Sneller kiemen met ultrasoontechnologie

Spruiten zijn een populair gezondheidsvoedsel dat rijk is aan vitaminen, eiwitten, mineralen en antioxidanten. Het kiemproces is bewerkelijk en tijdrovend. Ultrasone activering van zaden verhoogt de kiemkracht, versnelt het kiemproces, verbetert het voedingsprofiel en bevordert de groei van gezonde zaailingen. Ultrasoon wellen en primen van zaden is de ideale techniek om je kiemcapaciteit te verhogen.

Zaden, granen en peulvruchten laten kiemen

Spruiten zijn ontkiemde zaden van alfalfa, klaver, zonnebloem, broccoli, mosterd, radijs, knoflook, dille, pompoen, amandelen, granen (bijv. tarwebessen, quinoa, gerst, rogge, boekweit, sorghum, gierst), peulvruchten (bijv. pinda's, erwten, kikkererwten, linzen) en verschillende bonen, zoals mung-, nier-, pinto-, marine- en sojabonen. Omdat kiemen rijk zijn aan fytonutriënten zoals eiwitten, vitaminen, mineralen en antioxidanten en weinig calorieën, vet en natrium bevatten, worden ze algemeen beschouwd als “gezondheidsvoeding” en "superfood". Door spruiten op te nemen in het dagelijkse voedingsplan wordt het lichaam gevoed met vezels, vitaminen, mineralen en andere gezondheidsbevorderende fytonutriënten.
Biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen in kiemen en microgroenten: Granen en peulvruchten bevatten verschillende antinutriënten, die de spijsvertering belemmeren en de biologische beschikbaarheid van micronutriënten en mineralen remmen. Trypsineremmers en fytaten bijvoorbeeld, die aanwezig zijn in granen en peulvruchten, verminderen respectievelijk de verteerbaarheid van eiwitten en de opname van mineralen. Trypsineremmers belemmeren de activiteit van het spijsverteringsenzym trypsine, waardoor ingenomen eiwitten niet goed verteerd en opgenomen kunnen worden door het lichaam.
Daarom worden kieming en ontkieming toegepast om deze antinutriënten te deactiveren. Tijdens het kiemen worden paden voor de productie van voedingsstoffen en fytochemicaliën in gang gezet en worden enzymen geactiveerd. Op die manier leveren gekiemde zaden en peulvruchten een breed spectrum aan bio-toegankelijke voedingsstoffen.
Tijdens het ontkiemen en kiemen worden endogene enzymen zoals α-amylase, pullulanase, fytase en andere glucosidasen geactiveerd in de zaden. Deze enzymen breken antinutritionele factoren af en breken complexe macronutriënten af tot eenvoudige en beter verteerbare vormen.
Spruitjes zitten vol gezondheidsbevorderende voedingsstoffen zoals eiwitten, chlorofyl, vitaminen, mineralen, enzymen, aminozuren en fytochemicaliën. Van broccolikiemen is bijvoorbeeld bekend dat ze zeer rijk zijn aan sulfurofaan. In vergelijking met rijpe broccoliroosjes bevatten gekiemde broccolizaden 50 keer meer sulfurofaan.

Kiemprocedure

Het kweken van kiemen is arbeidsintensief en tijdrovend. Tijdens het kiemproces zijn hygiëne en sanitaire omstandigheden cruciaal om microbiële besmetting en bederf te voorkomen. Ultrasoon ondersteund weken, ontkiemen en kiemen versnelt de teelt en groei van voedingsrijke, krachtige kiemen en zaailingen.

Verbeterde teelt van kiemgroenten en microgroenten met ultrasoontechnologie

Ultrasoon inweken, ontkiemen en kiemen intensiveert je kweekproces van spruiten en microgroenten. Ontkiemen is een arbeidsintensief en tijdrovend proces, dat vatbaar is voor bederf door schimmels en bacteriën. Omdat de zaden veel tijd doorbrengen in water (tijdens het weken en weken) en in een zeer vochtige omgeving (tijdens het kiemen), is het risico op microbiële besmetting en bederf erg groot. Als bedorven kiemen en microgroenten worden geconsumeerd, veroorzaken ze ernstige voedselvergiftiging. Ultrasoon weken en ontkiemen verkort de duur van het weken en ontkiemen. Aangezien de zaden sneller ontkiemen en groeien, wordt de tijd van aanwezigheid in een vochtige omgeving verkort. Hierdoor wordt de tijd voor microbiële groei en bederf geminimaliseerd. Ultrasoon kiemen maakt je kiemproces niet alleen efficiënter, het vermindert ook het risico op besmetting.
Bovendien hebben verschillende onderzoeken aangetoond dat ultrasoon geweekte en ontkiemde kiemen uitblinken door een hoger voedingsprofiel, zoals een hoger gehalte aan eiwitten, vitaminen en fytonutriënten in vergelijking met conventioneel gekiemde zaden. Ultrasoon gekweekte kiemen vertonen ook een hogere kiemkracht.

Ultrasoon hydroprimeren verbetert de water- en nutriëntenopname. De vergelijking tussen gesoneerde linzen (40 Ws/g) en niet-gesoneerde linzen laat zien dat sonificatie de wateropname aanzienlijk verbetert.

Ultrasone Zaad Activering

Ultrasoon versterkte kieming wordt veroorzaakt door de mechanische effecten van ultrasone/akoestische cavitatie. De effecten van ultrasone cavitatie beïnvloeden de zaadhuls: Het fragmenteert de zaadcoating en creëert daardoor een grotere porositeit van het zaadoppervlak. Dit betekent letterlijk dat ultrasone fragmentatie van de zaadcoating de zaadcoating perforeert. Bovendien vergroot sonicatie de poriegrootte zodat er een hogere massaoverdracht plaatsvindt tussen de zaadkern en het groeimedium. De intensievere massaoverdracht voorziet het zaadje van het benodigde water en voedingsstoffen. Door de verhoogde porositeit en permeabiliteit kan het zaad sneller water en voedingsstoffen opnemen. De betere hydratatie en verhoogde waterretentiecapaciteit in droge zaden/korrels resulteren in een versnelde groei van de kiemen.

De duur van de ultrasone zaadbehandeling duurt slechts enkele minuten. De specifieke duur van de ultrasone behandeling hangt af van de hardheid van de zaadhuid en kan variëren van 4 tot 6 minuten voor de meeste zaadvariëteiten. Om de ultrasone behandeling aan te passen aan het specifieke zaad- / korreltype, is de amplitude van de ultrasoon een belangrijke factor die aanzienlijk bijdraagt aan de effectiviteit van het ultrasone weken en primen van de zaden. Hoe harder en dikker de zaadschil, hoe hoger de amplitude nodig is. Hielscher Ultrasonics heeft diepgaande kennis van ultrasoon ondersteund weken/steilen, primen en ontkiemen van zaden. Wij bieden u de meest geschikte en effectieve ultrasone apparatuur voor uw kiemvariëteiten en kiemcapaciteit.

Langere sonicatie resulteert in een betere kieming van de Calanthe hybriden. (Shin et al. 2011)

Hogere voedingswaarde van ultrasoon gekiemde kiemen

Ultrasoon geassisteerd kiemen bevordert niet alleen de kiemkracht en ontkiemingssnelheid, maar heeft ook positieve effecten op de voedingskwaliteit van kiemen. Verschillende studies toonden een verbeterde biosynthese van fytonutriënten aan door ultrasoon gebruik. Yang et al. (2015) maten een verhoogd gehalte aan isoflavonoïden in sojascheuten met ultrasoonbehandeling. De hoeveelheden isoflavonoïden daidzeïne en genisteïne stegen met respectievelijk 39,13 % en 96,91 % in vergelijking met de niet-gesoneerde monsters. De ultrasoon geprimede sojabonen vertoonden ook 43,4% meer gamma-aminoboterzuur (GABA). In een ander onderzoek namen Yu et al. (2016) een verbeterde antioxidantcapaciteit waar bij ultrasoon behandelde Romeinse sla.
Ampofo (2020) toonde in haar proefschrift aan dat sonicatie van gewone bonen bij 360 W gedurende 60 minuten een significant verhoogde accumulatie van stressmarkers veroorzaakte bij 96 uur kiemen. Stress tijdens de groei van zaailingen leidt tot verhoogde activiteiten van afweerfenylpropanoïde enzymen, fenolverbindingen en antioxidantcapaciteiten op significante niveaus in vergelijking met het niet-gesoneerde controlemonster. Ultrasoonbehandeling verkortte de scheuttijd met 60 uur in vergelijking met de controle. Ultrasoon behandelde zaden kwamen op 24 uur na het kiemen op met een significante verlenging van de kiemwortels bij toenemende kiemduur, terwijl in vergelijking met de controlemonsters het opkomen van de kiemwortels vertraagd was tot 48 uur na het kiemen. Met betrekking tot de voedingswaarde vertoonden de gesoniseerde taugé een 6,6 maal hoger totaal flavonoïdengehalte en een 11,57 maal hoger totaal anthocyaninegehalte in vergelijking met de niet-gesoneerde monsters.
Hielscher Ultrasonics’ Ultrasone sondes zijn nauwkeurig regelbaar. Procesparameters zoals amplitude- en temperatuurregeling en de uniforme en gelijkmatige blootstelling van alle zaden aan de ultrasone cavitatiezone zijn essentiële factoren om een gestimuleerde biosynthese teweeg te brengen in zaden en kiemen.

Praktijkvoorbeelden van ultrasoon kiemen

Hassan et al. (2020) tonen aan dat ultrasoon gekiemde sorghumzaden een significant verbeterd voedingsprofiel vertonen. Het profiel en de hoeveelheid fytonutriënten in sorghumzaden werden verbeterd door ultrasoon gekiemd te worden. Verschillende fytochemische bestanddelen (alkaloïden, fytaten, saponinen en sterolen), radicalen neutraliserende activiteit (2,2-difenyl-1-picrylhydrazyl assay, ferric reducing antioxidant power assay en oxygen radical absorbance capacity assay), fenolprofiel (totaal fenolgehalte, totaal flavonoïdengehalte, ferulinezuur, galluszuur, catechine, quercetine en tannine) samen met de in-vitro eiwitverteerbaarheid (IVPD %) werden onderzocht op de invloed van ultrasone kieming van sorghumscheuten. Alle geteste factoren werden verbeterd door de ultrasone behandeling. De behandelde kiemen vertoonden vooral een hoge radicaaloplossende activiteit en een rijk fenolprofiel met een hoger percentage IVPD.
De milde sonicatiebehandeling met een amplitude van 40% gedurende 5 minuten liet aanzienlijke verbeteringen zien. Na ontkieming vertoonden de met ultrageluid behandelde sorghumscheuten een superieur profiel van fytochemicaliën die kunnen dienen als waardevolle grondstof voor de productie van eiwitrijke functionele voedingsmiddelen tegen lage kosten.

Petru et al. (2018) onderzochten de werking van ultrasone cavitatie tijdens het instorten van cavitatiebellen. Ze ontdekten dat ultrasone cavitatie micro-erosies induceert op de zaadvliezen, waardoor de doorlaatbaarheid van de zaadvliezen toeneemt en de massaoverdracht wordt bevorderd. Ze bestudeerden de invloed van ultrasone behandeling op zaadkieming, opkomst en eerste groeistadia van triticale (rogge en tarwe hybride) zaailingen. De monsters van 50 zaden werden behandeld met ultrasoon geluid in water in het volgende regime: de amplitude 15 µm bij een temperatuur van 25 graden Celsius voor verschillende behandelingsduur 0, 2, 4, 6, 8 min. Daarna werden de zaden geplaatst voor ontkieming en kieming op een nat filterpapier bij kamertemperatuur. Het meest uitgesproken effect van de US-behandeling werd waargenomen bij een behandelingsduur van 4 min. De optimale gegevens over de kieming van ultrasoon behandelde triticale zaden binnen 4 min en de opkomst van zaailingen in vergelijking met de onbehandelde zaden (controle) worden getoond in Fig. 1. Het bleek dat de gemiddelde lengte van de zaailingen van de ultrasoon behandelde zaden met 15 – 20% groter dan de lengte voor de controlezaden. De ultrasoon behandelde zaden ontkiemen eerder en vertonen een grotere kiemkracht en een grotere lengte van zaailingen en wortels.

Ultrasone verwerkers voor intensiever ontkiemen en kiemen

De hoogwaardige processors van Hielscher Ultrasonics worden gebruikt in de voedingsmiddelen- en landbouwsector voor het bevorderen van kieming en ontkieming, zaadaanvulling inclusief osmo-aanvulling, hydro-aanvulling en fermentatieprocessen. Geavanceerde technologie, gebruiksvriendelijkheid, gebruiksveiligheid en robuustheid zijn de belangrijkste kenmerken van alle Hielscher Ultrasonics processors.

Batch en inline

Hielscher ultrasone machines kunnen worden gebruikt voor batchverwerking en continue doorstroomverwerking. Afhankelijk van het procesvolume en de verwerkingscapaciteit per uur kan inline verwerking worden aanbevolen. Terwijl batchverwerking van grote volumes tijd- en arbeidsintensiever is, is een continu inline sonicatieproces efficiënter, sneller en vereist aanzienlijk minder arbeid.

Ultrasone processors voor elke productiecapaciteit

Het productassortiment van Hielscher Ultrasonics omvat het volledige spectrum van ultrasone processors, van compacte laboratorium-ultrasone processors via bench-top en pilot-systemen tot volledig industriële ultrasone processors met de capaciteit om vrachtwagenladingen per uur te verwerken. Dankzij het volledige productassortiment kunnen wij u de meest geschikte ultrasoonprocessor bieden voor uw procescapaciteit en doelstellingen.
Ultrasone benchtopsystemen zijn ideaal voor haalbaarheidstests en procesoptimalisatie. Door lineaire schaalvergroting op basis van vastgestelde procesparameters is het heel eenvoudig om de verwerkingscapaciteit te verhogen van kleinere partijen tot volledig commerciële productie. Opschalen kan door een krachtigere ultrasone menger te installeren of door meerdere ultrasone machines parallel te schakelen. Met de UIP16000 biedt Hielscher de krachtigste ultrasoonprocessor ter wereld.

Nauwkeurig regelbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle Hielscher ultrasoonapparaten zijn nauwkeurig regelbaar en daardoor betrouwbaar. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van ultrasoon ontkiemen en kiemen beïnvloeden. Zaden met een zachte coating vereisen een milde sonicatiebehandeling en lagere amplitude-instellingen, terwijl zaden met een robuuste en harde schil betere kiemresultaten laten zien wanneer ze met een hogere amplitude worden gesoneerd. Alle Hielscher ultrasoonapparaten’ Met processors kan de amplitude nauwkeurig worden ingesteld. Sonotrodes en boosterhoorns zijn accessoires waarmee de amplitude in een nog breder bereik kan worden aangepast. De industriële ultrasoonprocessoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren en de vereiste ultrasone intensiteit leveren voor veeleisende toepassingen. Amplituden tot 200 µm kunnen gemakkelijk continu worden gebruikt in een 24/7 bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software geven je de mogelijkheid om je zaden te behandelen met de meest effectieve ultrasone omstandigheden. Optimale sonicatie voor de beste kiemresultaten!
Dankzij de robuustheid van Hielscher's ultrasoonapparatuur kan deze 24/7 worden gebruikt onder zware omstandigheden en in veeleisende omgevingen. Dit maakt Hielscher's ultrasoonapparatuur tot een betrouwbaar werkinstrument dat voldoet aan uw verwerkingseisen.

Gemakkelijk en zonder risico testen

Ultrasone processen kunnen volledig lineair worden geschaald. Dit betekent dat elk resultaat dat u hebt bereikt met een laboratorium- of tafelmodel ultrasoonapparaat, kan worden geschaald naar exact dezelfde uitvoer met exact dezelfde procesparameters. Dit maakt ultrasoontechniek ideaal voor risicovrije haalbaarheidstests, procesoptimalisatie en daaropvolgende implementatie in commerciële productie. Neem contact met ons op als u wilt weten hoe ultrasoonbehandeling de opbrengst en kwaliteit van uw spruiten kan verhogen.

Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf geeft Hielscher de hoogste kwaliteitsnormen voor zijn ultrasoonprocessoren. Alle ultrasoonapparaten worden ontworpen, geproduceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. De robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoonapparatuur maken het tot een werkpaard in uw productie. 24/7 werking onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijke eigenschap van Hielscher's hoogwaardige ultrasoonapparatuur.

U kunt de Hielscher ultrasoonprocessor kopen in elke maat en precies geconfigureerd volgens uw procesvereisten. Van het behandelen van zaden in een klein labbekerglas tot het continu doormengen van zaadslurries op industrieel niveau, Hielscher Ultrasonics biedt een geschikte ultrasoonprocessor voor u! Neem contact met ons op – We bevelen je graag de ideale ultrasone opstelling aan!

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: