Brži razvoj klica uz ultrazvuk

Klice su popularna zdrava hrana bogata vitaminima, proteinima, mineralima i antioksidansima. Međutim, proces uzgoja klica zahtijeva mnogo rada i vremena. Ultrazvučna aktivacija sjemena povećava stopu klijanja, ubrzava razvoj klica, poboljšava nutritivni profil i potiče rast zdravih klijanaca. Ultrazvučno namakanje i predsjetvena priprema sjemena idealna su tehnika za povećanje vaših kapaciteta za uzgoj klica.

Uzgoj klica iz sjemenki, žitarica i mahunarki

Klice su proklijale sjemenke lucerne, djeteline, suncokreta, brokule, gorušice, rotkvice, češnjaka, kopra, bundeve, badema, žitarica (npr. zrna pšenice, kvinoje, ječma, raži, heljde, sirka, prosa), mahunarki (npr. kikirikija, graška, slanutka, leće), kao i raznih vrsta graha, poput munga, bubrežastog graha, graha pinto, sitnog bijelog graha i soje. Budući da su klice bogate fitonutrijentima poput proteina, vitamina, minerala i antioksidansa te imaju malo kalorija, masti i natrija, naširoko se smatraju „zdravom hranom” i „superhranom”. Uključivanje klica u svakodnevni plan prehrane pomaže opskrbiti tijelo vlaknima, vitaminima, mineralima i drugim fitonutrijentima koji povoljno djeluju na zdravlje.
Bioraspoloživost hranjivih tvari u klicama i mikrozelenju: žitarice i mahunarke sadrže razne antinutrijente koji otežavaju probavu i smanjuju bioraspoloživost mikronutrijenata i minerala. Primjerice, inhibitori tripsina i fitati, prisutni u žitaricama i mahunarkama, smanjuju probavljivost proteina odnosno apsorpciju minerala. Inhibitori tripsina ometaju aktivnost probavnog enzima tripsina, zbog čega se uneseni proteini ne mogu pravilno probaviti i apsorbirati u tijelu.
Stoga se klijanje i uzgoj klica primjenjuju radi deaktivacije tih antinutrijenata. Tijekom razvoja klica pokreću se putevi proizvodnje hranjivih tvari i fitokemikalija te se aktiviraju enzimi. Na taj način proklijale sjemenke i mahunarke osiguravaju širok spektar biološki dostupnih hranjivih tvari.
Tijekom klijanja i razvoja klica u sjemenkama se aktiviraju endogeni enzimi poput α‐amilaze, pululanaze, fitaze i drugih glukozidaza. Ti enzimi razgrađuju antinutritivne čimbenike i razlažu složene makronutrijente u jednostavne i lakše probavljive oblike.
Klice obiluju hranjivim tvarima koje povoljno djeluju na zdravlje, poput proteina, klorofila, vitamina, minerala, enzima, aminokiselina i fitokemikalija. Primjerice, dobro je poznato da su klice brokule iznimno bogate spojem sulfurophane. U usporedbi sa zrelim cvatovima brokule, proklijale sjemenke brokule sadrže 50 puta više spoja sulfurophane.

Postupak uzgoja klica

Uzgoj klica zahtijeva mnogo rada i vremena. Tijekom razvoja klica higijena i sanitarni uvjeti ključni su za sprječavanje mikrobne kontaminacije i kvarenja. Ultrazvučno potpomognuto namakanje, klijanje i razvoj klica ubrzavaju uzgoj i rast snažnih klica i klijanaca bogatih hranjivim tvarima.

Poboljšan uzgoj klica i mikrozelenja uz ultrazvuk

Ultrazvučno namakanje, klijanje i naklijavanje intenziviraju vaš proces uzgoja klica i mikrozelenja. Naklijavanje je zahtjevan i dugotrajan proces, podložan kvarenju zbog plijesni i bakterija. Budući da sjeme provodi znatnu količinu vremena u vodi (tijekom faze močenja i namakanja) i u vrlo vlažnom okruženju (tijekom faze naklijavanja), rizik od mikrobne kontaminacije i kvarenja vrlo je visok. Konzumacija pokvarenih klica i mikrozelenja uzrokuje teško trovanje hranom. Ultrazvučno namakanje i klijanje skraćuju trajanje namakanja i naklijavanja. Budući da sjeme brže klija i raste, skraćuje se vrijeme provedeno u okruženju s visokom vlagom. Time se vrijeme za rast mikroorganizama i kvarenje svodi na najmanju mjeru. Ultrazvučno naklijavanje ne samo da vaš proces naklijavanja čini učinkovitijim nego i smanjuje rizik od kontaminacije.
Nadalje, različita znanstvena istraživanja pokazala su da se ultrazvučno namočene i proklijale klice odlikuju poboljšanim nutritivnim profilom, primjerice višim sadržajem proteina, vitamina i fitonutrijenata u usporedbi s konvencionalno naklijalim sjemenom. Ultrazvučno uzgojene klice također pokazuju veću vitalnost klijanaca.

Ultrazvučno kondicioniranje sjemena u vodi poboljšava upijanje vode i hranjivih tvari. Usporedba sonificirane leće (40Ws/g) i nesonificirane leće pokazuje da sonikacija znatno poboljšava upijanje vode.

Ultrazvučna aktivacija sjemena

Ultrazvučno intenzivirano klijanje uzrokovano je mehaničkim učincima ultrazvučne / akustične kavitacije. Učinci ultrazvučne kavitacije djeluju na sjemenu ljusku: kavitacija fragmentira sjemenu ovojnicu i time povećava poroznost površine sjemena. To doslovno znači da ultrazvučna fragmentacija sjemene ovojnice perforira ljusku. Nadalje, sonikacija povećava veličinu pora, čime se povećava prijenos mase između jezgre sjemena i medija za rast. Intenzivirani prijenos mase opskrbljuje sjeme potrebnom vodom i hranjivim tvarima. Zbog povećane poroznosti i propusnosti sjeme može brže upijati vodu i hranjive tvari. Bolja hidratacija i povećana sposobnost zadržavanja vode u suhom sjemenu / zrnu rezultiraju ubrzanim rastom klica.

Ultrazvučna obrada sjemena traje samo nekoliko minuta. Konkretno trajanje sonikacije ovisi o tvrdoći sjemene ovojnice i za većinu vrsta sjemena može varirati od 4 do 6 minuta. Za prilagodbu ultrazvučne obrade određenoj vrsti sjemena / zrna amplituda ultrazvučnog uređaja važan je čimbenik koji znatno pridonosi učinkovitosti ultrazvučnog namakanja i kondicioniranja sjemena. Što je sjemena ljuska tvrđa i deblja, potrebne su veće amplitude. Hielscher Ultrasonics posjeduje temeljito znanje o ultrazvučno potpomognutom močenju / namakanju, kondicioniranju i klijanju sjemena. Ponudit ćemo vam najprikladniju i najučinkovitiju ultrazvučnu opremu za vaše vrste klica i kapacitete naklijavanja.

Dulja sonikacija rezultira boljim klijanjem hibrida roda Calanthe. (Shin et al. 2011)

Viša nutritivna vrijednost ultrazvučno proklijalih klica

Ultrazvučno potpomognuto uzgajanje klica ne samo da povećava brzinu klijanja i stopu indukcije biološkog odgovora, nego pozitivno utječe i na prehrambenu kvalitetu klica. Nekoliko istraživanja pokazalo je da ultrazvučna obrada pojačava biosintezu fitonutrijenata. Yang i sur. (2015) izmjerili su povećan sadržaj izoflavonoida u sonikiranim klicama soje. Količine izoflavonoida daidzeina i genisteina povećale su se za 39,13 odnosno 96,91 % u usporedbi s nesonikiranim uzorcima. Ultrazvučno predtretirane sjemenke soje također su pokazale povećanje sadržaja gama-aminomaslačne kiseline (GABA) za 43,4%. U drugom istraživanju Yu i sur. (2016) uočili su poboljšan antioksidacijski kapacitet ultrazvučno obrađene rimske salate.
Ampofo (2020) u svojoj je disertaciji pokazala da je sonikacija običnog graha pri 360 W tijekom 60 min izazvala znatno povećano nakupljanje pokazatelja stresa nakon 96 h uzgajanja klica. Stres tijekom rasta klijanaca dovodi do znatnog povećanja aktivnosti enzima koji pokreću obrambeni fenilpropanoidni put, sadržaja fenolnih spojeva i antioksidacijskog kapaciteta u usporedbi s nesonikiranim kontrolnim uzorkom. Ultrazvučna obrada skratila je vrijeme uzgajanja klica za 60 h u usporedbi s kontrolom. U ultrazvučno obrađenih sjemenki zamijećena je pojava korjenčića nakon 24 h uzgajanja klica, uz znatno produljenje korjenčića s produljenjem vremena uzgajanja klica, dok je u kontrolnim uzorcima pojava korjenčića bila odgođena do 48 h uzgajanja klica. Što se tiče prehrambene vrijednosti, sonikirane klice graha pokazale su 6,6 puta veći ukupni sadržaj flavonoida i 11,57 puta veći ukupni sadržaj antocijana u usporedbi s nesonikiranim uzorcima.
Ultrazvučni uređaji sa sondom tvrtke Hielscher Ultrasonics omogućuju precizno upravljanje. Procesni parametri poput amplitude i regulacije temperature te ujednačeno i ravnomjerno izlaganje svih sjemenki zoni ultrazvučne kavitacije ključni su čimbenici za poticanje pojačane biosinteze u sjemenkama i klicama.

Studije slučaja ultrazvučnog uzgajanja klica

Hassan i sur. (2020) pokazuju da sjemenke sirka proklijale uz primjenu ultrazvuka imaju znatno poboljšan nutritivni profil. Ultrazvučnom obradom poboljšani su profil i količina fitonutrijenata u sjemenkama sirka. Ispitan je utjecaj ultrazvučnog klijanja klica sirka na različite fitokemijske sastojke (alkaloide, fitate, saponine i sterole), aktivnost hvatanja radikala (test sa spojem 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, test antioksidacijskog kapaciteta redukcijom željezovih iona i test kapaciteta apsorpcije kisikovih radikala), fenolni profil (ukupni sadržaj fenolnih spojeva, ukupni sadržaj flavonoida, feruličnu kiselinu, galnu kiselinu, katehin, kvercetin i tanin) te probavljivost proteina in vitro (IVPD %). Svi ispitani čimbenici poboljšani su ultrazvučnom obradom. Obrađene klice pokazale su osobito visoku aktivnost hvatanja radikala i bogat fenolni profil uz veći postotak IVPD-a.
Blaga sonikacija pri amplitudi od 40% tijekom 5 min pokazala je znatna poboljšanja. Nakon klijanja, ultrazvučno obrađene klice sirka pokazale su vrhunski profil fitokemikalija koje mogu poslužiti kao vrijedna sirovina za proizvodnju visokoproteinske funkcionalne hrane uz niske troškove.

Petru i sur. (2018) istraživali su djelovanje ultrazvučne kavitacije tijekom kolapsa kavitacijskih mjehurića. Utvrdili su da ultrazvučna kavitacija izaziva mikroeroziju na sjemenim lupinama, čime se povećava njihova propusnost i potiče prijenos tvari. Proučavali su utjecaj ultrazvučne obrade na klijanje sjemena, nicanje i početne faze rasta klijanaca tritikalea (hibrida raži i pšenice). Uzorci od 50 sjemenki obrađeni su ultrazvukom u vodi u sljedećim uvjetima: amplituda od 15 µm pri temperaturi od 25 degС uz različita trajanja obrade od 0, 2, 4, 6, 8 min. Zatim je sjeme stavljeno na vlažan filtarski papir na sobnoj temperaturi radi klijanja i naklijavanja. Najizraženiji učinak ultrazvučne obrade zabilježen je pri trajanju obrade od 4 min. Optimalni podaci o klijanju sjemena tritikalea ultrazvučno obrađenog tijekom 4 min i nicanju klijanaca u usporedbi s neobrađenim sjemenom (kontrola) prikazani su na sl. 1. Utvrđeno je da je prosječna duljina klijanaca iz ultrazvučno obrađenog sjemena za 15–20% veća od duljine klijanaca iz kontrolnog sjemena. Ultrazvučno obrađeno sjeme klija ranije te pokazuje veću energiju klijanja i veću duljinu klijanaca i korijena. 

Ultrazvučni procesori za intenzivnije klijanje i naklijavanje

Visokoučinkoviti procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics upotrebljavaju se u prehrambenoj industriji i poljoprivredi za poticanje klijanja i naklijavanja, kondicioniranje sjemena, uključujući osmotsko kondicioniranje i hidrokondicioniranje, kao i za procese fermentacije. Najsuvremenija tehnologija, jednostavnost uporabe, siguran rad i robusnost ključne su značajke svih procesora tvrtke Hielscher Ultrasonics.
Pročitajte više o učincima sonikatora Hielscher na sjeme i mahunarke!

Šaržna obrada i obrada u liniji

Ultrazvučni uređaji Hielscher mogu se upotrebljavati za šaržnu i kontinuiranu protočnu obradu. Ovisno o volumenu koji obrađujete i kapacitetu obrade po satu, može se preporučiti obrada u liniji. Dok šaržna obrada velikih volumena zahtijeva više vremena i rada, kontinuirana sonikacija u liniji učinkovitija je, brža i zahtijeva znatno manje rada.

Ultrazvučni procesori za svaki proizvodni kapacitet

Asortiman proizvoda tvrtke Hielscher Ultrasonics obuhvaća cijeli spektar ultrazvučnih procesora, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih i pilot-sustava do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora s kapacitetom obrade količina koje odgovaraju kamionskim teretima na sat. Cjelokupan asortiman proizvoda omogućuje nam da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni procesor za vaš kapacitet obrade i ciljeve.
Stolni ultrazvučni sustavi idealni su za ispitivanja izvedivosti i optimizaciju procesa. Linearno povećanje mjerila na temelju utvrđenih procesnih parametara omogućuje vrlo jednostavno povećanje kapaciteta obrade s manjih šarži na proizvodnju u punom komercijalnom opsegu. Povećanje mjerila može se provesti ugradnjom snažnije ultrazvučne miješalice ili paralelnim povezivanjem više ultrazvučnih uređaja. S modelom UIP16000 Hielscher nudi najsnažniji ultrazvučni procesor na svijetu.

Precizno podesive amplitude za optimalne rezultate

Svi Hielscher ultrazvučni uređaji omogućuju precizno upravljanje te su stoga pouzdani radni alati. Amplituda je jedan od ključnih procesnih parametara koji utječu na učinkovitost i djelotvornost ultrazvučno potpomognutog klijanja i uzgoja klica. Sjeme s mekom ovojnicom zahtijeva blagu sonikaciju i niže postavke amplitude, dok sjeme s čvrstom i tvrdom ljuskom daje bolje rezultate pri uzgoju klica kada se sonikira pri višim amplitudama. Svi procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics omogućuju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i pojačivači amplitude dodatna su oprema koja omogućuje promjenu amplitude u još širem rasponu. Hielscher industrijski ultrazvučni procesori mogu postići vrlo visoke amplitude i osigurati potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne primjene. Amplitude do 200µm lako se mogu kontinuirano održavati tijekom rada 24/7.
Precizno podešavanje amplitude i stalno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera omogućuju vam obradu sjemena u najučinkovitijim ultrazvučnim uvjetima. Optimalna sonikacija za najbolje rezultate uzgoja klica!
Robusnost Hielscher ultrazvučne opreme omogućuje rad 24/7 pri velikim opterećenjima i u zahtjevnim okruženjima. Zbog toga je Hielscher ultrazvučna oprema pouzdan radni alat koji ispunjava vaše zahtjeve obrade.

Jednostavno ispitivanje bez rizika

Ultrazvučni procesi mogu se skalirati potpuno linearno. To znači da se svaki rezultat koji ste postigli laboratorijskim ili stolnim ultrazvučnim uređajem može prenijeti na veće mjerilo uz potpuno jednak rezultat i potpuno jednake procesne parametre. Zbog toga je sonikacija idealna za ispitivanje izvedivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadno uvođenje u komercijalnu proizvodnju. Obratite nam se kako biste saznali kako sonikacija može povećati prinos i kvalitetu vaših klica.

Najviša kvaliteta – projektirano i proizvedeno u Njemačkoj

Kao poduzeće u obiteljskom vlasništvu i pod obiteljskim upravljanjem, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvalitete svojih ultrazvučnih procesora. Svi ultrazvučni uređaji projektiraju se, proizvode i temeljito ispituju u našem sjedištu u Teltowu pokraj Berlina u Njemačkoj. Robusnost i pouzdanost Hielscher ultrazvučne opreme čine je neumornim osloncem vaše proizvodnje. Rad 24/7 pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodno je svojstvo Hielscher ultrazvučnih uređaja visokih performansi.

Hielscher ultrazvučni procesor možete kupiti u bilo kojoj veličini i konfiguriran točno prema zahtjevima vašeg procesa. Od obrade sjemena u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja suspenzija sjemena na industrijskoj razini, Hielscher Ultrasonics nudi odgovarajući ultrazvučni uređaj za vas! Obratite nam se – rado ćemo vam preporučiti idealan ultrazvučni sustav!

Tablica u nastavku daje okvirni prikaz približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: