Sneller kiemen met ultrasoon geluid

Kiemgroenten zijn een populair gezondheidsvoedingsmiddel, rijk aan vitaminen, eiwitten, mineralen en antioxidanten. Het kiemproces is echter arbeidsintensief en tijdrovend. Ultrasone activering van zaden verhoogt het kiempercentage, versnelt het kiemproces, verbetert het voedingsprofiel en bevordert de groei van gezonde zaailingen. Ultrasoon weken en primen van zaden is de ideale techniek om uw productiecapaciteit voor kiemgroenten te verhogen.

Zaden, granen en peulvruchten laten kiemen

Kiemgroenten zijn gekiemde zaden van luzerne, klaver, zonnebloem, broccoli, mosterd, radijs, knoflook, dille, pompoen, amandelen, granen (bijv. tarwekorrels, quinoa, gerst, rogge, boekweit, sorghum, gierst), peulvruchten (bijv. pinda’s, erwten, kikkererwten, linzen) en verschillende bonen, zoals mungbonen, kidneybonen, pintobonen, witte bonen en sojabonen. Omdat kiemgroenten 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 kiemgroenten in het dagelijkse voedingspatroon op te nemen, voorziet u het lichaam van vezels, vitaminen, mineralen en andere gezondheidsbevorderende fytonutriënten.
Biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen in kiemgroenten en microgroenten: granen en peulvruchten bevatten verschillende antinutriënten die de spijsvertering belemmeren en de biologische beschikbaarheid van micronutriënten en mineralen remmen. Zo verminderen trypsineremmers en fytaten, die in granen en peulvruchten voorkomen, respectievelijk de verteerbaarheid van eiwitten en de opname van mineralen. Trypsineremmers belemmeren de activiteit van het spijsverteringsenzym trypsine, waardoor ingenomen eiwitten niet goed kunnen worden verteerd en door het lichaam opgenomen.
Daarom worden kieming en de ontwikkeling van kiemgroenten toegepast om deze antinutriënten te deactiveren. Tijdens de ontwikkeling van kiemgroenten worden routes voor de productie van voedingsstoffen en fytochemicaliën in gang gezet en worden enzymen geactiveerd. Zo leveren gekiemde zaden en peulvruchten een breed spectrum aan biologisch toegankelijke voedingsstoffen.
Tijdens de kieming en de ontwikkeling van kiemgroenten worden endogene enzymen zoals α‐amylase, pullulanase, fytase en andere glucosidasen in de zaden geactiveerd. Deze enzymen breken antinutritionele factoren af en zetten complexe macronutriënten om in eenvoudige, beter verteerbare vormen.
Kiemgroenten zitten vol gezondheidsbevorderende voedingsstoffen zoals eiwitten, chlorofyl, vitaminen, mineralen, enzymen, aminozuren en fytochemicaliën. Broccolikiemen staan er bijvoorbeeld om bekend dat ze extreem rijk zijn aan sulfurophane. Vergeleken met volgroeide broccoliroosjes bevatten gekiemde broccolizaden 50 keer meer sulfurophane.

Kiemprocedure

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

Verbeterde teelt van kiemgroenten en microgroenten met ultrasoon geluid

Ultrasoon weken, kiemen en ontwikkelen van kiemgroenten intensiveert uw teeltproces voor kiemgroenten en microgroenten. De productie van kiemgroenten is een arbeidsintensief en tijdrovend proces dat vatbaar is voor bederf door schimmels en bacteriën. Omdat de zaden geruime tijd in water verblijven (tijdens het weken) en in een zeer vochtige omgeving (tijdens de ontwikkeling van kiemgroenten), is het risico op microbiële besmetting en bederf zeer hoog. Wanneer bedorven kiemgroenten en microgroenten worden gegeten, veroorzaken ze ernstige voedselvergiftiging. Ultrasoon weken en kiemen verkort de duur van het weken en de ontwikkeling van kiemgroenten. Doordat de zaden sneller kiemen en groeien, verblijven ze korter in een zeer vochtige omgeving. Zo wordt de beschikbare tijd voor microbiële groei en bederf tot een minimum beperkt. Ultrasoon kiemen maakt uw kiemproces niet alleen efficiënter, maar vermindert ook het risico op besmetting.
Bovendien hebben verschillende onderzoeken aangetoond dat ultrasoon geweekte en gekiemde kiemgroenten uitblinken door een verbeterd voedingsprofiel, zoals een hoger gehalte aan eiwitten, vitaminen en fytonutriënten, vergeleken met conventioneel gekiemde zaden. Ultrasoon geteelde kiemgroenten vertonen ook een grotere groeikracht van de zaailingen.

Ultrasoon hydroprimen verbetert de opname van water en voedingsstoffen. De vergelijking van linzen die met sonicatie zijn behandeld (40Ws/g) met linzen die niet met sonicatie zijn behandeld, toont aan dat sonicatie de wateropname aanzienlijk verbetert.

Ultrasone activering van zaden

Ultrasoon geïntensiveerde kieming wordt veroorzaakt door de mechanische effecten van ultrasone / akoestische cavitatie. De effecten van ultrasone cavitatie werken in op de zaadhuid: de cavitatie fragmenteert de zaadhuid en zorgt zo voor een grotere porositeit van het zaadoppervlak. Dit betekent letterlijk dat ultrasone fragmentatie van de zaadhuid deze perforeert. Bovendien vergroot sonicatie de poriën, zodat er meer massaoverdracht tussen de zaadkern en het groeimedium plaatsvindt. De geïntensiveerde massaoverdracht voorziet het zaad van het benodigde water en de benodigde voedingsstoffen. Door de verhoogde porositeit en doorlaatbaarheid kan het zaad sneller water en voedingsstoffen opnemen. De betere hydratatie en het grotere vermogen van droge zaden / graankorrels om water vast te houden, leiden tot een versnelde groei van de kiemgroenten.

De ultrasone behandeling van zaden duurt slechts enkele minuten. De specifieke sonicatieduur hangt af van de hardheid van de zaadhuid en kan voor de meeste zaadsoorten tussen 4 en 6 minuten variëren. Om de ultrasone behandeling aan het specifieke type zaad / graan aan te passen, is de amplitude van de sonicator een belangrijke factor die aanzienlijk bijdraagt aan de effectiviteit van het ultrasoon weken en primen van de zaden. Hoe harder en dikker de zaadhuid, hoe hoger de vereiste amplitudes. Hielscher Ultrasonics heeft diepgaande kennis van ultrasoon ondersteund weken, primen en kiemen van zaden. Wij bieden u de meest geschikte en effectieve ultrasone apparatuur voor uw soorten kiemgroenten en productiecapaciteit.

Langere sonicatie leidt tot een betere kieming van de Calanthe-hybriden. (Shin et al. 2011)

Hogere voedingswaarde van ultrasoon gekiemde kiemgroenten

Ultrasoon ondersteunde ontwikkeling van kiemgroenten bevordert niet alleen de kiemsnelheid en de snelheid waarmee biologische reacties worden geïnduceerd, maar heeft ook positieve effecten op de voedingskwaliteit van kiemgroenten. Verschillende studies hebben een verbeterde biosynthese van fytonutriënten door sonicatie aangetoond. Yang et al. (2015) maten verhoogde gehalten aan isoflavonoïden in met sonicatie behandelde sojakiemen. De hoeveelheden van de isoflavonoïden daïdzeïne en genisteïne waren respectievelijk 39,13 en 96,91 % hoger dan in de monsters die niet met sonicatie waren behandeld. De ultrasoon geprimede sojabonen vertoonden ook een 43,4% hoger gehalte aan gamma-aminoboterzuur (GABA). In een andere studie constateerden Yu et al. (2016) een verbeterde antioxidantcapaciteit bij ultrasoon behandelde romainesla.
Ampofo (2020) toonde in haar proefschrift aan dat sonicatie van gewone bonen bij 360 W gedurende 60 min leidde tot een significant verhoogde ophoping van stressmarkers na 96 h ontwikkeling van kiemgroenten. Stress tijdens de groei van zaailingen leidt, vergeleken met het controlemonster dat niet met sonicatie is behandeld, tot significant verhoogde activiteit van enzymen die de defensieve fenylpropanoïderoute activeren, hogere gehalten aan fenolische verbindingen en een hogere antioxidantcapaciteit. Sonicatie verkortte de ontwikkelingstijd van de kiemgroenten met 60 h ten opzichte van de controle. Bij ultrasoon behandelde zaden verschenen kiemwortels na 24 h ontwikkeling van kiemgroenten, met een significante verlenging van de kiemwortels naarmate de ontwikkelingstijd toenam. Bij de controlemonsters daarentegen was het verschijnen van kiemwortels vertraagd tot maximaal 48 h ontwikkeling van kiemgroenten. Wat de voedingswaarde betreft, vertoonden de met sonicatie behandelde bonenkiemen een 6,6 keer hoger totaalgehalte aan flavonoïden en een 11,57 keer hoger totaalgehalte aan anthocyanen dan de monsters die niet met sonicatie waren behandeld.
De sonicators met sonotrode van Hielscher Ultrasonics zijn nauwkeurig regelbaar. Procesparameters zoals amplitude en temperatuurregeling, evenals de uniforme en gelijkmatige blootstelling van alle zaden aan de ultrasone cavitatiezone, zijn essentiële factoren om een verhoogde biosynthese in zaden en kiemgroenten teweeg te brengen.

Casestudies over ultrasone ontwikkeling van kiemgroenten

Hassan et al. (2020) tonen aan dat ultrasoon gekiemde sorghumzaden een significant verbeterd voedingsprofiel hebben. Het profiel en de hoeveelheid fytonutriënten in sorghumzaden werden door sonicatie verbeterd. Verschillende fytochemische bestanddelen (alkaloïden, fytaten, saponinen en sterolen), het vermogen om radicalen weg te vangen (2,2-difenyl-1-picrylhydrazyltest, test voor het ijzerreducerend antioxidantvermogen en test voor de absorptiecapaciteit voor zuurstofradicalen), het fenolische profiel (totaalgehalte aan fenolische verbindingen, totaalgehalte aan flavonoïden, ferulinezuur, galluszuur, catechine, quercetine en tannine) en de in-vitroverteerbaarheid van eiwitten (IVPD %) werden onderzocht op de invloed van ultrasone kieming van sorghumkiemen. Alle geteste factoren werden door ultrasone behandeling verbeterd. De behandelde kiemgroenten vertoonden een bijzonder hoog vermogen om radicalen weg te vangen en een rijk fenolisch profiel met een hoger IVPD-percentage.
Een milde sonicatiebehandeling bij 40% amplitude gedurende 5 min liet de significante verbeteringen zien. Na de kieming vertoonden de ultrasoon behandelde sorghumkiemen een superieur fytochemisch profiel, waardoor ze als waardevolle grondstof kunnen dienen voor de productie van eiwitrijke functionele levensmiddelen tegen lage kosten.

Petru et al. (2018) onderzochten de werking van ultrasone cavitatie tijdens het imploderen van cavitatiebellen. Zij ontdekten dat ultrasone cavitatie micro-erosie in de zaadhuid veroorzaakt, die de doorlaatbaarheid van de zaadhuid vergroot en massaoverdracht bevordert. Zij bestudeerden de invloed van ultrasone behandeling op de kieming van zaden, de opkomst en de eerste groeistadia van zaailingen van triticale (een hybride van rogge en tarwe). De monsters van 50 zaden werden in water met ultrasoon geluid behandeld volgens het volgende regime: een amplitude van 15 µm bij een temperatuur van 25 degС gedurende verschillende behandeltijden van 0, 2, 4, 6, 8 min. Vervolgens werden de zaden op nat filtreerpapier bij kamertemperatuur gelegd om te kiemen en kiemgroenten te vormen. Het meest uitgesproken effect van de ultrasone behandeling werd waargenomen bij een behandeltijd van 4 min. De optimale gegevens over de kieming van triticalezaden die gedurende 4 min ultrasoon waren behandeld en de opkomst van zaailingen, vergeleken met onbehandelde zaden (controle), worden weergegeven in Fig. 1. Er werd vastgesteld dat de gemiddelde lengte van de zaailingen van ultrasoon behandelde zaden 15 – 20% groter is dan die van de controlezaden. De ultrasoon behandelde zaden kiemen eerder en vertonen een grotere kiemkracht en langere zaailingen en wortels. 

Ultrasone processoren voor geïntensiveerde kieming en ontwikkeling van kiemgroenten

De processoren met hoge prestaties van Hielscher Ultrasonics worden in de voedingsmiddelenindustrie en landbouw gebruikt om kieming en de ontwikkeling van kiemgroenten te bevorderen, voor het primen van zaden, waaronder osmoprimen en hydroprimen, en voor fermentatieprocessen. Geavanceerde technologie, gebruiksvriendelijkheid, veilige bediening en robuustheid zijn belangrijke kenmerken van alle processoren van Hielscher Ultrasonics.
Lees meer over de effecten van sonicators van Hielscher op zaden en peulvruchten!

Batch en inline

Sonicators van Hielscher kunnen worden gebruikt voor batchverwerking en continue doorstroomverwerking. Afhankelijk van uw procesvolume en verwerkingscapaciteit per uur kan inlineverwerking worden aanbevolen. Terwijl batchverwerking van grote volumes meer tijd en arbeid vergt, is een continu inlineproces met sonicatie efficiënter en sneller en vereist het aanzienlijk minder arbeid.

Ultrasone processoren voor elke productiecapaciteit

Het productassortiment van Hielscher Ultrasonics omvat het volledige spectrum van ultrasone processoren: van compacte laboratoriumsonicators via tafelmodellen en pilotsystemen tot volledig industriële ultrasone processoren met de capaciteit om vrachtwagenladingen per uur te verwerken. Dankzij het volledige productassortiment kunnen wij u de meest geschikte ultrasone processor voor uw procescapaciteit en doelstellingen aanbieden.
Ultrasone tafelsystemen zijn ideaal voor haalbaarheidstests en procesoptimalisatie. Lineaire opschaling op basis van vastgestelde procesparameters maakt het zeer eenvoudig om de verwerkingscapaciteit van kleinere partijen naar volledige commerciële productie te verhogen. Opschaling kan worden uitgevoerd door een krachtigere ultrasone mengeenheid te installeren of door meerdere sonicators parallel te groeperen. Met de UIP16000 biedt Hielscher de krachtigste ultrasone processor ter wereld.

Nauwkeurig regelbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle sonicators van Hielscher zijn nauwkeurig regelbaar en daarmee betrouwbare werkinstrumenten. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van ultrasone kieming en ontwikkeling van kiemgroenten beïnvloeden. Zaden met een zachte zaadhuid vereisen een milde sonicatiebehandeling en lagere amplitude-instellingen, terwijl zaden met een robuuste en harde zaadhuid betere resultaten bij de ontwikkeling van kiemgroenten vertonen wanneer ze bij hogere amplitudes met sonicatie worden behandeld. Alle processoren van Hielscher Ultrasonics maken een nauwkeurige instelling van de amplitude mogelijk. Sonotroden en boosterhoorns zijn accessoires waarmee de amplitude over een nog groter bereik kan worden aangepast. De industriële ultrasone processoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren en bieden de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende toepassingen. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast bij 24/7-bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software bieden u de mogelijkheid om uw zaden onder de meest effectieve ultrasone omstandigheden te behandelen. Optimale sonicatie voor de beste resultaten bij de ontwikkeling van kiemgroenten!
De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7-bedrijf onder zware belasting en in veeleisende omgevingen mogelijk. Dit maakt de ultrasone apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar werkinstrument dat aan uw verwerkingseisen voldoet.

Eenvoudig testen zonder risico

Ultrasone processen kunnen volledig lineair worden opgeschaald. Dit betekent dat elk resultaat dat u met een laboratoriumsonicator of tafelmodel hebt behaald, kan worden opgeschaald naar exact hetzelfde resultaat met exact dezelfde procesparameters. Dit maakt sonicatie ideaal voor haalbaarheidstests zonder risico, procesoptimalisatie en daaropvolgende implementatie in commerciële productie. Neem contact met ons op om te ontdekken hoe sonicatie de opbrengst en kwaliteit van uw kiemgroenten kan verhogen.

Hoogste kwaliteit – ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf dat door de familie wordt geleid, geeft Hielscher prioriteit aan de hoogste kwaliteitsnormen voor zijn ultrasone processoren. Alle sonicators worden ontworpen, geproduceerd en grondig getest op ons hoofdkantoor in Teltow, nabij Berlijn, Duitsland. De robuustheid en betrouwbaarheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maken deze tot een werkpaard in uw productie. 24/7-bedrijf onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een vanzelfsprekende eigenschap van de sonicators met hoge prestaties van Hielscher.

U kunt een ultrasone processor van Hielscher in uiteenlopende formaten kopen, exact geconfigureerd volgens uw proceseisen. Van de behandeling van zaden in een kleine laboratoriumbeker tot het continu mengen van zaadsuspensies in doorstroom op industriële schaal: Hielscher Ultrasonics biedt u een geschikte sonicator! Neem contact met ons op – wij adviseren u graag over de ideale ultrasone opstelling!

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicators: