Ուլտրաձայնային նախապատրաստում և ծիլերի առաջացում

• Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը նախացանքային օգտակար մեթոդ է՝ սերմերը ջրով և սննդանյութերով հագեցնելու և ծլումը խթանելու համար։
• Ուլտրաձայնային մշակումը սերմերի հանգստի վիճակը խախտելու և ծլման բնութագրերը բարելավելու արդյունավետ մեթոդ է։
• Hielscher ուլտրաձայնային սարքավորումները կարելի է ճշգրիտ կառավարել՝ սերմերի ծլման և նախապատրաստման հուսալի արդյունք ապահովելու համար։

Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստում, ծլում և ծիլերի առաջացում

Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը ջրում կամ այլ համապատասխան սննդարար լուծույթներում մոտ 20 kHz հաճախականությամբ ուլտրաձայնային ալիքներով սերմերի մշակման գործընթաց է՝ դրանց ծլումը և վաղ աճը բարելավելու համար։ Արագ ծլումը և սերմնածիլերի ի հայտ գալը բույսերի ու մշակաբույսերի հաջող հաստատման վճռորոշ գործոններ են։ Հանգստի վիճակի խախտումը և ծլման խթանումը կարևոր են բույսերի բազմացման և սերմնածիլերի վաղ ստացման համար։ Ջրում, սննդարար լուծույթում կամ օսմոտիկ միջավայրում սերմերի ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է ծլման ցուցանիշն ու արագությունը և ապահովում ծլման ավելի բարձր տոկոս՝ համեմատած չմշակված սերմերի հետ։

Ուլտրաձայնով մշակված ոսպը (40Ws/g՝ կիրառելով UP200St)՝ համեմատած ուլտրաձայնով չմշակված ոսպի հետ. ուլտրաձայնով մշակված ոսպն ունի ծլման ավելի բարձր ցուցանիշ և ավելի երկար ընձյուղներ։

Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստման առավելությունները

Մոտ 20kHz հաճախականությամբ ինտենսիվ ուլտրաձայնը զգալի ազդեցություն ունի ինչպես սերմնամաշկի, այնպես էլ զանգվածափոխանակության և ներբջջային գործընթացների վրա։ Ստորև ներկայացված են սերմերի վրա ուլտրաձայնային մշակման հիմնական ազդեցությունների և դրանց հետ կապված առավելությունների մանրամասները։

• Ծլման ցուցանիշի բարձրացում. Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը կարող է բարելավել սերմերի ծլման ցուցանիշները՝ խախտելով սերմերի հանգստի վիճակը, մեծացնելով ջրի կլանումը և ակտիվացնելով սերմերի աճը խթանող ֆերմենտները։ Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումը կարող է սերմի ներսում ակտիվացնել այն ֆերմենտները, որոնք պատասխանատու են պահեստավորված սննդանյութերի քայքայման և ծլման մեկնարկի համար։
• Ջրի կլանման մեծացում. Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է անցքեր առաջացնել սերմնամաշկում և բջջապատերում, ինչի շնորհիվ սերմը հետագայում կարող է մեծացնել իր ջրաթափանցելիությունը և բարելավել ջրի ու սննդանյութերի կլանումը։ Սա նախապատրաստված սերմերին առավելություն է տալիս հատկապես չոր կամ սննդանյութերով աղքատացած հողում։
• Սերմնածիլերի արագացված ի հայտ գալը. Սերմերի նախապատրաստման համար կիրառվող ուլտրաձայնային մշակումը կարող է կրճատել հողից սերմնածիլերի դուրս գալու համար անհրաժեշտ ժամանակը, ինչը կարող է հատկապես օգտակար լինել այն իրավիճակներում, երբ ցանկալի է մշակաբույսերի արագ հաստատումը։ Քայքայելով սերմնամաշկը, բարելավելով ջրաթափանցելիությունը և նպաստելով սերմերի ուռչելուն ու ծլմանը՝ ուլտրաձայնը կարող է ընդհատել սերմերի հանգստի վիճակը։
• Սերմնածիլերի աճի բարելավում. Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը կարող է խթանել սերմնածիլերի աճը՝ նպաստելով արմատների, ցողունների և տերևների զարգացմանը։ Արդյունքում կարող են ստացվել ավելի ամուր, ավելի առողջ և ավելի բարձր բերքատվությամբ բույսեր։
• Սերմնածիլերի սթրեսադիմացկունության բարելավում. Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը մեծացնում է սերմնածիլերի՝ շրջակա միջավայրի սթրեսային գործոններին, օրինակ՝ երաշտին, աղակալմանը և բարձր ջերմաստիճաններին, դիմակայելու ունակությունը։
• Սերմնածիլերի մահացության նվազեցում. Սերմերի ուլտրաձայնային նախապատրաստումը կարող է նվազեցնել սերմնածիլերի մահացության ցուցանիշները՝ նպաստելով համաչափ ծլմանը և վաղ աճին, ինչը կարող է օգնել կանխել անհամաչափ ի հայտ գալու կամ թույլ աճի հետևանքով սերմնածիլերի կորուստը։

Այս դրական ազդեցությունների շնորհիվ ուլտրաձայնով հարուցված սերմերի նախապատրաստումն ու ծլումը բարելավում են բերքի որակն ու քանակը՝ հանգեցնելով ավելի հաջող ծլման, նվազեցնելով արտադրական ծախսերը և բարձրացնելով գյուղատնտեսության կայունությունը։

Arabidopsis բույսի սերմերի՝ սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակով (SEM) ստացված պատկերները։
a–c Սերմ՝ ուլտրաձայնային մշակման ենթարկված 24°C ջերմաստիճանում՝ 30sec տևողությամբ։
d, e չոր սերմ, f, g սերմ՝ ջրի մեջ պահված 4 օր՝ 4°C ջերմաստիճանում,
h, i, ծլած սերմեր։
Պատկերները և հետազոտությունը՝ ©Lopez-Ribera et al. 2017

Ուլտրաձայնային նախապատրաստում

Սերմերի նախացանքային նախապատրաստումը օսմոտիկ նյութերում, ինչպիսիք են մանիտոլը, պոլիէթիլենգլիկոլը (օսմոտիկ նախապատրաստում), աղային լուծույթներում (օրինակ՝ CaCl₂, NaCl կամ CaSO₄) (աղային նախապատրաստում) և ջրում (ջրային նախապատրաստում), կարելի է հեշտությամբ բարելավել ուլտրաձայնային ալիքների կիրառմամբ։ Ուլտրաձայնով հարուցված սերմնաթաղանթի մասնատումը, անցքերի առաջացումը և սերմերի ծակոտիների չափերի մեծացումը բարձրացնում են սերմերի և հատիկների՝ ջուրն ու սննդանյութերը պահելու ունակությունը՝ բարելավելով հիդրատացումը։ Ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է սերմի և շրջապատող լուծույթի միջև զանգվածափոխանակությունը, ինչի արդյունքում մեծանում է սերմի կողմից լուծույթի (այսինքն՝ ջրի, սննդանյութերի և այլնի) կլանումը։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ նախացանքային նախապատրաստումը տնտեսող, պարզ և անվտանգ եղանակ է՝ սերմերի օսմոտիկ հարմարվողականության կարողությունը բարձրացնելու և սթրեսային պայմաններում սերմերի ծլումը, սերմնաբույսերի արմատավորումն ու մշակաբույսերի արտադրությունը բարելավելու համար։
Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակումն առաջացնում է էնդոսպերմի փոփոխություններ, օրինակ՝ ուլտրաձայնային ազդեցությամբ օսլայի քայքայում, ինչը մեծացնում է սերմերի ներսում ֆերմենտներով կատալիզվող հիդրոլիզի ռեակցիաների արագությունը։ Ուլտրաձայնային մշակման արդյունքում ֆերմենտային ակտիվության և հիդրոլիզի ուժեղացումն արագացնում է ծլումն ու սաղմի աճը։
Ուլտրաձայնային նախացանքային նախապատրաստման մասին ավելին կարդացեք այստեղ։
Իմացեք, թե ինչպես է ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում գլանափաթեթային ճիմածածկի արտադրությունը։

Ուլտրաձայնային սարքեր՝ սերմերի նախացանքային նախապատրաստման և ծլման համար

Hielscher Ultrasonics ընկերությունը մատակարարում է ուլտրաձայնային սարքավորումներ՝ սերմերի նախացանքային նախապատրաստումը, այդ թվում՝ ջրային, օսմոտիկ և աղային նախապատրաստումը բարելավելու համար։ Հետազոտական, մշակման և լաբորատոր աշխատանքների համար նախատեսված կոմպակտ ուլտրաձայնային սարքերը հնարավորություն են տալիս փորձարկել և սահմանել ուլտրաձայնային գործընթացի օպտիմալ պարամետրերը, մինչդեռ արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքավորումներն օգտագործվում են առևտրային շրջանառության մեջ գտնվող սերմերի լայնածավալ մշակման համար՝ հարմար և բարձր արդյունավետությամբ հոսքային ուլտրաձայնային նախացանքային նախապատրաստման միջոցով։
Ուլտրաձայնային մշակմամբ սերմերի ծլումը բարելավելու համար անհրաժեշտ են ճշգրիտ կառավարվող և կարգավորվող ուլտրաձայնային համակարգեր։ Քանի որ ուլտրաձայնային ալիքներն օգտագործվում են բուսական բջիջների ֆիզիոլոգիական ակտիվությունը խթանելու համար, ուլտրաձայնային մշակման ինտենսիվությունը պետք է հարմարեցվի սերմի կոնկրետ տեսակին և մշակասորտին։ Hielscher ուլտրաձայնային համակարգերը կարելի է կարգավորել փոքր ամպլիտուդներով աշխատանքի համար՝ ապահովելով կավիտացիան և/կամ տատանումները, որոնք անհրաժեշտ են սերմերը նախապատրաստելու համար՝ օպտիմալ ծլում և կենսունակություն ապահովելու նպատակով։ Սերմերի մշակումը կարող է իրականացվել ինչպես խմբաքանակային, այնպես էլ անընդհատ հոսքի ռեժիմով։ Օժանդակ պարագաների լայն տեսականին հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ ներդնել ուլտրաձայնային մշակումը գործող արտադրական տարածքներում։
Hielscher ուլտրաձայնային համակարգերը մեծացնում են ցանքից հետո սերմնաբույսերի բարձր արդյունավետ զարգացման ներուժը։

Գրականություն/Հղումներ

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Ուլտրաձայնային ալիքների կիրառումը որպես նախացանքային նախապատրաստման եղանակ՝ գարու սերմերի ծլումն արագացնելու և բարելավելու համար․ մեթոդի օպտիմալացում Տագուչիի մոտեցմամբ։ Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14–21.
• Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիայով ստացված բուսական մզվածքների ազդեցությունը վերահսկվող պայմաններում աճեցված սպիտակագլուխ կաղամբի (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) սերմնաբույսերի վրա։ Sustainability 2020, 12, 1871.
• Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Ուլտրաձայնային նախնական մշակման ազդեցությունը սիսեռի (Cicer arietinum) ջրակլանման բնութագրերի վրա։ Latin American applied research 43, 2013. 153–159.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Ուլտրաձայնային ալիքների ազդեցությունները սերմերի վրա․ համառոտ ակնարկ։ Agri Res & Tech, հատոր 6, թողարկում 3 – April 2017.