Încolțire mai rapidă cu ultrasunete

Germenii sunt un aliment sănătos popular, bogat în vitamine, proteine, minerale și antioxidanți. Cu toate acestea, procesul de încolțire este laborios și consumator de timp. Activarea semințelor cu ultrasunete crește rata de germinare, accelerează procesul de încolțire, îmbunătățește profilul nutrițional și favorizează creșterea unor plântuțe sănătoase. Macerarea și condiționarea (priming) semințelor cu ultrasunete reprezintă tehnica ideală pentru a vă crește capacitățile de încolțire.

Încolțirea semințelor, cerealelor și leguminoaselor

Germenii sunt semințe germinate de lucernă, trifoi, floarea-soarelui, broccoli, muștar, ridiche, usturoi, mărar, dovleac, migdale, cereale (de ex., boabe de grâu, quinoa, orz, secară, hrișcă, sorg, mei), leguminoase (de ex., arahide, mazăre, năut, linte), precum și ale diverselor tipuri de fasole, cum ar fi fasolea mung, roșie (kidney), pinto, albă mică (navy) și soia. Deoarece germenii sunt bogați în fitonutrienți precum proteine, vitamine, minerale și antioxidanți și săraci în calorii, grăsimi și sodiu, ei sunt considerați pe scară largă „alimente sănătoase” și „superalimente”. Includerea germenilor în planul zilnic de nutriție ajută la hrănirea organismului cu fibre, vitamine, minerale și alți fitonutrienți benefici pentru sănătate.
Biodisponibilitatea nutrienților din germeni și microplante (microgreens): Cerealele și leguminoasele conțin diverși antinutrienți, care îngreunează digestia și inhibă biodisponibilitatea micronutrienților și a mineralelor. De exemplu, inhibitorii de tripsină și fitații, prezenți în cereale și leguminoase, reduc digestibilitatea proteinelor și, respectiv, absorbția mineralelor. Inhibitorii de tripsină împiedică activitatea enzimei digestive tripsina, astfel încât, în consecință, proteinele ingerate nu pot fi digerate corespunzător și absorbite de organism.
Prin urmare, germinarea și încolțirea sunt aplicate pentru a dezactiva acești antinutrienți. În timpul încolțirii sunt inițiate căi de producere a nutrienților și fitochimicalelor și sunt activate enzime. În acest fel, semințele și leguminoasele încolțite furnizează un spectru larg de nutrienți bioaccesibili.
În timpul procesului de germinare și încolțire, enzime endogene precum α‐amilaza, pululanaza, fitaza și alte glucozidaze sunt activate în semințe. Aceste enzime degradează factorii antinutriționali și descompun macronutrienții complecși în forme simple și mai ușor digerabile.
Germenii sunt plini de nutrienți benefici pentru sănătate, precum proteine, clorofilă, vitamine, minerale, enzime, aminoacizi și fitochimicale. De exemplu, germenii de broccoli sunt bine cunoscuți ca fiind extrem de bogați în sulfurophane. Comparativ cu buchețelele de broccoli mature, semințele de broccoli încolțite conțin de 50 de ori mai mult sulfurophane.

Procedura de încolțire

Cultivarea germenilor este laborioasă și consumatoare de timp. În timpul procesului de încolțire, condițiile de igienă și sanitare sunt esențiale pentru a preveni contaminarea microbiană și alterarea. Înmuierea, germinarea și încolțirea asistate cu ultrasunete accelerează cultivarea și creșterea unor germeni și plântuțe viguroase, bogate în nutrienți.

Cultivare îmbunătățită a germenilor și microplantelor cu ultrasunete

Macerarea, germinarea și încolțirea cu ultrasunete intensifică procesul dumneavoastră de cultivare a germenilor și microplantelor. Încolțirea este un proces laborios și consumator de timp, predispus la alterare de către mucegai și bacterii. Deoarece semințele petrec o perioadă semnificativă de timp în apă (în etapa de înmuiere și macerare) și într-un mediu foarte umed (în etapa de încolțire), riscul de contaminare microbiană și alterare este foarte ridicat. Atunci când germenii și microplantele alterate sunt consumate, acestea provoacă intoxicații alimentare severe. Macerarea și germinarea cu ultrasunete reduc durata de înmuiere și de încolțire. Deoarece semințele germinează și cresc mai repede, timpul petrecut în medii cu umiditate ridicată este redus. În acest fel, timpul disponibil pentru dezvoltarea microbiană și alterare este minimizat. Încolțirea cu ultrasunete nu doar face procesul dumneavoastră de încolțire mai eficient, ci reduce și riscul de contaminare.
În plus, diverse studii de cercetare au arătat că germenii înmuiați și germinați cu ultrasunete se remarcă printr-un profil nutrițional superior, cum ar fi un conținut mai ridicat de proteine, vitamine și fitonutrienți, comparativ cu semințele încolțite convențional. Germenii crescuți cu ultrasunete prezintă, de asemenea, o vigoare mai mare a plântuțelor.

Hidro-condiționarea (hydro-priming) cu ultrasunete îmbunătățește absorbția apei și a nutrienților. Comparația dintre lintea sonicată (40Ws/g) și lintea nesonicată arată că sonicarea îmbunătățește semnificativ absorbția apei.

Activarea semințelor cu ultrasunete

Germinarea intensificată cu ultrasunete este cauzată de efectele mecanice ale cavitației ultrasonice / acustice. Efectele cavitației ultrasonice acționează asupra învelișului semințelor: cavitația fragmentează tegumentul semințelor și creează astfel o porozitate mai mare a suprafeței acestora. Aceasta înseamnă, literalmente, că fragmentarea ultrasonică a tegumentului perforează învelișul. În plus, sonicarea mărește dimensiunea porilor, astfel încât are loc un transfer de masă mai mare între miezul semințelor și mediul de creștere. Transferul de masă intensificat furnizează semințelor apa și nutrienții necesari. Datorită porozității și permeabilității crescute, sămânța poate absorbi mai rapid apa și nutrienții. Hidratarea mai bună și capacitatea crescută de retenție a apei în semințele / boabele uscate au ca rezultat o creștere accelerată a germenilor.

Tratamentul semințelor cu ultrasunete durează doar câteva minute. Durata specifică de sonicare depinde de duritatea tegumentului și poate varia între 4 și 6 minute pentru majoritatea soiurilor de semințe. Pentru a adapta tratamentul cu ultrasunete la tipul specific de sămânță / boabe, amplitudinea ultrasonicatorului este un factor important, care contribuie semnificativ la eficacitatea înmuierii și condiționării semințelor cu ultrasunete. Cu cât învelișul semințelor este mai dur și mai gros, cu atât sunt necesare amplitudini mai mari. Hielscher Ultrasonics are cunoștințe aprofundate despre înmuierea / macerarea, condiționarea și germinarea semințelor asistate cu ultrasunete. Vă vom oferi echipamentul cu ultrasunete cel mai potrivit și mai eficient pentru soiurile dumneavoastră de germeni și capacitățile dumneavoastră de încolțire.

O sonicare mai îndelungată are ca rezultat o germinare mai bună a hibrizilor de Calanthe. (Shin et al. 2011)

Valoare nutrițională mai ridicată a germenilor germinați cu ultrasunete

Încolțirea asistată cu ultrasunete nu doar favorizează viteza de germinare și rata de elicitare, ci are și efecte pozitive asupra calității nutriționale a germenilor. Mai multe studii au demonstrat o biosinteză intensificată a fitonutrienților prin ultrasonicare. Yang et al. (2015) au măsurat conținuturi crescute de izoflavonoide în germenii de soia sonicați. Cantitățile izoflavonoidelor daidzeină și genisteină au crescut cu 39,13 și, respectiv, 96,91 %, comparativ cu probele nesonicate. Boabele de soia condiționate cu ultrasunete au prezentat, de asemenea, o creștere a acidului gama-aminobutiric (GABA) cu 43,4%. Într-un alt studiu, Yu et al. (2016) au observat o capacitate antioxidantă îmbunătățită la salata romană tratată cu ultrasunete.
Ampofo (2020) a arătat în teza sa că sonicarea fasolei comune la 360 W timp de 60 min a provocat o acumulare semnificativ crescută a markerilor de stres la 96 h de încolțire. Stresul din timpul creșterii plântuțelor duce la activități crescute ale enzimelor declanșatoare ale căii fenilpropanoide de apărare, precum și la niveluri crescute de compuși fenolici și capacități antioxidante, la niveluri semnificative comparativ cu proba de control nesonicată. Ultrasonicarea a redus timpul de încolțire cu 60 h comparativ cu proba de control. Semințele tratate cu ultrasunete au prezentat apariția radiculelor la 24 h de încolțire, cu o alungire semnificativă a radiculelor odată cu creșterea timpului de încolțire, în timp ce, comparativ, probele de control au avut o apariție întârziată a radiculelor de până la 48 h de încolțire. În ceea ce privește valoarea nutrițională, germenii de fasole sonicați au prezentat un conținut total de flavonoide de 6,6 ori mai mare și un conținut total de antociani de 11,57 ori mai mare comparativ cu probele nesonicate.
Ultrasonicatoarele cu sondă de la Hielscher Ultrasonics sunt controlabile cu precizie. Parametrii de proces, precum amplitudinea și controlul temperaturii, precum și expunerea uniformă și omogenă a tuturor semințelor la zona de cavitație ultrasonică sunt factori esențiali pentru a provoca o biosinteză reglată în sus (up-regulated) în semințe și germeni.

Studii de caz privind încolțirea cu ultrasunete

Hassan et al. (2020) demonstrează că semințele de sorg încolțite cu ultrasunete prezintă un profil nutrițional semnificativ îmbunătățit. Profilul și cantitatea de fitonutrienți din semințele de sorg au fost îmbunătățite prin ultrasonicare. Diverși constituenți fitochimici (alcaloizi, fitați, saponine și steroli), activitatea de neutralizare a radicalilor (testul cu 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, testul puterii antioxidante de reducere a fierului și testul capacității de absorbție a radicalilor de oxigen), profilul fenolic (conținutul total de fenoli, conținutul total de flavonoide, acid ferulic, acid galic, catechină, quercetină și tanin), precum și digestibilitatea in vitro a proteinelor (IVPD %) au fost examinate în ceea ce privește influența germinării cu ultrasunete a germenilor de sorg. Toți factorii testați au fost îmbunătățiți prin tratamentul cu ultrasunete. Germenii tratați au prezentat o activitate de neutralizare a radicalilor deosebit de ridicată și un profil fenolic bogat, cu un procent mai mare de IVPD.
Tratamentul blând de sonicare la 40% amplitudine timp de 5 min a prezentat îmbunătățirile semnificative. După germinare, germenii de sorg tratați cu ultrasunete au prezentat un profil superior de fitochimicale, care pot servi drept materie primă valoroasă pentru producerea de alimente funcționale bogate în proteine, cu costuri reduse.

Petru et al. (2018) au investigat acțiunea cavitației ultrasonice în timpul colapsului bulelor de cavitație. Aceștia au constatat că cavitația ultrasonică induce micro-eroziune pe tegumentele semințelor, care crește permeabilitatea învelișului semințelor și favorizează transferul de masă. Au studiat influența tratamentului cu ultrasunete asupra germinării semințelor, răsăririi și stadiilor inițiale de creștere a plântuțelor de triticale (hibrid de secară și grâu). Probele de câte 50 de semințe au fost tratate cu ultrasunete în apă, în următorul regim: amplitudinea 15 µm la o temperatură de 25 degС, pentru diferite durate de tratament 0, 2, 4, 6, 8 min. Apoi semințele au fost puse la germinat și încolțit pe hârtie de filtru umedă, la temperatura camerei. Cel mai pronunțat efect al tratamentului cu US a fost observat pentru durata de tratament de 4 min. Datele optime privind germinarea semințelor de triticale tratate cu ultrasunete timp de 4 min și răsărirea plântuțelor, în comparație cu semințele netratate (control), sunt prezentate în Fig. 1. S-a constatat că lungimea medie a plântuțelor provenite din semințele tratate cu ultrasunete depășește cu 15–20% lungimea celor provenite din semințele de control. Semințele tratate cu ultrasunete germinează mai devreme și prezintă o vigoare de germinare mai mare, o lungime mai mare a plântuțelor și a rădăcinilor. 

Procesoare cu ultrasunete pentru germinare și încolțire intensificate

Procesoarele de înaltă performanță Hielscher Ultrasonics sunt utilizate în industria alimentară și în agricultură pentru a favoriza germinarea și încolțirea, condiționarea semințelor, inclusiv osmo-condiționarea și hidro-condiționarea, precum și procesele de fermentare. Tehnologia de ultimă generație, ușurința în utilizare, siguranța în operare și robustețea sunt caracteristicile esențiale ale tuturor procesoarelor Hielscher Ultrasonics.
Aflați mai multe despre efectele sonicatoarelor Hielscher asupra semințelor și leguminoaselor!

Procesare în șarjă și în linie

Ultrasonicatoarele Hielscher pot fi utilizate pentru procesarea în șarjă și în flux continuu. În funcție de volumul procesului dumneavoastră și de capacitatea de procesare orară, poate fi recomandată procesarea în linie. În timp ce procesarea în șarjă a volumelor mari necesită mai mult timp și mai multă muncă, un proces continuu de sonicare în linie este mai eficient, mai rapid și necesită semnificativ mai puțină muncă.

Procesoare cu ultrasunete pentru orice capacitate de producție

Gama de produse Hielscher Ultrasonics acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete, de la ultrasonicatoare compacte de laborator, la sisteme de banc și pilot, până la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa încărcături de camion pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim procesorul cu ultrasunete cel mai potrivit pentru capacitatea și obiectivele procesului dumneavoastră.
Sistemele cu ultrasunete de banc sunt ideale pentru teste de fezabilitate și optimizarea proceselor. Scalarea liniară pe baza parametrilor de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de procesare de la loturi mai mici la producția complet comercială. Scalarea se poate realiza fie prin instalarea unei unități de amestecare cu ultrasunete mai puternice, fie prin gruparea mai multor ultrasonicatoare în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic procesor cu ultrasunete din lume.

Amplitudini controlabile cu precizie pentru rezultate optime

Toate ultrasonicatoarele Hielscher sunt controlabile cu precizie și, prin urmare, instrumente de lucru fiabile. Amplitudinea este unul dintre parametrii de proces esențiali care influențează eficiența și eficacitatea germinării și încolțirii cu ultrasunete. Semințele cu un înveliș moale necesită un tratament de sonicare blând și setări de amplitudine mai scăzute, în timp ce semințele cu un înveliș robust și dur prezintă rezultate de încolțire mai bune atunci când sunt sonicate la amplitudini mai mari. Toate procesoarele Hielscher Ultrasonics permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodele și boosterele de amplitudine sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-un interval și mai larg. Procesoarele industriale cu ultrasunete Hielscher pot furniza amplitudini foarte mari și intensitatea ultrasonică necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în funcționare continuă 24/7.
Setările precise ale amplitudinii și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul unui software inteligent vă oferă posibilitatea de a trata semințele în cele mai eficiente condiții de ultrasonicare. Sonicare optimă pentru cele mai bune rezultate de încolțire!
Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim intens și în medii solicitante. Acest lucru face din echipamentele cu ultrasunete Hielscher un instrument de lucru fiabil, care vă îndeplinește cerințele de procesare.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi scalate complet liniar. Aceasta înseamnă că fiecare rezultat pe care l-ați obținut folosind un ultrasonicator de laborator sau de banc poate fi scalat la exact același rezultat folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ca ultrasonicarea să fie ideală pentru testarea fezabilității fără riscuri, optimizarea proceselor și implementarea ulterioară în producția comercială. Contactați-ne pentru a afla cum poate sonicarea să crească randamentul și calitatea germenilor dumneavoastră.

Cea mai înaltă calitate – proiectat și fabricat în Germania

Ca afacere deținută și condusă de familie, Hielscher acordă prioritate celor mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicatoarele sunt proiectate, fabricate și testate temeinic la sediul nostru central din Teltow, lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher le transformă într-un adevărat cal de bătaie în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a ultrasonicatoarelor de înaltă performanță Hielscher.

Puteți achiziționa procesoare cu ultrasunete Hielscher în orice dimensiune și configurate exact conform cerințelor procesului dumneavoastră. De la tratarea semințelor într-un pahar mic de laborator până la amestecarea în flux continuu a suspensiilor de semințe la nivel industrial, Hielscher Ultrasonics vă oferă un ultrasonicator potrivit! Vă rugăm să ne contactați – vă recomandăm cu plăcere configurația ideală cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: