Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Germinazione più veloce con Ultrasonics


I germogli sono un alimento salutare popolare ricco di vitamine, proteine, minerali e antiossidanti. Il processo di germogliatura è laborioso e richiede tempo. L'attivazione ad ultrasuoni dei semi aumenta il tasso di germinazione, accelera il processo di germogliazione, migliora il profilo nutrizionale e promuove la crescita di piantine sane. La macerazione a ultrasuoni e l'adescamento dei semi è la tecnica ideale per aumentare le capacità di germogliazione.

Germinazione di semi, cereali e legumi

Ultrasonic seed activation improves the germination and sprouting of cereals, legumes and microgreens.I germogli sono semi germinati di erba medica, trifoglio, girasole, broccoli, broccoli, senape, ravanello, aglio, aneto, zucca, mandorle, cereali (ad esempio, bacche di frumento, quinoa, orzo, segale, grano saraceno, sorgo, miglio), legumi (ad esempio, arachidi, piselli, ceci, lenticchie), nonché di vari fagioli, come mung, rene, pinto, navy e soia. Poiché i germogli sono ricchi di fitonutrienti come proteine, vitamine, minerali e antiossidanti e poveri di calorie, grassi e sodio, sono ampiamente considerati come “salute alimentare” e "superfood". Compresi i germogli nel piano nutrizionale quotidiano, aiuta a nutrire il corpo con fibre, vitamine, minerali e altri fitonutrienti che promuovono la salute.
Biodisponibilità dei nutrienti nei germogli e nei microgranuli: Cereali e legumi contengono vari anti-nutrienti, che ostacolano la digestione e inibiscono la biodisponibilità di micronutrienti e minerali. Ad esempio, gli inibitori della tripsina e i fitati, presenti nei cereali e nei legumi, riducono rispettivamente la digeribilità delle proteine e l'assorbimento dei minerali. Gli inibitori della tripsina ostacolano l'attività dell'enzima digestivo tripsina, così che le proteine ingerite di conseguenza non possono essere digerite correttamente e assorbite dall'organismo.
Pertanto, la germinazione e la germinazione sono applicate per disattivare questi anti-nutrienti. Durante la germinazione, vengono avviate vie per la produzione di sostanze nutritive e fitochimiche e vengono attivati gli enzimi. In questo modo, i semi e i legumi germogliati forniscono un ampio spettro di sostanze nutritive bioaccessibili.
Durante la procedura di germinazione e di germinazione, gli enzimi endogeni come α-amilasi, pullulanasi, fitasi e altre glucosidasi si attivano nei semi. Questi enzimi degradano i fattori antinutrizionali e scompongono i macronutrienti complessi in forme semplici e più digeribili.
I germogli sono pieni di sostanze nutritive che promuovono la salute, come proteine, clorofilla, vitamine, minerali, enzimi, aminoacidi e sostanze fitochimiche. Per esempio, i germogli di broccolo sono ben noti per essere estremamente ricchi di sulfurofano. Rispetto ai fiori di broccolo maturi, i semi di broccolo germogliati contengono 50 volte più sulfurofano.

Procedura di germinazione

La coltivazione dei germogli è laboriosa e richiede tempo. Durante il processo di germogliatura, le condizioni igieniche e sanitarie sono cruciali per prevenire la contaminazione microbica e il deterioramento. L'ammollo, la germinazione e la germinazione assistita ad ultrasuoni accelera la coltivazione e la crescita di germogli e piantine ricche di nutrienti e vigorosi.

Miglioramento della coltivazione di germogli e microcristalli con gli ultrasuoni

La macerazione ad ultrasuoni, la germinazione e la germinazione intensifica il processo di coltivazione dei germogli e dei micro-green. La germinazione è un processo laborioso e dispendioso in termini di tempo, che è soggetto al deterioramento da parte di muffe e batteri. Poiché i semi passano una quantità significativa di tempo in acqua (durante la fase di ammollo e di macerazione) e in un ambiente altamente umido (durante la fase di germogliazione), il rischio di contaminazione microbica e di deterioramento è molto alto. Quando vengono consumati germogli rovinati e micro-verdure, causano gravi intossicazioni alimentari. La macerazione e la germinazione ad ultrasuoni riduce la durata dell'ammollo e della germinazione. Poiché i semi germinano e crescono più velocemente, il tempo di presenza in ambienti ad alta umidità è ridotto. In questo modo, il tempo di crescita microbica e di deterioramento è ridotto al minimo. La germinazione ad ultrasuoni non solo rende più efficiente il processo di germinazione, ma riduce anche il rischio di contaminazione.
Inoltre, vari studi di ricerca hanno dimostrato che i germogli imbevuti ad ultrasuoni e germinati eccellono per un elevato profilo nutrizionale, come un più alto contenuto di proteine, vitamine e fitonutrienti rispetto ai semi germogliati in modo convenzionale. I germogli cresciuti ad ultrasuoni mostrano anche un maggiore vigore delle piantine.

The UP400St is a 400W powerful ultrasonic homogenizer for seed priming, germination and sprouting.

ultrasonoro UP400St per l'adescamento dei semi. Il trattamento ad ultrasuoni consente di ottenere una germinazione più rapida, un profilo nutrizionale più elevato e un migliore vigore delle piantine.

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Ultrasonically treated lentils show a higher water uptake.

L'idroadescamento ad ultrasuoni migliora l'assorbimento dell'acqua e dei nutrienti. Il confronto tra lenticchie ad ultrasuoni (40Ws/g) e lenticchie non ad ultrasuoni mostra che la sonicazione migliora significativamente l'assorbimento dell'acqua.

Attivazione del seme ad ultrasuoni

La germinazione ultrasonica intensificata è causata dagli effetti meccanici della cavitazione ultrasonica / acustica. Gli effetti della cavitazione ultrasonica hanno un impatto sul guscio del seme: frammenta il mantello del seme e crea così una maggiore porosità della superficie dei semi. Significa letteralmente che la frammentazione ultrasonica del rivestimento del seme perfora il guscio. Inoltre, la sonicazione allarga la dimensione dei pori in modo che avvenga un trasferimento di massa più elevato tra il nucleo del seme e il mezzo di crescita. Il trasferimento di massa intensificato fornisce al seme l'acqua e le sostanze nutritive necessarie. Grazie all'aumento della porosità e della permeabilità, il seme può assorbire più rapidamente acqua e sostanze nutritive. La migliore idratazione e la maggiore capacità di ritenzione idrica nei semi / grani secchi, portano ad una crescita accelerata dei germogli.

La durata del trattamento ad ultrasuoni delle sementi richiede solo pochi minuti. La durata specifica della sonicazione dipende dalla durezza del mantello del seme e può variare da 4 a 6 minuti per la maggior parte delle varietà di semi. Per adattare il trattamento ad ultrasuoni al tipo specifico di seme / grano, l'ampiezza dell'ultrasuono è un fattore importante che contribuisce in modo significativo all'efficacia dell'ammollo ultrasonico e dell'adescamento dei semi. Più duro e spesso è il guscio del seme, maggiori sono le ampiezze richieste. Hielscher Ultrasonics ha una profonda conoscenza dell'ammollo ultrasonico assistito ad ultrasuoni / macerazione, adescamento e la germinazione dei semi. Vi offriremo l'attrezzatura ad ultrasuoni più adatta ed efficace per le vostre varietà di germogli e capacità di germogliazione.

Adescamento ultrasonico dei semi

Una sonicazione più lunga si traduce in una migliore germinazione degli ibridi di Calanthe. (Shin et al. 2011)

Maggiore valore nutrizionale dei germogli germinati ad ultrasuoni

La germogliazione assistita ad ultrasuoni non solo favorisce la velocità di germinazione e il tasso di elicitazione, ma ha anche effetti positivi sulla qualità nutrizionale dei germogli. Diversi studi hanno dimostrato una maggiore biosintesi dei fitonutrienti per via ultrasonica. Yang et al. (2015) hanno misurato un aumento del contenuto di isoflavonoidi nei germogli di soia sonicati. Aumento delle quantità di isoflavoonoidi daidzeina e genisteina rispettivamente del 39,13 e del 96,91% rispetto ai campioni non sonicati. I semi di soia ad ultrasuoni hanno mostrato anche un'elevata quantità di acido gamma-aminobutirrico (GABA) del 43,4%. In un altro studio, Yu et al. (2016) hanno osservato un miglioramento della capacità antiossidante con la lattuga romana trattata ad ultrasuoni.
Ampofo (2020) ha mostrato nella sua tesi che la sonicazione di fagioli comuni a 360 W per 60 minuti ha provocato un accumulo significativamente maggiore di marcatori di stress a 96 h di germogliazione. Lo stress durante la crescita delle piantine porta ad elevate attività di difesa degli enzimi scatenanti fenilpropanoidi, composti fenolici e capacità antiossidanti a livelli significativi rispetto al campione di controllo non sonico. L'ecografia ha ridotto il tempo di germogliazione di 60 ore rispetto al controllo. I semi trattati ad ultrasuoni hanno mostrato l'emergenza di adicle a 24 ore di germogliazione con un significativo allungamento della radichetta a tempi di germogliazione crescenti, mentre in confronto i campioni di controllo avevano ritardato l'emergenza della radichetta fino a 48 ore di germogliazione. Per quanto riguarda il valore nutrizionale, i germogli di fagioli sonicati hanno mostrato un contenuto di flavonoidi totali 6,6 volte superiore e un contenuto di antociani totali 11,57 volte superiore rispetto ai campioni non sonicati.
Ultrasuoni Hielscher’ Gli ultrasuoni della sonda sono controllabili con precisione. I parametri di processo come il controllo dell'ampiezza e della temperatura, così come l'esposizione uniforme e uniforme di tutti i semi alla zona di cavitazione ultrasonica sono fattori essenziali per provocare una biosintesi up-regolata nei semi e nei germogli.

Vantaggi della germinazione a ultrasuoni

  • Pre-immersione ridotta
  • Germinazione più veloce
  • Crescita più uniforme
  • Migliore assorbimento dei nutrienti
  • Aumento del vigore delle piantine
  • Maggiore valore nutrizionale dei germogli
  • Fatturato più veloce
  • Riduzione del rischio di deterioramento mirobiale
  • Processo alimentare
  • semplice e sicuro da utilizzare
The SonoStation is a complete ultrasonic setup, which is suitable to process larger volumes of hand sanitizer.

SonoStation – una semplice soluzione chiavi in mano per i processi a ultrasuoni

Casi di Studio di Germinazione a Ultrasuoni

Hassan et al. (2020) dimostrano che i semi di sorgo germogliati ad ultrasuoni mostrano un profilo nutrizionale significativamente migliorato. Il profilo e la quantità di fitonutrienti nei semi di sorgo sono stati migliorati dall'ecografia. Vari costituenti fitochimici (alcaloidi, fitati, saponine e steroli), attività di scavenging dei radicali (dosaggio 2,2-fenil-1-picristallidrazile, dosaggio del potere antiossidante riducente ferrico e dosaggio della capacità di assorbimento dei radicali dell'ossigeno), profilo fenolico (contenuto totale di fenoli, contenuto totale di flavonoidi, acido ferulico, acido gallico, catechina, quercetina e tannino) insieme con la digeribilità delle proteine in vitro (IVPD %) sono stati esaminati per l'influenza della germinazione ad ultrasuoni dei germogli di sorgo. Tutti i fattori testati sono stati migliorati con il trattamento ad ultrasuoni. I germogli trattati hanno mostrato un'attività di scavenging radicale particolarmente elevata e un ricco profilo fenolico con una percentuale più alta di IVPD.
Il trattamento con sonicazione leggera al 40% di ampiezza per 5 minuti ha mostrato i miglioramenti significativi. Dopo la germinazione, i germogli di sorgo trattati ad ultrasuoni hanno mostrato un profilo superiore di sostanze fitochimiche che possono servire come preziosa materia prima per la produzione di alimenti funzionali ad alto contenuto proteico a basso costo.

The UIP1000hdT is Hielscher's powerful 1kW ultrasonic processor for batch and continuous sonication (Click to enlarge!)Petru et al. (2018) hanno studiato l'azione della cavitazione ultrasonica durante il collasso delle bolle di cavitazione. Hanno scoperto che la cavitazione ultrasonica induce microerosioni sui mantelli del seme, che aumentano la permeabilità del guscio del seme e favoriscono il trasferimento di massa. Hanno studiato l'influenza del trattamento ad ultrasuoni per la germinazione dei semi, l'emergenza e le fasi iniziali di crescita delle piantine di triticale (segale e ibrido di grano). I campioni di 50 semi sono stati trattati con ultrasuoni in acqua nel seguente regime: l'ampiezza 15 µm ad una temperatura di 25 degС per diverse durate di trattamento 0, 2, 4, 6, 8 min. Poi i semi sono stati posti per la germinazione e la germinazione su una carta da filtro bagnata a temperatura ambiente. L'effetto più marcato del trattamento USA è stato osservato per la durata del trattamento di 4 min. I dati ottimali sulla germinazione dei semi trattati ad ultrasuoni entro 4 min. di triticale e l'emergenza delle piantine rispetto ai semi non trattati (controllo) sono mostrati in Fig. 1. Si è constatato che la lunghezza media delle piantine dei semi trattati ad ultrasuoni è del 15 – Il 20% supera la lunghezza dei semi di controllo. I semi trattati ad ultrasuoni germinano prima e mostrano un maggiore vigore di germinazione, una maggiore lunghezza delle piantine e delle radici.

Processori a ultrasuoni per la germinazione e la germinazione intensificata

I processori ad alte prestazioni di Hielscher Ultrasonics sono utilizzati nel settore alimentare e agricolo per promuovere la germinazione e la germinazione, l'adescamento dei semi, compreso l'osmo-priming, l'idro-priming e i processi di fermentazione. La tecnologia all'avanguardia, la facilità d'uso, la sicurezza di funzionamento e la robustezza sono caratteristiche fondamentali di tutti i processori Hielscher Ultrasonics.

Lotto e in linea

Gli ultrasuoni Hielscher possono essere utilizzati per l'elaborazione a flusso continuo e a batch. A seconda del volume del processo e della produzione oraria, si consiglia l'elaborazione in linea. Mentre il dosaggio è più dispendioso in termini di tempo e di manodopera, un processo di miscelazione in linea continuo è più efficiente, più veloce e richiede molta meno manodopera.

Miscelatori ad ultrasuoni per ogni capacità di prodotto

Processore ad ultrasuoni UIP4000hdT, un potente reattore ad ultrasuoni da 4kWLa gamma di prodotti Hielscher Ultrasonics copre l'intero spettro dei processori ad ultrasuoni, dai compatti ultrasuoni da laboratorio ai sistemi da banco e pilota fino ai processori ad ultrasuoni completamente industriali con la capacità di processare carichi di camion all'ora. L'intera gamma di prodotti ci permette di offrirvi il processore a ultrasuoni più adatto alle vostre capacità di processo e ai vostri obiettivi.
I sistemi da banco a ultrasuoni sono ideali per le prove di fattibilità e l'ottimizzazione dei processi. Lo scale-up lineare basato su parametri di processo stabiliti rende molto semplice l'aumento delle capacità di lavorazione da lotti più piccoli a una produzione completamente commerciale. L'up-scaling può essere effettuato sia installando un'unità di miscelazione ad ultrasuoni più potente sia raggruppando diversi ultrasuoni in parallelo. Con l'UIP16000, Hielscher offre il più potente processore ad ultrasuoni al mondo.

Ampiezze precisamente controllabili per risultati ottimali

Tutti gli ultrasuoni Hielscher sono strumenti di lavoro controllabili con precisione e quindi affidabili. L'ampiezza è uno dei parametri di processo cruciali che influenzano l'efficienza e l'efficacia della germinazione e della germinazione ad ultrasuoni. I semi con un rivestimento morbido richiedono un trattamento di sonicazione delicato e impostazioni di ampiezza più basse, mentre i semi con un guscio robusto e duro mostrano migliori risultati di germinazione quando vengono sonicati ad ampiezze più alte. Tutti i prodotti Hielscher Ultrasonics’ I processori consentono di impostare con precisione l'ampiezza. I sonotrodi e le trombe di richiamo sono accessori che permettono di modificare l'ampiezza in una gamma ancora più ampia. I processori industriali ad ultrasuoni di Hielscher sono in grado di fornire ampiezze molto elevate e di fornire l'intensità ultrasonica richiesta per le applicazioni più esigenti. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Le impostazioni precise dell'ampiezza e il monitoraggio permanente dei parametri di processo a ultrasuoni tramite un software intelligente vi danno la possibilità di trattare i vostri semi con le condizioni a ultrasuoni più efficaci. Sonicazione ottimale per i migliori risultati di germogliazione!
La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili. Ciò rende l'apparecchiatura ad ultrasuoni di Hielscher uno strumento di lavoro affidabile che soddisfa le vostre esigenze di lavorazione.

Test facili e senza rischi

I processi ad ultrasuoni possono essere scalati in modo completamente lineare. Ciò significa che ogni risultato ottenuto usando un laboratorio o un ultrasuonatore da banco, può essere scalato esattamente alla stessa uscita usando esattamente gli stessi parametri di processo. Ciò rende gli ultrasuoni ideali per prove di fattibilità senza rischi, per l'ottimizzazione del processo e la successiva implementazione nella produzione commerciale. Contattateci per sapere come la sonicazione può aumentare la resa e la qualità dei vostri germogli.

Massima qualità – Progettato e prodotto in Germania

In quanto azienda a conduzione familiare e a conduzione familiare, Hielscher dà la priorità ai più alti standard di qualità per i suoi processori a ultrasuoni. Tutti gli ultrasuoni sono progettati, prodotti e accuratamente testati nella nostra sede centrale di Teltow vicino a Berlino, Germania. La robustezza e l'affidabilità delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher ne fanno un cavallo di battaglia nella vostra produzione. Il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, a pieno carico e in ambienti difficili è una caratteristica naturale degli ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher.

Potete acquistare il processore ad ultrasuoni Hielscher in qualsiasi dimensione e configurato esattamente in base alle vostre esigenze di processo. Dal trattamento dei semi in un piccolo becher da laboratorio alla miscelazione continua dei fanghi di seme a livello industriale, Hielscher Ultrasonics offre un ultrasuono adatto per voi! Contattateci – siamo lieti di consigliarvi la configurazione ad ultrasuoni ideale!

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la dispersione, l'emulsione e l'estrazione delle cellule.

Omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.

Letteratura / Referenze



Particolarità / Cose da sapere

Perché i germogli contengono più sostanze nutritive?

La germinazione e la germinazione sono fasi della crescita di una pianta, in cui vengono attivati molti percorsi biochimici per avviare l'inizio della crescita e per promuovere lo sviluppo di una pianta sana e sopravvivente. Questi percorsi biochimici includono l'attivazione di molteplici enzimi. Attraverso la biosintesi, i metaboliti secondari (alias fitochimici) si formano per conversione enzimatica. Questi metaboliti secondari sono noti come promotori della salute. Esempi eminenti sono i polifenoli, i terpeni, il sulfurafano e numerosi altri.
Un esempio di tale biosintesi è l'enzima fenilalanina ammoniacasi (PAL). L'enzima PAL catalizza i percorsi per la biosintesi delle diverse sostanze fitochimiche. Quando questo enzima viene inibito, diventa un fattore limitante per la biosintesi degli acidi fenolici e dei flavonoidi. Una possibile spiegazione per i contenuti fitochimici più elevati nei germogli è che l'attività PAL è up-regolata durante la germinazione. Spiegazioni alternative suggeriscono che i composti fenolici legati sono idrolizzati e / o che de novo biosintesi dei fenoli nell'asse embrionale dei germogli si verifica. Molti elementi fitochimici sono noti per le loro caratteristiche antiossidanti, il che spiega una maggiore attività antiossidante dei cereali e dei legumi germinati.
Ad alto contenuto di fitonutrienti, i germogli sono un'ottima aggiunta al piano dei pasti. I fitonutrienti contribuiscono a molti percorsi nel corpo umano e possono quindi prevenire e/o migliorare le malattie.

La ricerca ha trovato vari benefici nutrizionali per la germinazione e la germinazione di semi, cereali e legumi:

  • Per il grano saraceno, dopo 72 ore di germinazione è stato trovato un contenuto proteico significativamente aumentato. Inoltre, il grano saraceno germinato aveva aumentato le quantità di fenoli totali, flavonoidi e tannino condensato (Zhang et al., 2015).
  • Nel miglio da dito germinato, la digeribilità delle proteine è stata aumentata del 64%. (Mbithi-Mwikya et al. 2000)
  • Per i chicchi di mais bianco, quando germogliati per 5 giorni i composti fenolici biodisponibili sono stati aumentati del 92%.