Los germinados son un alimento saludable muy popular, rico en vitaminas, proteínas, minerales y antioxidantes. El proceso de germinación es laborioso y requiere mucho tiempo. La activación ultrasónica de las semillas aumenta el índice de germinación, acelera el proceso de germinación, mejora el perfil nutricional y favorece el crecimiento de plántulas sanas. El remojo y cebado ultrasónico de semillas es la técnica ideal para aumentar su capacidad de germinación.

Germinación de semillas, cereales y legumbres

Los germinados son semillas germinadas de alfalfa, trébol, girasol, brécol, mostaza, rábano, ajo, eneldo, calabaza, almendras, cereales (por ejemplo, granos de trigo, quinoa, cebada, centeno, trigo sarraceno, sorgo, mijo), legumbres (por ejemplo, cacahuetes, guisantes, garbanzos, lentejas), así como de diversas judías, como mungo, riñón, pinto, navy y soja. Dado que los germinados son ricos en fitonutrientes, como proteínas, vitaminas, minerales y antioxidantes, y bajos en calorías, grasas y sodio, están ampliamente considerados como “alimentación sana” y "superalimento". Incluir los germinados en el plan nutricional diario ayuda a nutrir el organismo con fibra, vitaminas, minerales y otros fitonutrientes beneficiosos para la salud.
Biodisponibilidad de nutrientes en brotes y microgreens: Los cereales y las legumbres contienen varios antinutrientes que impiden la digestión e inhiben la biodisponibilidad de micronutrientes y minerales. Por ejemplo, los inhibidores de la tripsina y los fitatos, presentes en cereales y legumbres, reducen la digestibilidad de las proteínas y la absorción de minerales, respectivamente. Los inhibidores de la tripsina dificultan la actividad de la enzima digestiva tripsina, por lo que las proteínas ingeridas no pueden ser digeridas correctamente y absorbidas por el organismo.
Por lo tanto, la germinación y la brotación se aplican para desactivar estos antinutrientes. Durante la germinación, se inician vías para la producción de nutrientes y fitoquímicos y se activan enzimas. De este modo, las semillas y legumbres germinadas proporcionan un amplio espectro de nutrientes bioaccesibles.
Durante el proceso de germinación, se activan en las semillas enzimas endógenas como la α-amilasa, la pululanasa, la fitasa y otras glucosidasas. Estas enzimas degradan los factores antinutricionales y descomponen los macronutrientes complejos en formas simples y más digeribles.
Los germinados están repletos de nutrientes beneficiosos para la salud, como proteínas, clorofila, vitaminas, minerales, enzimas, aminoácidos y fitoquímicos. Por ejemplo, los germinados de brécol son conocidos por ser extremadamente ricos en sulfurofano. En comparación con los ramilletes de brécol maduros, las semillas de brécol germinadas contienen 50 veces más sulfurofano.

Procedimiento de germinación

El cultivo de germinados es laborioso y requiere mucho tiempo. Durante el proceso de germinación, las condiciones higiénicas y sanitarias son cruciales para evitar la contaminación microbiana y el deterioro. El remojo, la germinación y la brotación asistidos por ultrasonidos aceleran el cultivo y el crecimiento de brotes y plantones vigorosos y ricos en nutrientes.

Mejora del cultivo de brotes y microgreens con ultrasonidos

El remojo, la germinación y la germinación por ultrasonidos intensifican su proceso de cultivo de brotes y microvegetales. La germinación es un proceso laborioso que requiere mucho tiempo y es propenso al deterioro por moho y bacterias. Como las semillas pasan mucho tiempo en agua (durante la fase de remojo y remojo) y en un entorno muy húmedo (durante la fase de germinación), el riesgo de contaminación microbiana y deterioro es muy alto. Cuando se consumen germinados y microgreens en mal estado, provocan graves intoxicaciones alimentarias. El remojo y la germinación por ultrasonidos reducen la duración del remojo y la germinación. Como las semillas germinan y crecen más rápidamente, se reduce el tiempo de presencia en ambientes de alta humedad. De este modo, se minimiza el tiempo de crecimiento microbiano y deterioro. La germinación ultrasónica no sólo hace que su proceso de germinación sea más eficiente, sino que también reduce el riesgo de contaminación.
Además, diversos estudios de investigación han demostrado que los germinados remojados y germinados con ultrasonidos destacan por un perfil nutricional elevado, como un mayor contenido en proteínas, vitaminas y fitonutrientes, en comparación con las semillas germinadas de forma convencional. Los germinados cultivados con ultrasonidos muestran también un mayor vigor de germinación.

El hidrocebado ultrasónico mejora la absorción de agua y nutrientes. La comparación de lentejas sonicadas (40Ws/g) frente a lentejas no sonicadas muestra que la sonicación mejora significativamente la absorción de agua.

Activación ultrasónica de semillas

La germinación intensificada por ultrasonidos se debe a los efectos mecánicos de la cavitación ultrasónica / acústica. Los efectos de la cavitación ultrasónica impactan en la cáscara de la semilla: Fragmenta la cubierta de la semilla y crea así una mayor porosidad de la superficie de las semillas. Significa literalmente que la fragmentación ultrasónica de la cubierta de la semilla perfora la cáscara. Además, la sonicación agranda el tamaño de los poros, de modo que se produce una mayor transferencia de masa entre el núcleo de la semilla y el medio de crecimiento. La transferencia de masa intensificada proporciona a la semilla el agua y los nutrientes necesarios. Gracias al aumento de la porosidad y la permeabilidad, la semilla puede absorber más rápidamente el agua y los nutrientes. La mejor hidratación y la mayor capacidad de retención de agua en las semillas / granos secos dan lugar a un crecimiento acelerado de los brotes.

El tratamiento ultrasónico de las semillas dura sólo unos minutos. La duración específica de la sonicación depende de la dureza de la cubierta de la semilla y puede oscilar entre 4 y 6 minutos para la mayoría de las variedades de semillas. Para adaptar el tratamiento ultrasónico al tipo específico de semilla / grano, la amplitud del ultrasonicador es un factor importante que contribuye significativamente a la eficacia del remojo y la imprimación ultrasónicos de las semillas. Cuanto más dura y gruesa es la cáscara de la semilla, mayores amplitudes se requieren. Hielscher Ultrasonics cuenta con profundos conocimientos en remojo/secado, imprimación y germinación de semillas asistidos por ultrasonidos. Le ofreceremos el equipo ultrasónico más adecuado y eficaz para sus variedades y capacidades de germinación.

Una sonicación más prolongada produce una mejor germinación de los híbridos de Calanthe. (Shin et al. 2011)

Mayor valor nutritivo de los germinados ultrasónicos

La germinación asistida por ultrasonidos no sólo favorece la velocidad de germinación y la tasa de elicitación, sino que también tiene efectos positivos sobre la calidad nutricional de los brotes. Varios estudios han demostrado una mayor biosíntesis de fitonutrientes mediante ultrasonidos. Yang et al. (2015) midieron el aumento del contenido de isoflavonoides en brotes de soja sonicados. Aumentaron las cantidades de los isoflavoonoides daidzeína y genisteína en un 39,13 y un 96,91 %, respectivamente, en comparación con las muestras no sonicadas. Las semillas de soja tratadas con ultrasonidos también mostraron un aumento del ácido gamma-aminobutírico (GABA) del 43,4%. En otro estudio, Yu et al. (2016) observaron una mejora de la capacidad antioxidante de la lechuga romana tratada con ultrasonidos.
Ampofo (2020) demostró en su tesis que la sonicación de judías comunes a 360 W durante 60 min provocaba un aumento significativo de la acumulación de marcadores de estrés a las 96 h de germinación. El estrés durante el crecimiento de las plántulas conduce a actividades elevadas de enzimas desencadenantes de fenilpropanoides de defensa, compuestos fenólicos y capacidades antioxidantes a niveles significativos en comparación con la muestra de control no sonicada. La ultrasonicación redujo el tiempo de germinación en 60 h, en comparación con el control. Las semillas tratadas con ultrasonidos mostraron la emergencia de las radículas a las 24 h de germinación, con una elongación significativa de las radículas al aumentar el tiempo de germinación, mientras que, en comparación, las muestras de control presentaron un retraso en la emergencia de las radículas hasta las 48 h de germinación. Con respecto al valor nutricional, los brotes de judía tratados con sonicación mostraron un contenido total de flavonoides 6,6 veces superior y un contenido total de antocianinas 11,57 veces superior al de las muestras no tratadas con sonicación.
Hielscher Ultrasonics’ Los ultrasonicadores de sonda se pueden controlar con precisión. Los parámetros del proceso, como la amplitud y el control de la temperatura, así como la exposición uniforme de todas las semillas a la zona de cavitación ultrasónica, son factores esenciales para provocar una biosíntesis regulada en semillas y brotes.

Casos prácticos de germinación ultrasónica

Hassan et al. (2020) demuestran que las semillas de sorgo germinadas por ultrasonidos muestran un perfil nutricional significativamente mejorado. El perfil y la cantidad de fitonutrientes en las semillas de sorgo mejoraron con la ultrasonicación. Varios constituyentes fitoquímicos (alcaloides, fitatos, saponinas y esteroles), actividad de barrido de radicales (ensayo de 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo, ensayo de poder antioxidante reductor férrico y ensayo de capacidad de absorción de radicales de oxígeno), se examinó el perfil fenólico (contenido total de fenoles, contenido total de flavonoides, ácido ferúlico, ácido gálico, catequina, quercetina y tanino) junto con la digestibilidad proteica in vitro (IVPD %) para determinar la influencia de la germinación ultrasónica de los brotes de sorgo. Todos los factores analizados mejoraron con el tratamiento ultrasónico. Los brotes tratados mostraron una actividad de eliminación de radicales especialmente alta y un perfil fenólico rico con un mayor porcentaje de IVPD.
El tratamiento de sonicación suave al 40% de amplitud durante 5 min mostró las mejoras significativas. Tras la germinación, los brotes de sorgo tratados con ultrasonidos mostraron un perfil superior de fitoquímicos que puede servir como valiosa materia prima para producir alimentos funcionales ricos en proteínas con bajo coste.

Petru et al. (2018) investigaron la acción de la cavitación ultrasónica durante el colapso de las burbujas de cavitación. Descubrieron que la cavitación ultrasónica induce microerosiones en las cubiertas de las semillas, lo que aumenta la permeabilidad de la cubierta de la semilla y promueve la transferencia de masa. Estudiaron la influencia del tratamiento ultrasónico en la germinación de semillas, la emergencia y las fases iniciales de crecimiento de plántulas de triticale (híbrido de centeno y trigo). Las muestras de 50 semillas fueron tratadas por ultrasonidos en agua en el siguiente régimen: la amplitud 15 µm a una temperatura de 25 degС para diferentes duraciones de tratamiento 0, 2, 4, 6, 8 min. A continuación, las semillas se colocaron para su germinación y brotación en un papel de filtro húmedo a temperatura ambiente. El efecto más pronunciado del tratamiento US se observó para la duración del tratamiento de 4 min. En la Fig. 1 se muestran los datos óptimos sobre la germinación de las semillas de triticale tratadas con ultrasonidos en 4 min y la emergencia de las plántulas en comparación con las semillas no tratadas (control). Se comprobó que la longitud media de las plántulas de las semillas tratadas con ultrasonidos en 15 – El 20% supera la longitud de las semillas de control. Las semillas tratadas con ultrasonidos germinan antes y presentan mayor vigor germinativo, mayor longitud de las plántulas y de las raíces.

Procesadores ultrasónicos para intensificar la germinación y la brotación

Los procesadores de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics se utilizan en la alimentación y la agricultura para promover la germinación y la brotación, el cebado de semillas, incluido el cebado osmótico, el cebado hidráulico y los procesos de fermentación. Tecnología punta, facilidad de uso, seguridad de funcionamiento y robustez son las características clave de todos los procesadores de Hielscher Ultrasonics.

Por lotes y en línea

Los ultrasonidos de Hielscher pueden utilizarse para el procesamiento por lotes y en continuo. Dependiendo del volumen del proceso y del rendimiento por hora, se recomienda el procesamiento en línea. Mientras que el procesamiento por lotes de grandes volúmenes requiere más tiempo y mano de obra, un proceso de sonicación en línea continuo es más eficiente, más rápido y requiere mucha menos mano de obra.

Procesadores ultrasónicos para cualquier capacidad de producción

La gama de productos de Hielscher Ultrasonics cubre todo el espectro de procesadores por ultrasonidos, desde compactos ultrasonicadores de laboratorio, pasando por sistemas de sobremesa y piloto, hasta procesadores por ultrasonidos totalmente industriales con capacidad para procesar camiones cargados por hora. La gama completa de productos nos permite ofrecerle el procesador por ultrasonidos más adecuado para la capacidad y los objetivos de su proceso.
Los sistemas ultrasónicos de sobremesa son ideales para pruebas de viabilidad y optimización de procesos. El escalado lineal basado en parámetros de proceso establecidos facilita enormemente el aumento de las capacidades de procesamiento desde lotes más pequeños hasta la producción totalmente comercial. La ampliación puede realizarse instalando una unidad de mezcla por ultrasonidos más potente o agrupando varios ultrasonicadores en paralelo. Con el UIP16000, Hielscher ofrece el procesador ultrasónico más potente del mundo.

Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos

Todos los ultrasonidos de Hielscher son herramientas de trabajo controlables con precisión y, por tanto, fiables. La amplitud es uno de los parámetros cruciales del proceso que influyen en la eficiencia y eficacia de la germinación y brotación por ultrasonidos. Las semillas con una cubierta blanda requieren un tratamiento de sonicación suave y ajustes de amplitud más bajos, mientras que las semillas con una cubierta robusta y dura muestran mejores resultados de germinación cuando se sonican a amplitudes más altas. Todos los Ultrasonidos Hielscher’ permiten ajustar con precisión la amplitud. Los sonotrodos y las bocinas de refuerzo son accesorios que permiten modificar la amplitud en un rango aún más amplio. Los procesadores ultrasónicos industriales de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy elevadas y ofrecer la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7.
Los ajustes precisos de la amplitud y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le ofrecen la posibilidad de tratar sus semillas con las condiciones ultrasónicas más eficaces. Sonicación óptima para obtener los mejores resultados de germinación.
La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en condiciones de trabajo duras y en entornos exigentes. Esto convierte a los equipos de ultrasonidos de Hielscher en una herramienta de trabajo fiable que satisface sus requisitos de procesamiento.

Pruebas fáciles y sin riesgos

Los procesos ultrasónicos pueden escalarse de forma completamente lineal. Esto significa que todos los resultados obtenidos con un ultrasonido de laboratorio o de sobremesa pueden escalarse hasta obtener exactamente el mismo resultado con los mismos parámetros de proceso. Esto hace que la ultrasonicación sea ideal para pruebas de viabilidad sin riesgos, optimización de procesos y posterior implementación en la fabricación comercial. Póngase en contacto con nosotros para saber cómo la sonicación puede aumentar el rendimiento y la calidad de sus germinados.

Máxima calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa de propiedad y gestión familiar, Hielscher prioriza los más altos estándares de calidad para sus procesadores por ultrasonidos. Todos los ultrasonicadores se diseñan, fabrican y prueban exhaustivamente en nuestra sede de Teltow, cerca de Berlín (Alemania). La robustez y fiabilidad de los equipos de ultrasonidos de Hielscher los convierten en un caballo de batalla en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de los ultrasonicadores de alto rendimiento de Hielscher.

Puede adquirir el procesador de ultrasonidos de Hielscher en cualquier tamaño y configurado exactamente según los requisitos de su proceso. Desde el tratamiento de semillas en un pequeño vaso de laboratorio hasta la mezcla continua de lodos de semillas a nivel industrial, Hielscher Ultrasonics le ofrece el ultrasonido adecuado. Póngase en contacto con nosotros – estaremos encantados de recomendarle la configuración ultrasónica ideal.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: