Ուլտրաձայնային մշակման ազդեցությունը լոբազգիների և սերմերի վրա
Ուլտրաձայնային մշակումը դարձել է արժեքավոր տեխնոլոգիա բուսական նյութերի, օրինակ՝ ոսպի և լոբազգիների հատկությունները փոփոխելու, դրանք նախապատրաստելու և վերլուծելու համար։ Ակուստիկ կավիտացիայի և վերահսկվող մեխանիկական ուժերի միջոցով ուլտրաձայնային մշակումն ուժեղացնում է հիդրատացումը, արագացնում է էքստրակցիան, փոփոխում է միկրոկառուցվածքները և բարելավում զանգվածափոխանակությունը։ Այս ազդեցությունները մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում սերմերի հետազոտության, սննդագիտության, գյուղատնտեսության, կենսավերամշակման և վերլուծական հետազոտությունների համար։
Սերմերի և հատիկաընդեղենի ուլտրաձայնային մշակում ցանկացած մասշտաբով
Հզոր ուլտրաձայնի հիմնական առավելություններից է ամպլիտուդը, ինտենսիվությունը և ներմուծվող էներգիան ճշգրիտ վերահսկելու հնարավորությունը, հատկապես Hielscher Ultrasonics ընկերության զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերն օգտագործելիս։ Այս համակարգերը, որոնք հասանելի են լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբների համար, թույլ են տալիս իրականացնել վերարտադրելի, կարգավորվող մշակում՝ սկսած արագացված հիդրատացման և ֆերմենտների ակտիվացման միջոցով սերմերի մեղմ նախացանքային խթանիչ մշակումից կամ ծլեցումից մինչև սննդանյութերի արդյունավետ էքստրակցիա։
Ոսպի ուլտրաձայնային մշակում UP400St ուլտրաձայնային զոնդով
Ակուստիկ կավիտացիան և դրա ազդեցությունը լոբազգիներից ստացված նյութերի վրա
Ուլտրաձայնային մշակումը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի՝ հեղուկներում միկրոպղպջակների արագ առաջացման և փլուզման վրա։ Դրա հետևանքով առաջացող միկրոշիթերը, սահքի ուժերը և ճնշման տատանումները խիստ առանձնահատուկ ձևերով փոխազդում են ոսպի և լոբազգիների հյուսվածքների հետ։
Սերմերի վրա ազդեցությունը պայմանավորում են երեք հիմնական մեխանիզմներ՝
- Հիդրատացման արագացում
Կավիտացիան խախտում է ջրի և սերմի մակերևույթի միջև սահմանային շերտը՝ ուժեղացնելով ջրի տեղափոխումը դեպի սերմնամաշկ և շաքիլներ։
Ազդեցությունները ներառում են՝
- Ավելի արագ թրջում/հիդրատացում
- Ավելի համաչափ ուռչում
- Ջրի բարելավված դիֆուզիա սերմնամաշկի միջով
- Սոնոպորացիա և միկրոկառուցվածքային փոփոխություններ
Փլուզվող կավիտացիոն պղպջակների առաջացրած մեխանիկական լարումը սերմնամաշկում և ներքին հյուսվածքներում ստեղծում է նանո- և միկրոծակոտիներ. այս երևույթը հայտնի է որպես սոնոպորացիա։Հետևանքները՝
- Բարձրացած թափանցելիություն
- Լուծված նյութերի ավելի արագ լուծահանում կամ կլանում
- Ֆերմենտների համար բարձրացած հասանելիություն
- Ծլման բարելավված ներուժ
- Էքստրակցիայի ուժեղացում
Ուլտրաձայնը նպաստում է հետևյալ նյութերի ազատմանը՝- Սպիտակուցներ
- Պոլիֆենոլներ
- Յուղեր և լիպիդներ
- Սննդային մանրաթելեր
- Կենսաակտիվ միացություններ
Սա բջջապատի քայքայման, լուծիչի բարելավված ներթափանցման և ուժեղացած զանգվածափոխանակության արդյունք է։
Սերմերի վրա ուլտրաձայնի ազդեցությունների և ազդեցության մեխանիզմների սխեմատիկ ամփոփում։
Հետազոտությունը և սխեման՝ ©Nogueira et al., 2023
Հզոր ուլտրաձայն սերմերի և լոբազգիների մշակման համար՝ UIP4000hdT ուլտրաձայնային համակարգը
Ուլտրաձայնի ամպլիտուդի և ինտենսիվության ազդեցությունը սերմերի վրա
Ուլտրաձայնի ամպլիտուդն ուղղակիորեն որոշում է սերմերին հաղորդվող մեխանիկական էներգիան։ Ամպլիտուդի կարգավորումը թույլ է տալիս օպերատորներին ճշգրիտ հարմարեցնել գործընթացը կիրառության զգայունությանն ու նպատակին։ Hielscher ընկերության բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը թույլ են տալիս ճշգրիտ կարգավորել ամպլիտուդը, ինչի շնորհիվ դրանք բազմակողմանի գործիքներ են սերմերի նախացանքային խթանիչ մշակման, ծլեցման և սննդանյութերի էքստրակցիայի համար։
Ցածր ամպլիտուդներ – իդեալական են սերմերի նախացանքային խթանիչ մշակման և ջրակլանման համար
- Մեղմ կավիտացիա
- Սոնոպորացիայի միջոցով ուժեղացած հիդրատացում՝ առանց հյուսվածքների վնասման
- Սերմերի վերահսկվող ջրակլանում նախացանքային խթանիչ մշակման համար
- Նյութափոխանակային ուղիների ակտիվացում
- Ծլման բարելավված արագություն և սերմերի բարձրացած կենսունակություն
Սերմերի ջրակլանումը՝ ծլմանը նախորդող ջրի կլանման սկզբնական փուլը, կարելի է ճշգրիտ արագացնել և օպտիմալացնել ուլտրաձայնի միջոցով՝
- Կավիտացիան խախտում է մակերևութային լարվածությունը
- Ջուրն ավելի արդյունավետ է ներթափանցում միկրոպիլեի միջով
- Հանգստի վիճակի հետ կապված արգելքները մեղմանում են
- Նախացանքային խթանիչ մշակում անցած սերմերն ավելի արագ են ծլում և տալիս են ավելի ամուր սածիլներ
Միջին ամպլիտուդներ – կառուցվածքի փոփոխում և չափավոր էքստրակցիա
- Բջիջների բարձրացած թափանցելիություն
- Բջջապատի մասնակի թուլացում
- Ավելի արագ հիդրատացում սննդամթերքի վերամշակման համար
- Էքստրակցիայի բարելավված ելքեր՝ առանց հյուսվածքների ամբողջական քայքայման
Իդեալական է հետևյալի համար՝
- Սպիտակուցների լուծելիության բարելավում
- Օսլայի հատկությունների փոփոխում
- Նյութերի նախապատրաստում խմորման համար
Բարձր ամպլիտուդներ – բջիջների քայքայում և էքստրակցիա
- Ինտենսիվ կավիտացիա և սահք
- Կառուցվածքի ամբողջական քայքայում
- Օպտիմալ է սպիտակուցների անջատման կամ ֆիտոքիմիական նյութերի էքստրակցիայի համար
- Կիրառվում է, երբ նախատեսված չէ պահպանել սերմերի կենսունակությունը
Սա հետևյալ նյութերի արդյունաբերական էքստրակցիայի համար բնորոշ միջակայքն է՝
- Յուղեր / լիպիդներ
- Սպիտակուցներ և պեպտիդներ
- Պոլիֆենոլներ
- Ֆունկցիոնալ մանրաթելեր
Hielscher ուլտրաձայնային սարքեր սերմերի նախացանքային խթանիչ մշակման, ծլեցման, հիդրատացման և էքստրակցիայի համար
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն առաջարկում են բազմակողմանի և գիտականորեն հիմնավոր մեթոդ՝ ոսպի և լոբազգիների հատկությունները փոփոխելու համար։ Սերմերի ջրակլանման և նախացանքային խթանիչ մշակման արագացումից մինչև էքստրակցիայի ուժեղացում և բաղադրիչների արդյունաբերական մասշտաբով արտադրության ապահովում՝ հզոր ուլտրաձայնը եզակի առավելություններ է տալիս հետազոտական և առևտրային ոլորտներում։
Hielscher Ultrasonics ընկերության ճշգրիտ վերահսկվող զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերը, որոնք հասանելի են լաբորատոր և լիարժեք արդյունաբերական մասշտաբների համար, օգտատերերին թույլ են տալիս ճշգրիտ կարգավորել մշակման պայմանները՝ ֆիզիոլոգիական գործընթացների մեղմ խթանման կամ ինտենսիվ մեխանիկական քայքայման համար՝ ուլտրաձայնը դարձնելով հաջորդ սերնդի բույսերի հետազոտության, սննդային բաղադրիչների վերամշակման և կայուն կենսավերամշակման հիմնարար տեխնոլոգիա։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին՝
| Մեկ խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0,5-ից մինչև 1,5mL | Կիրառելի չէ | VialTweeter |
| 1-ից մինչև 500mL | 10-ից մինչև 200mL/min | UP100H |
| 10-ից մինչև 2000mL | 20-ից մինչև 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-ից մինչև 20L | 0,2-ից մինչև 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-ից մինչև 100L | 2-ից մինչև 10L/min | UIP4000hdT |
| 15-ից մինչև 150L | 3-ից մինչև 15L/min | UIP6000hdT |
| Կիրառելի չէ | 10-ից մինչև 100L/min | UIP16000hdT |
| Կիրառելի չէ | Ավելի մեծ | Սարքերի համախումբ՝ UIP16000hdT |
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – Գերմանիայում ստեղծված որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են որակի և նախագծման ամենաբարձր չափանիշներով։ Ամրությունն ու շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական օբյեկտներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ հաղթահարում են ծանր պայմաններն ու շահագործման խիստ պահանջներ ունեցող միջավայրերը։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE պահանջներին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
Սերմերի ուլտրաձայնային ծլեցում՝ բարելավված ջրակլանում, ավելի արագ ծլում
Գրականություն / հղումներ
- 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.
Հաճախ տրվող հարցեր
Լոբազգիներն ու հատիկաընդեղենը սերմե՞ր են։
Լոբազգիներն ու հատիկաընդեղենը երկուսն էլ սերմեր են, սակայն այս եզրույթները տարբեր կատեգորիաներ են նկարագրում։ Լոբազգիները բուսաբանական կատեգորիա են և ներառում են Fabaceae ընտանիքի բոլոր բույսերը, որոնք առաջացնում են սերմեր պարունակող ունդեր, այդ թվում՝ սոյան, գետնանուշը, թարմ ոլոռը, կանաչ լոբին, երեքնուկը և բազմաթիվ կերային մշակաբույսեր։ Հատիկաընդեղենը գյուղատնտեսական և սննդաբանական կատեգորիա է և վերաբերում է հատկապես լոբազգիների տեսակների մի ենթախմբի չոր ուտելի սերմերին, որոնց բերքը հավաքվում է բացառապես սերմերի համար, օրինակ՝ ոսպը, չոր լոբին, սիսեռը և չոր ոլոռը։
Ի՞նչ տարբերություն կա լոբազգիների և հատիկաընդեղենի միջև։
Լոբազգիները Fabaceae ընտանիքի՝ ունդեր առաջացնող բույսերն են, մինչդեռ հատիկաընդեղենը որոշ լոբազգի մշակաբույսերի, օրինակ՝ ոսպի, սիսեռի և չոր լոբու չոր ուտելի սերմերն են։
Ի՞նչ է ծլեցումը։
Ծլեցումը ծլման գործընթացն է, որի ընթացքում սերմը կլանում է ջուր, ակտիվացնում է նյութափոխանակային ուղիները և սկսում զարգացնել արմատ ու ընձյուղ։
Ի՞նչ է ուլտրաձայնի օժանդակությամբ ծլեցումը։
Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ ծլեցումը վերահսկվող ուլտրաձայնային կավիտացիայի կիրառումն է՝ սերմերի հիդրատացումն արագացնելու, թաղանթների թափանցելիությունը բարձրացնելու և կենսաքիմիական ակտիվությունը խթանելու համար, ինչի արդյունքում ծլումն ավելի արագ և համաչափ է ընթանում։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։