Rýchlejšie nakličovanie pomocou ultrazvuku

Klíčky sú obľúbenou zdravou potravinou bohatou na vitamíny, bielkoviny, minerály a antioxidanty. Proces nakličovania je však prácny a časovo náročný. Ultrazvuková aktivácia semien zvyšuje mieru klíčenia, urýchľuje proces nakličovania, zlepšuje nutričný profil a podporuje rast zdravých klíčnych rastlín. Ultrazvukové máčanie a predklíčovacia príprava semien predstavujú ideálnu techniku na zvýšenie vašej kapacity nakličovania.

Nakličovanie semien, obilnín a strukovín

Klíčky sú vyklíčené semená lucerny, ďateliny, slnečnice, brokolice, horčice, reďkovky, cesnaku, kôpru, tekvice, mandlí, obilnín (napr. pšeničných zŕn, quinoy, jačmeňa, raže, pohánky, ciroku, prosa), strukovín (napr. arašidov, hrachu, cíceru, šošovice), ako aj rôznych druhov fazule, ako sú mungo, červená obličková fazuľa, pinto, drobná biela fazuľa navy, a sóje. Keďže klíčky sú bohaté na fytonutrienty, ako sú bielkoviny, vitamíny, minerály a antioxidanty, a majú nízky obsah kalórií, tuku a sodíka, všeobecne sa považujú za „zdravé potraviny“ a „superpotraviny“. Zaradenie klíčkov do každodenného jedálnička pomáha zásobovať telo vlákninou, vitamínmi, minerálmi a ďalšími zdraviu prospešnými fytonutrientmi.
Biologická dostupnosť živín v klíčkoch a mikrobylinkách: Obilniny a strukoviny obsahujú rôzne antinutričné látky, ktoré sťažujú trávenie a obmedzujú biologickú dostupnosť mikroživín a minerálov. Napríklad inhibítory trypsínu prítomné v obilninách a strukovinách znižujú stráviteľnosť bielkovín a fytáty znižujú vstrebávanie minerálov. Inhibítory trypsínu brzdia aktivitu tráviaceho enzýmu trypsínu, v dôsledku čoho sa prijaté bielkoviny nemôžu správne stráviť a vstrebať do tela.
Preto sa na deaktiváciu týchto antinutričných látok využíva klíčenie a nakličovanie. Počas nakličovania sa spúšťajú dráhy tvorby živín a fytochemikálií a aktivujú sa enzýmy. Naklíčené semená a strukoviny tak poskytujú široké spektrum biologicky prístupných živín.
Počas klíčenia a nakličovania sa v semenách aktivujú endogénne enzýmy, ako sú α-amyláza, pululanáza, fytáza a ďalšie glukozidázy. Tieto enzýmy rozkladajú antinutričné faktory a štiepia komplexné makroživiny na jednoduché a ľahšie stráviteľné formy.
Klíčky sú plné zdraviu prospešných živín, ako sú bielkoviny, chlorofyl, vitamíny, minerály, enzýmy, aminokyseliny a fytochemikálie. Napríklad brokolicové klíčky sú známe mimoriadne vysokým obsahom sulforafánu. V porovnaní so zrelými ružičkami brokolice obsahujú naklíčené semená brokolice 50-krát viac sulforafánu.

Postup nakličovania

Pestovanie klíčkov je prácne a časovo náročné. Počas procesu nakličovania sú hygiena a hygienické podmienky rozhodujúce na zabránenie mikrobiálnej kontaminácii a kazeniu. Namáčanie, klíčenie a nakličovanie podporované ultrazvukom urýchľujú pestovanie a rast vitálnych klíčkov a klíčnych rastlín bohatých na živiny.

Zlepšené pestovanie klíčkov a mikrobyliniek pomocou ultrazvuku

Ultrazvukové máčanie, klíčenie a nakličovanie zintenzívňujú váš proces pestovania klíčkov a mikrozeleniny. Nakličovanie je prácny a časovo náročný proces, pri ktorom ľahko dochádza ku kazeniu spôsobenému plesňami a baktériami. Keďže semená trávia značný čas vo vode (počas fázy namáčania a máčania) a v prostredí s vysokou vlhkosťou (počas fázy nakličovania), riziko mikrobiálnej kontaminácie a kazenia je veľmi vysoké. Konzumácia pokazených klíčkov a mikrozeleniny spôsobuje závažnú otravu jedlom. Ultrazvukové máčanie a klíčenie skracujú čas namáčania a nakličovania. Keďže semená klíčia a rastú rýchlejšie, skracuje sa čas ich pobytu v prostredí s vysokou vlhkosťou. Tým sa minimalizuje čas na rast mikroorganizmov a kazenie. Ultrazvukové nakličovanie nielen zvyšuje efektivitu vášho procesu nakličovania, ale aj znižuje riziko kontaminácie.
Rôzne výskumné štúdie navyše ukázali, že klíčky namáčané a naklíčené pomocou ultrazvuku vynikajú lepším nutričným zložením, napríklad vyšším obsahom bielkovín, vitamínov a fytonutrientov, v porovnaní so semenami naklíčenými bežným spôsobom. Klíčky pestované pomocou ultrazvuku vykazujú aj vyššiu vitalitu semenáčikov.

Ultrazvukové hydrokondicionovanie zlepšuje príjem vody a živín. Porovnanie šošovice ošetrenej ultrazvukom (40Ws/g) s neošetrenou šošovicou ukazuje, že sonikácia výrazne zlepšuje príjem vody.

Ultrazvuková aktivácia semien

Zintenzívnenie klíčenia pomocou ultrazvuku je spôsobené mechanickými účinkami ultrazvukovej / akustickej kavitácie. Ultrazvuková kavitácia pôsobí na obal semena: rozrušuje osemenie, a tým zvyšuje pórovitosť povrchu semien. To doslova znamená, že ultrazvukové rozrušovanie osemenia vytvára v obale otvory. Sonikácia navyše zväčšuje veľkosť pórov, čím sa zvyšuje prenos hmoty medzi vnútrom semena a rastovým médiom. Zintenzívnený prenos hmoty zabezpečuje semenu potrebnú vodu a živiny. Vďaka zvýšenej pórovitosti a priepustnosti môže semeno rýchlejšie prijímať vodu a živiny. Lepšia hydratácia a zvýšená schopnosť suchých semien / zŕn zadržiavať vodu vedú k zrýchlenému rastu klíčkov.

Ultrazvukové ošetrenie semien trvá len niekoľko minút. Konkrétny čas sonikácie závisí od tvrdosti osemenia a pri väčšine odrôd semien sa môže pohybovať od 4 do 6 minút. Pri prispôsobovaní ultrazvukového ošetrenia konkrétnemu druhu semien / zŕn je amplitúda ultrazvukového procesora dôležitým faktorom, ktorý významne prispieva k účinnosti ultrazvukového namáčania a predsejbového kondicionovania semien. Čím je obal semena tvrdší a hrubší, tým vyššie amplitúdy sú potrebné. Hielscher Ultrasonics má hlboké znalosti o namáčaní / máčaní, predsejbovom kondicionovaní a klíčení semien s podporou ultrazvuku. Ponúkneme vám najvhodnejšie a najúčinnejšie ultrazvukové zariadenie pre vaše odrody klíčkov a kapacity nakličovania.

Dlhšia sonikácia vedie k lepšiemu klíčeniu hybridov Calanthe. (Shin et al. 2011)

Vyššia výživová hodnota klíčkov naklíčených pomocou ultrazvuku

Ultrazvukom podporované klíčenie nielen zvyšuje rýchlosť klíčenia a mieru elicitácie, ale má aj pozitívny vplyv na nutričnú kvalitu klíčkov. Viaceré štúdie preukázali zvýšenú biosyntézu fytonutrientov pôsobením ultrazvuku. Yang et al. (2015) namerali zvýšený obsah izoflavonoidov v sonikovaných sójových klíčkoch. Množstvá izoflavonoidov daidzeínu a genisteínu sa v porovnaní s nesonikovanými vzorkami zvýšili o 39,13, resp. 96,91 %. Sójové bôby predklíčene upravené ultrazvukom vykazovali aj zvýšenie obsahu kyseliny gama-aminomaslovej (GABA) o 43,4%. V ďalšej štúdii Yu et al. (2016) pozorovali zvýšenú antioxidačnú kapacitu rímskeho šalátu ošetreného ultrazvukom.
Ampofo (2020) vo svojej dizertačnej práci ukázala, že sonikácia fazule obyčajnej pri 360 W počas 60 min vyvolala významne zvýšenú akumuláciu stresových markerov po 96 h klíčenia. Stres počas rastu semenáčikov vedie v porovnaní s nesonikovanou kontrolnou vzorkou k významnému zvýšeniu aktivity obranných enzýmov spúšťajúcich fenylpropanoidovú dráhu, fenolových zlúčenín a antioxidačných kapacít. Ošetrenie ultrazvukom skrátilo čas klíčenia o 60 h v porovnaní s kontrolou. Pri semenách ošetrených ultrazvukom sa zárodočné korienky objavili po 24 h klíčenia a s predlžujúcim sa časom klíčenia sa významne predlžovali, zatiaľ čo pri kontrolných vzorkách sa zárodočné korienky objavili oneskorene, až po 48 h klíčenia. Z hľadiska výživovej hodnoty vykazovali sonikované fazuľové klíčky 6,6-násobne vyšší celkový obsah flavonoidov a 11,57-násobne vyšší celkový obsah antokyánov v porovnaní s nesonikovanými vzorkami.
Sondové ultrazvukové zariadenia Hielscher Ultrasonics možno presne regulovať. Procesné parametre, ako sú amplitúda a regulácia teploty, ako aj rovnomerné a vyvážené vystavenie všetkých semien pôsobeniu ultrazvukovej kavitačnej zóny sú zásadnými faktormi na vyvolanie zvýšenej biosyntézy v semenách a klíčkoch.

Prípadové štúdie klíčenia podporovaného ultrazvukom

Hassan et al. (2020) preukazujú, že semená ciroku naklíčené s podporou ultrazvuku vykazujú významne zlepšený nutričný profil. Pôsobenie ultrazvuku zlepšilo profil a zvýšilo množstvo fytonutrientov v semenách ciroku. Skúmal sa vplyv klíčenia cirokových klíčkov podporovaného ultrazvukom na rôzne fytochemické zložky (alkaloidy, fytáty, saponíny a steroly), aktivitu vychytávania radikálov (test s 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazylom, test antioxidačnej schopnosti redukovať železité ióny a test kapacity absorbovať kyslíkové radikály), fenolový profil (celkový obsah fenolových zlúčenín, celkový obsah flavonoidov, kyselinu ferulovú, kyselinu galovú, katechín, kvercetín a tanín), ako aj stráviteľnosť bielkovín in vitro (IVPD %). Ošetrenie ultrazvukom zlepšilo všetky skúmané faktory. Ošetrené klíčky vykazovali obzvlášť vysokú aktivitu vychytávania radikálov a bohatý fenolový profil s vyšším percentom IVPD.
Mierne sonikačné ošetrenie pri 40% amplitúde počas 5 min prinieslo významné zlepšenia. Po vyklíčení vykazovali cirokové klíčky ošetrené ultrazvukom lepší fytochemický profil a môžu slúžiť ako hodnotná surovina na výrobu funkčných potravín s vysokým obsahom bielkovín pri nízkych nákladoch.

Petru et al. (2018) skúmali pôsobenie ultrazvukovej kavitácie pri kolapse kavitačných bublín. Zistili, že ultrazvuková kavitácia vyvoláva mikroeróziu osemenia, čím zvyšuje jeho priepustnosť a podporuje prenos hmoty. Skúmali vplyv ultrazvukového ošetrenia na klíčenie semien, vzchádzanie a počiatočné štádiá rastu semenáčikov tritikale (kríženca raže a pšenice). Vzorky po 50 semenách boli ošetrené ultrazvukom vo vode v nasledujúcom režime: amplitúda 15 µm pri teplote 25 degС s rôznym trvaním ošetrenia 0, 2, 4, 6, 8 min. Semená sa potom umiestnili na vlhký filtračný papier pri izbovej teplote, aby vyklíčili a vytvorili klíčky. Najvýraznejší účinok ultrazvukového ošetrenia sa pozoroval pri trvaní ošetrenia 4 min. Optimálne údaje o klíčení semien tritikale ošetrených ultrazvukom počas 4 min a vzchádzaní semenáčikov v porovnaní s neošetrenými semenami (kontrolou) sú uvedené na obr. 1. Zistilo sa, že priemerná dĺžka semenáčikov zo semien ošetrených ultrazvukom prevyšuje dĺžku semenáčikov z kontrolných semien o 15 – 20%. Semená ošetrené ultrazvukom klíčia skôr a vykazujú vyššiu energiu klíčenia a väčšiu dĺžku semenáčikov a koreňov. 

Ultrazvukové procesory na zintenzívnenie klíčenia a rastu klíčkov

Vysokovýkonné procesory spoločnosti Hielscher Ultrasonics sa používajú v potravinárstve a poľnohospodárstve na podporu klíčenia a rastu klíčkov, predsejbovej prípravy semien vrátane osmotickej prípravy a prípravy namáčaním vo vode, ako aj fermentačných procesov. Najmodernejšia technológia, jednoduché používanie, bezpečná obsluha a robustnosť sú kľúčovými vlastnosťami všetkých procesorov spoločnosti Hielscher Ultrasonics.
Prečítajte si viac o účinkoch sonikátorov Hielscher na semená a strukoviny!

Dávkové a prietokové spracovanie

Ultrazvukové prístroje Hielscher možno použiť na dávkové aj kontinuálne prietokové spracovanie. V závislosti od objemu spracovania a hodinovej kapacity spracovania môže byť vhodné spracovanie priamo vo výrobnej linke. Zatiaľ čo dávkové spracovanie veľkých objemov je časovo a pracovne náročnejšie, kontinuálna sonikácia priamo vo výrobnej linke je efektívnejšia, rýchlejšia a vyžaduje podstatne menej práce.

Ultrazvukové procesory pre každú výrobnú kapacitu

Sortiment spoločnosti Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukových prístrojov cez stolové a poloprevádzkové systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou spracovať za hodinu objemy zodpovedajúce nákladu viacerých nákladných vozidiel. Úplný sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejší ultrazvukový procesor pre vašu kapacitu spracovania a vaše ciele.
Stolové ultrazvukové systémy sú ideálne na skúšky uskutočniteľnosti a optimalizáciu procesov. Lineárne zväčšovanie mierky na základe stanovených procesných parametrov umožňuje veľmi jednoducho zvýšiť kapacitu spracovania od menších dávok až po plnú komerčnú výrobu. Mierku možno zväčšiť buď inštaláciou výkonnejšej ultrazvukovej miešacej jednotky, alebo paralelným zapojením viacerých ultrazvukových prístrojov. Modelom UIP16000 ponúka spoločnosť Hielscher najvýkonnejší ultrazvukový procesor na svete.

Presne nastaviteľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Všetky ultrazvukové prístroje Hielscher sú presne ovládateľné, a preto predstavujú spoľahlivé pracovné nástroje. Amplitúda je jedným z kľúčových procesných parametrov, ktoré ovplyvňujú účinnosť a efektívnosť klíčenia a pestovania klíčkov pomocou ultrazvuku. Semená s mäkkým osemením vyžadujú šetrné ošetrenie ultrazvukom a nastavenie nižšej amplitúdy, zatiaľ čo semená s pevným a tvrdým osemením dosahujú lepšie výsledky pri klíčení, keď sa ošetrujú ultrazvukom pri vyšších amplitúdach. Všetky procesory Hielscher Ultrasonics umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a zosilňovacie nadstavce sú príslušenstvom, ktoré umožňuje upravovať amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher dokážu dosahovať veľmi vysoké amplitúdy a poskytovať požadovanú intenzitu ultrazvuku pre náročné aplikácie. Amplitúdy až do 200µm možno bez problémov nepretržite udržiavať v prevádzke 24/7.
Presné nastavenie amplitúdy a neustále monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu prostredníctvom inteligentného softvéru vám umožňujú ošetrovať semená za najúčinnejších ultrazvukových podmienok. Optimálna sonikácia pre najlepšie výsledky pri pestovaní klíčkov!
Robustnosť ultrazvukových zariadení Hielscher umožňuje prevádzku 24/7 pri vysokom zaťažení a v náročných prostrediach. Vďaka tomu sú ultrazvukové zariadenia Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa vaše požiadavky na spracovanie.

Jednoduché testovanie bez rizika

Ultrazvukové procesy možno škálovať úplne lineárne. To znamená, že každý výsledok dosiahnutý pomocou laboratórneho alebo stolového ultrazvukového prístroja možno pri zväčšení mierky presne reprodukovať použitím úplne rovnakých procesných parametrov. Vďaka tomu je ultrazvukové spracovanie ideálne na testovanie uskutočniteľnosti bez rizika, optimalizáciu procesov a následné zavedenie do komerčnej výroby. Kontaktujte nás a zistite, ako môže sonikácia zvýšiť výťažok a kvalitu vašich klíčkov.

Najvyššia kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný podnik vlastnený a riadený rodinou kladie Hielscher pri svojich ultrazvukových procesoroch dôraz na najvyššie štandardy kvality. Všetky ultrazvukové prístroje navrhujeme, vyrábame a dôkladne testujeme v našom sídle v meste Teltow neďaleko Berlína v Nemecku. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukových zariadení Hielscher z nich robia ťahúňov vašej výroby. Prevádzka 24/7 pri plnom zaťažení a v náročných prostrediach je prirodzenou vlastnosťou vysokovýkonných ultrazvukových prístrojov Hielscher.

Ultrazvukový procesor Hielscher si môžete kúpiť v rôznych veľkostiach a v konfigurácii presne podľa požiadaviek vášho procesu. Od ošetrovania semien v malej laboratórnej kadičke až po kontinuálne prietokové miešanie suspenzií semien v priemyselnom meradle vám Hielscher Ultrasonics ponúka vhodný ultrazvukový prístroj! Kontaktujte nás – radi vám odporučíme ideálnu ultrazvukovú zostavu!

Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad približnej spracovateľskej kapacity našich ultrazvukových prístrojov: