Snabbare groddning med ultraljud

Groddar är ett populärt hälsolivsmedel som är rikt på vitaminer, proteiner, mineraler och antioxidanter. Groddningsprocessen är arbetskrävande och tidskrävande. Ultraljudsaktivering av frön ökar groningsgraden, påskyndar groddningsprocessen, förbättrar näringsprofilen och främjar tillväxten av friska groddplantor. Stöpning och primning av frön med ultraljud är den idealiska tekniken för att öka din groddningskapacitet.

Groddning av frön, spannmål och baljväxter

Groddar är grodda frön av alfalfa, klöver, solros, broccoli, senap, rädisa, vitlök, dill, pumpa, mandel, spannmål (t.ex. hela vetekärnor, quinoa, korn, råg, bovete, durra, hirs), baljväxter (t.ex. jordnötter, ärter, kikärter, linser) samt olika bönor, såsom mungbönor, kidneybönor, pintobönor, små vita bönor och sojabönor. Eftersom groddar är rika på fytonäringsämnen såsom proteiner, vitaminer, mineraler och antioxidanter och har ett lågt innehåll av kalorier, fett och natrium betraktas de allmänt som ”hälsokost” och ”supermat”. Att inkludera groddar i den dagliga kosten hjälper till att förse kroppen med fibrer, vitaminer, mineraler och andra hälsofrämjande fytonäringsämnen.
Biotillgänglighet hos näringsämnen i groddar och mikrogrönt: Spannmål och baljväxter innehåller olika antinutritionella ämnen som försvårar matsmältningen och hämmar biotillgängligheten hos mikronäringsämnen och mineraler. Till exempel minskar trypsinhämmare och fytater, som finns i spannmål och baljväxter, proteinernas smältbarhet respektive mineralupptaget. Trypsinhämmare hämmar aktiviteten hos matsmältningsenzymet trypsin, vilket innebär att proteiner som intas inte kan brytas ned ordentligt och tas upp av kroppen.
Därför används groning och groddning för att inaktivera dessa antinutritionella ämnen. Under groddningen initieras reaktionsvägar för produktion av näringsämnen och fytokemikalier, och enzymer aktiveras. På så sätt tillhandahåller grodda frön och baljväxter ett brett spektrum av biotillgängliga näringsämnen.
Under gronings- och groddningsprocessen aktiveras endogena enzymer såsom α‐amylas, pullulanas, fytas och andra glukosidaser i fröna. Dessa enzymer bryter ned antinutritionella faktorer och spjälkar komplexa makronäringsämnen till enkla och mer lättsmälta former.
Groddar är fulla av hälsofrämjande näringsämnen såsom proteiner, klorofyll, vitaminer, mineraler, enzymer, aminosyror och fytokemikalier. Till exempel är broccoligroddar välkända för att vara extremt rika på sulforafan. Jämfört med mogna broccolibuketter innehåller grodda broccolifrön 50 gånger mer sulforafan.

Groddningsförfarande

Odling av groddar är arbetskrävande och tidskrävande. Under groddningsprocessen är hygien och sanitära förhållanden avgörande för att förhindra mikrobiell kontaminering och förskämning. Ultraljudsassisterad blötläggning, groning och groddning påskyndar odlingen och tillväxten av näringsrika, livskraftiga groddar och groddplantor.

Förbättrad odling av groddar och mikrogrönt med ultraljud

Blötläggning, groning och groddning med ultraljud intensifierar odlingen av groddar och mikrogrönt. Groddning är en arbetskrävande och tidsödande process där det finns risk för förskämning orsakad av mögel och bakterier. Eftersom fröna tillbringar en betydande tid i vatten (under blötläggningsfasen) och i en mycket fuktig miljö (under groddningsfasen) är risken för mikrobiell kontaminering och förskämning mycket hög. När förskämda groddar och förskämt mikrogrönt konsumeras orsakar de allvarlig matförgiftning. Blötläggning och groning med ultraljud förkortar blötläggnings- och groddningstiden. Eftersom fröna gror och växer snabbare förkortas tiden i miljöer med hög fuktighet. Därmed minimeras tiden för mikrobiell tillväxt och förskämning. Groddning med ultraljud gör inte bara groddningsprocessen effektivare, utan minskar också risken för kontaminering.
Dessutom har flera forskningsstudier visat att groddar som blötlagts och fått gro med ultraljud utmärker sig genom en högre näringsprofil, exempelvis högre innehåll av protein, vitaminer och fytonäringsämnen jämfört med konventionellt groddade frön. Groddar som odlats med ultraljud uppvisar också högre groddplantvigör.

Hydroprimning med ultraljud förbättrar vatten- och näringsupptaget. Jämförelsen mellan ultraljudsbehandlade linser (40Ws/g) och linser som inte ultraljudsbehandlats visar att ultraljudsbehandling förbättrar vattenupptaget avsevärt.

Fröaktivering med ultraljud

Groning som intensifieras med ultraljud orsakas av de mekaniska effekterna av ultraljudskavitation / akustisk kavitation. Effekterna av ultraljudskavitation påverkar fröskalet: kavitationen fragmenterar fröskalet och ökar därmed porositeten på frönas yta. Det innebär bokstavligen att ultraljudsfragmenteringen av fröskalet perforerar skalet. Dessutom ökar ultraljudsbehandlingen porstorleken så att en större massöverföring sker mellan fröets kärna och odlingsmediet. Den intensifierade massöverföringen förser fröet med det vatten och de näringsämnen som behövs. Tack vare den ökade porositeten och genomsläppligheten kan fröet ta upp vatten och näringsämnen snabbare. Den förbättrade hydreringen och ökade vattenhållande förmågan hos torra frön / spannmålskärnor gör att groddarna växer snabbare.

Ultraljudsbehandlingen av frön tar bara några minuter. Den specifika behandlingstiden beror på fröskalets hårdhet och kan variera mellan 4 och 6 minuter för de flesta frösorter. För att anpassa ultraljudsbehandlingen till den specifika frötypen / spannmålstypen är ultraljudsapparatens amplitud en viktig faktor som bidrar avsevärt till effektiviteten vid blötläggning och primning av fröna med ultraljud. Ju hårdare och tjockare fröskalet är, desto högre amplituder krävs. Hielscher Ultrasonics har djupgående kunskap om ultraljudsassisterad blötläggning, primning och groning av frön. Vi erbjuder dig den lämpligaste och effektivaste ultraljudsutrustningen för dina groddsorter och din groddningskapacitet.

Längre ultraljudsbehandling ger bättre groning hos Calanthe-hybriderna. (Shin et al. 2011)

Högre näringsvärde hos groddar som fått gro med ultraljud

Ultraljudsassisterad groddning främjar inte bara groningshastigheten och eliciteringshastigheten, utan har också positiva effekter på groddarnas näringskvalitet. Flera studier har visat att ultraljudsbehandling förbättrar biosyntesen av fytonäringsämnen. Yang et al. (2015) uppmätte ökade halter av isoflavonoider i ultraljudsbehandlade sojabönsgroddar. Halterna av isoflavonoiderna daidzein och genistein ökade med 39,13 respektive 96,91 % jämfört med de prover som inte hade ultraljudsbehandlats. De sojabönor som hade primats med ultraljud uppvisade också en ökning av gammaaminosmörsyra (GABA) med 43,4%. I en annan studie observerade Yu et al. (2016) förbättrad antioxidantkapacitet hos ultraljudsbehandlad romansallat.
Ampofo (2020) visade i sin avhandling att ultraljudsbehandling av vanliga bönor vid 360 W i 60 min framkallade en signifikant ökad ansamling av stressmarkörer efter 96 h groddning. Stress under groddplantornas tillväxt leder till signifikant ökad aktivitet hos enzymer som aktiverar fenylpropanoidbaserade försvarsmekanismer, ökade halter av fenolföreningar och ökad antioxidantkapacitet jämfört med det kontrollprov som inte hade ultraljudsbehandlats. Ultraljudsbehandlingen minskade groddningstiden med 60 h jämfört med kontrollen. Hos ultraljudsbehandlade frön framträdde groddrötterna efter 24 h groddning, och groddrötterna förlängdes signifikant med ökande groddningstid, medan kontrollproverna i jämförelse uppvisade fördröjt framträdande av groddrötter upp till 48 h groddning. När det gäller näringsvärdet uppvisade de ultraljudsbehandlade böngroddarna en 6,6 gånger högre totalhalt av flavonoider och en 11,57 gånger högre totalhalt av antocyaniner jämfört med prover som inte hade ultraljudsbehandlats.
Sondultraljudsapparaterna från Hielscher Ultrasonics kan styras exakt. Processparametrar såsom amplitud och temperaturreglering samt enhetlig och jämn exponering av alla frön för ultraljudets kavitationszon är avgörande faktorer för att framkalla uppreglerad biosyntes i frön och groddar.

Fallstudier av groddning med ultraljud

Hassan et al. (2020) visar att sorghumfrön som groddats med ultraljud uppvisar en signifikant förbättrad näringsprofil. Profilen och mängden av fytonäringsämnen i sorghumfrön förbättrades genom ultraljudsbehandling. Olika fytokemiska beståndsdelar (alkaloider, fytater, saponiner och steroler), radikalfångande aktivitet (analys med 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazyl, analys av järnreducerande antioxidantförmåga och analys av kapacitet att fånga syreradikaler), fenolprofil (totalhalt av fenolföreningar, totalhalt av flavonoider, ferulasyra, gallussyra, katekin, quercetin och tannin) samt proteinsmältbarhet in vitro (IVPD %) undersöktes med avseende på inverkan av ultraljudsassisterad groning av sorghumgroddar. Alla undersökta faktorer förbättrades genom ultraljudsbehandlingen. De behandlade groddarna uppvisade särskilt hög radikalfångande aktivitet och en rik fenolprofil med högre procentuell IVPD.
Mild ultraljudsbehandling vid 40% amplitud i 5 min gav de signifikanta förbättringarna. Efter groningen uppvisade de ultraljudsbehandlade sorghumgroddarna en överlägsen profil av fytokemikalier som kan fungera som värdefull råvara för framställning av proteinrika funktionella livsmedel till låg kostnad.

Petru et al. (2018) undersökte ultraljudskavitationens verkan när kavitationsbubblor kollapsar. De fann att ultraljudskavitation orsakar mikroerosion på fröskalen, vilket ökar fröskalets genomsläpplighet och främjar massöverföringen. De studerade ultraljudsbehandlingens inverkan på frögroning, uppkomst och tidiga tillväxtstadier hos groddplantor av rågvete (en hybrid mellan råg och vete). Proverna med 50 frön behandlades med ultraljud i vatten under följande förhållanden: amplituden 15 µm vid en temperatur på 25 degС under olika behandlingstider på 0, 2, 4, 6, 8 min. Därefter placerades fröna på ett vått filterpapper vid rumstemperatur för groning och groddning. Den mest uttalade effekten av ultraljudsbehandlingen observerades vid en behandlingstid på 4 min. De optimala resultaten för groning av rågvetefrön som ultraljudsbehandlats i 4 min och groddplantornas uppkomst jämfört med obehandlade frön (kontroll) visas i fig. 1. Man fann att medellängden hos groddplantorna från de ultraljudsbehandlade fröna överstiger längden hos plantorna från kontrollfröna med 15–20%. De ultraljudsbehandlade fröna gror tidigare och uppvisar större groningskraft samt längre groddplantor och rötter. 

Ultraljudsprocessorer för intensifierad groning och groddning

Hielscher Ultrasonics högpresterande processorer används inom livsmedelsproduktion och jordbruk för att främja groning och groddning, fröprimning inklusive osmoprimning och hydroprimning samt fermenteringsprocesser. Toppmodern teknik, användarvänlighet, säker drift och robusthet är centrala egenskaper hos alla processorer från Hielscher Ultrasonics.
Läs mer om effekterna av Hielschers ultraljudsapparater på frön och baljväxter!

Satsvis behandling och inlinebehandling

Hielschers ultraljudsapparater kan användas för satsvis behandling och kontinuerlig genomflödesbehandling. Beroende på din processvolym och kapacitet per timme kan inlinebehandling rekommenderas. Medan satsvis behandling av stora volymer är mer tids- och arbetskrävande är en kontinuerlig ultraljudsprocess inline effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbete.

Ultraljudsprocessorer för varje produktionskapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljudsprocessorer, från kompakta ultraljudsapparater för laboratorier via bänk- och pilotsystem till helt industriella ultraljudsprocessorer med kapacitet att bearbeta lastbilslaster per timme. Det kompletta produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den ultraljudsprocessor som är bäst lämpad för din processkapacitet och dina mål.
Ultraljudssystem i bänkformat är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserad på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka bearbetningskapaciteten från mindre satser till fullskalig kommersiell produktion. Uppskalning kan ske antingen genom att installera en kraftfullare ultraljudsblandare eller genom att koppla samman flera ultraljudsapparater parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher världens kraftfullaste ultraljudsprocessor.

Exakt reglerbara amplituder för optimala resultat

Alla ultraljudsapparater från Hielscher kan styras exakt och är därmed tillförlitliga arbetsredskap. Amplituden är en av de avgörande processparametrar som påverkar effektiviteten och verkan vid ultraljudsassisterad groning och groddning. Frön med ett mjukt skal kräver en mild ultraljudsbehandling och lägre amplitudinställningar, medan frön med ett robust och hårt skal ger bättre groddningsresultat när de behandlas med ultraljud vid högre amplituder. Alla processorer från Hielscher Ultrasonics möjliggör exakt inställning av amplituden. Sonotroder och förstärkarhorn är tillbehör som gör det möjligt att ändra amplituden inom ett ännu bredare intervall. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och den ultraljudsintensitet som krävs för krävande tillämpningar. Amplituder på upp till 200µm kan enkelt upprätthållas kontinuerligt vid drift dygnet runt, sju dagar i veckan.
Exakta amplitudinställningar och ständig övervakning av ultraljudsprocessens parametrar via intelligent programvara ger dig möjlighet att behandla dina frön under de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa groddningsresultat!
Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör drift dygnet runt, sju dagar i veckan vid hög belastning och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett tillförlitligt arbetsredskap som uppfyller dina bearbetningskrav.

Enkel, riskfri provning

Ultraljudsprocesser kan skalas upp helt linjärt. Det innebär att varje resultat som du har uppnått med en ultraljudsapparat för laboratoriebruk eller en bänkmodell kan skalas upp till exakt samma resultat med exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljudsbehandling idealisk för riskfria genomförbarhetstester, processoptimering och efterföljande implementering i kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att få veta hur ultraljudsbehandling kan öka din groddavkastning och förbättra groddarnas kvalitet.

Högsta kvalitet – konstruerad och tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjedrivet företag prioriterar Hielscher de högsta kvalitetsstandarderna för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater konstrueras, tillverkas och testas grundligt vid vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin i Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. Drift dygnet runt, sju dagar i veckan under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande ultraljudsapparater.

Du kan köpa en ultraljudsprocessor från Hielscher i olika storlekar och med en konfiguration som är exakt anpassad till dina processkrav. Från behandling av frön i en liten laboratoriebägare till kontinuerlig genomströmningsblandning av frösuspensioner i industriell skala erbjuder Hielscher Ultrasonics en lämplig ultraljudsapparat för dig! Kontakta oss – vi rekommenderar gärna den idealiska ultraljudsanläggningen för dig!

Tabellen nedan ger dig en uppfattning om våra ultraljudsapparaters ungefärliga bearbetningskapacitet: