Ươm mầm nhanh hơn bằng siêu âm

Rau mầm là thực phẩm tốt cho sức khỏe được ưa chuộng, giàu vitamin, protein, khoáng chất và chất chống oxy hóa. Tuy nhiên, quá trình ươm mầm tốn nhiều công sức và thời gian. Hoạt hóa hạt bằng siêu âm làm tăng tỷ lệ nảy mầm, đẩy nhanh quá trình ươm mầm, cải thiện thành phần dinh dưỡng và thúc đẩy sự phát triển của cây con khỏe mạnh. Ngâm và xử lý kích thích hạt trước khi nảy mầm bằng siêu âm là kỹ thuật lý tưởng để tăng năng lực sản xuất rau mầm của bạn.

Ươm mầm các loại hạt, ngũ cốc và hạt họ đậu

Rau mầm là hạt đã nảy mầm của cỏ linh lăng, cỏ ba lá, hướng dương, bông cải xanh, cải mù tạt, củ cải, tỏi, thì là, bí ngô, hạnh nhân, ngũ cốc (ví dụ: hạt lúa mì nguyên cám, diêm mạch, đại mạch, lúa mạch đen, kiều mạch, cao lương, kê), các loại hạt họ đậu (ví dụ: lạc, đậu Hà Lan, đậu gà, đậu lăng) cũng như nhiều loại đậu khác như đậu xanh, đậu thận, đậu pinto, đậu trắng navy và đậu nành. Vì rau mầm giàu các chất dinh dưỡng thực vật như protein, vitamin, khoáng chất và chất chống oxy hóa, đồng thời ít calo, chất béo và natri, nên chúng được xem rộng rãi là “thực phẩm tốt cho sức khỏe” và “siêu thực phẩm”. Bổ sung rau mầm vào chế độ dinh dưỡng hằng ngày giúp cung cấp cho cơ thể chất xơ, vitamin, khoáng chất và các chất dinh dưỡng thực vật khác có lợi cho sức khỏe.
Sinh khả dụng của các chất dinh dưỡng trong rau mầm và rau vi mầm: Ngũ cốc và các loại hạt họ đậu chứa nhiều chất kháng dinh dưỡng, gây cản trở tiêu hóa và làm giảm sinh khả dụng của các vi chất dinh dưỡng và khoáng chất. Ví dụ, các chất ức chế trypsin và phytate có trong ngũ cốc và các loại hạt họ đậu lần lượt làm giảm khả năng tiêu hóa protein và khả năng hấp thu khoáng chất. Các chất ức chế trypsin cản trở hoạt động của enzyme tiêu hóa trypsin, khiến protein ăn vào không thể được tiêu hóa đúng cách và hấp thu vào cơ thể.
Do đó, quá trình nảy mầm và ươm mầm được áp dụng để bất hoạt các chất kháng dinh dưỡng này. Trong quá trình ươm mầm, các con đường tạo ra chất dinh dưỡng và hợp chất hóa thực vật được khởi động, đồng thời các enzyme được hoạt hóa. Nhờ đó, các loại hạt và hạt họ đậu đã nảy mầm cung cấp nhiều chất dinh dưỡng đa dạng ở dạng có thể tiếp cận để cơ thể hấp thu.
Trong quá trình nảy mầm và ươm mầm, các enzyme nội sinh như α‐amylase, pullulanase, phytase và các glucosidase khác được hoạt hóa trong hạt. Các enzyme này phân giải các yếu tố kháng dinh dưỡng và phân cắt các chất dinh dưỡng đa lượng phức tạp thành những dạng đơn giản, dễ tiêu hóa hơn.
Rau mầm chứa nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe như protein, diệp lục, vitamin, khoáng chất, enzyme, axit amin và các hợp chất hóa thực vật. Ví dụ, mầm bông cải xanh được biết đến là đặc biệt giàu sulfurophane. So với các cụm hoa bông cải xanh trưởng thành, hạt bông cải xanh đã nảy mầm chứa lượng sulfurophane cao gấp 50 lần.

Quy trình ươm mầm

Việc trồng rau mầm tốn nhiều công sức và thời gian. Trong quá trình ươm mầm, vệ sinh và điều kiện vệ sinh đóng vai trò then chốt để ngăn ngừa nhiễm vi sinh vật và hư hỏng. Việc ngâm, nảy mầm và ươm mầm có hỗ trợ siêu âm giúp đẩy nhanh quá trình nuôi trồng và phát triển của rau mầm và cây con giàu dinh dưỡng, có sức sống cao.

Tăng cường nuôi trồng rau mầm và rau vi mầm bằng siêu âm

Ngâm ủ, nảy mầm và phát triển rau mầm có hỗ trợ siêu âm giúp tăng cường quá trình trồng rau mầm và rau vi mầm của bạn. Trồng rau mầm là một quá trình tốn nhiều công sức và thời gian, dễ bị hư hỏng do nấm mốc và vi khuẩn. Vì hạt ở trong nước trong một khoảng thời gian đáng kể (ở giai đoạn ngâm và ngâm ủ) và trong môi trường có độ ẩm cao (ở giai đoạn phát triển rau mầm), nguy cơ nhiễm vi sinh vật và hư hỏng là rất cao. Khi ăn rau mầm và rau vi mầm đã bị hư hỏng, người dùng sẽ bị ngộ độc thực phẩm nghiêm trọng. Ngâm ủ và nảy mầm có hỗ trợ siêu âm giúp rút ngắn thời gian ngâm và phát triển rau mầm. Khi hạt nảy mầm và phát triển nhanh hơn, thời gian hạt ở trong môi trường có độ ẩm cao sẽ giảm xuống. Nhờ đó, thời gian để vi sinh vật phát triển và gây hư hỏng được giảm thiểu. Trồng rau mầm có hỗ trợ siêu âm không chỉ giúp quá trình trồng rau mầm của bạn hiệu quả hơn mà còn giảm nguy cơ nhiễm bẩn.
Ngoài ra, nhiều nghiên cứu đã cho thấy rau mầm được ngâm và cho nảy mầm có hỗ trợ siêu âm nổi bật với thành phần dinh dưỡng được cải thiện, chẳng hạn như hàm lượng protein, vitamin và dưỡng chất thực vật cao hơn so với hạt được cho nảy mầm theo phương pháp thông thường. Rau mầm được trồng có hỗ trợ siêu âm cũng có sức sinh trưởng của cây mầm cao hơn.

Xử lý kích hoạt hạt bằng ngâm nước có hỗ trợ siêu âm giúp cải thiện khả năng hấp thu nước và chất dinh dưỡng. So sánh đậu lăng được xử lý bằng siêu âm (40Ws/g) với đậu lăng không được xử lý bằng siêu âm cho thấy siêu âm cải thiện đáng kể khả năng hấp thu nước.

Kích hoạt hạt bằng siêu âm

Sự tăng cường nảy mầm nhờ siêu âm là do các tác động cơ học của hiện tượng xâm thực siêu âm / âm học. Các tác động của hiện tượng xâm thực siêu âm ảnh hưởng đến vỏ hạt: hiện tượng này làm vỡ vỏ hạt và nhờ đó làm tăng độ xốp trên bề mặt hạt. Điều này có nghĩa là sự phân mảnh lớp vỏ hạt bằng siêu âm thực sự tạo ra các lỗ xuyên qua vỏ. Ngoài ra, xử lý bằng siêu âm làm tăng kích thước lỗ, nhờ đó tăng cường sự truyền khối giữa phần bên trong hạt và môi trường sinh trưởng. Sự truyền khối được tăng cường cung cấp cho hạt lượng nước và chất dinh dưỡng cần thiết. Nhờ độ xốp và tính thấm tăng lên, hạt có thể hấp thu nước và chất dinh dưỡng nhanh hơn. Khả năng hydrat hóa tốt hơn và khả năng giữ nước tăng lên ở hạt khô / hạt ngũ cốc khô giúp rau mầm phát triển nhanh hơn.

Thời gian xử lý hạt bằng siêu âm chỉ mất vài phút. Thời gian xử lý siêu âm cụ thể phụ thuộc vào độ cứng của vỏ hạt và có thể dao động từ 4 đến 6 phút đối với hầu hết các giống hạt. Để điều chỉnh quá trình xử lý bằng siêu âm cho phù hợp với từng loại hạt / hạt ngũ cốc cụ thể, biên độ của thiết bị siêu âm là một yếu tố quan trọng, góp phần đáng kể vào hiệu quả ngâm và xử lý kích hoạt hạt bằng siêu âm. Vỏ hạt càng cứng và dày thì biên độ cần thiết càng cao. Hielscher Ultrasonics có kiến thức chuyên sâu về ngâm / ngâm ủ, xử lý kích hoạt và cho hạt nảy mầm có hỗ trợ siêu âm. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn thiết bị siêu âm phù hợp và hiệu quả nhất cho các giống rau mầm và năng lực sản xuất rau mầm của bạn.

Xử lý bằng siêu âm lâu hơn giúp các giống lai Calanthe nảy mầm tốt hơn. (Shin et al. 2011)

Giá trị dinh dưỡng cao hơn của rau mầm được cho nảy mầm bằng siêu âm

Quá trình tạo mầm có hỗ trợ siêu âm không chỉ thúc đẩy tốc độ nảy mầm và tỷ lệ cảm ứng mà còn có tác động tích cực đến chất lượng dinh dưỡng của mầm. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng xử lý siêu âm giúp tăng cường sinh tổng hợp các dưỡng chất thực vật. Yang và cộng sự (2015) đo được hàm lượng isoflavonoid tăng lên trong mầm đậu nành được xử lý siêu âm. Hàm lượng các isoflavonoid daidzein và genistein tăng lần lượt 39,13 và 96,91 % so với các mẫu không được xử lý siêu âm. Đậu nành được xử lý kích thích trước nảy mầm bằng siêu âm cũng cho thấy hàm lượng axit gamma-aminobutyric (GABA) tăng 43,4%. Trong một nghiên cứu khác, Yu và cộng sự (2016) quan sát thấy khả năng chống oxy hóa được cải thiện ở rau diếp Romaine được xử lý siêu âm.
Ampofo (2020) cho thấy trong luận án của mình rằng việc xử lý đậu cô ve bằng siêu âm ở 360 W trong 60 min làm tăng đáng kể sự tích lũy các chỉ dấu stress tại thời điểm 96 h của quá trình tạo mầm. Stress trong quá trình sinh trưởng của cây mầm làm tăng đáng kể hoạt tính của các enzyme khởi phát con đường phenylpropanoid phòng vệ, các hợp chất phenolic và khả năng chống oxy hóa so với mẫu đối chứng không được xử lý siêu âm. Xử lý siêu âm rút ngắn thời gian tạo mầm 60 h so với đối chứng. Hạt được xử lý siêu âm xuất hiện rễ mầm tại thời điểm 24 h của quá trình tạo mầm, với rễ mầm dài ra đáng kể khi thời gian tạo mầm tăng, trong khi các mẫu đối chứng xuất hiện rễ mầm muộn hơn, tới thời điểm 48 h của quá trình tạo mầm. Về giá trị dinh dưỡng, mầm đậu được xử lý siêu âm có hàm lượng flavonoid tổng cao gấp 6,6 lần và hàm lượng anthocyanin tổng cao gấp 11,57 lần so với các mẫu không được xử lý siêu âm.
Các thiết bị siêu âm dạng đầu dò của Hielscher Ultrasonics có thể được điều khiển chính xác. Các thông số quá trình như biên độ và việc kiểm soát nhiệt độ, cũng như việc đảm bảo tất cả các hạt tiếp xúc đồng đều với vùng xâm thực siêu âm, là những yếu tố thiết yếu để kích thích tăng cường sinh tổng hợp trong hạt và mầm.

Các nghiên cứu điển hình về quá trình tạo mầm bằng siêu âm

Hassan và cộng sự (2020) chứng minh rằng hạt cao lương được cho nảy mầm bằng siêu âm có thành phần dinh dưỡng được cải thiện đáng kể. Thành phần và hàm lượng dưỡng chất thực vật trong hạt cao lương được cải thiện nhờ xử lý siêu âm. Ảnh hưởng của quá trình cho nảy mầm bằng siêu âm đối với mầm cao lương được khảo sát thông qua nhiều thành phần hóa thực vật (alkaloid, phytate, saponin và sterol), hoạt tính bắt giữ gốc tự do (phép thử 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, phép thử khả năng chống oxy hóa thông qua khử sắt và phép thử khả năng hấp thụ gốc oxy), thành phần phenolic (hàm lượng phenolic tổng, hàm lượng flavonoid tổng, axit ferulic, axit gallic, catechin, quercetin và tannin), cùng với khả năng tiêu hóa protein in vitro (IVPD %). Tất cả các yếu tố được khảo sát đều được cải thiện nhờ xử lý siêu âm. Các mầm được xử lý có hoạt tính bắt giữ gốc tự do đặc biệt cao và thành phần phenolic phong phú, cùng với tỷ lệ IVPD cao hơn.
Xử lý siêu âm nhẹ ở biên độ 40% trong 5 min cho thấy những cải thiện đáng kể. Sau khi nảy mầm, mầm cao lương được xử lý siêu âm có thành phần hóa thực vật vượt trội và có thể được dùng làm nguyên liệu thô có giá trị để sản xuất thực phẩm chức năng giàu protein với chi phí thấp.

Petru và cộng sự (2018) đã nghiên cứu tác động của hiện tượng xâm thực siêu âm trong quá trình các bọt xâm thực sụp đổ. Họ phát hiện rằng hiện tượng xâm thực siêu âm gây ra sự xói mòn vi mô trên vỏ hạt, làm tăng tính thấm của vỏ hạt và thúc đẩy quá trình truyền khối. Họ đã nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý siêu âm đối với sự nảy mầm của hạt, sự mọc mầm và các giai đoạn sinh trưởng ban đầu của cây con triticale (giống lai giữa lúa mạch đen và lúa mì). Các mẫu gồm 50 hạt được xử lý bằng siêu âm trong nước theo chế độ sau: biên độ 15 µm ở nhiệt độ 25 degС với các thời gian xử lý khác nhau là 0, 2, 4, 6, 8 min. Sau đó, hạt được đặt trên giấy lọc ướt ở nhiệt độ phòng để nảy mầm và phát triển mầm. Tác động rõ rệt nhất của xử lý siêu âm được ghi nhận với thời gian xử lý 4 min. Dữ liệu tối ưu về sự nảy mầm của hạt triticale được xử lý siêu âm trong 4 min và sự mọc mầm của cây con so với hạt không được xử lý (đối chứng) được trình bày trong Hình 1. Kết quả cho thấy chiều dài trung bình của cây con từ hạt được xử lý siêu âm lớn hơn 15 – 20% so với cây con từ hạt đối chứng. Hạt được xử lý siêu âm nảy mầm sớm hơn, thể hiện sức nảy mầm cao hơn, đồng thời cây con và rễ có chiều dài lớn hơn. 

Thiết bị xử lý siêu âm giúp tăng cường sự nảy mầm và phát triển mầm

Các thiết bị xử lý hiệu suất cao của Hielscher Ultrasonics được sử dụng trong ngành thực phẩm và nông nghiệp để thúc đẩy sự nảy mầm và phát triển mầm, xử lý kích hoạt hạt giống bao gồm xử lý kích hoạt bằng điều chỉnh áp suất thẩm thấu, xử lý kích hoạt bằng nước, cũng như các quá trình lên men. Công nghệ tiên tiến nhất, tính thân thiện với người dùng, khả năng vận hành an toàn và độ bền là những đặc điểm chủ chốt của tất cả các thiết bị xử lý của Hielscher Ultrasonics.
Đọc thêm về tác động của các thiết bị siêu âm Hielscher đối với hạt giống và các loại đậu!

Xử lý theo mẻ và xử lý trực tiếp trên dòng

Các thiết bị siêu âm Hielscher có thể được sử dụng để xử lý theo mẻ và xử lý dòng chảy liên tục. Tùy thuộc vào thể tích xử lý và năng suất xử lý mỗi giờ của bạn, phương pháp xử lý trực tiếp trên dòng có thể được khuyến nghị. Trong khi xử lý thể tích lớn theo mẻ tốn nhiều thời gian và nhân công hơn, quy trình xử lý siêu âm liên tục trực tiếp trên dòng hiệu quả hơn, nhanh hơn và cần ít nhân công hơn đáng kể.

Thiết bị xử lý siêu âm cho mọi công suất sản xuất

Danh mục sản phẩm của Hielscher Ultrasonics bao quát toàn bộ các loại thiết bị xử lý siêu âm, từ thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm nhỏ gọn, các hệ thống để bàn và quy mô thí điểm đến các thiết bị xử lý siêu âm hoàn toàn ở quy mô công nghiệp với khả năng xử lý lượng vật liệu tương đương nhiều xe tải mỗi giờ. Danh mục sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn thiết bị xử lý siêu âm phù hợp nhất với công suất và mục tiêu xử lý của bạn.
Các hệ thống siêu âm để bàn lý tưởng cho thử nghiệm tính khả thi và tối ưu hóa quy trình. Việc mở rộng quy mô tuyến tính dựa trên các thông số quy trình đã được xác lập giúp tăng công suất xử lý từ các lô nhỏ lên sản xuất thương mại hoàn chỉnh một cách rất dễ dàng. Có thể mở rộng quy mô bằng cách lắp đặt một bộ trộn siêu âm có công suất lớn hơn hoặc ghép nhiều thiết bị siêu âm thành cụm hoạt động song song. Với UIP16000, Hielscher cung cấp thiết bị xử lý siêu âm mạnh nhất trên toàn thế giới.

Biên độ có thể kiểm soát chính xác để đạt kết quả tối ưu

Tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher đều có thể được điều khiển chính xác và do đó là những công cụ làm việc đáng tin cậy. Biên độ là một trong những thông số quy trình then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của quá trình nảy mầm và phát triển mầm bằng siêu âm. Hạt có lớp vỏ mềm cần được xử lý siêu âm nhẹ với mức biên độ thấp hơn, trong khi hạt có lớp vỏ chắc và cứng cho kết quả phát triển mầm tốt hơn khi được xử lý siêu âm ở biên độ cao hơn. Tất cả các thiết bị xử lý của Hielscher Ultrasonics đều cho phép cài đặt biên độ chính xác. Đầu sonotrode và bộ khuếch đại biên độ là những phụ kiện cho phép điều chỉnh biên độ trong phạm vi rộng hơn nữa. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể tạo ra biên độ rất cao và cung cấp cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng có yêu cầu khắt khe. Có thể dễ dàng duy trì liên tục biên độ lên đến 200µm khi vận hành 24/7.
Việc cài đặt biên độ chính xác và giám sát liên tục các thông số quy trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cho phép bạn xử lý hạt trong những điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Xử lý siêu âm tối ưu để đạt kết quả phát triển mầm tốt nhất!
Độ bền của thiết bị siêu âm Hielscher cho phép vận hành 24/7 ở chế độ tải nặng và trong môi trường khắc nghiệt. Điều này giúp thiết bị siêu âm Hielscher trở thành công cụ làm việc đáng tin cậy, đáp ứng các yêu cầu xử lý của bạn.

Thử nghiệm dễ dàng, không rủi ro

Các quy trình siêu âm có thể được mở rộng quy mô hoàn toàn theo tuyến tính. Điều này có nghĩa là mọi kết quả bạn đạt được khi sử dụng thiết bị siêu âm trong phòng thí nghiệm hoặc loại để bàn đều có thể được mở rộng quy mô để cho kết quả đầu ra giống hệt khi sử dụng các thông số quy trình giống hệt. Điều này khiến xử lý siêu âm trở thành lựa chọn lý tưởng để thử nghiệm tính khả thi mà không có rủi ro, tối ưu hóa quy trình và sau đó triển khai vào sản xuất thương mại. Hãy liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu cách xử lý siêu âm có thể tăng sản lượng và chất lượng rau mầm của bạn.

Chất lượng cao nhất – Thiết kế và sản xuất tại Đức

Là doanh nghiệp do gia đình sở hữu và điều hành, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho các thiết bị xử lý siêu âm của mình. Tất cả các thiết bị siêu âm đều được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow, gần Berlin, Đức. Độ bền và độ tin cậy của thiết bị siêu âm Hielscher giúp thiết bị trở thành công cụ làm việc bền bỉ trong hoạt động sản xuất của bạn. Khả năng vận hành 24/7 ở mức đầy tải và trong môi trường khắc nghiệt là đặc tính vốn có của các thiết bị siêu âm hiệu suất cao của Hielscher.

Bạn có thể mua thiết bị xử lý siêu âm Hielscher với nhiều kích cỡ khác nhau và được cấu hình chính xác theo yêu cầu quy trình của bạn. Từ xử lý hạt trong cốc nhỏ ở phòng thí nghiệm đến trộn liên tục huyền phù hạt theo dòng chảy ở quy mô công nghiệp, Hielscher Ultrasonics đều cung cấp thiết bị siêu âm phù hợp với bạn! Hãy liên hệ với chúng tôi – chúng tôi rất vui được giới thiệu hệ thống siêu âm lý tưởng cho bạn!

Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: