Produção mais rápida de rebentos com ultrassons

Os rebentos são um alimento saudável popular, rico em vitaminas, proteínas, minerais e antioxidantes. No entanto, o processo de produção de rebentos é trabalhoso e demorado. A ativação ultrassónica das sementes aumenta a taxa de germinação, acelera o processo de desenvolvimento dos rebentos, melhora o perfil nutricional e promove o crescimento de plântulas saudáveis. A imersão e o pré-condicionamento ultrassónicos das sementes são a técnica ideal para aumentar a sua capacidade de produção de rebentos.

Produção de rebentos de sementes, grãos e leguminosas

Os rebentos são sementes germinadas de luzerna, trevo, girassol, brócolos, mostarda, rabanete, alho, endro, abóbora, amêndoas, cereais (por exemplo, grãos de trigo, quinoa, cevada, centeio, trigo-sarraceno, sorgo, milho-painço), leguminosas (por exemplo, amendoins, ervilhas, grão-de-bico, lentilhas), bem como de vários tipos de feijão, como o mungo, o vermelho, o pinto, o branco e a soja. Como os rebentos são ricos em fitonutrientes, como proteínas, vitaminas, minerais e antioxidantes, e têm um baixo teor de calorias, gordura e sódio, são amplamente considerados um “alimento saudável” e um “superalimento”. Incluir rebentos no plano alimentar diário ajuda a nutrir o organismo com fibra, vitaminas, minerais e outros fitonutrientes benéficos para a saúde.
Biodisponibilidade dos nutrientes nos rebentos e microvegetais: os cereais e as leguminosas contêm vários antinutrientes que dificultam a digestão e inibem a biodisponibilidade de micronutrientes e minerais. Por exemplo, os inibidores da tripsina e os fitatos, presentes nos cereais e nas leguminosas, reduzem, respetivamente, a digestibilidade das proteínas e a absorção de minerais. Os inibidores da tripsina dificultam a atividade da enzima digestiva tripsina, pelo que as proteínas ingeridas não podem ser devidamente digeridas e absorvidas pelo organismo.
Por isso, a germinação e o desenvolvimento de rebentos são utilizados para desativar estes antinutrientes. Durante o desenvolvimento dos rebentos, iniciam-se vias de produção de nutrientes e fitoquímicos e ativam-se enzimas. Desta forma, as sementes e leguminosas germinadas fornecem um amplo espectro de nutrientes bioacessíveis.
Durante o processo de germinação e desenvolvimento de rebentos, são ativadas nas sementes enzimas endógenas, como a α‐amilase, a pululanase, a fitase e outras glucosidases. Estas enzimas degradam fatores antinutricionais e decompõem macronutrientes complexos em formas simples e mais digeríveis.
Os rebentos estão repletos de nutrientes benéficos para a saúde, como proteínas, clorofila, vitaminas, minerais, enzimas, aminoácidos e fitoquímicos. Por exemplo, os rebentos de brócolos são conhecidos por serem extremamente ricos em sulfurophane. Em comparação com os floretes de brócolos maduros, as sementes germinadas de brócolos contêm 50 vezes mais sulfurophane.

Procedimento de produção de rebentos

O cultivo de rebentos é trabalhoso e demorado. Durante o processo de produção de rebentos, a higiene e as condições sanitárias são cruciais para prevenir a contaminação microbiana e a deterioração. A embebição, a germinação e o desenvolvimento de rebentos assistidos por ultrassons aceleram o cultivo e o crescimento de rebentos e plântulas vigorosos e ricos em nutrientes.

Melhoria do cultivo de rebentos e microvegetais com ultrassons

A imersão, a germinação e o desenvolvimento de rebentos por ultrassons intensificam o seu processo de cultivo de rebentos e microvegetais. A produção de rebentos é um processo trabalhoso e demorado, propenso à deterioração por bolores e bactérias. Como as sementes passam um período significativo na água (durante a fase de embebição e imersão) e num ambiente muito húmido (durante a fase de desenvolvimento dos rebentos), o risco de contaminação microbiana e deterioração é muito elevado. Quando se consomem rebentos e microvegetais deteriorados, estes causam intoxicações alimentares graves. A imersão e a germinação ultrassónicas reduzem a duração da embebição e do desenvolvimento dos rebentos. Como as sementes germinam e crescem mais rapidamente, o tempo de permanência em ambientes de elevada humidade é reduzido. Desta forma, minimiza-se o tempo disponível para o crescimento microbiano e a deterioração. A produção de rebentos por ultrassons não só torna o seu processo mais eficiente, como também reduz o risco de contaminação.
Além disso, vários estudos demonstraram que os rebentos embebidos e germinados com ultrassons se destacam por um perfil nutricional superior, nomeadamente por um maior teor de proteínas, vitaminas e fitonutrientes, quando comparados com sementes germinadas de forma convencional. Os rebentos cultivados com ultrassons também apresentam maior vigor das plântulas.

O pré-condicionamento hídrico ultrassónico melhora a absorção de água e nutrientes. A comparação entre lentilhas sonicadas (40Ws/g) e lentilhas não sonicadas mostra que a sonicação melhora significativamente a absorção de água.

Ativação ultrassónica de sementes

A germinação intensificada por ultrassons é causada pelos efeitos mecânicos da cavitação ultrassónica / acústica. Os efeitos da cavitação ultrassónica atuam sobre o revestimento da semente: fragmentam o tegumento e, assim, aumentam a porosidade da superfície das sementes. Isto significa literalmente que a fragmentação ultrassónica do revestimento das sementes perfura o tegumento. Além disso, a sonicação aumenta o tamanho dos poros, permitindo uma maior transferência de massa entre o interior da semente e o meio de crescimento. A transferência de massa intensificada fornece à semente a água e os nutrientes necessários. Devido ao aumento da porosidade e da permeabilidade, a semente pode absorver água e nutrientes mais rapidamente. A melhor hidratação e o aumento da capacidade de retenção de água nas sementes / grãos secos resultam num crescimento acelerado dos rebentos.

O tratamento ultrassónico das sementes demora apenas alguns minutos. A duração específica da sonicação depende da dureza do tegumento e pode variar entre 4 e 6 minutos para a maioria das variedades de sementes. Para adaptar o tratamento ultrassónico ao tipo específico de semente / grão, a amplitude do sonicador é um fator importante que contribui significativamente para a eficácia da embebição e do pré-condicionamento ultrassónicos das sementes. Quanto mais duro e espesso for o tegumento, maiores serão as amplitudes necessárias. A Hielscher Ultrasonics tem um conhecimento aprofundado da embebição / imersão, do pré-condicionamento e da germinação de sementes assistidos por ultrassons. Oferecemos-lhe o equipamento ultrassónico mais adequado e eficaz para as suas variedades de rebentos e a sua capacidade de produção de rebentos.

Uma sonicação mais prolongada resulta numa melhor germinação dos híbridos de Calanthe. (Shin et al. 2011)

Maior valor nutricional dos rebentos germinados com ultrassons

O desenvolvimento de rebentos assistido por ultrassons não só promove a velocidade de germinação e a taxa de elicitação, como também tem efeitos positivos na qualidade nutricional dos rebentos. Vários estudos demonstraram uma maior biossíntese de fitonutrientes através da sonicação. Yang et al. (2015) mediram um aumento do teor de isoflavonoides em rebentos de soja sonicados. As quantidades dos isoflavonoides daidzeína e genisteína aumentaram 39,13 e 96,91 %, respetivamente, em comparação com as amostras não sonicadas. Os grãos de soja pré-condicionados por ultrassons também apresentaram um aumento de 43,4% no ácido gama-aminobutírico (GABA). Noutro estudo, Yu et al. (2016) observaram uma melhoria da capacidade antioxidante em alface-romana tratada com ultrassons.
Ampofo (2020) demonstrou na sua tese que a sonicação de feijão-comum a 360 W durante 60 min provocou um aumento significativo da acumulação de marcadores de stress às 96 h de desenvolvimento dos rebentos. O stress durante o crescimento das plântulas conduz a níveis significativamente superiores de atividade das enzimas que desencadeiam a via de defesa dos fenilpropanoides, de compostos fenólicos e de capacidade antioxidante, em comparação com a amostra de controlo não sonicada. A sonicação reduziu o tempo de desenvolvimento dos rebentos em 60 h, em comparação com o controlo. As sementes tratadas com ultrassons apresentaram emergência das radículas às 24 h de desenvolvimento dos rebentos, com um alongamento significativo das radículas à medida que o tempo de desenvolvimento aumentava, enquanto, em comparação, as amostras de controlo apresentaram uma emergência tardia das radículas, até às 48 h de desenvolvimento dos rebentos. Quanto ao valor nutricional, os rebentos de feijão sonicados apresentaram um teor total de flavonoides 6,6 vezes superior e um teor total de antocianinas 11,57 vezes superior aos das amostras não sonicadas.
Os sonicadores de sonda da Hielscher Ultrasonics permitem um controlo preciso. Os parâmetros do processo, como a amplitude e o controlo da temperatura, bem como a exposição uniforme e homogénea de todas as sementes à zona de cavitação ultrassónica, são fatores essenciais para estimular a biossíntese nas sementes e nos rebentos.

Estudos de caso sobre a produção de rebentos por ultrassons

Hassan et al. (2020) demonstram que as sementes de sorgo que desenvolvem rebentos com ultrassons apresentam um perfil nutricional significativamente melhorado. O perfil e a quantidade de fitonutrientes nas sementes de sorgo foram melhorados pela sonicação. Foram examinados vários constituintes fitoquímicos (alcaloides, fitatos, saponinas e esteróis), a atividade de neutralização de radicais (ensaio de 2,2-difenil-1-picril-hidrazil, ensaio do poder antioxidante de redução do ferro e ensaio da capacidade de absorção de radicais de oxigénio), o perfil fenólico (teor total de compostos fenólicos, teor total de flavonoides, ácido ferúlico, ácido gálico, catequina, quercetina e tanino), juntamente com a digestibilidade das proteínas in vitro (IVPD %), para avaliar a influência da germinação ultrassónica nos rebentos de sorgo. Todos os fatores testados foram melhorados pelo tratamento ultrassónico. Os rebentos tratados apresentaram uma atividade de neutralização de radicais especialmente elevada e um perfil fenólico rico, com uma percentagem superior de IVPD.
Um tratamento de sonicação suave, com uma amplitude de 40% durante 5 min, revelou melhorias significativas. Após a germinação, os rebentos de sorgo tratados com ultrassons apresentaram um perfil superior de fitoquímicos que podem servir como matéria-prima valiosa para produzir alimentos funcionais ricos em proteínas a baixo custo.

Petru et al. (2018) investigaram a ação da cavitação ultrassónica durante o colapso das bolhas de cavitação. Verificaram que a cavitação ultrassónica induz microerosão nos tegumentos das sementes, que aumenta a permeabilidade do revestimento e promove a transferência de massa. Estudaram a influência do tratamento ultrassónico na germinação das sementes, na emergência e nas fases iniciais de crescimento das plântulas de triticale (híbrido de centeio e trigo). As amostras de 50 sementes foram tratadas com ultrassons em água nas seguintes condições: amplitude de 15 µm a uma temperatura de 25 degС, com diferentes durações de tratamento de 0, 2, 4, 6, 8 min. Em seguida, as sementes foram colocadas em papel de filtro húmido à temperatura ambiente para germinarem e desenvolverem rebentos. O efeito mais pronunciado do tratamento por ultrassons foi observado com uma duração de tratamento de 4 min. Os dados ótimos relativos à germinação de sementes de triticale tratadas com ultrassons durante 4 min e à emergência das plântulas, em comparação com as sementes não tratadas (controlo), são apresentados na Fig. 1. Verificou-se que o comprimento médio das plântulas das sementes tratadas com ultrassons excede em 15–20% o das sementes de controlo. As sementes tratadas com ultrassons germinam mais cedo e apresentam maior vigor de germinação e maior comprimento das plântulas e das raízes. 

Processadores ultrassónicos para intensificar a germinação e o desenvolvimento de rebentos

Os processadores de alto desempenho da Hielscher Ultrasonics são utilizados na alimentação e na agricultura para promover a germinação e o desenvolvimento de rebentos, o pré-condicionamento de sementes, incluindo o pré-condicionamento osmótico e o pré-condicionamento hídrico, bem como os processos de fermentação. A tecnologia de ponta, a facilidade de utilização, a segurança de operação e a robustez são características fundamentais de todos os processadores da Hielscher Ultrasonics.
Saiba mais sobre os efeitos dos sonicadores Hielscher nas sementes e nas leguminosas!

Por lotes e em linha

Os sonicadores Hielscher podem ser utilizados para processamento por lotes e em fluxo contínuo. Consoante o volume do seu processo e a capacidade de processamento por hora, poderá ser recomendado o processamento em linha. Enquanto o processamento de grandes volumes por lotes exige mais tempo e mão de obra, um processo de sonicação contínua em linha é mais eficiente, mais rápido e requer significativamente menos mão de obra.

Processadores ultrassónicos para todas as capacidades de produção

A gama de produtos da Hielscher Ultrasonics abrange todo o espectro de processadores ultrassónicos, desde sonicadores compactos de laboratório, passando por sistemas de bancada e piloto, até processadores ultrassónicos totalmente industriais com capacidade para processar cargas de camião por hora. A gama completa de produtos permite-nos oferecer-lhe o processador ultrassónico mais adequado à capacidade e aos objetivos do seu processo.
Os sistemas ultrassónicos de bancada são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. O aumento linear de escala, baseado em parâmetros de processo estabelecidos, torna muito fácil aumentar a capacidade de processamento, passando de lotes mais pequenos para uma produção totalmente comercial. O aumento de escala pode ser efetuado instalando uma unidade de mistura ultrassónica mais potente ou agrupando vários sonicadores em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o processador ultrassónico mais potente do mundo.

Amplitudes controláveis com precisão para resultados ótimos

Todos os sonicadores Hielscher permitem um controlo preciso e são, por isso, ferramentas de trabalho fiáveis. A amplitude é um dos parâmetros de processo cruciais que influenciam a eficiência e a eficácia da germinação e do desenvolvimento de rebentos por ultrassons. As sementes com um revestimento macio requerem um tratamento de sonicação suave e definições de amplitude mais baixas, enquanto as sementes com um tegumento robusto e duro apresentam melhores resultados de desenvolvimento dos rebentos quando sonicadas a amplitudes mais elevadas. Todos os processadores da Hielscher Ultrasonics permitem a definição precisa da amplitude. Os sonotrodos e os amplificadores de amplitude são acessórios que permitem modificar a amplitude numa gama ainda mais ampla. Os processadores ultrassónicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito elevadas e a intensidade ultrassónica necessária para aplicações exigentes. É possível manter facilmente amplitudes de até 200µm de forma contínua em funcionamento 24/7.
As definições precisas de amplitude e a monitorização permanente dos parâmetros do processo ultrassónico através de software inteligente permitem-lhe tratar as suas sementes com as condições ultrassónicas mais eficazes. Sonicação ótima para os melhores resultados de desenvolvimento de rebentos!
A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes. Isto torna o equipamento ultrassónico da Hielscher uma ferramenta de trabalho fiável que satisfaz os seus requisitos de processamento.

Testes fáceis e sem risco

Os processos ultrassónicos podem ser ampliados de forma totalmente linear. Isto significa que todos os resultados obtidos com um sonicador de laboratório ou de bancada podem ser reproduzidos à escala ampliada com exatamente o mesmo resultado, utilizando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isto torna a sonicação ideal para testes de viabilidade sem risco, otimização de processos e posterior implementação na produção comercial. Contacte-nos para saber como a sonicação pode aumentar o rendimento e a qualidade dos seus rebentos.

A mais elevada qualidade – concebidos e fabricados na Alemanha

Enquanto empresa de propriedade e gestão familiares, a Hielscher dá prioridade aos mais elevados padrões de qualidade dos seus processadores ultrassónicos. Todos os sonicadores são concebidos, fabricados e rigorosamente testados na nossa sede em Teltow, perto de Berlim, na Alemanha. A robustez e a fiabilidade do equipamento ultrassónico da Hielscher tornam-no uma ferramenta incansável na sua produção. O funcionamento 24/7 em plena carga e em ambientes exigentes é uma característica natural dos sonicadores de alto desempenho da Hielscher.

Pode adquirir um processador ultrassónico Hielscher em qualquer tamanho e configurado exatamente de acordo com os requisitos do seu processo. Desde o tratamento de sementes num pequeno copo de laboratório até à mistura em fluxo contínuo de suspensões de sementes à escala industrial, a Hielscher Ultrasonics oferece-lhe um sonicador adequado! Contacte-nos – teremos todo o gosto em recomendar-lhe a configuração ultrassónica ideal!

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: