Hitrejša rast kalčkov z ultrazvokom

Kalčki so priljubljeno zdravo živilo, bogato z vitamini, beljakovinami, minerali in antioksidanti. Vendar je postopek gojenja kalčkov delovno in časovno zahteven. Ultrazvočna aktivacija semen poveča stopnjo kalitve, pospeši rast kalčkov, izboljša hranilni profil in spodbuja rast zdravih sejancev. Ultrazvočno namakanje in predpriprava semen sta idealna tehnika za povečanje vaših zmogljivosti gojenja kalčkov.

Gojenje kalčkov iz semen, žit in stročnic

Kalčki so vzklila semena lucerne, detelje, sončnice, brokolija, gorčice, redkvice, česna, kopra, buče, mandljev, žit (npr. pšeničnih zrn, kvinoje, ječmena, rži, ajde, sirka, prosa), stročnic (npr. arašidov, graha, čičerike, leče) ter različnih vrst fižola, kot so mungo, ledvičasti fižol, pinto, drobni beli fižol in soja. Ker so kalčki bogati s fitohranili, kot so beljakovine, vitamini, minerali in antioksidanti, ter vsebujejo malo kalorij, maščob in natrija, na splošno veljajo za »zdravo živilo« in »superživilo«. Vključevanje kalčkov v vsakodnevni prehranski načrt pomaga telesu zagotoviti vlaknine, vitamine, minerale in druga zdravju koristna fitohranila.
Biološka uporabnost hranil v kalčkih in mikrozelenju: žita in stročnice vsebujejo različne antinutriente, ki ovirajo prebavo ter zmanjšujejo biološko uporabnost mikrohranil in mineralov. Zaviralci tripsina in fitati, ki so prisotni v žitih in stročnicah, na primer zmanjšujejo prebavljivost beljakovin oziroma privzem mineralov. Zaviralci tripsina ovirajo delovanje prebavnega encima tripsina, zato zaužitih beljakovin ni mogoče ustrezno prebaviti in absorbirati v telo.
Zato se kalitev in gojenje kalčkov uporabljata za deaktivacijo teh antinutrientov. Med rastjo kalčkov se sprožijo poti za tvorbo hranil in fitokemikalij ter aktivirajo encimi. Tako vzklila semena in stročnice zagotavljajo širok spekter biološko dostopnih hranil.
Med kalitvijo in rastjo kalčkov se v semenih aktivirajo endogeni encimi, kot so α‐amilaza, pululanaza, fitaza in druge glukozidaze. Ti encimi razgrajujejo antinutritivne dejavnike in kompleksna makrohranila razgradijo v preprostejše in lažje prebavljive oblike.
Kalčki so polni zdravju koristnih hranil, kot so beljakovine, klorofil, vitamini, minerali, encimi, aminokisline in fitokemikalije. Brokolijevi kalčki so na primer znani po izjemno visoki vsebnosti spojine sulfurophane. V primerjavi z zrelimi brokolijevimi socvetji vzklila brokolijeva semena vsebujejo 50-krat več spojine sulfurophane.

Postopek gojenja kalčkov

Gojenje kalčkov je delovno in časovno zahtevno. Med gojenjem kalčkov so higiena in sanitarni pogoji ključni za preprečevanje mikrobne kontaminacije in kvarjenja. Ultrazvočno podprto namakanje, kalitev in gojenje kalčkov pospešujejo gojenje in rast vitalnih kalčkov in sejancev, bogatih s hranili.

Izboljšano gojenje kalčkov in mikrozelenja z ultrazvokom

Ultrazvočno namakanje, kalitev in gojenje kalčkov intenzivirajo vaš postopek gojenja kalčkov in mikrozelenja. Gojenje kalčkov je delovno in časovno zahteven postopek, pri katerem lahko pride do kvarjenja zaradi plesni in bakterij. Ker semena precej časa preživijo v vodi (med fazo namakanja) in v zelo vlažnem okolju (med fazo rasti kalčkov), je tveganje mikrobne kontaminacije in kvarjenja zelo veliko. Uživanje pokvarjenih kalčkov in mikrozelenja povzroča hude zastrupitve s hrano. Ultrazvočno namakanje in kalitev skrajšata trajanje namakanja in rasti kalčkov. Ker semena hitreje kalijo in rastejo, se skrajša čas njihovega zadrževanja v okolju z visoko vlažnostjo. Tako se čas za rast mikroorganizmov in kvarjenje zmanjša na najmanjšo možno mero. Ultrazvočno gojenje kalčkov ne poveča le učinkovitosti vašega postopka gojenja kalčkov, temveč tudi zmanjša tveganje kontaminacije.
Poleg tega so različne raziskave pokazale, da ultrazvočno namočeni in vzklili kalčki v primerjavi s konvencionalno vzklilimi semeni izstopajo po izboljšanem hranilnem profilu, na primer višji vsebnosti beljakovin, vitaminov in fitohranil. Ultrazvočno gojeni kalčki imajo tudi večjo vitalnost sejancev.

Ultrazvočna hidrološka predpriprava semen izboljša privzem vode in hranil. Primerjava sonikirane leče (40Ws/g) z nesonikirano lečo kaže, da sonikacija bistveno izboljša privzem vode.

Ultrazvočna aktivacija semen

Ultrazvočno intenzivirana kalitev je posledica mehanskih učinkov ultrazvočne / akustične kavitacije. Učinki ultrazvočne kavitacije delujejo na semensko lupino: razdrobijo semensko ovojnico in s tem povečajo poroznost površine semen. To dobesedno pomeni, da ultrazvočno drobljenje semenske ovojnice preluknja lupino. Poleg tega sonikacija poveča velikost por, kar omogoča večji prenos snovi med notranjostjo semena in rastnim medijem. Intenzivnejši prenos snovi semenu zagotavlja potrebno vodo in hranila. Zaradi povečane poroznosti in prepustnosti lahko seme hitreje privzema vodo in hranila. Boljša hidracija in povečana sposobnost zadrževanja vode v suhih semenih / zrnih povzročita pospešeno rast kalčkov.

Ultrazvočna obdelava semen traja le nekaj minut. Konkretno trajanje sonikacije je odvisno od trdote semenske ovojnice in lahko pri večini vrst semen znaša od 4 do 6 minut. Za prilagoditev ultrazvočne obdelave posamezni vrsti semen / zrn je amplituda ultrazvočne naprave pomemben dejavnik, ki bistveno prispeva k učinkovitosti ultrazvočnega namakanja in predpriprave semen. Trša in debelejša kot je semenska lupina, višje amplitude so potrebne. Hielscher Ultrasonics ima poglobljeno znanje o ultrazvočno podprtem namakanju, predpripravi in kalitvi semen. Ponudili vam bomo najprimernejšo in najučinkovitejšo ultrazvočno opremo za vaše vrste kalčkov in zmogljivosti njihovega gojenja.

Daljša sonikacija izboljša kalitev hibridov rodu Calanthe. (Shin et al. 2011)

Višja hranilna vrednost ultrazvočno vzklilih kalčkov

Ultrazvočno podprto gojenje kalčkov ne poveča le hitrosti kalitve in stopnje indukcije biološkega odziva, temveč pozitivno vpliva tudi na hranilno kakovost kalčkov. Več raziskav je pokazalo okrepljeno biosintezo fitohranil z ultrazvočno obdelavo. Yang et al. (2015) so izmerili povečano vsebnost izoflavonoidov v sonikiranih sojinih kalčkih. Količini izoflavonoidov daidzeina in genisteina sta se v primerjavi z nesonikiranimi vzorci povečali za 39,13 oziroma 96,91 %. Ultrazvočno predpripravljena sojina zrna so imela tudi za 43,4% povečano vsebnost gama-aminomaslene kisline (GABA). V drugi raziskavi so Yu et al. (2016) pri ultrazvočno obdelani rimski solati opazili izboljšano antioksidativno sposobnost.
Ampofo (2020) je v svoji disertaciji pokazala, da je sonikacija navadnega fižola pri 360 W v trajanju 60 min povzročila bistveno povečano kopičenje označevalcev stresa pri 96 h rasti kalčkov. Stres med rastjo sejancev povzroči v primerjavi z nesonikiranim kontrolnim vzorcem bistveno povečanje aktivnosti encimov, ki sprožajo obrambno fenilpropanoidno pot, vsebnosti fenolnih spojin in antioksidativnih sposobnosti. Ultrazvočna obdelava je v primerjavi s kontrolo skrajšala čas gojenja kalčkov za 60 h. Pri ultrazvočno obdelanih semenih so se klične koreninice pojavile pri 24 h rasti kalčkov in so se s podaljševanjem časa rasti bistveno podaljševale, medtem ko je bil pri kontrolnih vzorcih njihov pojav zakasnjen do 48 h rasti kalčkov. Kar zadeva hranilno vrednost, so sonikirani fižolovi kalčki v primerjavi z nesonikiranimi vzorci imeli 6,6-krat višjo skupno vsebnost flavonoidov in 11,57-krat višjo skupno vsebnost antocianov.
Ultrazvočne naprave s sondo podjetja Hielscher Ultrasonics omogočajo natančen nadzor. Procesni parametri, kot sta amplituda in nadzor temperature, ter enakomerna in izenačena izpostavljenost vseh semen območju ultrazvočne kavitacije so ključni dejavniki za spodbujanje okrepljene biosinteze v semenih in kalčkih.

Študije primerov ultrazvočnega gojenja kalčkov

Hassan et al. (2020) kažejo, da imajo ultrazvočno vzklila semena sirka bistveno izboljšan hranilni profil. Ultrazvočna obdelava je izboljšala profil in količino fitohranil v semenih sirka. Za ugotavljanje vpliva ultrazvočne kalitve kalčkov sirka so preučili različne fitokemične sestavine (alkaloide, fitate, saponine in sterole), sposobnost lovljenja radikalov (test z 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilom, test antioksidativne sposobnosti redukcije železovih ionov in test sposobnosti absorpcije kisikovih radikalov), fenolni profil (skupno vsebnost fenolnih spojin, skupno vsebnost flavonoidov, ferulno kislino, galno kislino, katehin, kvercetin in tanin) ter prebavljivost beljakovin in vitro (IVPD %). Ultrazvočna obdelava je izboljšala vse preizkušene dejavnike. Obdelani kalčki so izkazovali zlasti visoko sposobnost lovljenja radikalov in bogat fenolni profil z višjim odstotkom IVPD.
Blaga sonikacija pri 40% amplitudi v trajanju 5 min je pokazala bistvene izboljšave. Po kalitvi so ultrazvočno obdelani kalčki sirka izkazovali boljši profil fitokemikalij in lahko služijo kot dragocena surovina za proizvodnjo funkcionalnih živil z visoko vsebnostjo beljakovin ob nizkih stroških.

Petru et al. (2018) so raziskovali delovanje ultrazvočne kavitacije med kolapsom kavitacijskih mehurčkov. Ugotovili so, da ultrazvočna kavitacija povzroča mikroerozijo semenskih ovojnic, kar poveča prepustnost semenske lupine in spodbuja prenos snovi. Preučevali so vpliv ultrazvočne obdelave na kalitev semen, vznik in začetne faze rasti sejancev tritikale (križanca rži in pšenice). Vzorce s 50 semeni so ultrazvočno obdelali v vodi po naslednjem režimu: amplituda 15 µm pri temperaturi 25 degС in različnih časih obdelave 0, 2, 4, 6, 8 min. Nato so semena položili na vlažen filtrirni papir pri sobni temperaturi za kalitev in rast kalčkov. Najizrazitejši učinek ultrazvočne obdelave so opazili pri času obdelave 4 min. Optimalni podatki o kalitvi semen tritikale, ultrazvočno obdelanih 4 min, in vzniku sejancev v primerjavi z neobdelanimi semeni (kontrola) so prikazani na sliki 1. Ugotovili so, da povprečna dolžina sejancev iz ultrazvočno obdelanih semen za 15–20% presega dolžino sejancev iz kontrolnih semen. Ultrazvočno obdelana semena kalijo prej ter izkazujejo večjo kalitveno moč in večjo dolžino sejancev in korenin. 

Ultrazvočni procesorji za intenzivnejšo kalitev in rast kalčkov

Visokozmogljivi procesorji podjetja Hielscher Ultrasonics se uporabljajo v živilski industriji in kmetijstvu za spodbujanje kalitve in rasti kalčkov, predpripravo semen, vključno z osmotsko in hidrološko predpripravo, ter fermentacijske procese. Najsodobnejša tehnologija, prijaznost do uporabnika, varno upravljanje in robustnost so ključne lastnosti vseh procesorjev podjetja Hielscher Ultrasonics.
Preberite več o učinkih ultrazvočnih naprav Hielscher na semena in stročnice!

Šaržna in linijska obdelava

Ultrazvočne naprave Hielscher se lahko uporabljajo za šaržno in neprekinjeno pretočno obdelavo. Glede na prostornino, ki jo obdelujete, in urno zmogljivost obdelave je lahko priporočljiva linijska obdelava. Medtem ko je šaržna obdelava velikih prostornin časovno in delovno zahtevnejša, je neprekinjen postopek linijske sonikacije učinkovitejši, hitrejši in zahteva bistveno manj dela.

Ultrazvočni procesorji za vsako proizvodno zmogljivost

Ponudba podjetja Hielscher Ultrasonics zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav prek namiznih in pilotnih sistemov do povsem industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave celih tovornjakov materiala na uro. Celotna ponudba izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni procesor za vašo zmogljivost obdelave in cilje.
Namizni ultrazvočni sistemi so idealni za preizkuse izvedljivosti in optimizacijo procesov. Linearno povečanje merila na podlagi določenih procesnih parametrov omogoča zelo preprosto povečanje zmogljivosti obdelave z manjših serij na polno komercialno proizvodnjo. Povečanje merila je mogoče z namestitvijo zmogljivejše ultrazvočne mešalne enote ali z vzporednim povezovanjem več ultrazvočnih naprav v skupino. Z UIP16000 Hielscher ponuja najzmogljivejši ultrazvočni procesor na svetu.

Natančno nastavljive amplitude za optimalne rezultate

Vse ultrazvočne naprave Hielscher omogočajo natančen nadzor in so zato zanesljiva delovna orodja. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost ultrazvočne kalitve in gojenja kalčkov. Semena z mehko ovojnico zahtevajo blago sonikacijo in nižje nastavitve amplitude, medtem ko semena s čvrsto in trdo lupino pri sonikaciji z višjimi amplitudami dosegajo boljše rezultate rasti kalčkov. Vsi procesorji podjetja Hielscher Ultrasonics omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in ojačevalniki amplitude so dodatna oprema, ki omogoča spreminjanje amplitude v še širšem razponu. Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude in potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne uporabe. Amplitude do 200µm je mogoče brez težav neprekinjeno vzdrževati pri delovanju 24/7.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov s pametno programsko opremo vam omogočajo obdelavo semen v najučinkovitejših ultrazvočnih pogojih. Optimalna sonikacija za najboljše rezultate gojenja kalčkov!
Robustnost ultrazvočne opreme Hielscher omogoča delovanje 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zato je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve glede obdelave.

Preprosto preizkušanje brez tveganja

Ultrazvočne procese je mogoče v celoti linearno prenesti v večje merilo. To pomeni, da je mogoče vsak rezultat, dosežen z laboratorijsko ali namizno ultrazvočno napravo, prenesti v večje merilo z natančno enakim rezultatom ob uporabi natančno enakih procesnih parametrov. Zato je ultrazvočna obdelava idealna za preizkušanje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in poznejšo uvedbo v komercialno proizvodnjo. Stopite v stik z nami in izvedite, kako lahko sonikacija poveča vaš pridelek kalčkov in njihovo kakovost.

Najvišja kakovost – zasnovano in izdelano v Nemčiji

Hielscher kot podjetje v družinski lasti in z družinskim vodstvom daje prednost najvišjim standardom kakovosti svojih ultrazvočnih procesorjev. Vse ultrazvočne naprave so zasnovane, izdelane in temeljito preizkušene na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Zaradi robustnosti in zanesljivosti je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljiva delovna sila v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna lastnost visokozmogljivih ultrazvočnih naprav Hielscher.

Ultrazvočni procesor Hielscher lahko kupite v različnih velikostih in ga natančno prilagodite zahtevam svojega procesa. Od obdelave semen v majhni laboratorijski čaši do neprekinjenega pretočnega mešanja suspenzij semen na industrijski ravni vam Hielscher Ultrasonics ponuja primerno ultrazvočno napravo! Stopite v stik z nami – z veseljem vam bomo priporočili idealen ultrazvočni sistem!

Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav: