Ketma-ket ultra yuqori bosim–sellyulaza ishlovi bilan olingan perilla urug‘i qobig‘i eruvchan oziq tolasi (UCPSDF), perilla urug‘i qobig‘i suspenziyasini avval 400 MPa bosim ostida 20 daqiqa ishlov berish, so‘ng 75 U/g sellyulaza bilan pH 4,8 va 50 °C da 100 daqiqa gidroliz qilish natijasida olinadigan eruvchan oziq tolasi fraksiyasidir. Ushbu tadqiqot UCPSDF ni ishlov berilmagan PSDF, faqat ultra yuqori bosim qo‘llangan UPSDF va faqat sellyulaza qo‘llangan CPSDF bilan taqqoslagan; tolalarning kimyoviy tarkibi, monosaxarid profili, ko‘rinma molekulyar massasi, zarracha o‘lchami, FTIR, XRD, SEM, termik xulq-atvori va gidratatsiya xususiyatlarini o‘rgangan. So‘ng har bir SDF turi %6 miqdorda bug‘doy–makkajo‘xori kompozit xamiriga qo‘shilgan va xamirning pasting xususiyatlari, reologiyasi, teksturasi, oqsil tuzilishi va suv taqsimoti baholangan.

Ketma-ket UHP–sellyulaza oldindan ishlovi, oldindan ishlov berilgan butun perilla qobig‘i materialidagi gravimetrik SDF miqdorini %3,71 dan %8,63 gacha oshirgan, erimaydigan oziq tolasi (IDF) ni esa %55,74 dan %50,37 gacha kamaytirgan. Bu qiymatlar SDF ekstraksiya unumini emas, balki oldindan ishlov berilgan butun qobiq materialida o‘lchangan SDF va IDF miqdorini ifodalaydi. UCPSDF ning ko‘rinma o‘rtacha molekulyar massasi 2788 Da dan 2442 Da gacha, o‘rtacha zarracha o‘lchami 3,62 µm dan 2,76 µm gacha kamaygan; glyukoza ulushi pasaygan, arabinoza va ayrim kislotali monosaxaridlarning nisbiy ulushlari esa oshgan.

FTIR va XRD natijalari oldindan ishlovlarning SDF ning asosiy polisaxarid funksional guruhlari va asosiy kristall xususiyatlarini yo‘q qilmaganini ko‘rsatgan. Bunga qarshi ravishda, haqiqiy SEM tasvirlarida UCPSDF yanada ochiq, g‘ovak va kamroq agregatsiyalangan morfologiyani namoyon etgan. UCPSDF o‘rganilgan SDF namunalarining ichida eng yuqori suv ushlab turish qobiliyati va suvda shishish qobiliyatini ko‘rsatgan; CPSDF esa eng yuqori yog‘ ushlab turish qobiliyatiga ega bo‘lgan.

%80 bug‘doy uni va %20 makkajo‘xori uni bo‘lgan kompozit xamirga %6 UCPSDF qo‘shilganda, UCP-D namunasi butun chastota oralig‘ida eng kuchli elastik javobni ko‘rsatgan. Xamirning qayishqoqligi 0,59 dan 0,72 gacha, kohezivligi 0,64 dan 0,76 gacha oshgan. Oqsillarda α-spiral + β-qatlam umumiy ulushi %53,93 dan %66,82 gacha ko‘tarilgan; erkin sulfgidril guruhlari kamaygan, disulfid bog‘lari esa oshgan. Past maydonli NMR tahlilida nisbatan harakatchan suvni ifodalovchi T₂₃ relaksatsiya vaqti 297,86 ms dan 81,23 ms gacha kamaygan va xamir SEM tasvirlarida yanada ixcham, bog‘langan matritsa kuzatilgan.

Ushbu natijalar ketma-ket UHP–sellyulaza ishlovi perilla urug‘i qobig‘i SDF ning tuzilishi va ayniqsa gidratatsiya xulq-atvorini o‘zgartirishini; bu o‘zgarishlar bug‘doy–makkajo‘xori kompozit xamirida suv harakatchanligi hamda glyuten–kraxmal–polisaxarid tashkilotidagi o‘zgarishlar bilan birga kuzatilishini qo‘llab-quvvatlaydi. Biroq tajriba faqat %6 SDF qo‘shilishi va laboratoriya xamiri darajasida o‘tkazilgan. Pishirish ko‘rsatkichlari, non yoki boshqa tayyor mahsulotlarning sensor xususiyatlari, saqlash muddati, odamlardagi fiziologik ta’sirlar va sanoat miqyosiga kattalashtirish ushbu tadqiqotda sinovdan o‘tkazilmagan.

Tadqiqotning asosiy muammosi

Perilla (Perilla frutescens L.) urug‘i yog‘, oqsil, polisaxarid va boshqa bioaktiv komponentlari tufayli qadrlanadigan o‘simlik xomashyosidir. Biroq urug‘ni qayta ishlashdan qoladigan qobiqlar sellyulozaga boy bo‘lishiga qaramay, nisbatan past qo‘shilgan qiymatli yo‘nalishlarga yuborilishi yoki chiqindi sifatida qolishi mumkin. Tadqiqot ushbu qobiqlarni eruvchan oziq tolasi manbai sifatida yanada funksional tarzda baholashga qaratilgan.

Eruvchan oziq tolasi (soluble dietary fiber, SDF), suv bilan o‘zaro ta’sirlasha oladigan va gidratatsiya xususiyatlari oziq-ovqat tizimlaridagi funksiyasiga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi mumkin bo‘lgan oziq tolasi fraksiyasidir. SDF ning faqat miqdori emas; molekulyar massasi, monosaxarid tarkibi, zarracha o‘lchami va mikrostrukturasi ham suv, kraxmal va oqsillar bilan o‘zaro ta’sirini o‘zgartirishi mumkin.

Tadqiqotchilarning asosiy savoli perilla urug‘i qobig‘iga ketma-ket ultra yuqori bosim (ultra-high pressure, UHP) va sellyulaza ishlovi qo‘llanishi SDF tuzilishini qanday o‘zgartirishi va bu strukturaviy o‘zgarishlar keyinchalik bug‘doy–makkajo‘xori kompozit xamirining suv boshqaruvi va glyuten tarmog‘iga qanday aks etishidir.

Nima uchun ultra yuqori bosim va sellyulaza birga ishlatildi?

Ultra yuqori bosim fizik oldindan ishlov sifatida hujayra devori matritsasidagi kovalent bo‘lmagan o‘zaro ta’sirlarni buzishi, ixcham tuzilmani bo‘shashtirishi va fermentlar yetib borishi mumkin bo‘lgan sirtlarni oshirishi mumkin. Sellyulaza esa sellyuloza bilan bog‘liq β-1,4-glikozid bog‘larini gidroliz qilib, kattaroq va erimaydigan tuzilmalarni qisman parchalashi mumkin.

Tadqiqot gipotezasi, avval UHP yordamida tuzilmaning bo‘shashtirilishi sellyulazaning substratga kirishini osonlashtirishi va natijada faqat UHP yoki faqat sellyulaza ishlovidan farqli SDF tuzilishi hosil bo‘lishi mumkinligidir. Tajriba bu gipotezani to‘rtta parallel ishlov guruhini taqqoslash orqali sinagan.

SDF Miqdorining %3,71 dan %8,63 gacha Oshishi Ekstraksiya Unumini Anglatadimi?

Yo‘q. Manba tadqiqot %3,71 va %8,63 qiymatlari oldindan ishlov berilgan butun perilla urug‘i qobig‘i materialida fermentativ-gravimetrik usul bilan o‘lchangan SDF miqdori ekanini aniq ta’kidlaydi; ular keyingi tajribalarda ishlatilgan etanol bilan cho‘ktirilgan SDF fraksiyasining preparativ ekstraksiya unumi emas.

Qobiq materialining asosiy kimyoviy tarkibi

IDF barcha ishlov guruhlarida kamaygan, SDF esa oshgan. Eng katta o‘zgarish ketma-ket UHP–sellyulaza ishlovida kuzatilgan. Mualliflar bu natijani UHP ning ixcham hujayra devori tuzilishini bo‘shashtirib, sellyulaza kirishini oshirishi va sellyulazaning erimaydigan tuzilmalarning bir qismini kichikroq, eruvchan polisaxarid bo‘laklariga aylantirishi bilan izohlaydi. Bu mexanizm mantiqli tuzilish–funksiya talqinidir; tadqiqot sellyuloza bog‘larining har birining parchalanishini molekulyar darajada bevosita kuzatmagan.

Monosaxarid tarkibi qanday o‘zgardi?

Barcha SDF fraksiyalarida ustun monosaxarid glyukozadir. Biroq oldindan ishlovlar glyukozaning nisbiy ulushini kamaytirgan va ayniqsa arabinoza hamda ayrim kislotali monosaxaridlarning nisbiy ulushlarini oshirgan. UCPSDF %84,87 bilan eng past glyukoza va %7,13 bilan eng yuqori arabinoza ulushini ko‘rsatgan.

Manbada ramnoza, galaktoza va fukoza aniqlanmagan. Bundan tashqari, SDF fraksiyalari etanol bilan cho‘ktirishdan keyin qo‘shimcha tozalashdan o‘tkazilmaganligi sababli tadqiqotchilar monosaxarid profiliga qoldiq tola bo‘lmagan komponentlar hissasini butunlay istisno qilib bo‘lmasligini bildiradi.

Ko‘rinma molekulyar massa qanday aniqlangan?

Ko‘rinma massa-o‘rtacha molekulyar massa (Mw), yuqori samarali gel o‘tkazuvchanlik xromatografiyasi (HPGPC) yordamida aniqlangan. Kalibrlashda 1000–120.000 Da oralig‘idagi dekstran standartlaridan foydalanilgan.

K_av = −0,1927 log₁₀(Mw) + 0,9527

Kalibrlashning determinatsiya koeffitsiyenti R² = 0,9960 dir. K_av xromatografik taqsimlanish xulq-atvorini ifodalovchi samarali taqsimlanish koeffitsiyenti; Mw esa tenglamadan hisoblangan ko‘rinma massa-o‘rtacha molekulyar massadir. “Ko‘rinma” atamasi muhim, chunki natija ishlatilgan kolonna va dekstran standartlariga ko‘ra olingan xromatografik ekvivalent molekulyar massani ifodalaydi.

Molekulyar massa PSDF → UPSDF → CPSDF → UCPSDF ketma-ketligida 2788 → 2639 → 2503 → 2442 Da gacha kamaygan. Bu tendensiya UHP va ayniqsa sellyulaza ishlovlarining polisaxarid tuzilishida qisman depolimerizatsiya bilan mos keladi.

Zarracha o‘lchami

UCPSDF eng past D50 va o‘rtacha zarracha o‘lchamini ko‘rsatgan; biroq D50, D90 va Dav bo‘yicha CPSDF bilan UCPSDF o‘rtasida sezilarli farq topilmagan. Shuning uchun zarracha o‘lchamining kamayishida sellyulazaning asosiy rol o‘ynashi haqidagi xulosa “kombinatsiyalangan ishlov har bir o‘lchovda sellyulazadan albatta yaxshiroq” tarzida kengaytirilmasligi kerak.

FTIR nimani ko‘rsatdi?

To‘rtta SDF ning FTIR spektrlari umuman o‘xshash. 3600–3200 cm⁻¹ sohasidagi keng tasma O–H cho‘zilishiga, 2926 va 2852 cm⁻¹ tasmalar C–H cho‘zilishiga, taxminan 1746 cm⁻¹ tasma C=O cho‘zilishiga va 1239, 1153 hamda 1032 cm⁻¹ sohalar C–O va C–O–C glikozid bog‘i tebranishlariga bog‘langan.

Yangi asosiy piklarning paydo bo‘lmasligi yoki muhim xarakterli piklarning yo‘qolmasligi UHP, sellyulaza va kombinatsiyalangan oldindan ishlovlar SDF ning asosiy funksional guruh karkasini butunlay o‘zgartirmaganini ko‘rsatadi.

XRD nimani ko‘rsatdi?

Rentgen difraksiya naqshlarida namunalar o‘xshash asosiy difraksiya xususiyatlarini saqlab qolgan. Yangi aniq piklar hosil bo‘lmasligi yoki asosiy piklarning yo‘qolmasligi oldindan ishlovlar SDF ning asosiy kristall xususiyatlarini butunlay o‘zgartirmaganini ko‘rsatadi.

Demak, tadqiqotning xulosasi “UHP–sellyulaza kristall tuzilmani yo‘q qildi” emas. To‘g‘riroq talqin — asosiy kristall belgilar saqlangan holda morfologiya, zarracha o‘lchami, molekulyar massa va gidratatsiyaga bog‘liq xususiyatlar o‘zgarganidir.

SEM tasvirlarida nima o‘zgardi?

Manbaning 12-sahifasidagi haqiqiy skanerlovchi elektron mikroskop tasvirlarida PSDF yanada ixcham, tartibsiz agregatlar va nisbatan cheklangan g‘ovaklarni ko‘rsatgan. UPSDF sirtida yoriqlar va kichik g‘ovaklar ko‘paygan; CPSDF kichikroq, qo‘pol va g‘ovak bo‘laklarga parchalangandir. UCPSDF esa yanada ochiq, g‘ovak va kamroq agregatsiyalangan tuzilishni ko‘rsatgan.

SEM tasvirlarining o‘zi eksperimental dalil bo‘lgani uchun bu yerda sun’iy SEM tasviri yaratilmagan. Verianla bayoni faqat manba tasvirlarida bayon qilingan morfologik mazmunni yetkazadi.

Termik xulq-atvor

Oldindan ishlovlar TG/DTG profilini o‘zgartirgan; biroq turli parchalanish bosqichlaridagi harorat siljishlari bir yo‘nalishda emas. Shu sababli manba ishlovlar butun harorat oralig‘i bo‘ylab termik barqarorlikni izchil oshirdi degan xulosaga kelmaydi.

Suv ushlab turish, yog‘ ushlab turish va shishish qobiliyati qanday hisoblangan?

Suv ushlab turish qobiliyati (WHC) uchun manba tenglamasi:

WHC (g/g) = (W₂ − W₁) / m

W₁ quruq namuna + sentrifuga naychasi massasini; W₂ suvda ushlab turish va sentrifugalashdan keyingi namuna + naycha massasini; m esa quruq namuna massasini ifodalaydi. Natijaning g/g bo‘lishi bir gramm quruq tola ishlov oxirida qancha suv ushlab qolganini ko‘rsatadi.

Yog‘ ushlab turish qobiliyati (OHC) uchun:

OHC (g/g) = (O₂ − O₁) / m

O₁ quruq namuna + naycha, O₂ esa yog‘ bilan aloqa va sentrifugalashdan keyingi massadir.

Suvda shishish qobiliyati (WSC) esa:

WSC (mL/g) = (V₁ − V₀) / m

V₀ boshlang‘ich hajmni, V₁ 24 soat gidratatsiyadan keyingi hajmni va m quruq namuna massasini ifodalaydi.

UCPSDF to‘rtta namuna ichida eng yuqori WHC va WSC qiymatlarini ko‘rsatgan. CPSDF eng yuqori OHC qiymatiga ega bo‘lgan, UCPSDF esa nisbatan yuqori yog‘ ushlab turish qobiliyatini saqlagan. Manba Figure 1e dagi ustunlarning barcha aniq xom qiymatlari asosiy matnda sonli shaklda berilmaganligi uchun bu qiymatlar grafikdan taxmin qilinib aniq raqam sifatida qayta yaratilmagan.

UCPSDF Bug‘doy–Makkajo‘xori Kompozit Xamirini Qanday O‘zgartirdi?

%6 UCPSDF qo‘shilgan UCP-D xamiri tadqiqotning laboratoriya sharoitida yuqoriroq elastik javob, yuqoriroq qayishqoqlik va kohezivlik, yuqoriroq α-spiral + β-qatlam ulushi, ko‘proq disulfid bog‘lari, cheklanganroq suv harakatchanligi va ixchamroq xamir mikrostrukturasi bilan bog‘langan; biroq bu natijalar pishirilgan non yoki boshqa yakuniy mahsulotlarning sensor va tijoriy sifati yaxshilanganini bevosita ko‘rsatmaydi.

Xamir formulatsiyasi nima uchun muhim?

Bug‘doy uni bilan makkajo‘xori uni 8:2 massa nisbatida aralashtirilgan. Umumiy un aralashmasi %100 deb qabul qilingan va barcha SDF qo‘llanmalarida tola qo‘shish darajasi %6 qilib saqlangan.

Taxminan %60 suv boshlang‘ich mos yozuv sifatida ishlatilgan bo‘lsa-da, barcha namunaga bir xil miqdorda suv qo‘shilmagan. SDF namunalari turli gidratatsiya xususiyatlariga ega bo‘lgani sababli tadqiqotchilar haqiqiy suv qo‘shilishini farinografda o‘lchangan suv yutilishiga ko‘ra moslashtirib, o‘xshash xamir konsistensiyasiga erishishga harakat qilgan. Bu tafsilot guruhlar o‘rtasidagi reologik taqqoslashlarni talqin qilishda muhimdir.

Xamirlar 5 daqiqa qorilgan va tahlillardan oldin 25 °C da 15 daqiqa tindirilgan.

Pasting xususiyatlari

RVA tahlilida PSDF va UPSDF pik viskozitetni nazorat guruhiga nisbatan sezilarli oshirgan, CPSDF esa o‘rtacha darajadagi o‘sishni ko‘rsatgan. UCPSDF ning pik viskoziteti esa nazorat guruhiga yaqin bo‘lgan.

Bunga qarshi ravishda, barcha SDF guruhlarida trough viskoziteti nazorat guruhidan yuqori bo‘lgan va eng yuqori qiymat UPSDF qo‘shilgan namunada kuzatilgan. Breakdown qiymati SDF qo‘shilishi bilan aniq kamaygan; UPSDF, CPSDF va UCPSDF bo‘lgan tizimlar o‘xshash tarzda past breakdown qiymatlarini ko‘rsatgan.

Final viskozitet SDF qo‘shilishi bilan oshgan, ayniqsa UPSDF qo‘shilgan namuna ajralib turgan. Setback barcha SDF guruhlarida nazoratdan yuqori bo‘lgan va to‘rtta SDF guruhi o‘rtasida sezilarli farq aniqlanmagan. Bu oshish sovish paytida kraxmal molekulalarining qayta birikishi va qisqa muddatli retrogradatsiya moyilligi ortishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Pasting harorati taxminan 84,7 °C dan 86,3–86,4 °C gacha oshgan. Tadqiqotchilar buni tolaning suv uchun kraxmal bilan raqobat qilishi va jelatinizatsiya boshlanishini kechiktirishi bilan izohlaydi.

Dinamik reologiya: G′, G″ va tanδ nimani anglatadi?

Saqlash moduli G′ xamirning elastik, yo‘qotish moduli G″ esa viskoz javobini ifodalaydi. Barcha namunalarda G′, G″ dan yuqori bo‘lgan; shuning uchun xamirlar o‘rganilgan chastota oralig‘ida elastik-dominant viskoelastik xulq-atvor ko‘rsatgan.

SDF qo‘shilishi G′ va G″ ni turli darajalarda oshirgan; UCP-D butun chastota oralig‘ida eng yuqori G′ qiymatlarini ko‘rsatib, eng kuchli elastik javobni bergan. Yo‘qotish tangensi tanδ barcha namunalarda 1 dan past qolgan. UCP-D ning pastroq tanδ qiymati kuchliroq qattiq-jismsimon xulq-atvor va nisbatan kamroq viskoz oqim bilan mos keladi.

Manba Figure 4a-b haqiqiy chastota skanerlash egri chiziqlarini o‘z ichiga oladi. Xom ma’lumot nuqtalari alohida jadval sifatida berilmaganligi sababli egri chiziqlardan oraliq nuqtalar o‘qilib soxta yuqori aniqlikdagi yangi ma’lumot qatori yaratilmagan.

Xamir teksturasi

UCP-D eng yuqori o‘rtacha qattiqlik, qayishqoqlik, kohezivlik va chaynaluvchanlik qiymatlarini ko‘rsatgan. Biroq manba qattiqlik va chaynaluvchanlikdagi o‘sishlar namunalarning ko‘pchiligi o‘rtasida statistik jihatdan ahamiyatli bo‘lmaganini alohida ta’kidlaydi. Shu sababli bu ikki o‘zgaruvchi “aniq yaxshilandi” tarzida talqin qilinmasligi kerak.

Bunga qarshi ravishda, UCP-D ning qayishqoqligi va kohezivligi CK-D dan sezilarli darajada yuqori. Bu natija xamirning deformatsiyadan keyin tuzilishini qayta tiklash va ichki yaxlitligini saqlash qobiliyati ortishi bilan mos keladi.

Oqsilning ikkilamchi tuzilishi

Xamir oqsillarining FTIR amide I sohasi 1600–1700 cm⁻¹ oralig‘ida tahlil qilingan. Tadqiqotda 1600–1640 cm⁻¹ β-qatlam, 1640–1650 cm⁻¹ tasodifiy spiral, 1650–1660 cm⁻¹ α-spiral va 1660–1700 cm⁻¹ β-burilish tuzilmalariga biriktirilgan.

UCP-D da α-spiral va β-qatlam ulushlari oshgan, tasodifiy spiral va β-burilish ulushlari esa kamaygan. Tadqiqotchilar bu qayta taqsimlanishni SDF ning gidroksil guruhlari oqsil va suv bilan vodorod bog‘lari hosil qila olishi va shu orqali oqsil konformatsiyasi hamda molekulalararo o‘zaro ta’sirlarni o‘zgartirishi bilan bog‘laydi.

Erkin sulfgidril va disulfid bog‘lari

Erkin sulfgidril guruhi miqdori quyidagi tenglama bilan hisoblangan:

SH_F (µmol/g) = 73,53 × A₄₁₂ × D / C

A₄₁₂, 412 nm dagi absorbansni; D, suyultirish koeffitsiyentini; C esa namunaning mg/mL dagi massa konsentratsiyasini ifodalaydi. Manba 73,53 qiymatini DTNB usulida ishlatiladigan koeffitsiyent sifatida beradi.

Disulfid bog‘i miqdori esa:

SS (µmol/g) = (SH − SH_F) / 2

SH umumiy sulfgidril, SH_F erkin sulfgidril miqdoridir. Ikki sulfgidril birligi bitta disulfid bog‘iga mos kelgani uchun farq 2 ga bo‘linadi.

SDF qo‘shilishi umuman erkin sulfgidril guruhlarini kamaytirgan va disulfid bog‘larini oshirgan. UCP-D eng past erkin SH va eng yuqori S–S miqdorini ko‘rsatgan. Manba buni glyuten oqsillarining tashkilotida va tarmoq tuzilishida o‘zgarish bilan bog‘laydi.

LF-NMR suv taqsimoti nimani ko‘rsatdi?

Past maydonli yadroviy magnit rezonans (LF-NMR) tahlilida uchta asosiy T₂ suv populyatsiyasi aniqlangan: T₂₁ qattiq bog‘langan suv, T₂₂ immobilizatsiyalangan suv va T₂₃ nisbatan harakatchan suv bilan bog‘langan. Qisqaroq relaksatsiya vaqti odatda suv molekulalarining harakatchanligi ko‘proq cheklanganini ko‘rsatadi.

SDF qo‘shilishi T₂₂ va T₂₃ ni keskin qisqartirgan. UCP-D da T₂₃ 81,23 ms bo‘lib, CK-D dagi 297,86 ms qiymatdan %72,7 past.

UCP-D ayni paytda eng yuqori A₂₃ ulushiga ega. Manba buni ko‘proq “erkin suv” borligi sifatida talqin qilmaslik kerakligini alohida ta’kidlaydi; T₂₃ ning ancha qisqa bo‘lishi bu fraksiya nazorat guruhidagiga qaraganda ancha kam harakatchanligini ko‘rsatadi. Natija suv populyatsiyalarining o‘zgartirilgan gidratatsiya mikromuhitlari ichida qayta tashkil topishi bilan mos keladi.

Xamirning haqiqiy SEM mikrostrukturasi

Manbaning 19-sahifasidagi haqiqiy SEM tasvirlarida CK-D geterogen va nisbatan uzilgan matritsani ko‘rsatgan, ko‘plab kraxmal granulalari ochiq holatda va ular orasida bo‘shliqlar ko‘rinishida bo‘lgan. P-D da bu ko‘rinish asosan saqlangan. UP-D o‘rta darajadagi tashkilot ko‘rsatgan, CP-D da esa kattaroq va kohezivroq agregatlar hosil bo‘lgan.

UCP-D esa yanada ixcham va bog‘langan matritsa, kamroq alohida ochiq kraxmal granulalari va kamroq zarrachalararo bo‘shliqlarni ko‘rsatgan. Bu haqiqiy SEM kuzatuvi UCP-D ning yuqoriroq G′, pastroq tanδ, o‘zgargan oqsil ikkilamchi tuzilishi va pastroq suv harakatchanligi bilan bir yo‘nalishda.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Xomashyo

Tadqiqotda ishlatilgan qora perilla urug‘i qobiqlari 2026-yil Yanvar oyida Xitoyning Yunnan provinsiyasida yetishtirilgan materialdan olingan. Qobiqlar 55 °C da 3 soat quritilgan, maydalangan va 100 mesh elakdan o‘tkazilgan.

Asosiy PSDF ekstraksiyasi

Qobiq kukuni distillangan suvda 1:10 (w/v) qattiq:suyuqlik nisbatida dispersiyalangan. Suspenziya avval termostabil α-amilaza, so‘ng ishqoriy proteaza va nihoyat amiloglyukozidaza bilan ketma-ket gidroliz qilingan.

Fermentativ gidrolizdan keyin aralashma fermentlarni inaktivatsiya qilish uchun 80 °C da 20 daqiqa ushlab turilgan, 8000 ayl/daqiqada 15 daqiqa sentrifugalangan va supernatant olingan. Supernatantga to‘rt hajm %95 etanol qo‘shilib SDF cho‘ktirilgan; cho‘kma 3500 ayl/daqiqada 15 daqiqa sentrifugalangan va liofilizatsiya qilingan.

Ultra yuqori bosim bilan oldindan ishlov

UHP guruhida qobiq suspenziyasi xona haroratida suvni bosim uzatish muhiti sifatida ishlatuvchi SHPP-5L ultra yuqori bosim tizimi bilan 400 MPa da 20 daqiqa ishlov berilgan. Ushlab turish vaqti maqsadli 400 MPa bosimga yetilgandan keyin boshlangan va ishlov oxirida bosim tezda atmosfera bosimigacha tushirilgan.

Sellyulaza bilan oldindan ishlov

Sellyulaza guruhida ferment 75 U/g substrat dozasida ishlatilgan; reaksiya pH 4,8, 50 °C va 100 daqiqa sharoitida o‘tkazilgan. Ferment 80 °C da 30 daqiqa ushlab inaktivatsiya qilingan.

Ketma-ket UHP–sellyulaza ishlovi

UCPSDF tayyorlashda qobiq avval 400 MPa/20 daqiqa UHP ishlovidan o‘tkazilgan, so‘ng ayni sellyulaza sharoitlari qo‘llangan. Keyin asosiy PSDF ekstraksiyasidagi fermentativ ajratish va etanol bilan cho‘ktirish protsedurasidan foydalanilgan.

SDF va IDF o‘lchovining preparativ ekstraksiyadan farqi

SDF/IDF tarkibini tahlil qilish uchun oldindan ishlov berilgan barcha suspenziyalar liofilizatsiya qilingan va ushbu materiallarda Xitoy standarti GB 5009.88-2023 ga muvofiq fermentativ-gravimetrik o‘lchov bajarilgan. Shu sababli 1-jadvaldagi SDF qiymatlari strukturaviy tahlillarda ishlatilgan etanol bilan cho‘ktirilgan fraksiyaning ishlab chiqarish unumi emas.

Monosaxarid tahlili

Har bir SDF dan 1 mg olinib, avval 1 mol/L metanolli HCl bilan 80 °C da 10 soat, so‘ng 2 mol/L TFA bilan 120 °C da 1 soat gidroliz qilingan. Monosaxaridlar PMP bilan derivatizatsiya qilingan va C18 HPLC kolonkasida tahlil qilingan. Mobil faza 0,2 mol/L PBS (pH 7,0) va asetonitrilning 81:19 nisbatdagi aralashmasidir; oqim 1,0 mL/daqiqa, inyeksiya 20 µL va aniqlash 245 nm da amalga oshirilgan.

Zarracha o‘lchami tahlili

BT-9300HT lazer zarracha o‘lchami analizatoridan foydalanilgan. Namunalar distillangan suvda dispersiyalanib 100 W, 40 kHz ultratovush vannasida 30 daqiqa ushlab turilgan; o‘lchovlar 25 °C da Mie optik modeli yordamida bajarilgan. O‘lchov oralig‘i 0,1–716 µm dir.

FTIR, XRD, SEM va termik tahlil

• FTIR: Nicolet iS5; 4000–400 cm⁻¹; 4 cm⁻¹ aniqlik; 32 skan.
• XRD: MiniFlex 600; 5–60° 2θ; 5°/daqiqa; 40 kV; 15 mA.
• SEM: ZEISS Sigma 500; 500× va 1000× kattalashtirish; 5 kV.
• TG: Taxminan 5 mg namuna; 25–600 °C; 2 °C/daqiqa; azot atmosferasi.

Xamir tayyorlash

Bug‘doy va makkajo‘xori uni 8:2 nisbatda aralashtirilgan. SDF qo‘shilishi barcha tajriba guruhlarida umumiy un bazasida %6 ni tashkil etgan. Suv yutilishi har bir formulatsiya uchun farinograf bilan moslashtirilgan; xamirlar 5 daqiqa qorilgan va 25 °C da 15 daqiqa tindirilgan.

RVA pasting tahlili

3,0 g un aralashmasi 25 mL distillangan suv bilan tahlil qilingan. RVA dasturida namuna 50 °C da 1 daqiqa ushlab turilgan, dastlab 960 rpm va 10 soniyadan keyin 160 rpm ishlatilgan; harorat 3,75 daqiqada 95 °C gacha ko‘tarilgan, 2,5 daqiqa 95 °C da ushlab turilgan, 3,75 daqiqada 50 °C gacha sovutilgan va 50 °C da 2 daqiqa kutilgan.

Dinamik reologiya

Parallel plastinka geometriyasiga ega RSO rotatsion reometrdan foydalanilgan. Namunalar plastinkalar orasida 30 daqiqa muvozanatlashtirilgan; chiziqli viskoelastik soha strain sweep bilan aniqlangach, 0,1–10 Hz chastota oralig‘ida va %0,1 strain sharoitida chastota skanerlash amalga oshirilgan.

Tekstura profil tahlili

20 mm diametr va 10 mm balandlikdagi xamir silindrlari 50 mm diametrli prob bilan %50 siqilgan. Oldindan test tezligi 2,0 mm/s; test va qaytish tezliklari 0,5 mm/s bo‘lgan. Qattiqlik, qayishqoqlik, kohezivlik va chaynaluvchanlik qayd etilgan.

Oqsil ikkilamchi tuzilishi tahlili

Liofilizatsiyalangan xamirlarning amide I sohasi chiziqli baseline tuzatishi va ikkinchi hosila tahlilidan keyin PeakFit 4.12 yordamida Gaussian egri moslashtirishga duchor qilingan. Barcha moslashtirishlarda R² ≥ 0,99 olingani xabar qilingan.

LF-NMR usuli

2,00 ± 0,01 g xamir namunasi MesoMR23-060H-I tahlil qurilmasida CPMG impuls ketma-ketligi bilan tekshirilgan. Manba parametrlarni TD = 21.016, SW = 200,00 kHz, TW = 3000 ms, 1000 echo, echo time = 0,1 ms va NS = 16 deb beradi.

Statistika

Har bir ishlov uchun uchta mustaqil namuna tayyorlangan va tegishli o‘lchovlarda har bir mustaqil namuna uch marta o‘lchangan. Ma’lumotlar o‘rtacha ± standart og‘ish shaklida taqdim etilgan. Dispersiya tahlili IBM SPSS Statistics 26 yordamida bajarilgan va namunalar orasidagi sezilarli farqlar Duncan testi bilan p < 0,05 darajasida baholangan.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Ketma-ket UHP–sellyulaza oldindan ishlovi o‘rganilgan to‘rtta ishlov orasida perilla qobig‘i materialidagi o‘lchangan SDF miqdorini eng yuqori darajaga olib chiqqan.
• UCPSDF PSDF ga qaraganda pastroq ko‘rinma molekulyar massa va kichikroq o‘rtacha zarracha o‘lchamiga ega.
• Oldindan ishlovlar asosiy polisaxarid funksional guruhlari va asosiy kristall xususiyatlarini butunlay yo‘q qilmagan.
• Haqiqiy SEM tasvirlarida UCPSDF yanada ochiq va g‘ovak morfologiyani ko‘rsatgan.
• UCPSDF sinovdan o‘tkazilgan SDF namunalari orasida eng yuqori suv ushlab turish va shishish qobiliyatiga ega.
• %6 UCPSDF saqlagan UCP-D eng kuchli elastik reologik javobni ko‘rsatgan.
• UCP-D ning qayishqoqligi va kohezivligi nazorat xamiriga qaraganda sezilarli yuqori.
• UCP-D da α-spiral + β-qatlam umumiy ulushi %53,93 dan %66,82 gacha oshgan.
• UCP-D erkin sulfgidril kamayishi va disulfid bog‘lari ko‘payishi bilan bog‘langan.
• SDF qo‘shilishi xamirdagi T22 va T23 relaksatsiya vaqtlarini sezilarli qisqartirgan, ya’ni suv harakatchanligini kamaytirgan.
• UCP-D haqiqiy SEM tasvirlarida yanada ixcham va bog‘langan xamir matritsasini ko‘rsatgan.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlamaydigan natijalar

• %3,71 dan %8,63 gacha oshish SDF ekstraksiya unumini ifodalaydi, deb bo‘lmaydi.
• 400 MPa va 75 U/g sharoitlari perilla qobig‘i uchun universal optimal ekanligi ko‘rsatilmagan.
• %6 SDF barcha un tizimlari yoki barcha yakuniy mahsulotlar uchun optimal nisbat ekanligi ko‘rsatilmagan.
• UCP-D ning yuqoriroq qattiqligi va chaynaluvchanligi barcha taqqoslashlarda ahamiyatli yaxshilanish ekanligini aytib bo‘lmaydi.
• Xamir natijalari tayyor non, noodle yoki boshqa mahsulotning pishirish sifati bilan teng emas.
• Sensor qabul, aroma, ta’m, saqlash muddati va iste’molchi afzalligi sinovdan o‘tkazilmagan.
• Odamlarda hazm, glikemik javob, ichak salomatligi yoki boshqa fiziologik ta’sir sinovdan o‘tkazilmagan.
• UHP–sellyulaza ishlovining sanoat miqyosida iqtisodiy yoki texnik jihatdan qo‘llanishi tasdiqlanmagan.
• Tuzilish, gidratatsiya va xamir tarmog‘i o‘rtasidagi aloqalar kuchli mos kelsa-da, har bir oraliq munosabat alohida sababiyat tajribasi bilan ajratib ko‘rsatilmagan.

Asosiy cheklovlar

Tadqiqot bitta perilla urug‘i qobig‘i manbai, muayyan UHP va sellyulaza parametrlari hamda xamir qo‘llanmasida bitta %6 SDF darajasiga asoslangan. Turli qo‘shish darajalari taqqoslanmagani sabab optimal tola konsentratsiyasi aniqlanmagan.

Xamir tahlillari laboratoriya darajasidadir. Manba natijalar bo‘limida ham keyingi tadqiqotlar doza va ishlov parametrlarini optimallashtirishi; pishirish ko‘rsatkichlari, sensor sifat, saqlash muddati, fiziologik funksiya va jarayonni miqyoslashtirishni yakuniy mahsulotlarda tasdiqlashi kerakligi qayd etilgan.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: 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

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

Corresponding author: Sheng Li.

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

Jurnal: Foods.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Jild / son / maqola raqami: 15(18), 3180.

DOI: 10.3390/foods15183180.

Received: 24 Iyul 2026.

Revised: 3 Sentabr 2026.

Accepted: 4 Sentabr 2026.

Published: 8 Sentabr 2026.

Maqola turi: Laboratoriya miqyosidagi eksperimental oziq-ovqat ilmi va don/xamir texnologiyasi tadqiqoti.

Taqrizdan o‘tganlik: Foods tomonidan chop etilgan taqrizdan o‘tgan tadqiqot maqolasi.

Academic Editor: Francesco Sestili.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Asosiy material: 2026-yil Yanvar oyida Yunnan, Xitoyda yetishtirilgan qora perilla urug‘i qobiqlari.

Asosiy taqqoslash: PSDF, UPSDF, CPSDF va UCPSDF; undan keyin %6 SDF saqlagan CK-D/P-D/UP-D/CP-D/UCP-D xamir taqqoslashlari.

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

Institutional Review Board: Qo‘llanilmaydi.

Axborotli rozilik: Qo‘llanilmaydi.

Ma’lumotlar mavjudligi: Tadqiqotning original hissalari maqola va qo‘llab-quvvatlovchi materiallarda joylashgani; qo‘shimcha savollar corresponding author ga yo‘naltirilishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Mualliflar hissasi: Konseptuallashtirish va metodologiya F.Z. va B.W.; dasturiy ta’minot F.Z., B.W. va K.L.; verifikatsiya va formal tahlil F.Z., B.W., K.L., Y.Y. va Q.W.; tadqiqot F.Z. va Y.Y.; resurslar F.Z.; ma’lumotlar kuratsiyasi F.Z., B.W., K.L. va Y.Y.; dastlabki qo‘lyozma B.W., K.L., Y.Y. va Q.W.; ko‘rib chiqish/tahrirlash F.Z.; vizualizatsiya S.L.; superviziya F.Z. va S.L.; loyiha boshqaruvi va moliyalashtirishni olish S.L. sifatida bildirilgan.

AI dan foydalanish bayonoti: Mualliflar maqolani tayyorlash vaqtida faqat grammatika, imlo, aniqlik va o‘qiluvchanlik maqsadida AI yordamidagi til tahrirlash vositalaridan foydalanganini; bu vositalar tadqiqot dizayni, ma’lumotlar tahlili, natijalarni talqin qilish yoki ilmiy xulosalarga hissa qo‘shmaganini va barcha tahrirlar mualliflar tomonidan tekshirilganini bildirgan.

Qo‘llab-quvvatlovchi materiallar: To‘rtta SDF uchun vakillik HPGPC xromatogrammalari (Figure S1) va turli SDF saqlagan bug‘doy–makkajo‘xori kompozit xamirlarining farinograf xususiyatlari (Table S1).

Muhim ma’lumot talqini: Qobiq materialidagi %3,71–8,63 SDF qiymatlari gravimetrik SDF miqdoridir; preparativ SDF ekstraksiya unumi emas.

Muhim formulatsiya qaydi: Xamir guruhlarida SDF dozasi %6 doimiy, ammo suv miqdori doimiy emas; har bir formulatsiya uchun farinograf suv yutilishiga ko‘ra moslashtirilgan.

Vizual qayta qurish qaydi: Manbaning haqiqiy SEM tasvirlari eksperimental raster dalil bo‘lgani uchun taqlid qilinmagan. Aniq jadval ma’lumotlari HTML jadvallarida saqlangan; oldindan ishlov oqimi va tuzilish–gidratatsiya–xamir aloqasi manba usul va natijalariga asoslanib mustaqil, masshtabsiz SVG sxemalari sifatida qayta yaratilgan. Grafiklarda asosiy matnda aniq qiymati berilmagan ustun yoki egri nuqtalar raqamlashtirilmagan.

Verianla Live mosligi: Qisman mos. To‘rtta SDF guruhining taqqoslanishi, ishlov oqimi va manbada jadval shaklida berilgan molekulyar massa, zarracha o‘lchami, tekstura va LF-NMR ma’lumotlari Live Compare/Live Process uchun mos. Biroq sayt dvigateli versiyasi tekshirilmagani sababli ushbu maqola statik HTML jadval va inline SVG tuzilishi bilan self-contained saqlangan.