Szybsze kiełkowanie dzięki ultradźwiękom

Kiełki to popularna zdrowa żywność bogata w witaminy, białka, minerały i przeciwutleniacze. Proces kiełkowania jest pracochłonny i czasochłonny. Ultradźwiękowa aktywacja nasion zwiększa szybkość kiełkowania, przyspiesza proces kiełkowania, poprawia profil odżywczy i wspomaga wzrost zdrowych sadzonek. Ultradźwiękowe namaczanie i gruntowanie nasion jest idealną techniką zwiększania zdolności kiełkowania.

Kiełkujące nasiona, ziarna i rośliny strączkowe

Kiełki to skiełkowane nasiona lucerny, koniczyny, słonecznika, brokułów, gorczycy, rzodkiewki, czosnku, kopru, dyni, migdałów, zbóż (np. jagody pszenicy, komosa ryżowa, jęczmień, żyto, gryka, sorgo, proso), roślin strączkowych (np. orzeszki ziemne, groch, ciecierzyca, soczewica), a także różnych fasoli, takich jak mung, nerkowata, pinto, navy i sojowa. Ponieważ kiełki są bogate w fitoskładniki, takie jak białka, witaminy, minerały i przeciwutleniacze oraz mają niską zawartość kalorii, tłuszczu i sodu, są one powszechnie uważane za “zdrowa żywność” i "superfood". Włączenie kiełków do codziennego planu żywieniowego pomaga odżywić organizm błonnikiem, witaminami, minerałami i innymi prozdrowotnymi fitoskładnikami.
Biodostępność składników odżywczych w kiełkach i mikrozielonych warzywach: Zboża i rośliny strączkowe zawierają różne substancje antyodżywcze, które utrudniają trawienie i hamują biodostępność mikroelementów i minerałów. Na przykład inhibitory trypsyny i fityniany, które są obecne w zbożach i roślinach strączkowych, odpowiednio zmniejszają strawność białka i wchłanianie minerałów. Inhibitory trypsyny hamują aktywność enzymu trawiennego trypsyny, przez co spożywane białka nie mogą być prawidłowo trawione i wchłaniane przez organizm.
Dlatego kiełkowanie i kiełkowanie są stosowane w celu dezaktywacji tych antyodżywczych składników. Podczas kiełkowania inicjowane są szlaki produkcji składników odżywczych i fitochemicznych oraz aktywowane są enzymy. W ten sposób kiełkujące nasiona i rośliny strączkowe zapewniają szerokie spektrum biodostępnych składników odżywczych.
Podczas kiełkowania w nasionach aktywowane są endogenne enzymy, takie jak α-amylaza, pullulanaza, fitaza i inne glukozydazy. Enzymy te degradują czynniki antyodżywcze i rozkładają złożone makroskładniki odżywcze na proste i bardziej strawne formy.
Kiełki są pełne prozdrowotnych składników odżywczych, takich jak białka, chlorofil, witaminy, minerały, enzymy, aminokwasy i fitochemikalia. Na przykład kiełki brokułów są dobrze znane jako niezwykle bogate w sulforafan. W porównaniu do dojrzałych różyczek brokułów, kiełkujące nasiona brokułów zawierają 50 razy więcej sulfurofanu.

Procedura kiełkowania

Uprawa kiełków jest pracochłonna i czasochłonna. Podczas procesu kiełkowania, higiena i warunki sanitarne mają kluczowe znaczenie dla zapobiegania skażeniu mikrobiologicznemu i psuciu się. Wspomagane ultradźwiękami namaczanie, kiełkowanie i kiełkowanie przyspiesza uprawę i wzrost bogatych w składniki odżywcze, silnych kiełków i sadzonek.

Ulepszona uprawa kiełków i mikrozielonych z ultradźwiękami

Ultradźwiękowe namaczanie, kiełkowanie i kiełkowanie intensyfikuje proces uprawy kiełków i mikro-zieleni. Kiełkowanie to pracochłonny i czasochłonny proces, który jest podatny na zepsucie przez pleśń i bakterie. Ponieważ nasiona spędzają znaczną ilość czasu w wodzie (na etapie moczenia i namaczania) oraz w wysoce wilgotnym środowisku (na etapie kiełkowania), ryzyko zanieczyszczenia mikrobiologicznego i zepsucia jest bardzo wysokie. Gdy zepsute kiełki i mikro-zielone są spożywane, powodują poważne zatrucia pokarmowe. Ultradźwiękowe namaczanie i kiełkowanie skraca czas namaczania i kiełkowania. Ponieważ nasiona kiełkują i rosną szybciej, czas przebywania w środowisku o wysokiej wilgotności ulega skróceniu. Oznacza to, że czas wzrostu drobnoustrojów i psucia się jest zminimalizowany. Kiełkowanie ultradźwiękowe nie tylko zwiększa wydajność procesu kiełkowania, ale także zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia.
Co więcej, różne badania wykazały, że nasączone ultradźwiękami i kiełkujące kiełki wyróżniają się podwyższonym profilem odżywczym, takim jak wyższa zawartość białka, witamin i fitoskładników w porównaniu z konwencjonalnie kiełkującymi nasionami. Ultradźwiękowo uprawiane kiełki wykazują również wyższy wigor sadzonek.

Ultradźwiękowy hydro-priming poprawia wchłanianie wody i składników odżywczych. Porównanie soczewicy sonikowanej (40Ws/g) z soczewicą niesonikowaną pokazuje, że sonikacja znacznie poprawia pobór wody.

Ultradźwiękowa aktywacja nasion

Ultradźwiękowo zintensyfikowane kiełkowanie jest spowodowane mechanicznymi efektami kawitacji ultradźwiękowej / akustycznej. Efekty kawitacji ultradźwiękowej wpływają na łupinę nasienną: Rozdrabnia powłokę nasienną i tworzy w ten sposób większą porowatość powierzchni nasion. Dosłownie oznacza to, że ultradźwiękowa fragmentacja powłoki nasion powoduje perforację powłoki. Co więcej, sonikacja zwiększa rozmiar porów, dzięki czemu następuje większy transfer masy między rdzeniem nasion a pożywką wzrostową. Zintensyfikowany transfer masy zapewnia nasionom niezbędną wodę i składniki odżywcze. Ze względu na zwiększoną porowatość i przepuszczalność, nasiona mogą szybciej pobierać wodę i składniki odżywcze. Lepsze nawodnienie i zwiększona zdolność zatrzymywania wody w suchych nasionach / ziarnach skutkuje przyspieszonym wzrostem kiełków.

Czas trwania ultradźwiękowej obróbki nasion zajmuje tylko kilka minut. Konkretny czas trwania sonikacji zależy od twardości okrywy nasiennej i może wynosić od 4 do 6 minut dla większości odmian nasion. Aby dostosować obróbkę ultradźwiękową do określonego rodzaju nasion / ziaren, amplituda ultrasonografu jest ważnym czynnikiem, który znacząco przyczynia się do skuteczności ultradźwiękowego namaczania i gruntowania nasion. Im twardsza i grubsza skorupa nasion, tym wyższe amplitudy są wymagane. Hielscher Ultrasonics posiada dogłębną wiedzę na temat wspomaganego ultradźwiękami namaczania / namaczania, gruntowania i kiełkowania nasion. Oferujemy najbardziej odpowiedni i skuteczny sprzęt ultradźwiękowy dla odmian kiełków i zdolności kiełkowania.

Dłuższa sonikacja powoduje lepsze kiełkowanie hybryd Calanthe. (Shin et al. 2011)

Wyższa wartość odżywcza kiełków kiełkowanych ultradźwiękowo

Kiełkowanie wspomagane ultradźwiękami nie tylko sprzyja szybkości kiełkowania i szybkości wywoływania, ale ma również pozytywny wpływ na jakość odżywczą kiełków. Kilka badań wykazało zwiększoną biosyntezę fitoskładników przez ultradźwięki. Yang et al. (2015) zmierzyli zwiększoną zawartość izoflawonoidów w sonikowanych kiełkach soi. Zwiększone ilości izoflawonoidów daidzeiny i genisteiny o 39,13 i 96,91%, odpowiednio, w porównaniu z próbkami nie sonikowanymi. Ultradźwiękowo zagruntowane ziarna soi wykazały również podwyższony poziom kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) o 43,4%. W innym badaniu, Yu et al. (2016) zaobserwowano poprawę zdolności antyoksydacyjnej z ultradźwiękowo traktowanej sałaty rzymskiej.
Ampofo (2020) wykazała w swojej pracy, że sonikacja fasoli zwyczajnej przy 360 W przez 60 minut wywołała znacznie zwiększoną akumulację markerów stresu po 96 godzinach kiełkowania. Stres podczas wzrostu sadzonek prowadzi do podwyższonej aktywności obronnych enzymów wyzwalających fenylopropanoidy, związków fenolowych i zdolności antyoksydacyjnych na znaczących poziomach w porównaniu z próbką kontrolną nie poddaną sonikacji. Ultradźwięki zmniejszyły czas kiełkowania o 60 godzin w porównaniu z kontrolą. Nasiona poddane działaniu ultradźwięków wykazały pojawienie się korzonków po 24 godzinach kiełkowania ze znacznym wydłużeniem korzonków przy rosnących czasach kiełkowania, podczas gdy w porównaniu z próbkami kontrolnymi pojawienie się korzonków było opóźnione do 48 godzin kiełkowania. W odniesieniu do wartości odżywczej, sonikowane kiełki fasoli wykazywały 6,6-krotnie wyższą całkowitą zawartość flawonoidów i 11,57-krotnie wyższą całkowitą zawartość antocyjanów w porównaniu do próbek niesonikowanych.
Hielscher Ultrasonics’ są precyzyjnie kontrolowane. Parametry procesu, takie jak kontrola amplitudy i temperatury, a także równomierna i równomierna ekspozycja wszystkich nasion na strefę kawitacji ultradźwiękowej są istotnymi czynnikami w celu wywołania regulowanej biosyntezy w nasionach i kiełkach.

Studia przypadków kiełkowania ultradźwiękowego

Hassan et al. (2020) wykazują, że ultradźwiękowo kiełkujące nasiona sorgo wykazują znacznie lepszy profil odżywczy. Profil i ilość fitoskładników w nasionach sorgo zostały wzmocnione przez ultradźwięki. Różne składniki fitochemiczne (alkaloidy, fityniany, saponiny i sterole), aktywność zmiatania rodników (test 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazylu, test mocy antyoksydacyjnej redukującej żelazo i test zdolności absorpcji rodników tlenowych), profil fenolowy (całkowita zawartość fenoli, całkowita zawartość flawonoidów, kwas ferulowy, kwas galusowy, katechina, kwercetyna i tanina) wraz ze strawnością białka in vitro (IVPD %) zostały zbadane pod kątem wpływu kiełkowania ultradźwiękowego kiełków sorgo. Wszystkie badane czynniki zostały poprawione przez obróbkę ultradźwiękową. Traktowane kiełki wykazywały szczególnie wysoką aktywność zmiatania rodników i bogaty profil fenolowy z wyższym procentem IVPD.
Łagodna obróbka ultradźwiękowa przy 40% amplitudzie przez 5 minut wykazała znaczną poprawę. Po kiełkowaniu kiełki sorgo poddane działaniu ultradźwięków wykazały lepszy profil fitochemikaliów, które mogą służyć jako cenny surowiec do produkcji wysokobiałkowej żywności funkcjonalnej przy niskich kosztach.

Petru et al. (2018) zbadali działanie kawitacji ultradźwiękowej podczas zapadania się pęcherzyków kawitacyjnych. Stwierdzili, że kawitacja ultradźwiękowa wywołuje mikro-erozje na powłokach nasiennych, co zwiększa przepuszczalność powłoki nasiennej i sprzyja przenoszeniu masy. Badali wpływ obróbki ultradźwiękowej na kiełkowanie nasion, wschody i początkowe etapy wzrostu sadzonek pszenżyta (hybrydy żyta i pszenicy). Próbki 50 nasion poddano działaniu ultradźwięków w wodzie w następującym reżimie: amplituda 15 µm w temperaturze 25 stopni Celsjusza dla różnych czasów trwania zabiegu 0, 2, 4, 6, 8 min. Następnie nasiona umieszczono w celu kiełkowania i kiełkowania na mokrej bibule filtracyjnej w temperaturze pokojowej. Najbardziej wyraźny efekt obróbki US zaobserwowano dla czasu trwania 4 min. Optymalne dane dotyczące kiełkowania ultradźwiękowo traktowanych w ciągu 4 minut nasion pszenżyta i wschodów siewek w porównaniu z nietraktowanymi nasionami (kontrola) przedstawiono na ryc. 1. Stwierdzono, że średnia długość siewek nasion poddanych działaniu ultradźwięków o 15 – 20% przekracza długość nasion kontrolnych. Nasiona poddane działaniu ultradźwięków kiełkują wcześniej i wykazują większy wigor kiełkowania, większą długość siewek i korzeni.

Ultradźwiękowe procesory do zintensyfikowanego kiełkowania i kiełkowania

Wysokowydajne procesory firmy Hielscher Ultrasonics są stosowane w przemyśle spożywczym i rolnictwie w celu promowania kiełkowania i kiełkowania, gruntowania nasion, w tym osmo-zagruntowania, hydro-zagruntowania, a także procesów fermentacji. Najnowocześniejsza technologia, łatwość obsługi, bezpieczeństwo obsługi i solidność to kluczowe cechy wszystkich procesorów firmy Hielscher Ultrasonics.

wsadowe i inline

Ultradźwięki Hielscher mogą być używane do przetwarzania wsadowego i ciągłego. W zależności od wielkości procesu i godzinowej przepustowości, może być zalecane przetwarzanie inline. Podczas gdy dozowanie dużych ilości jest bardziej czasochłonne i pracochłonne, ciągły proces sonikacji inline jest bardziej wydajny, szybszy i wymaga znacznie mniej pracy.

Procesory ultradźwiękowe dla każdej wydajności produkcyjnej

Asortyment produktów Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, od kompaktowych ultrasonografów laboratoryjnych, przez systemy stacjonarne i pilotażowe, po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o wydajności umożliwiającej przetwarzanie ładunków ciężarówek na godzinę. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować najbardziej odpowiedni procesor ultradźwiękowy dla wydajności procesu i celów.
Ultradźwiękowe systemy stacjonarne są idealne do testów wykonalności i optymalizacji procesów. Liniowe skalowanie w oparciu o ustalone parametry procesu bardzo ułatwia zwiększenie wydajności przetwarzania z mniejszych partii do w pełni komercyjnej produkcji. Skalowanie w górę można przeprowadzić, instalując mocniejszą jednostkę mieszalnika ultradźwiękowego lub grupując równolegle kilka ultrasonicatorów. Dzięki UIP16000 firma Hielscher oferuje najpotężniejszy procesor ultradźwiękowy na świecie.

Precyzyjnie kontrolowane amplitudy dla optymalnych wyników

Wszystkie ultrasonografy firmy Hielscher są precyzyjnie sterowanymi, a tym samym niezawodnymi narzędziami pracy. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu, które wpływają na wydajność i skuteczność ultradźwiękowego kiełkowania i kiełkowania. Nasiona z miękką powłoką wymagają łagodnego traktowania sonikacją i niższych ustawień amplitudy, podczas gdy nasiona o solidnej i twardej skorupie wykazują lepsze wyniki kiełkowania, gdy są sonikowane przy wyższych amplitudach. Wszystkie urządzenia Hielscher Ultrasonics’ Procesory umożliwiają precyzyjne ustawienie amplitudy. Sonotrody i rogi wzmacniające to akcesoria, które pozwalają modyfikować amplitudę w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy i zapewniać wymaganą intensywność ultradźwięków w wymagających zastosowaniach. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo stale uruchamiane w trybie 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania dają możliwość leczenia nasion w najbardziej efektywnych warunkach ultradźwiękowych. Optymalna sonikacja dla najlepszych wyników kiełkowania!
Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach. Dzięki temu sprzęt ultradźwiękowy firmy Hielscher jest niezawodnym narzędziem pracy, które spełnia wymagania dotyczące przetwarzania.

Łatwe testowanie bez ryzyka

Procesy ultradźwiękowe można skalować całkowicie liniowo. Oznacza to, że każdy wynik osiągnięty przy użyciu ultrasonografu laboratoryjnego lub stacjonarnego można skalować do dokładnie tej samej wydajności przy użyciu dokładnie tych samych parametrów procesu. To sprawia, że ultradźwięki są idealne do testowania wykonalności bez ryzyka, optymalizacji procesu i późniejszego wdrożenia do produkcji komercyjnej. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się, jak ultradźwięki mogą zwiększyć wydajność i jakość kiełków.

Najwyższa jakość – Zaprojektowany i wyprodukowany w Niemczech

Jako firma rodzinna, Hielscher priorytetowo traktuje najwyższe standardy jakości dla swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultradźwięki są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher sprawiają, że jest to koń roboczy w Twojej produkcji. Praca 24/7 pod pełnym obciążeniem i w wymagających środowiskach jest naturalną cechą wysokowydajnych ultrasonografów firmy Hielscher.

Możesz kupić procesor ultradźwiękowy Hielscher w dowolnym rozmiarze i dokładnie skonfigurowany do Twoich wymagań procesowych. Od obróbki nasion w małej zlewce laboratoryjnej do ciągłego mieszania przepływowego zawiesin nasion na poziomie przemysłowym, Hielscher Ultrasonics oferuje odpowiedni ultrasonicator dla Ciebie! Prosimy o kontakt – z przyjemnością polecimy Ci idealną konfigurację ultradźwiękową!

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: