Οι επιδράσεις του Sonication στα όσπρια και τους σπόρους
Η επεξεργασία με υπερήχους έχει γίνει μια πολύτιμη τεχνολογία για την τροποποίηση, την επεξεργασία και την ανάλυση φυτικών υλικών όπως οι φακές και τα όσπρια. Μέσω της ακουστικής σπηλαίωσης και των ελεγχόμενων μηχανικών δυνάμεων, ο ηχοβολισμός ενισχύει την ενυδάτωση, επιταχύνει την εκχύλιση, μεταβάλλει τις μικροδομές και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας. Τα αποτελέσματα αυτά είναι ιδιαίτερα ελκυστικά για την έρευνα σπόρων, την επιστήμη τροφίμων, τη γεωργία, τη βιοδιύλιση και την αναλυτική έρευνα.
Επεξεργασία σπόρων και οσπρίων με υπερήχους σε οποιαδήποτε κλίμακα
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των υπερήχων ισχύος είναι η δυνατότητα ακριβούς ελέγχου του πλάτους, της έντασης και της εισερχόμενης ενέργειας, ειδικά όταν χρησιμοποιείται η Hielscher Ultrasonics.’ ηχοβολείς τύπου καθετήρα. Αυτά τα συστήματα – διαθέσιμο για εργαστηριακή, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα – επιτρέπουν την αναπαραγώγιμη, ρυθμιζόμενη επεξεργασία που κυμαίνεται από την ήπια προετοιμασία των σπόρων ή τη βλάστηση με επιταχυνόμενη ενυδάτωση και ενεργοποίηση των ενζύμων έως την αποτελεσματική εκχύλιση θρεπτικών συστατικών.
Ηχητική επεξεργασία φακής με τον αισθητήρα υπερήχων UP400St
Η επεξεργασία με υπερήχους προάγει αποτελέσματα όπως η ταχεία ενυδάτωση των σπόρων, η ηχοαποδόμηση των κυτταρικών τοιχωμάτων και η ενισχυμένη μεταφορά μάζας, καθιστώντας την αποτελεσματική μέθοδο για την προετοιμασία των σπόρων, την επεξεργασία τροφίμων και τις εφαρμογές εκχύλισης. Όταν οι φυσαλίδες σπηλαίωσης καταρρέουν κοντά στην επιφάνεια του σπόρου, δημιουργούν μικροπίδακες και δυνάμεις διάτμησης που ανοίγουν μικροκανάλια στο περίβλημα του σπόρου - επιτρέποντας στο νερό και τις διαλυμένες ουσίες να διεισδύσουν πιο αποτελεσματικά.
Η επεξεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη των τροφίμων, τη γεωργία, τη βιοτεχνολογία και την παραγωγή συστατικών φυτικής προέλευσης.
Ακουστική σπηλαίωση και οι επιπτώσεις της σε υλικά ψυχανθών
Ο ηχητικός καθαρισμός βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση – τον ταχύ σχηματισμό και την κατάρρευση μικροφυσαλίδων σε υγρά. Οι προκύπτοντες μικροπίδακες, οι δυνάμεις διάτμησης και οι διακυμάνσεις της πίεσης αλληλεπιδρούν με τους ιστούς της φακής και των οσπρίων με πολύ συγκεκριμένους τρόπους.
Τρεις πρωταρχικοί μηχανισμοί καθορίζουν τον αντίκτυπο στους σπόρους:
- Επιτάχυνση ενυδάτωσης
Η σπηλαίωση διαταράσσει το οριακό στρώμα μεταξύ του νερού και της επιφάνειας του σπόρου, ενισχύοντας τη μεταφορά νερού στο περίβλημα του σπόρου και στις κοτυληδόνες.
Τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν:
- Ταχύτερη ενυδάτωση/ενυδάτωση
- Πιο ομοιόμορφη διόγκωση
- Βελτιωμένη διάχυση του νερού μέσω του τέντα
- Ηχοαποδόμηση και μικροδομικές αλλαγές
Η μηχανική καταπόνηση από την κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης δημιουργεί νανο- και μικροπόρους στο περίβλημα του σπόρου και στους εσωτερικούς ιστούς. – γνωστή ως ηχοαποδόμηση.Συνέπειες:
- Αυξημένη διαπερατότητα
- Ταχύτερη έκπλυση ή απορρόφηση διαλυμένων ουσιών
- Ενισχυμένη ενζυμική προσβασιμότητα
- Βελτιωμένο δυναμικό βλάστησης
- Ενίσχυση εξαγωγής
Ο υπέρηχος διευκολύνει την απελευθέρωση των:- πρωτεϊνεσ
- πολυφαινόλες
- Έλαια και λιπίδια
- Διατροφικές ίνες
- βιοδραστικές ενώσεις
Αυτό προκύπτει από τη διάσπαση του κυτταρικού τοιχώματος, τη βελτιωμένη διείσδυση του διαλύτη και την υψηλότερη μεταφορά μάζας.
Σχηματική σύνοψη των επιδράσεων των υπερήχων στους σπόρους και των μηχανισμών δράσης.
Μελέτη και σχήμα: ©Nogueira et al., 2023
Υπέρηχοι ισχύος για την επεξεργασία σπόρων και οσπρίων: Το σύστημα υπερήχων UIP4000hdT
Επίδραση του πλάτους και της έντασης των υπερήχων στους σπόρους
Το πλάτος των υπερήχων καθορίζει άμεσα τη μηχανική ενέργεια που μεταδίδεται στους σπόρους. Η ρύθμιση του πλάτους επιτρέπει στους χειριστές να προσαρμόζουν τη διαδικασία στην ευαισθησία και το σκοπό της εφαρμογής. Όλοι οι ηχοβολείς της Hielscher επιτρέπουν ακριβή ρύθμιση του πλάτους, γεγονός που τους καθιστά ευέλικτα εργαλεία για την προετοιμασία των σπόρων, τη βλάστηση και την εξαγωγή θρεπτικών συστατικών.
Χαμηλά πλάτη - Ιδανικά για προετοιμασία σπόρων & ακατάσχεση
- Ήπια σπηλαίωση
- Αυξημένη ενυδάτωση με ηχοαπορρόφηση, αλλά χωρίς βλάβη των ιστών
- Ελεγχόμενη εμβάπτιση σπόρων για προετοιμασία
- Ενεργοποίηση μεταβολικών μονοπατιών
- Βελτιωμένο ποσοστό βλάστησης και ζωηρότητα των σπόρων
Εμποτισμός σπόρων – την αρχική φάση πρόσληψης νερού πριν από τη βλάστηση – μπορεί να επιταχυνθεί και να βελτιστοποιηθεί με ακρίβεια με υπερήχους:
- Η σπηλαίωση σπάει την επιφανειακή τάση
- Το νερό εισέρχεται πιο αποτελεσματικά στο μικροκύτταρο
- Τα εμπόδια που σχετίζονται με την περίοδο ωρίμανσης μαλακώνουν
- Οι προετοιμασμένοι σπόροι παρουσιάζουν ταχύτερη βλάστηση και ισχυρότερα φυτάρια
Μεσαία πλάτη - Δομική τροποποίηση & Μέτρια εξαγωγή
- Ενισχυμένη κυτταρική διαπερατότητα
- Μερική χαλάρωση του κυτταρικού τοιχώματος
- Ταχύτερη ενυδάτωση για την επεξεργασία τροφίμων
- Βελτιωμένες αποδόσεις εκχύλισης χωρίς πλήρη διάσπαση των ιστών
Ιδανικό για:
- Βελτίωση της διαλυτότητας των πρωτεϊνών
- Τροποποίηση των ιδιοτήτων του αμύλου
- Προετοιμασία υλικών για ζύμωση
Υψηλά πλάτη - Διαταραχή των κυττάρων & Εξαγωγή
- Έντονη σπηλαίωση και διάτμηση
- Πλήρης δομική ανάλυση
- Βέλτιστο για απομόνωση πρωτεϊνών ή εκχύλιση φυτοχημικών ουσιών
- Χρησιμοποιείται όταν οι σπόροι δεν πρόκειται να παραμείνουν βιώσιμοι
Αυτό είναι το τυπικό εύρος για τη βιομηχανική εξόρυξη:
- Έλαια / Λιπίδια
- Πρωτεΐνες και πεπτίδια
- πολυφαινόλες
- Λειτουργικές ίνες
Ηχοβολείς Hielscher για προετοιμασία σπόρων, φύτρωση, ενυδάτωση και εκχύλιση
Οι ηχοβολείς της Hielscher προσφέρουν μια ευέλικτη και επιστημονικά ισχυρή μέθοδο για την τροποποίηση των φακών και των οσπρίων. Από την επιτάχυνση της εμβάπτισης των σπόρων και της προετοιμασίας μέχρι την ενίσχυση της εκχύλισης και τη δυνατότητα παραγωγής συστατικών σε βιομηχανική κλίμακα, οι υπέρηχοι ισχύος παρέχουν μοναδικά πλεονεκτήματα σε όλους τους ερευνητικούς και εμπορικούς τομείς.
Με την Hielscher Ultrasonics’ επακριβώς ελεγχόμενοι ηχοβολείς τύπου καθετήρα – διαθέσιμο σε εργαστηριακή και πλήρως βιομηχανική κλίμακα – , οι χρήστες μπορούν να ρυθμίσουν τις συνθήκες επεξεργασίας για ήπια φυσιολογική ενίσχυση ή έντονη μηχανική διάσπαση, καθιστώντας τους υπερήχους μια τεχνολογία ακρογωνιαίο λίθο για την έρευνα φυτών επόμενης γενιάς, την επεξεργασία συστατικών τροφίμων και τη βιώσιμη βιοδιύλιση.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 0.5 έως 1.5mL | μ.δ. | VialTweeter |
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L / λεπτό | UIP6000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000hdT |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000hdT |
Σχεδιασμός, Κατασκευή και Συμβουλευτική – Ποιότητα Made in Germany
Hielscher υπερήχων είναι γνωστή για την υψηλότερη ποιότητα και τα πρότυπα σχεδιασμού τους. Η ευρωστία και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι σκληρές συνθήκες και τα απαιτητικά περιβάλλοντα αντιμετωπίζονται εύκολα από τους υπερήχους Hielscher.
Hielscher Υπέρηχοι είναι μια πιστοποιημένη εταιρεία ISO και δίνουν ιδιαίτερη έμφαση σε υψηλής απόδοσης υπερήχων που διαθέτουν state-of-the-art τεχνολογία και φιλικότητα προς το χρήστη. Φυσικά, Hielscher υπερήχων είναι CE συμβατό και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Βλάστηση σπόρων με υπερήχους: βελτιωμένη εμβάπτιση, ταχύτερη βλάστηση
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Kiliçli, Mahmut; Toker, Omersaid (2022): Some physicochemical and technological properties of cooking water of pulses as a canned industry waste: effect of ultrasound treatment during soaking. International Journal of Food Engineering 2022.
- Ranjbari, A.; Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Effect of ultrasonic pre-treatment on water absorption characteristics of chickpeas (Cicer arietinum). Latin American applied research 43, 2013. 153-159.
- Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): The Effect of Botanical Extracts Obtained through Ultrasound-Assisted Extraction on White Head Cabbage (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) Seedlings Grown under Controlled Conditions. Sustainability 2020, 12, 1871.
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Application of Ultrasonic Waves as a Priming Technique for Accelerating and Enhancing the Germination of Barley Seed: Optimization of Method by the Taguchi Approach. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
- Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Effect of ultrasonic pre-treatment on water absorption characteristics of chickpeas (Cicer arietinum). Latin American applied research 43, 2013. 153-159.
Συχνές Ερωτήσεις
Τα όσπρια και τα όσπρια είναι σπόροι;
Τα όσπρια και τα όσπρια είναι αμφότερα σπόροι, αλλά οι όροι περιγράφουν διαφορετικές κατηγορίες. Τα όσπρια είναι η βοτανική κατηγορία και αναφέρονται σε όλα τα φυτά της οικογένειας Fabaceae που παράγουν λοβούς που περιέχουν σπόρους, συμπεριλαμβανομένων της σόγιας, των φιστικιών, των φρέσκων μπιζελιών, των πράσινων φασολιών, του τριφυλλιού και πολλών κτηνοτροφικών καλλιεργειών. Τα όσπρια είναι η γεωργική και διατροφική κατηγορία και αναφέρονται συγκεκριμένα στους ξηρούς βρώσιμους σπόρους ενός υποσυνόλου ειδών οσπρίων που συγκομίζονται αποκλειστικά για τους σπόρους, όπως οι φακές, τα ξηρά φασόλια, τα ρεβίθια και τα ξηρά μπιζέλια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οσπρίων και οσπρίων;
Τα όσπρια αναφέρονται σε φυτά της οικογένειας Fabaceae που παράγουν λοβούς, ενώ τα όσπρια περιγράφουν τους ξηρούς βρώσιμους σπόρους ορισμένων οσπρίων, όπως οι φακές, τα ρεβίθια και τα ξηρά φασόλια.
Τι είναι το Sprouting;
Η βλάστηση είναι η διαδικασία βλάστησης κατά την οποία ένας σπόρος απορροφά νερό, ενεργοποιεί μεταβολικές οδούς και αρχίζει να αναπτύσσει ρίζα και βλαστό.
Τι είναι η βλάστηση με υπερήχους;
Η βλαστήση με τη βοήθεια υπερήχων είναι η χρήση ελεγχόμενης κοιλότητας υπερήχων για την επιτάχυνση της ενυδάτωσης των σπόρων, την ενίσχυση της διαπερατότητας των μεμβρανών και τη διέγερση της βιοχημικής δραστηριότητας, με αποτέλεσμα την ταχύτερη και πιο ομοιόμορφη βλάστηση.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.