer und der Rührgeschwindigkeit) ersetzt kein stundenlanges Mahlen in einer Feinwalzenmühle, wie bei der Schokoladenherstellung). Alternativ gäbe es auch Kolloidmühlen, aber nur für kleine Mengen. Diese werden daher im Labor eingesetzt.

Als Beispiele haben wir von der Vielzahl der verschiedenen Rührer zwei ausgewählt:
Mit einem Spiralrührer (Helixrührer) bekommt man den Randbereich nicht umgewälzt, wenn man ihn nur in der Mitte des Gefäßes hält. Die erzeugte Strömung ist zu gering. Aber man kann diesen Rührer mit hohen Drehzahlen betreiben und am Rand entlangfahren, ohne den Behälter zu beschädigen.
Mit einem Flügelrührer hält man besser mehr Abstand zum Gefäßrand, da der Rührer sonst die Wandung beschädigen (zerkratzen) kann. Im schlimmsten Fall landen abgeriebene Teile z.B. aus Kunststoffeimern im Honig. Schon bei geringen Drehzahlen findet eine gute Durchmischung statt. Wird der Flügelrührer nur in der Mitte angewendet, so hängt die Durchmischung vom Durchmesser des Rührers und vom Behälterdurchmesser ab.

Axiale Strömung (oberee Abbildung)

Radiale /Tangentiale Strömung
Abbildung 1: verschiedene Strömungstypen je nach Rührertyp

Während Flügelrührer (Propellerrührer) den Honig je nach Drehrichtung von oben nach unten oder von unten nach oben fördern (axiale Strömung), drücken Plattenrührer oder Gitterrührer den Honig von der Mitte zur Außenwand (radiale bzw. tangentiale Strömung). Man kann sich vorstellen, wie unterschiedlich die Strömungen und transportierten Mengen durch die Auswahl der Rührer sind (Abb. 1)

Wie in Abbildung 1 dargestellt, sieht man, das axiale Rührer (Bild rechts) den Bodenbereich des Gefäßes besser mischen und radiale/tangentiale Strömungen (Bild links) die Honigschicht auf der Gefäßwandung besser in die Strömung einbeziehen.

Aufgrund der verschiedenen Faktoren, die beim Rühren wirken (Rührertyp, Rühr-geschwindigkeit, Abstand zur Wandung bzw. zum Boden, Rührdauer) ergeben sich verschiedene und oft auch widersprüchliche Erfahrungen. Daher kann man nicht sagen, welches nun der bessere Rührer ist. Sogar mit einem Handstampfer, mit dem der Honig durch eine Auf- und Abbewegung vermischt wird, kann man erfolgreich cremigen Honig erzeugen. Die wichtigste Aussage, die man zum Thema Rühren treffen kann ist, gründlich zu rühren.

Honey und Marketing

Die Kundschaft kennt den Honig flüssig oder cremig. Es wäre sinnvoll, der Kundschaft an einem Glas kristallisiertem Honig zu zeigen, dass die Kristallbildung und die damit auch einhergehenden Verfärbungen ein normaler Prozess ist, der bei der Lagerung vom Honig abläuft und kein Merkmal minderwertiger Qualität darstellt. Bei Feldfrüchten und Obst aus dem Bio- oder Hofladen akzeptiert die Kundschaft auch, dass nicht alle Gurken, Kartoffeln und Äpfel gleich groß, gleich geformt und eine perfekte Oberfläche haben. Warum sollte das nicht auch beim Honig gehen. Ein aufklärendes Gespräch vermittelt der Kundschaft Wissen, erhöht die Akzeptanz für das naturbelassene Produkt und erhöht damit auch die Kundenbindung.