Нахи ҳалшавандаи ғизоии пӯсти тухми перилла, ки бо коркарди пайдарпайи фишори ултрабаланд–селлюлаза ба даст омадааст (UCPSDF), фраксияи нахи ҳалшавандаи ғизоиест, ки пас аз коркарди суспензияи пӯсти тухми перилла аввал дар фишори 400 MPa барои 20 дақиқа ва сипас гидролиз бо 75 U/g селлюлаза дар pH 4,8 ва 50 °C барои 100 дақиқа ба даст меояд. Ин таҳқиқот UCPSDF-ро бо PSDF-и бе коркард, UPSDF-и танҳо бо фишори ултрабаланд коркардшуда ва CPSDF-и танҳо бо селлюлаза коркардшуда муқоиса намуда; таркиби кимиёвӣ, профили моносахаридҳо, массаи молекулавии намоён, андозаи зарраҳо, FTIR, XRD, SEM, рафтори гармӣ ва хусусиятҳои гидрататсионии нахҳоро омӯхтааст. Сипас ҳар навъи SDF ба миқдори %6 ба хамири композитии гандум–ҷуворимакка илова шуда, pasting, реология, текстура, сохтори сафеда ва тақсимоти об дар хамир арзёбӣ шудааст.

Коркарди пешакии пайдарпайи UHP–селлюлаза миқдори гравиметрии SDF-ро дар маводи пурраи пӯсти перилла аз %3,71 то %8,63 зиёд карда, нахи ғизоии ҳалнашаванда (IDF)-ро аз %55,74 то %50,37 кам кардааст. Ин рақамҳо на ҳосили экстраксияи SDF, балки миқдори ченшудаи SDF ва IDF дар тамоми маводи пӯсти пешакӣ коркардшударо нишон медиҳанд. Массаи миёнаи молекулавии намоёни UCPSDF аз 2788 Da то 2442 Da ва андозаи миёнаи зарраҳо аз 3,62 µm то 2,76 µm коҳиш ёфта; ҳиссаи глюкоза кам шуда, ҳиссаҳои нисбии арабиноза ва баъзе моносахаридҳои турш зиёд шудаанд.

Натиҷаҳои FTIR ва XRD нишон доданд, ки коркардҳои пешакӣ гурӯҳҳои асосии функсионалии полисахаридӣ ва хусусиятҳои асосии кристаллии SDF-ро аз байн набурдаанд. Баръакс, дар тасвирҳои воқеии SEM UCPSDF морфологияи бозтар, ковоктар ва бо агрегацияи камтар нишон дод. UCPSDF дар байни намунаҳои SDF-и санҷидашуда баландтарин қобилияти нигоҳдории об ва варамкунӣ дар обро нишон дод; CPSDF бошад баландтарин қобилияти нигоҳдории равғанро дошт.

Ҳангоми илова кардани %6 UCPSDF ба хамири композитӣ, ки аз %80 орди гандум ва %20 орди ҷуворимакка иборат буд, намунаи UCP-D дар тамоми диапазони басомад қавитарин ҷавоби эластикиро нишон дод. Барқароршавии хамир аз 0,59 то 0,72 ва когезия аз 0,64 то 0,76 афзуд. Дар сафедаҳо ҳиссаи умумии α-спирал + β-қабат аз %53,93 то %66,82 зиёд шуд; гурӯҳҳои озоди сулфгидрил кам ва пайвандҳои дисулфид зиёд гардиданд. Дар таҳлили NMR-и майдони паст вақти релаксатсияи T₂₃, ки оби нисбатан ҳаракатнокро ифода мекунад, аз 297,86 ms то 81,23 ms коҳиш ёфт ва дар тасвирҳои SEM-и хамир матритсаи зичтару пайвасттар мушоҳида шуд.

Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки коркарди пайдарпайи UHP–селлюлаза сохтор ва махсусан рафтори гидрататсионии SDF-и пӯсти тухми перилларо тағйир медиҳад; ин тағйирот бо тағйироти ҳаракатнокии об ва ташкилёбии глютен–крахмал–полисахарид дар хамири композитии гандум–ҷуворимакка ҳамроҳанд. Бо вуҷуди ин, таҷриба танҳо бо иловаи %6 SDF ва дар сатҳи хамири лабораторӣ гузаронида шудааст. Самаранокии пухтупаз, хусусиятҳои ҳиссии нон ё дигар маҳсулоти ниҳоӣ, муҳлати нигоҳдорӣ, таъсирҳои физиологӣ дар одамон ва калонкунии миқёси саноатӣ дар ин таҳқиқот санҷида нашудаанд.

Масъалаи асосии таҳқиқот

Тухми перилла (Perilla frutescens L.) ашёи хоми растаниест, ки аз сабаби равған, сафеда, полисахарид ва дигар ҷузъҳои биоактивӣ қадр мешавад. Аммо пӯстҳое, ки пас аз коркарди тухм боқӣ мемонанд, бо вуҷуди бой будан аз селлюлоза метавонанд ба истифодаҳои дорои арзиши иловагии паст равона шаванд ё ҳамчун партов боқӣ монанд. Таҳқиқот ба истифодаи функсионалии ин пӯстҳо ҳамчун манбаи нахи ҳалшавандаи ғизоӣ тамаркуз кардааст.

Нахи ҳалшавандаи ғизоӣ (soluble dietary fiber, SDF) фраксияи нахи ғизоиест, ки бо об ҳамкорӣ карда метавонад ва хусусиятҳои гидрататсионии он метавонанд ба вазифааш дар системаҳои ғизоӣ таъсири назаррас расонанд. На танҳо миқдори SDF, балки массаи молекулавӣ, таркиби моносахаридӣ, андозаи зарраҳо ва микросохтори он низ метавонанд ҳамкории онро бо об, крахмал ва сафедаҳо тағйир диҳанд.

Саволи асосии муҳаққиқон ин буд, ки коркарди пайдарпайи ултра-фишори баланд (ultra-high pressure, UHP) ва селлюлаза ба пӯсти тухми перилла сохтори SDF-ро чӣ гуна тағйир медиҳад ва ин тағйироти сохторӣ баъдан ба идоракунии об ва шабакаи глютени хамири композитии гандум–ҷуворимакка чӣ гуна инъикос мешаванд.

Чаро фишори ултрабаланд ва селлюлаза якҷоя истифода шуданд?

Фишори ултрабаланд ҳамчун коркарди пешакии физикӣ метавонад таъсирҳои ғайриковалентиро дар матритсаи девори ҳуҷайра вайрон кунад, сохтори зичро суст намояд ва сатҳҳои дастрас барои ферментҳоро зиёд кунад. Селлюлаза бошад пайвандҳои β-1,4-гликозидии вобаста ба селлюлозаро гидролиз карда, сохторҳои калонтар ва ҳалнашавандаро қисман таҷзия карда метавонад.

Гипотезаи таҳқиқот ин буд, ки аввал суст кардани сохтор тавассути UHP метавонад дастрасии селлюлазаро ба субстрат осон намояд ва ҳамин тавр сохтори SDF-е ба вуҷуд орад, ки аз коркарди танҳо UHP ё танҳо селлюлаза фарқ мекунад. Таҷриба ин гипотезаро бо муқоисаи чор гурӯҳи параллелии коркард санҷид.

Оё Афзоиши Миқдори SDF аз %3,71 то %8,63 Ҳосили Экстраксияро Ифода Мекунад?

Не. Таҳқиқоти манбаъ равшан мегӯяд, ки арзишҳои %3,71 ва %8,63 миқдори SDF-и бо усули ферментативӣ-гравиметрӣ дар тамоми маводи пӯсти тухми периллаи пешакӣ коркардшуда ченшуда мебошанд; онҳо ҳосили препаративии экстраксияи фраксияи SDF-и бо этанол таҳшиншуда, ки дар таҷрибаҳои баъдӣ истифода шудааст, нестанд.

Таркиби асосии кимиёвии маводи пӯст

Дар ҳамаи гурӯҳҳои коркард IDF кам ва SDF зиёд шудааст. Бузургтарин тағйирот дар коркарди пайдарпайи UHP–селлюлаза ба вуҷуд омадааст. Муаллифон ин натиҷаро бо он шарҳ медиҳанд, ки UHP сохтори зичи девори ҳуҷайраро суст карда дастрасии селлюлазаро зиёд мекунад ва селлюлаза як қисми сохторҳои ҳалнашавандаро ба пораҳои хурдтари полисахаридии ҳалшаванда табдил медиҳад. Ин механизм тафсири қобили қабули сохтор–функсия мебошад; таҳқиқот шикастани ҳар як пайванди селлюлозаро дар сатҳи молекулавӣ мустақим пайгирӣ накардааст.

Таркиби моносахаридҳо чӣ гуна тағйир ёфт?

Дар ҳамаи фраксияҳои SDF моносахариди асосӣ глюкоза мебошад. Бо вуҷуди ин, коркардҳои пешакӣ ҳиссаи нисбии глюкозаро кам карда, махсусан ҳиссаи арабиноза ва баъзе моносахаридҳои туршро зиёд намуданд. UCPSDF бо %84,87 пасттарин ҳиссаи глюкоза ва бо %7,13 баландтарин ҳиссаи арабинозаро нишон дод.

Дар манбаъ рамноза, галактоза ва фукоза муайян нашудаанд. Илова бар ин, азбаски фраксияҳои SDF пас аз таҳшин бо этанол минбаъд тоза карда нашудаанд, муҳаққиқон қайд мекунанд, ки саҳми боқимондаҳои ғайринахӣ ба профили моносахаридиро пурра истисно кардан мумкин нест.

Массаи молекулавии намоён чӣ гуна муайян шуд?

Массаи молекулавии миёнавазнии намоён (Mw) тавассути хроматографияи гузариши гелии самаранокии баланд (HPGPC) муайян шудааст. Барои калибркунӣ стандартҳои декстран дар диапазони 1000–120.000 Da истифода шуданд.

K_av = −0,1927 log₁₀(Mw) + 0,9527

Коэффисиенти муайянкунандаи калибркунӣ R² = 0,9960 мебошад. K_av коэффисиенти самараноки тақсимшавӣ аст, ки рафтори тақсимшавии хроматографиро ифода мекунад; Mw бошад массаи молекулавии миёнавазнии намоёнест, ки аз муодила ҳисоб шудааст. Ибораи «намоён» муҳим аст, зеро натиҷа массаи молекулавии эквивалентии хроматографиро нисбат ба сутун ва стандартҳои декстрани истифодашуда ифода мекунад.

Массаи молекулавӣ бо тартиби PSDF → UPSDF → CPSDF → UCPSDF аз 2788 → 2639 → 2503 → 2442 Da коҳиш ёфт. Ин тамоюл бо деполимеризатсияи қисман дар сохтори полисахаридҳо дар натиҷаи UHP ва махсусан коркарди селлюлаза мувофиқат мекунад.

Андозаи зарраҳо

UCPSDF пасттарин D50 ва андозаи миёнаи зарраҳоро нишон дод; аммо аз рӯи D50, D90 ва Dav байни CPSDF ва UCPSDF фарқи назаррас пайдо нашуд. Аз ин рӯ, хулосае, ки селлюлаза дар камшавии андозаи зарра нақши асосӣ дорад, набояд ба шакли «коркарди якҷоя дар ҳар нишондиҳанда ҳатман аз селлюлаза беҳтар аст» васеъ карда шавад.

FTIR чӣ нишон дод?

Спектрҳои FTIR-и чор SDF умуман шабеҳ буданд. Банди васеъ дар минтақаи 3600–3200 cm⁻¹ ба кашиши O–H, бандҳои 2926 ва 2852 cm⁻¹ ба кашиши C–H, банди тақрибан 1746 cm⁻¹ ба кашиши C=O ва минтақаҳои 1239, 1153 ва 1032 cm⁻¹ ба ларзишҳои пайвандҳои гликозидии C–O ва C–O–C нисбат дода шудаанд.

Пайдо нашудани пикҳои нави асосӣ ё аз байн нарафтани пикҳои хоси муҳим нишон медиҳад, ки UHP, селлюлаза ва коркарди якҷояи пешакӣ чаҳорчӯбаи асосии гурӯҳҳои функсионалии SDF-ро пурра тағйир надодаанд.

XRD чӣ нишон дод?

Дар намунаҳои дифраксияи рентгенӣ намунаҳо хусусиятҳои асосии дифраксионии шабеҳро нигоҳ доштанд. Пайдо нашудани пикҳои нави равшан ё гум нашудани пикҳои асосӣ нишон медиҳад, ки коркардҳои пешакӣ хусусиятҳои асосии кристаллии SDF-ро пурра дигар накардаанд.

Аз ин рӯ, хулосаи таҳқиқот «UHP–селлюлаза сохтори кристаллиро нест кард» нест. Тафсири дурусттар ин аст, ки дар ҳоле ки нишонаҳои асосии кристаллӣ нигоҳ дошта шуданд, морфология, андозаи зарраҳо, массаи молекулавӣ ва хусусиятҳои вобаста ба гидрататсия тағйир ёфтанд.

Дар тасвирҳои SEM чӣ тағйир ёфт?

Дар тасвирҳои воқеии микроскопи электронии сканеркунанда дар саҳифаи 12-и манбаъ PSDF агрегатҳои зичтар, номунтазам ва ковокиҳои нисбатан маҳдудро нишон дод. Дар сатҳи UPSDF шикофҳо ва ковокиҳои хурд зиёд шуданд; CPSDF ба фрагментҳои хурдтар, ноҳамвор ва ковоктар ҷудо шуд. UCPSDF бошад сохтори бозтар, ковоктар ва бо агрегацияи камтар нишон дод.

Азбаски худи тасвирҳои SEM далели таҷрибавӣ мебошанд, дар ин ҷо тасвири сунъии SEM сохта нашудааст. Баёни Verianla танҳо паёми морфологии дар тасвирҳои манбаъ гузоришшударо мерасонад.

Рафтори гармӣ

Коркардҳои пешакӣ профили TG/DTG-ро тағйир доданд; аммо тағйироти ҳарорат дар марҳилаҳои гуногуни таҷзия ҳамсамт нестанд. Аз ин рӯ, манбаъ хулоса намекунад, ки коркардҳо дар тамоми диапазони ҳарорат устувории гармиро пайваста зиёд кардаанд.

Қобилияти нигоҳдории об, нигоҳдории равған ва варамкунӣ чӣ гуна ҳисоб шуд?

Барои қобилияти нигоҳдории об (WHC) муодилаи манбаъ:

WHC (g/g) = (W₂ − W₁) / m

W₁ массаи намунаи хушк + найчаи центрифугаро; W₂ массаи намуна + найча пас аз нигоҳдорӣ дар об ва центрифугаро; m бошад массаи намунаи хушкро ифода мекунад. Натиҷаи g/g нишон медиҳад, ки як грамм нахи хушк дар охири коркард чӣ қадар об нигоҳ доштааст.

Барои қобилияти нигоҳдории равған (OHC):

OHC (g/g) = (O₂ − O₁) / m

O₁ намунаи хушк + найча, O₂ бошад масса пас аз тамос бо равған ва центрифуга мебошад.

Қобилияти варамкунӣ дар об (WSC) бошад:

WSC (mL/g) = (V₁ − V₀) / m

V₀ ҳаҷми ибтидоӣ, V₁ ҳаҷм пас аз 24 соати гидрататсия ва m массаи намунаи хушкро ифода мекунад.

UCPSDF дар байни чор намуна баландтарин WHC ва WSC-ро нишон дод. CPSDF баландтарин OHC-ро дошт, UCPSDF низ қобилияти нисбатан баланди нигоҳдории равғанро нигоҳ дошт. Азбаски ҳамаи арзишҳои дақиқи хоми сутунҳои Figure 1e дар матни асосӣ рақамӣ дода нашудаанд, онҳо аз график тахмин карда шуда ҳамчун рақами дақиқ бозсозӣ нашудаанд.

UCPSDF Хамири Композитии Гандум–Ҷуворимаккаро Чӣ Гуна Тағйир Дод?

Хамири UCP-D, ки %6 UCPSDF дошт, дар шароити лаборатории таҳқиқот бо ҷавоби эластикии баландтар, барқароршавӣ ва когезияи бештар, ҳиссаи баландтари α-спирал + β-қабат, пайвандҳои дисулфидии бештар, ҳаракатнокии маҳдудтари об ва микросохтори зичтари хамир алоқаманд буд; аммо ин натиҷаҳо бевосита нишон намедиҳанд, ки сифати ҳиссӣ ва тиҷоратии нони пухташуда ё дигар маҳсулоти ниҳоӣ беҳтар шудааст.

Чаро формулаи хамир муҳим аст?

Орди гандум ва орди ҷуворимакка бо таносуби массаи 8:2 омехта шудаанд. Омехтаи умумии орд %100 қабул шуда, дар ҳамаи гурӯҳҳои SDF сатҳи иловаи нах %6 нигоҳ дошта шудааст.

Гарчанде тақрибан %60 об ҳамчун меъёри ибтидоӣ истифода шуд, ба ҳамаи намунаҳо миқдори якхелаи об илова нашудааст. Азбаски намунаҳои SDF хусусиятҳои гидрататсионии гуногун доштанд, муҳаққиқон миқдори воқеии обро мувофиқи ҷабби оби ченшуда бо фаринограф танзим карда, кӯшиш карданд консистенсияи монанди хамирро таъмин кунанд. Ин ҷузъиёти муҳим барои тафсири муқоисаҳои реологии байни гурӯҳҳо мебошад.

Хамирҳо 5 дақиқа хамир карда шуда, пеш аз таҳлилҳо дар 25 °C барои 15 дақиқа истироҳат дода шуданд.

Хусусиятҳои pasting

Дар таҳлили RVA, PSDF ва UPSDF часпакии қулларо нисбат ба гурӯҳи назоратӣ ба таври назаррас баланд карданд, CPSDF афзоиши миёнаро нишон дод. Часпакии қуллаи UCPSDF бошад ба гурӯҳи назоратӣ наздик буд.

Баръакс, дар ҳамаи гурӯҳҳои SDF часпакии trough аз гурӯҳи назоратӣ баландтар буд ва баландтарин арзиш дар намунаи дорои UPSDF дида шуд. Арзиши breakdown бо иловаи SDF ба таври равшан коҳиш ёфт; системаҳои дорои UPSDF, CPSDF ва UCPSDF арзишҳои пасти breakdown-и монанд нишон доданд.

Часпакии final бо иловаи SDF зиёд шуд ва махсусан намунаи дорои UPSDF фарқ кард. Setback дар ҳамаи гурӯҳҳои SDF аз назорат баландтар буд ва байни чор гурӯҳи SDF фарқи назаррас ёфт нашуд. Ин афзоиш нишон медиҳад, ки ҳангоми хунукшавӣ дубора пайвастшавии молекулаҳои крахмал ва майли ретроградатсияи кӯтоҳмуддат метавонанд зиёд шаванд.

Ҳарорати pasting аз тақрибан 84,7 °C то 86,3–86,4 °C баланд шуд. Муҳаққиқон инро бо рақобати нах бо крахмал барои об ва ба таъхир афтодани оғози желатинизатсия шарҳ медиҳанд.

Реологияи динамикӣ: G′, G″ ва tanδ чиро нишон медиҳанд?

Модули нигоҳдорӣ G′ ҷавоби эластикии хамир ва модули талафот G″ ҷавоби часпаки онро ифода мекунад. Дар ҳамаи намунаҳо G′ аз G″ баландтар буд; бинобар ин, хамирҳо дар диапазони басомади омӯхташуда рафтори вискоэластикии эластикӣ-ҳукмрон нишон доданд.

Иловаи SDF G′ ва G″-ро дар сатҳҳои гуногун зиёд кард; UCP-D дар тамоми диапазони басомад баландтарин G′-ро нишон дода, қавитарин ҷавоби эластикиро дод. Тангенси талафот tanδ дар ҳамаи намунаҳо аз 1 паст монд. Арзиши пасттари tanδ-и UCP-D бо рафтори қавитари сахтмонанд ва ҷараёни нисбии часпаки камтар мувофиқат мекунад.

Figure 4a-b-и манбаъ каҷҳои воқеии сканкунии басомадро дар бар мегирад. Азбаски нуқтаҳои хоми маълумот дар ҷадвали алоҳида дода нашудаанд, аз каҷҳо нуқтаҳои мобайнӣ хонда шуда, силсилаи нави маълумоти бо дақиқии бардурӯғ сохта нашудааст.

Текстураи хамир

UCP-D баландтарин арзишҳои миёнаи сахтӣ, барқароршавӣ, когезия ва ҷавиданпазириро нишон дод. Аммо манбаъ махсус таъкид мекунад, ки афзоиши сахтӣ ва ҷавиданпазирӣ байни аксари намунаҳо аз ҷиҳати оморӣ назаррас набуд. Аз ин рӯ, ин ду тағйирёбанда набояд ҳамчун «қатъиян беҳтар шуданд» тафсир карда шаванд.

Баръакс, барқароршавӣ ва когезияи UCP-D аз CK-D ба таври назаррас баландтар буданд. Ин натиҷа бо афзоиши қобилияти хамир барои барқарор кардани сохтор пас аз деформатсия ва нигоҳ доштани якпорчагии дохилӣ мувофиқат мекунад.

Сохтори дуюмдараҷаи сафеда

Минтақаи FTIR amide I-и сафедаҳои хамир дар 1600–1700 cm⁻¹ таҳлил шудааст. Дар таҳқиқот 1600–1640 cm⁻¹ ба β-қабат, 1640–1650 cm⁻¹ ба печиши тасодуфӣ, 1650–1660 cm⁻¹ ба α-спирал ва 1660–1700 cm⁻¹ ба сохторҳои β-гардиш нисбат дода шудаанд.

Дар UCP-D ҳиссаҳои α-спирал ва β-қабат зиёд шуда, ҳиссаҳои печиши тасодуфӣ ва β-гардиш кам шуданд. Муҳаққиқон ин бозтақсимшавиро бо қобилияти гурӯҳҳои гидроксилии SDF барои ташкили пайвандҳои гидрогенӣ бо сафеда ва об ва дар натиҷа тағйир додани конформатсияи сафеда ва таъсирҳои байнимолекулавӣ алоқаманд мекунанд.

Гурӯҳҳои озоди сулфгидрил ва пайвандҳои дисулфид

Миқдори гурӯҳҳои озоди сулфгидрил бо муодилаи зерин ҳисоб шудааст:

SH_F (µmol/g) = 73,53 × A₄₁₂ × D / C

A₄₁₂, absorbance дар 412 nm-ро; D, коэффисиенти суюлкуниро; C бошад консентратсияи массаи намуна бо mg/mL-ро ифода мекунад. Манбаъ арзиши 73,53-ро ҳамчун коэффисиенти истифодашаванда дар усули DTNB медиҳад.

Миқдори пайванди дисулфид бошад:

SS (µmol/g) = (SH − SH_F) / 2

SH миқдори умумии сулфгидрил ва SH_F миқдори сулфгидрили озод мебошад. Азбаски ду воҳиди сулфгидрил ба як пайванди дисулфид мувофиқат мекунанд, фарқ ба 2 тақсим мешавад.

Иловаи SDF умуман гурӯҳҳои озоди сулфгидрилро кам ва пайвандҳои дисулфидро зиёд кард. UCP-D пасттарин SH-и озод ва баландтарин миқдори S–S-ро нишон дод. Манбаъ инро бо тағйир дар ташкил ва сохтори шабакаи сафедаҳои глютен алоқаманд мекунад.

Тақсимоти об дар LF-NMR чиро нишон дод?

Дар таҳлили резонанси магнитии ядроии майдони паст (LF-NMR) се популятсияи асосии T₂ об муайян шуданд: T₂₁ бо оби сахт басташуда, T₂₂ бо оби иммобилизатсияшуда ва T₂₃ бо оби нисбатан ҳаракатнок алоқаманд буданд. Вақти кӯтоҳтари релаксатсия умуман нишон медиҳад, ки ҳаракатнокии молекулаҳои об бештар маҳдуд шудааст.

Иловаи SDF T₂₂ ва T₂₃-ро ба таври назаррас кӯтоҳ кард. Дар UCP-D, T₂₃ 81,23 ms буда, аз арзиши 297,86 ms дар CK-D %72,7 пасттар аст.

UCP-D ҳамчунин баландтарин ҳиссаи A₂₃-ро дорад. Манбаъ махсус қайд мекунад, ки ин набояд ҳамчун мавҷудияти «оби озод»-и бештар тафсир шавад; хеле кӯтоҳтар будани T₂₃ нишон медиҳад, ки ин фраксия нисбат ба гурӯҳи назоратӣ хеле камтар ҳаракатнок аст. Натиҷа бо азнавташкилёбии популятсияҳои об дар микромуҳитҳои гидрататсионии тағйирёфта мувофиқат мекунад.

Микросохтори воқеии SEM-и хамир

Дар тасвирҳои воқеии SEM дар саҳифаи 19-и манбаъ CK-D матритсаи гетерогенӣ ва нисбатан канда-кандашударо нишон дода, бисёр гранулаҳои крахмал ошкор ва байни онҳо холигиҳо дида мешуданд. Дар P-D ин намуди зоҳирӣ асосан нигоҳ дошта шуд. UP-D сатҳи миёнаи ташкилёбиро нишон дод ва дар CP-D агрегатҳои калонтару когезивтар пайдо шуданд.

UCP-D бошад матритсаи зичтар ва пайвасттар, гранулаҳои алоҳидаи ошкори крахмали камтар ва холигиҳои камтари байни зарраҳоро нишон дод. Ин мушоҳидаи воқеии SEM бо G′-и баландтар, tanδ-и пасттар, сохтори дуюмдараҷаи тағйирёфтаи сафеда ва ҳаракатнокии пасттари об дар UCP-D ҳамсамт аст.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Ашёи хом

Пӯстҳои тухми периллаи сиёҳи дар таҳқиқот истифодашуда аз маводе гирифта шудаанд, ки моҳи Январи 2026 дар музофоти Юннани Чин истеҳсол шудааст. Пӯстҳо дар 55 °C барои 3 соат хушк, майда ва аз элаки 100 mesh гузаронида шуданд.

Экстраксияи асосии PSDF

Хокаи пӯст дар оби дистилшуда бо таносуби сахт:моеъи 1:10 (w/v) паҳн карда шуд. Суспензия пайдарпай аввал бо α-амилазаи термостабил, сипас бо протеазаи ишқорӣ ва дар охир бо амилоглюкозидаза гидролиз карда шуд.

Пас аз гидролизи ферментативӣ омехта дар 80 °C барои 20 дақиқа нигоҳ дошта шуда ферментҳо ғайрифаъол карда шуданд, дар 8000 гардиш/дақиқа барои 15 дақиқа центрифуга шуда, супернатант гирифта шуд. Ба супернатант чор ҳаҷм %95 этанол илова карда SDF таҳшин карда шуд; таҳшин дар 3500 гардиш/дақиқа барои 15 дақиқа центрифуга ва лиофилизатсия карда шуд.

Коркарди пешакии фишори ултрабаланд

Дар гурӯҳи UHP суспензияи пӯст дар ҳарорати хона бо системаи фишори ултрабаланди SHPP-5L, ки обро ҳамчун муҳити интиқоли фишор истифода мебурд, бо 400 MPa барои 20 дақиқа коркард шуд. Вақти нигоҳдорӣ пас аз расидан ба фишори ҳадафии 400 MPa оғоз шуда, дар охири коркард фишор зуд ба фишори атмосферӣ поён оварда шуд.

Коркарди пешакии селлюлаза

Дар гурӯҳи селлюлаза фермент бо дозаи 75 U/g субстрат истифода шуда; реаксия дар pH 4,8, 50 °C ва 100 дақиқа гузаронида шуд. Фермент дар 80 °C барои 30 дақиқа нигоҳ дошта ғайрифаъол карда шуд.

Коркарди пайдарпайи UHP–селлюлаза

Дар тайёркунии UCPSDF пӯст аввал аз коркарди UHP дар 400 MPa/20 дақиқа гузаронида шуда, сипас ҳамон шароити селлюлаза истифода шуд. Баъд аз ин тартиби ҷудокунии ферментативӣ ва таҳшинкунӣ бо этанол аз экстраксияи асосии PSDF истифода шуд.

Фарқи ченкунии SDF ва IDF аз экстраксияи препаративӣ

Барои таҳлили таркиби SDF/IDF ҳамаи суспензияҳои пешакӣ коркардшуда лиофилизатсия шуда, дар ин маводҳо мувофиқи стандарти Чин GB 5009.88-2023 ченкунии ферментативӣ-гравиметрӣ гузаронида шуд. Аз ин рӯ, арзишҳои SDF дар Ҷадвали 1 ҳосили истеҳсолии фраксияи бо этанол таҳшиншуда, ки барои таҳлилҳои сохторӣ истифода шудааст, нестанд.

Таҳлили моносахаридҳо

Аз ҳар SDF 1 mg гирифта шуда, аввал бо 1 mol/L HCl-и метанолӣ дар 80 °C барои 10 соат ва сипас бо 2 mol/L TFA дар 120 °C барои 1 соат гидролиз карда шуд. Моносахаридҳо бо PMP ҳосиласозӣ шуда, дар сутуни C18 HPLC таҳлил гардиданд. Фазаи ҳаракаткунанда омехтаи 0,2 mol/L PBS (pH 7,0) ва ацетонитрил бо таносуби 81:19 буд; ҷараён 1,0 mL/дақиқа, тазриқ 20 µL ва ошкоркунӣ 245 nm буд.

Таҳлили андозаи зарраҳо

Анализатори лазерии андозаи зарраҳои BT-9300HT истифода шуд. Намунаҳо дар оби дистилшуда паҳн карда, дар ваннаи ултрасадои 100 W, 40 kHz барои 30 дақиқа нигоҳ дошта шуданд; ченкуниҳо дар 25 °C бо модели оптикии Mie иҷро гардиданд. Диапазони ченкунӣ 0,1–716 µm аст.

FTIR, XRD, SEM ва таҳлили гармӣ

• FTIR: Nicolet iS5; 4000–400 cm⁻¹; тафриқаи 4 cm⁻¹; 32 скан.
• XRD: MiniFlex 600; 5–60° 2θ; 5°/дақиқа; 40 kV; 15 mA.
• SEM: ZEISS Sigma 500; калонкунии 500× ва 1000×; 5 kV.
• TG: Тақрибан 5 mg намуна; 25–600 °C; 2 °C/дақиқа; атмосфераи нитроген.

Тайёр кардани хамир

Орди гандум ва ҷуворимакка бо таносуби 8:2 омехта шуданд. Иловаи SDF дар ҳамаи гурӯҳҳои таҷрибавӣ бар асоси орди умумӣ %6 буд. Ҷабби об барои ҳар формула бо фаринограф танзим шуд; хамирҳо 5 дақиқа хамир карда шуда, дар 25 °C барои 15 дақиқа истироҳат дода шуданд.

Таҳлили RVA pasting

3,0 g омехтаи орд бо 25 mL оби дистилшуда таҳлил шуд. Дар барномаи RVA намуна дар 50 °C барои 1 дақиқа нигоҳ дошта шуд, дар оғоз 960 rpm ва пас аз 10 сония 160 rpm истифода шуд; ҳарорат дар 3,75 дақиқа то 95 °C баланд карда, барои 2,5 дақиқа дар 95 °C нигоҳ дошта, дар 3,75 дақиқа то 50 °C хунук карда ва дар 50 °C барои 2 дақиқа нигоҳ дошта шуд.

Реологияи динамикӣ

Реометри ротационии RSO бо геометрияи плитаи параллелӣ истифода шуд. Намунаҳо байни плитаҳо 30 дақиқа ба мувозинат оварда шуданд; пас аз муайян кардани минтақаи хаттии вискоэластикӣ бо strain sweep, сканкунии басомад дар диапазони 0,1–10 Hz ва дар шароити %0,1 strain иҷро шуд.

Таҳлили профили текстура

Силиндрҳои хамир бо диаметри 20 mm ва баландии 10 mm бо зондҳои диаметраш 50 mm то %50 фишурда шуданд. Суръати пешазсанҷиш 2,0 mm/s; суръати санҷиш ва бозгашт 0,5 mm/s буд. Сахтӣ, барқароршавӣ, когезия ва ҷавиданпазирӣ сабт шуданд.

Таҳлили сохтори дуюмдараҷаи сафеда

Минтақаи amide I-и хамирҳои лиофилизатсияшуда пас аз ислоҳи baseline-и хаттӣ ва таҳлили ҳосилаи дуюм бо PeakFit 4.12 ба мутобиқсозии каҷи Gaussian гузошта шуд. Гузориш шудааст, ки дар ҳамаи мутобиқсозӣ R² ≥ 0,99 ба даст омадааст.

Усули LF-NMR

Намунаи хамир бо массаи 2,00 ± 0,01 g дар дастгоҳи таҳлилии MesoMR23-060H-I бо пайдарпаии импулсии CPMG омӯхта шуд. Манбаъ параметрҳоро TD = 21.016, SW = 200,00 kHz, TW = 3000 ms, 1000 echo, echo time = 0,1 ms ва NS = 16 медиҳад.

Омор

Барои ҳар коркард се намунаи мустақил омода шуда, дар ченкуниҳои мувофиқ ҳар намунаи мустақил се маротиба чен карда шуд. Маълумот ҳамчун миёна ± инҳирофи стандартӣ пешниҳод шуданд. Таҳлили дисперсия бо IBM SPSS Statistics 26 гузаронида шуда, фарқҳои назаррас байни намунаҳо бо санҷиши Duncan дар сатҳи p < 0,05 арзёбӣ шуданд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита дастгирӣ мекунад

• Коркарди пешакии пайдарпайи UHP–селлюлаза дар байни чор коркарди санҷидашуда миқдори ченшудаи SDF-ро дар маводи пӯсти перилла ба баландтарин сатҳ расонд.
• UCPSDF нисбат ба PSDF массаи молекулавии намоёни пасттар ва андозаи миёнаи зарраҳои хурдтар дорад.
• Коркардҳои пешакӣ гурӯҳҳои асосии функсионалии полисахаридӣ ва хусусиятҳои асосии кристаллиро пурра аз байн набурдаанд.
• Дар тасвирҳои воқеии SEM UCPSDF морфологияи бозтар ва ковоктар нишон дод.
• UCPSDF дар байни намунаҳои SDF-и санҷидашуда баландтарин қобилияти нигоҳдории об ва варамкуниро дорад.
• UCP-D бо %6 UCPSDF қавитарин ҷавоби реологии эластикиро нишон дод.
• Барқароршавӣ ва когезияи UCP-D аз хамири назоратӣ ба таври назаррас баландтаранд.
• Дар UCP-D ҳиссаи умумии α-спирал + β-қабат аз %53,93 то %66,82 зиёд шуд.
• UCP-D бо камшавии сулфгидрили озод ва афзоиши пайвандҳои дисулфид алоқаманд аст.
• Иловаи SDF вақтҳои релаксатсияи T22 ва T23-ро дар хамир ба таври назаррас кӯтоҳ карда, яъне ҳаракатнокии обро кам кард.
• UCP-D дар тасвирҳои воқеии SEM матритсаи зичтар ва пайвасттари хамирро нишон дод.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита дастгирӣ намекунад

• Наметавон гуфт, ки афзоиш аз %3,71 то %8,63 ҳосили экстраксияи SDF-ро ифода мекунад.
• Нишон дода нашудааст, ки шароити 400 MPa ва 75 U/g барои пӯсти перилла оптимуми универсалӣ мебошад.
• Нишон дода нашудааст, ки %6 SDF барои ҳамаи системаҳои орд ё ҳамаи маҳсулоти ниҳоӣ таносуби оптималӣ мебошад.
• Наметавон гуфт, ки сахтӣ ва ҷавиданпазирии баландтари UCP-D дар ҳамаи муқоисаҳо беҳбудии назаррас мебошад.
• Натиҷаҳои хамир ба сифати пухтупази нони тайёр, угро ё дигар маҳсулот баробар нестанд.
• Қабули ҳиссӣ, бӯй, мазза, муҳлати нигоҳдорӣ ва афзалияти истеъмолкунанда санҷида нашудаанд.
• Ҳазм, ҷавоби гликемикӣ, саломатии рӯда ё дигар таъсири физиологӣ дар одамон санҷида нашудаанд.
• Қобили татбиқи иқтисодӣ ё техникии коркарди UHP–селлюлаза дар миқёси саноатӣ тасдиқ нашудааст.
• Гарчанде робитаҳои байни сохтор, гидрататсия ва шабакаи хамир хеле мувофиқанд, ҳар робитаи миёна бо таҷрибаи алоҳидаи сабабият ҷудо карда нашудааст.

Маҳдудиятҳои асосӣ

Таҳқиқот ба як манбаи пӯсти тухми перилла, параметрҳои муайяни UHP ва селлюлаза ва танҳо як сатҳи %6 SDF дар истифодаи хамир асос ёфтааст. Азбаски сатҳҳои гуногуни илова муқоиса нашудаанд, консентратсияи оптималии нах муайян нашудааст.

Таҳлилҳои хамир дар сатҳи лабораторӣ мебошанд. Дар бахши натиҷаҳои манбаъ низ гуфта мешавад, ки таҳқиқоти оянда бояд доза ва параметрҳои коркардро оптимизатсия намуда; самаранокии пухтупаз, сифати ҳиссӣ, муҳлати нигоҳдорӣ, вазифаи физиологӣ ва миқёспазирии равандро дар маҳсулоти ниҳоӣ тасдиқ кунанд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: Effects of Ultra-High Pressure–Cellulase Pretreatment on the Structural Characteristics and Functional Properties of Soluble Dietary Fiber from Perilla Seed Hulls and Its Application in Wheat–Corn Composite Dough

Муаллифон: Fengchen Zhou; Bo Wang; Kai Liu; Yue Yang; Qingbo Wang; Sheng Li.

Corresponding author: Sheng Li.

Муассиса: College of Food Science and Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China.

Маҷалла: Foods.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 15(18), 3180.

DOI: 10.3390/foods15183180.

Received: 24 Июл 2026.

Revised: 3 Сентябр 2026.

Accepted: 4 Сентябр 2026.

Published: 8 Сентябр 2026.

Навъи мақола: Таҳқиқоти таҷрибавии илми ғизо ва технологияи ғалладона/хамир дар миқёси лабораторӣ.

Баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда, ки аз ҷониби Foods нашр шудааст.

Academic Editor: Francesco Sestili.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маводи асосӣ: Пӯстҳои тухми периллаи сиёҳ, ки моҳи Январи 2026 дар Юннан, Чин истеҳсол шудаанд.

Муқоисаи асосӣ: PSDF, UPSDF, CPSDF ва UCPSDF; сипас муқоисаи хамирҳои CK-D/P-D/UP-D/CP-D/UCP-D бо %6 SDF.

Маблағгузорӣ: Natural Science Foundation of Jilin Province, YDZJ202601ZYTS338; Climbing Plan Project of Changchun University, ZKP202301.

Institutional Review Board: Татбиқ намешавад.

Розигии огоҳона: Татбиқ намешавад.

Дастрасии маълумот: Зикр шудааст, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар мақола ва маводи дастгирӣ ҷой доранд; саволҳои иловагӣ метавонанд ба corresponding author равона карда шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон набудани бархӯрди манфиатҳоро изҳор кардаанд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия ва методология F.Z. ва B.W.; нармафзор F.Z., B.W. ва K.L.; санҷиш ва таҳлили формалӣ F.Z., B.W., K.L., Y.Y. ва Q.W.; таҳқиқот F.Z. ва Y.Y.; захираҳо F.Z.; куратсияи маълумот F.Z., B.W., K.L. ва Y.Y.; тарҳи аввал B.W., K.L., Y.Y. ва Q.W.; баррасӣ/таҳрир F.Z.; визуализатсия S.L.; назорат F.Z. ва S.L.; идоракунии лоиҳа ва гирифтани маблағгузорӣ S.L. гузориш шудааст.

Изҳороти истифодаи AI: Муаллифон изҳор кардаанд, ки ҳангоми омода кардани мақола танҳо барои грамматика, имло, равшанӣ ва хондашавӣ аз абзорҳои таҳрири забонии дастгиришавандаи AI истифода кардаанд; ин абзорҳо дар тарҳи таҳқиқот, таҳлили маълумот, тафсири натиҷаҳо ё хулосаҳои илмӣ саҳм нагузоштаанд ва ҳамаи тағйирот аз ҷониби муаллифон тасдиқ шудаанд.

Маводи дастгирӣ: Хроматограммаҳои намояндагии HPGPC барои чор SDF (Figure S1) ва хусусиятҳои фаринографии хамирҳои композитии гандум–ҷуворимакка бо SDF-ҳои гуногун (Table S1).

Тафсири муҳими маълумот: Арзишҳои %3,71–8,63 SDF дар маводи пӯст миқдори гравиметрии SDF мебошанд; ҳосили препаративии экстраксияи SDF нестанд.

Ёддошти муҳими формула: Дар гурӯҳҳои хамир дозаи SDF %6 собит аст, аммо миқдори об собит нест; он барои ҳар формула мувофиқи ҷабби оби фаринограф танзим шудааст.

Ёддошти бозсозии визуалӣ: Тасвирҳои воқеии SEM-и манбаъ ҳамчун далели таҷрибавии растерӣ тақлид карда нашудаанд. Маълумоти дақиқи ҷадвал дар ҷадвалҳои HTML нигоҳ дошта шуда; ҷараёни коркарди пешакӣ ва робитаи сохтор–гидрататсия–хамир дар асоси усул ва натиҷаҳои манбаъ ҳамчун схемаҳои мустақил ва бемиқёси SVG бозсозӣ шудаанд. Нуқтаҳои сутун ё каҷ, ки арзиши дақиқашон дар матни асосӣ дода нашудааст, рақамӣ карда нашудаанд.

Мутобиқати Verianla Live: Қисман мувофиқ. Муқоисаи чор гурӯҳи SDF, ҷараёни коркард ва маълумоти массаи молекулавӣ, андозаи зарра, текстура ва LF-NMR, ки дар манбаъ дар шакли ҷадвал дода шудаанд, барои Live Compare/Live Process мувофиқ мебошанд. Аммо азбаски версияи муҳаррики сайт тасдиқ нашудааст, ин мақола бо ҷадвали статикӣ HTML ва сохтори inline SVG ба таври self-contained нигоҳ дошта шудааст.