Brže klijanje uz ultrazvuk

Klice su popularna zdrava hrana bogata vitaminima, proteinima, mineralima i antioksidansima. Međutim, proces klijanja je naporan i dugotrajan. Ultrazvučna aktivacija sjemenki povećava stopu klijavosti, ubrzava proces klijanja, poboljšava nutritivni profil i podstiče rast zdravih izdanaka. Ultrazvučno natapanje i priming sjemenki idealna je tehnika za povećanje vaših kapaciteta klijanja.

Klijanje sjemenki, žitarica i mahunarki

Klice su proklijale sjemenke lucerke, djeteline, suncokreta, brokule, gorušice, rotkvice, bijelog luka, kopra, bundeve, badema, žitarica (npr. zrna pšenice, kinoe, ječma, raži, heljde, sirka, prosa), mahunarki (npr. kikirikija, graška, slanutka, leće) te raznih vrsta graha, kao što su mung, bubrežasti grah, pinto, bijeli grah i soja. Budući da su klice bogate fitonutrijentima kao što su proteini, vitamini, minerali i antioksidansi, a siromašne kalorijama, mastima i natrijem, nadaleko se smatraju „zdravom hranom“ i „superhranom“. Uvrštavanje klica u svakodnevni plan prehrane pomaže da se tijelo opskrbi vlaknima, vitaminima, mineralima i drugim fitonutrijentima koji podstiču zdravlje.
Biodostupnost hranjivih tvari u klicama i mikrobilju: Žitarice i mahunarke sadrže razne antinutrijente koji ometaju probavu i inhibiraju biodostupnost mikronutrijenata i minerala. Na primjer, inhibitori tripsina i fitati, koji su prisutni u žitaricama i mahunarkama, smanjuju probavljivost proteina odnosno usvajanje minerala. Inhibitori tripsina ometaju aktivnost probavnog enzima tripsina, pa se posljedično uneseni proteini ne mogu pravilno probaviti niti ih tijelo može apsorbirati.
Zato se klijanje primjenjuje kako bi se ti antinutrijenti deaktivirali. Tokom klijanja pokreću se putevi za stvaranje hranjivih tvari i fitokemikalija te se aktiviraju enzimi. Na taj način proklijale sjemenke i mahunarke pružaju širok spektar bioraspoloživih hranjivih tvari.
Tokom postupka klijanja u sjemenkama se aktiviraju endogeni enzimi kao što su α‐amilaza, pululanaza, fitaza i druge glukozidaze. Ti enzimi razgrađuju antinutritivne faktore i razlažu složene makronutrijente na jednostavnije i probavljivije oblike.
Klice su pune hranjivih tvari koje podstiču zdravlje, kao što su proteini, klorofil, vitamini, minerali, enzimi, aminokiseline i fitokemikalije. Na primjer, klice brokule poznate su po tome da su izuzetno bogate sulfurophaneom. U poređenju sa zrelim cvjetovima brokule, proklijale sjemenke brokule sadrže 50 puta više sulfurophanea.

Postupak klijanja

Uzgoj klica je naporan i dugotrajan. Tokom procesa klijanja higijenski i sanitarni uvjeti presudni su za sprječavanje mikrobne kontaminacije i kvarenja. Ultrazvučno potpomognuto natapanje, klijanje i proklijavanje ubrzava uzgoj i rast hranjivih, snažnih klica i izdanaka.

Poboljšan uzgoj klica i mikrobilja uz ultrazvuk

Ultrazvučno natapanje, klijanje i proklijavanje intenzivira vaš proces uzgoja klica i mikrobilja. Klijanje je naporan i dugotrajan proces koji je sklon kvarenju zbog plijesni i bakterija. Budući da sjemenke provode znatan dio vremena u vodi (u fazi natapanja) i u vrlo vlažnom okruženju (u fazi klijanja), rizik od mikrobne kontaminacije i kvarenja je vrlo visok. Kada se konzumiraju pokvarene klice i mikrobilje, uzrokuju teška trovanja hranom. Ultrazvučno natapanje i klijanje skraćuje trajanje natapanja i klijanja. Pošto sjemenke brže klijaju i rastu, skraćuje se vrijeme boravka u okruženju s visokom vlažnošću. Na taj način svodi se na minimum vrijeme za mikrobni rast i kvarenje. Ultrazvučno klijanje ne samo da čini vaš proces klijanja efikasnijim, nego i smanjuje rizik od kontaminacije.
Osim toga, razna istraživanja pokazala su da se ultrazvučno natopljene i proklijale klice ističu poboljšanim nutritivnim profilom, kao što je veći sadržaj proteina, vitamina i fitonutrijenata, u poređenju sa konvencionalno proklijalim sjemenkama. Ultrazvučno uzgojene klice pokazuju i veću vitalnost izdanaka.

Ultrazvučni hidro-priming poboljšava unos vode i hranjivih tvari. Poređenje sonicirane leće (40Ws/g) s nesoniciranom lećom pokazuje da ultrazvučna obrada značajno poboljšava unos vode.

Ultrazvučna aktivacija sjemenki

Ultrazvučno intenzivirano klijanje uzrokovano je mehaničkim učincima ultrazvučne / akustične kavitacije. Učinci ultrazvučne kavitacije djeluju na ljusku sjemenke: fragmentira sjemenu opnu i time stvara veću poroznost površine sjemenki. To doslovno znači da ultrazvučna fragmentacija ovojnice sjemenke perforira ljusku. Osim toga, ultrazvučna obrada povećava veličinu pora, tako da dolazi do većeg prijenosa mase između jezgre sjemenke i medija za rast. Intenzivirani prijenos mase opskrbljuje sjemenku potrebnom vodom i hranjivim tvarima. Zahvaljujući povećanoj poroznosti i propusnosti, sjemenka može brže usvajati vodu i hranjive tvari. Bolja hidratacija i povećan kapacitet zadržavanja vode u suhim sjemenkama / zrnima rezultiraju ubrzanim rastom klica.

Ultrazvučna obrada sjemenki traje samo nekoliko minuta. Konkretno trajanje ultrazvučne obrade ovisi o tvrdoći sjemene opne i može varirati između 4 i 6 minuta za većinu vrsta sjemenki. Da bi se ultrazvučna obrada prilagodila određenoj vrsti sjemenki / zrna, amplituda ultrazvučnog uređaja važan je faktor koji znatno doprinosi djelotvornosti ultrazvučnog natapanja i primanja sjemenki. Što je ljuska sjemenke tvrđa i deblja, potrebne su veće amplitude. Hielscher Ultrasonics ima duboko znanje o ultrazvučno potpomognutom natapanju / močenju, primingu i klijanju sjemenki. Ponudit ćemo vam najprikladniju i najdjelotvorniju ultrazvučnu opremu za vaše vrste klica i kapacitete klijanja.

Duža ultrazvučna obrada rezultira boljim klijanjem hibrida roda Calanthe. (Shin et al. 2011)

Veća nutritivna vrijednost ultrazvučno proklijalih klica

Ultrazvučno potpomognuto klijanje ne samo da podstiče brzinu klijanja i stopu elicitacije, nego ima i pozitivne učinke na nutritivni kvalitet klica. Nekoliko studija pokazalo je pojačanu biosintezu fitonutrijenata ultrazvučnom obradom. Yang et al. (2015) izmjerili su povećan sadržaj izoflavonoida u soniciranim klicama soje. Količine izoflavonoida daidzeina i genisteina povećane su za 39,13 odnosno 96,91 % u poređenju s nesoniciranim uzorcima. Ultrazvučno primirana zrna soje pokazala su i povišenu gama-aminomasnu kiselinu (GABA) za 43,4%. U drugoj studiji, Yu et al. (2016) primijetili su poboljšan antioksidativni kapacitet kod ultrazvučno obrađene rimske salate.
Ampofo (2020) je u svojoj tezi pokazala da je ultrazvučna obrada običnog graha pri 360 W tokom 60 min izazvala značajno povećano nakupljanje markera stresa nakon 96 h klijanja. Stres tokom rasta izdanaka dovodi do povišenih aktivnosti enzima koji pokreću odbrambeni fenilpropanoidni put, fenolnih spojeva i antioksidativnih kapaciteta na značajnim razinama u poređenju s nesoniciranim kontrolnim uzorkom. Ultrazvučna obrada skratila je vrijeme klijanja za 60 h u poređenju s kontrolom. Ultrazvučno obrađene sjemenke pokazale su izbijanje korijenčića nakon 24 h klijanja uz značajno izduživanje korijenčića s produženjem vremena klijanja, dok je kod kontrolnih uzoraka, u poređenju s tim, izbijanje korijenčića bilo odgođeno do 48 h klijanja. Što se tiče nutritivne vrijednosti, sonicirane klice graha pokazale su 6,6 puta veći ukupni sadržaj flavonoida i 11,57 puta veći ukupni sadržaj antocijana u poređenju s nesoniciranim uzorcima.
Sondni ultrazvučni uređaji tvrtke Hielscher Ultrasonics precizno su podesivi. Procesni parametri kao što su amplituda i kontrola temperature, te ujednačena i ravnomjerna izloženost svih sjemenki zoni ultrazvučne kavitacije, ključni su faktori za izazivanje pojačane biosinteze u sjemenkama i klicama.

Studije slučaja ultrazvučnog klijanja

Hassan et al. (2020) pokazuju da ultrazvučno proklijale sjemenke sirka imaju znatno poboljšan nutritivni profil. Profil i količina fitonutrijenata u sjemenkama sirka pojačani su ultrazvučnom obradom. Razni fitokemijski sastojci (alkaloidi, fitati, saponini i steroli), aktivnost uklanjanja radikala (test s 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilom, test redukcijske antioksidativne snage željeza i test kapaciteta apsorpcije kisikovih radikala), fenolni profil (ukupni sadržaj fenola, ukupni sadržaj flavonoida, ferulinska kiselina, galna kiselina, katehin, kvercetin i tanin) te probavljivost proteina in vitro (IVPD %) ispitani su u pogledu utjecaja ultrazvučnog klijanja klica sirka. Svi ispitani faktori poboljšani su ultrazvučnom obradom. Obrađene klice pokazale su posebno visoku aktivnost uklanjanja radikala i bogat fenolni profil s većim postotkom IVPD.
Blaga ultrazvučna obrada pri amplitudi od 40% tokom 5 min pokazala je značajna poboljšanja. Nakon klijanja, klice sirka obrađene ultrazvukom pokazale su superiorniji profil fitokemikalija koje mogu poslužiti kao vrijedna sirovina za proizvodnju funkcionalne hrane bogate proteinima uz niske troškove.

Petru et al. (2018) istraživali su djelovanje ultrazvučne kavitacije tokom kolapsa kavitacijskih mjehurića. Utvrdili su da ultrazvučna kavitacija izaziva mikroeroziju na sjemenim opnama, što povećava propusnost ljuske sjemenke i podstiče prijenos mase. Proučavali su utjecaj ultrazvučne obrade na klijanje sjemenki, nicanje i početne faze rasta izdanaka tritikalea (hibrida raži i pšenice). Uzorci od 50 sjemenki obrađeni su ultrazvukom u vodi u sljedećem režimu: amplituda 15 µm pri temperaturi od 25 degС tokom različitog trajanja obrade od 0, 2, 4, 6, 8 min. Zatim su sjemenke stavljene na klijanje na vlažan filter papir pri sobnoj temperaturi. Najizraženiji učinak US obrade primijećen je pri trajanju obrade od 4 min. Optimalni podaci o klijanju sjemenki tritikalea ultrazvučno obrađenih u roku od 4 min i nicanju izdanaka u poređenju s neobrađenim sjemenkama (kontrola) prikazani su na Sl. 1. Utvrđeno je da prosječna dužina izdanaka ultrazvučno obrađenih sjemenki premašuje dužinu kontrolnih sjemenki za 15–20%. Ultrazvučno obrađene sjemenke klijaju ranije i pokazuju veću energiju klijanja, veću dužinu izdanaka i korijena. 

Ultrazvučni procesori za intenzivirano klijanje

Visokoučinkoviti procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics koriste se u prehrambenoj industriji i poljoprivredi za podsticanje klijanja, priming sjemenki uključujući osmo-priming i hidro-priming, kao i za procese fermentacije. Najsavremenija tehnologija, jednostavnost korištenja, siguran rad i robusnost ključne su karakteristike svih procesora tvrtke Hielscher Ultrasonics.
Saznajte više o učincima sonikatora tvrtke Hielscher na sjemenke i mahunarke!

Šaržno i inline

Ultrazvučni uređaji tvrtke Hielscher mogu se koristiti za šaržnu i kontinuiranu protočnu obradu. Ovisno o volumenu vašeg procesa i satnom protoku, može se preporučiti inline obrada. Dok je šaržna obrada velikih volumena zahtjevnija u pogledu vremena i rada, kontinuirani inline proces ultrazvučne obrade efikasniji je, brži i zahtijeva znatno manje rada.

Ultrazvučni procesori za svaki proizvodni kapacitet

Asortiman proizvoda tvrtke Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora kapaciteta za obradu kamiona tereta po satu. Cjelokupni asortiman omogućava nam da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni procesor za vaš procesni kapacitet i ciljeve.
Ultrazvučni stolni sistemi idealni su za testove izvedivosti i optimizaciju procesa. Linearno povećanje razmjera na osnovu utvrđenih procesnih parametara vrlo olakšava povećanje kapaciteta obrade s manjih serija na potpuno komercijalnu proizvodnju. Povećanje razmjera može se izvesti ugradnjom snažnije ultrazvučne mješalice ili povezivanjem više ultrazvučnih uređaja paralelno. Sa UIP16000, Hielscher nudi najsnažniji ultrazvučni procesor na svijetu.

Precizno podesive amplitude za optimalne rezultate

Svi ultrazvučni uređaji tvrtke Hielscher precizno su podesivi i stoga pouzdani radni alati. Amplituda je jedan od ključnih procesnih parametara koji utječu na efikasnost i djelotvornost ultrazvučnog klijanja. Sjemenke s mekom ovojnicom zahtijevaju blagu ultrazvučnu obradu i niže postavke amplitude, dok sjemenke s čvrstom i tvrdom ljuskom pokazuju bolje rezultate klijanja kada se obrađuju pri višim amplitudama. Svi procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics omogućavaju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i booster rogovi dodatna su oprema koja omogućava mijenjanje amplitude u još širem rasponu. Industrijski ultrazvučni procesori tvrtke Hielscher mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne primjene. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7.
Precizne postavke amplitude i stalni nadzor procesnih parametara ultrazvuka putem pametnog softvera daju vam mogućnost da svoje sjemenke obradite pod najdjelotvornijim ultrazvučnim uvjetima. Optimalna ultrazvučna obrada za najbolje rezultate klijanja!
Robusnost ultrazvučne opreme tvrtke Hielscher omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima. To čini ultrazvučnu opremu tvrtke Hielscher pouzdanim radnim alatom koji ispunjava vaše zahtjeve obrade.

Jednostavno testiranje bez rizika

Ultrazvučni procesi mogu se potpuno linearno povećavati u razmjeru. To znači da se svaki rezultat koji ste postigli laboratorijskim ili stolnim ultrazvučnim uređajem može prenijeti na potpuno isti učinak koristeći potpuno iste procesne parametre. To čini ultrazvučnu obradu idealnom za testiranje izvedivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju. Kontaktirajte nas kako biste saznali kako ultrazvučna obrada može povećati prinos i kvalitet vaših klica.

Najviši kvalitet – dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj

Kao porodično preduzeće u porodičnom vlasništvu, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrazvučni uređaji dizajniraju se, proizvode i temeljito testiraju u našem sjedištu u mjestu Teltow kraj Berlina u Njemačkoj. Robusnost i pouzdanost ultrazvučne opreme tvrtke Hielscher čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. Rad 24/7 pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika visokoučinkovitih ultrazvučnih uređaja tvrtke Hielscher.

Ultrazvučni procesor tvrtke Hielscher možete kupiti u bilo kojoj veličini i tačno konfiguriran prema zahtjevima vašeg procesa. Od obrade sjemenki u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja suspenzija sjemenki na industrijskom nivou, Hielscher Ultrasonics nudi odgovarajući ultrazvučni uređaj za vas! Slobodno nas kontaktirajte – rado ćemo vam preporučiti idealnu ultrazvučnu postavu!

Tabela u nastavku daje vam orijentaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja: