Sažetak

Pustinjska cistanča (Cistanche deserticola YC Ma)je osebujnahomologija lijek–hranaresurs iz pješčanih regija sjeverozapadne Kine, cijenjen i zbog ekologije i zbog prehrane. Pretvarajući ga ugrickalice od konzerviranog voćamože proširiti lanac vrijednosti od sirovog bilja do funkcionalne hrane spremne za potrošače.

U ovoj smo studiji optimizirali aninfiltracija šećera potpomognuta ultrazvukom (osmotska infuzija)postupak za korištenje kriški Desert Cistancheeksperimenti s jednim faktoromi aBox–Behnken dizajn površine odgovora, nakon čega slijedi senzorska ocjena i ocjena kvalitete. Optimizirani proces proizveo je konzervirano voće s azlatno-žuti izgled, ujednačena vlažnost, mekan zalogaj za žvakanje i elastičnost, bez tvrdog središta i čista slatkoća bez neugodnih okusa.

 

Cistanche Tvornički proces

Kliknite da saznate više

Optimalni uvjeti:

Vrijeme prodiranja šećera:60 min

Temperatura prodiranja šećera:50 stupnjeva

Ultrazvučna snaga:90 W

Utjecaj na senzorni rezultat (visok → nizak):
Vrijeme > Ultrazvučna snaga > Temperatura

Ovaj rad pruža praktičnu referencu za obradufunkcionalno Cistanche konzervirano voćei podržava visokovrijedno korištenje resursa Desert Cistanche.

Ključne riječi (SEO):Konzervirano voće Desert Cistanche,Cistanche deserticolameđuobrok, ultrazvučna infiltracija šećera, ultrazvučna osmotska dehidracija, homologija lijeka i hrane, feniletanoidni glikozidi, ehinakozid, akteozid, funkcionalno konzervirano voće, tehnologija obrade Cistanche

 

1. Zašto razvijati pustinjsku cistanču u konzervirano voće?

1.1 Što je pustinjska cistanča (Cistanche deserticola)?

Cistanche deserticolaje višegodišnja parazitska biljka iz obitelji Orobanchaceae, uglavnom parazitirajućiHaloxylon ammodendronkorijenje. To je visokovrijedan tradicionalni kineski ljekoviti materijal, s mesnatim ljuskama uredno raspoređenim izvana.

Globalno, oko 20 vrsta Cistanche javlja se uglavnom u sušnim područjima Euroazije i Sjeverne Afrike. U Kini su dvije uobičajene vrstePustinja CistancheiTubulosa Cistanche.

Važno za razvojne programere proizvoda:Desert Cistanche službeno je uvršten na kineski popis "homologije lijeka i hrane" 17. studenog 2023., čime jača svoju poziciju za funkcionalnu hranu i formate dnevnih zdravih grickalica.

1.2 Funkcionalna vrijednost i glavne bioaktivne tvari (zašto je potrošačima stalo)

Desert Cistanche je poznat po bogatim nutritivnim i funkcionalnim komponentama, uključujući:

Feniletanoidni glikozidi (PhG)(često predstavljaakteozid/verbaskozidiehinakozid)

polisaharidi

Iridoidi

Lignani

Elementi u tragovima

Ti se spojevi često povezuju (u kontekstu istraživanja) s antioksidativnim, protuupalnim, anti-apoptotičkim i potencijalom za podršku pamćenju, čineći Cistanche obećavajućim sastojkom za moderne funkcionalne grickalice.

Tablica 1. Senzorski kriteriji bodovanja za pustinjuC. deserticolakonzervirano voće

Stavka (po 20 bodova)	Kriteriji bodovanja	Raspon rezultata
Okus/Aroma	Slatko-kiselo uravnoteženo; bogat i blag okus; ugodna slatkoća	16–20
	Prisutan je sladak okus, ali okus je blago bljutav; nema naknadnog okusa	10–15
	Pretjerano slatko ili pretjerano kiselo; loš okus	0–9
Tekstura/osjećaj u ustima	Umjerena mekoća; dobar osjećaj u ustima; kompaktno/elastično tkivo	16–20
	Lagano mekan ili blago čvrst; dobar osjećaj u ustima; relativno kompaktno tkivo	10–15
	Pretvrdo ili premekano; loš osjećaj u ustima; grubo tkivo	0–9
Izgled	Dobra bujnost/punoća	16–20
	Relativno dobra debeljucastost	10–15
	Jadna punašnost	0–9
Boja	Svijetlo žuta; uniforma; nema kristalizacije šećera ("pjeskovitost")	16–20
	Tamnožuta; relativno jednoličan; nimalo ili slaba kristalizacija šećera	11–15
	Tamnožuta; nejednoličan; očita kristalizacija šećera	0–9
Aroma	Jaka i čista voćna aroma; nema neugodnih mirisa; dugotrajna aroma	16–20
	Svjetlija voćna aroma ili blago karamelasta; bez neugodnih mirisa	10–15
	Nema voćne arome ili neugodnih mirisa na kiselo/zagorjelo/sumpor	0–9

2. Zašto ultrazvučna infiltracija šećera za konzervirano voće?

Konzervirano voće je klasična kategorija u Kini i ostaje popularna, posebnosmanjeni šećerverzije. Tijekom proizvodnje konzerviranog voća,infiltracija šećerabitno je za:

inhibiraju rast mikroba (učinak očuvanja)

poboljšati okus i osjećaj u ustima

stabilizirati teksturu

Uobičajene tehnologije infiltracije uključuju:

mikrovalna infiltracija šećera

vakuumska infiltracija šećera

ultrazvučna infiltracija šećera

Metode mikrovalne pećnice mogu dovesti do slabije boje i jače tamnjenja. Vakuumska infiltracija nudi brzu, ravnomjernu penetraciju.Ultrazvuk, međutim, naširoko se koristi jer može stvoriti mikroskopske kanale i ubrzati prijenos mase između vode tkiva i otopine za infuziju - često poboljšavajući sveobuhvatnu kvalitetu.

Tablica 2. Čimbenici i razine za Box–Behnkenov dizajn

Razina	A: Vrijeme prodiranja šećera (min)	B: Temperatura prodiranja šećera (stupnjevi)	C: Ultrazvučna snaga (W)
-1	50	45	80
0	60	50	90
1	70	55	100

3. Materijali, instrumenti i tijek obrade (tvornički prilagođen)

3.1 Sirovine

Pustinja Cistancheiz Hotana, Xinjiang, Kina

Koncentrirani sok od jabuke od 70 stupnjeva Brixa(koristi se kao otopina šećera; pripremljeno u laboratoriju)

3.2 Ključni reagensi

Vitamin C, limunska kiselina, natrijev klorid, galna kiselina, etanol, Folinov reagens, natrijev karbonat, rutin, natrijev nitrit, aluminijev nitrat, natrijev hidroksid, oksalna kiselina i 2,6-diklorfenolindofenol (svi analitički stupanj).

3.3 Oprema (industrijska relevantnost)

Glavni korišteni instrumenti uključuju:

ultrazvučni procesor (KH-800KDB)

pećnica za sušenje

analizator teksture

kolorimetar

GC–MS i LC–MS sustavi za arome i bioaktivne tvari

potenciometrijski titrator, UV-Vis spektrofotometar, centrifuga

 

Tablica 3. Rezultati eksperimenta površine odziva

Trčanje	A (kodirano / stvarno, min.)	B (kodirano / stvarno, stupanj )	C (kodirano / stvarno, W)	Senzorski rezultat
1	0 (60)	-1 (45)	1 (100)	77.4
2	-1 (50)	0 (50)	1 (100)	77.8
3	1 (70)	0 (50)	-1 (80)	73.2
4	-1 (50)	1 (55)	0 (90)	76.2
5	1 (70)	-1 (45)	0 (90)	79.8
6	0 (60)	-1 (45)	-1 (80)	76.2
7	0 (60)	0 (50)	0 (90)	86.0
8	1 (70)	1 (55)	0 (90)	73.6
9	0 (60)	0 (50)	0 (90)	87.8
10	-1 (50)	-1 (45)	0 (90)	74.0
11	0 (60)	0 (50)	0 (90)	85.4
12	-1 (50)	0 (50)	-1 (80)	73.8
13	0 (60)	0 (50)	0 (90)	86.2
14	0 (60)	1 (55)	1 (100)	76.4
15	0 (60)	0 (50)	0 (90)	83.8
16	1 (70)	0 (50)	1 (100)	77.6
17	0 (60)	1 (55)	-1 (80)	75.8

4. Metoda prerade: Konzervirano voće pustinjske cistanče

4.1 Tijek rada

Odabir → Pranje → Rezanje → Blanširanje → Infiltracija šećera (potpomognuto ultrazvukom) → Sušenje

4.2 Radne točke (pojedinosti osnovne proizvodnje)

Odaberite jednoličnu, neoštećenu Cistanche; nježno operite kako biste spriječili pucanje tkiva i gubitak soka.

Cistanche ogulite i narežite na jednolične ploške.

Blanširajte na pari na100 stupnjeva za 120 s.

KoristitiKoncentrirani sok od jabuke od 70 stupnjeva Brixakao otopina za infuziju; izvoditiinfiltracija šećera potpomognuta ultrazvukompod različitim uvjetima.

Sušiti u pećnici na80 stupnjeva 3 sata.

Tablica 4. Analiza varijance (ANOVA) za regresijski model

Izvor	Zbroj kvadrata	df	Srednji kvadrat	F-vrijednost	P-vrijednost	Značaj
Model	379.52	9	42.17	17.74	0.0005	Značajan
A	0.720	1	0.720	0.3028	0.5992
B	3.64	1	3.64	1.53	0.2556
C	13.00	1	13.00	5.47	0.0519
AB	17.64	1	17.64	7.42	0.0296
AC	0.040	1	0.040	0.0168	0.9004
PRIJE KRISTA	0.090	1	0.090	0.0379	0.8513
A²	122.55	1	122.55	51.55	0.0002
B²	86.98	1	86.98	36.58	0.0005
C²	98.84	1	98.84	41.57	0.0004
Ostatak	16.64	7	2.38
Nedostatak fit	8.29	3	2.76			Nije značajno
Čista greška	8.35	4	2.09
Ukupno	396.16	16

Statistika modela:R2=0.958R^2=0.958R2=0.958, Radj2=0.904R^2_{\\text{adj}}=0.904Radj2​=0.904, Rpre2=0.6322R^2_{\\text{pre}}=0.6322Rpre2​=0.6322
Std. dev.: 1.54; znači: 78.88; C.V. (%): 1.95

5. Senzorska procjena (optimizacija prema proizvodu)

Uslijedila je senzorska procjenaGB/T 10782-2021koristeći metodu bodovanja. Deset obučenih panelista ocjenjivalo je proizvod; rezultati su bili prosječni.

Za komercijalni razvoj ovo je važno:senzorni rezultatje praktičan indeks usmjeren potrošaču koji izravno odražava je li proizvod privlačan izgledom, mirisom, okusom i teksturom.

Tablica 5. Analiza boje konzerviranog voća desertne cistanche

Parametar	Vrijednost
L*	50.46 ± 0.42
a*	-0.71 ± 0.01
b*	15.25 ± 0.38
ΔE	46.40 ± 1.02

 

6. Ključni koraci prije optimizacije: Debljina reza i vrijeme blanširanja

6.1 Najbolja debljina kriške:4 mm

Debljina kriške ispitana je na2, 3, 4, 5, 6 i 7 mmdok ostali uvjeti ostaju konstantni.

Ako su kriške pretanke: struktura je oštećena, prekomjerno prodiranje šećera uzrokuje pretjerano mekan osjećaj u ustima, skupljanje, gubitak spojeva okusa i manji prinos nakon sušenja.

Ako su kriške predebele: infiltracija šećera postaje otežana; središte je nedovoljno zaslađeno, tekstura postaje tvrda, a boja može biti manje privlačna.

Najbolji rezultat: 4 mm debljine, s najvišim senzornim rezultatom (81,2). Proizvod je bio pun, svijetložut, umjereno sladak i ugodan za žvakanje, a zadržao je karakter Cistanchea.

6.2 Najbolje vrijeme blanširanja:20 min

Vrijeme blanširanja ispitano je na5, 10, 15, 20, 25, 30 min.

Prekratko: inaktivacija enzima je nedovoljna; rezidualna polifenol oksidaza potiče posmeđivanje i tamnjenje; tkivo ostaje gusto i otporno je na infiltraciju šećera; okus može biti sirov/trpak.

Predugo: tkivo pretjerano omekša; zadržavanje vode opada; dolazi do kolapsa i skupljanja; ispiranje topljivih hranjivih tvari i spojeva okusa; smanjuje se sposobnost žvakanja.

Najbolji rezultat: 20 min, punašnog izgleda, svijetlo žute boje, uravnotežene slatkoće i fleksibilne teksture.

 

Tablica 6. Analiza aromatskih spojeva u konzerviranom voću desertne cistanche

Ne.	RT (min.)	Relativni sadržaj (%)	složenica (engleski)	Molekulska formula	CAS br.
1	13.62	33.9929 ± 0.1680	1-oktanol	C₈H₁₈O	111-87-5
2	15.07	3.1072 ± 0.1401	Izooktanol	C₈H₁₈O	26952-21-6
3	17.21	0.9097 ± 0.0099	1-okten	C₈H₁₆	111-66-0
4	18.56	47.1520 ± 0.1178	Nonanal	C₉H₁₈O	124-19-6
5	21.72	1.0031 ± 0.0016	ciklopentadekanol	C₁₅H₃₀O	4727-17-7
6	22.52	0.4175 ± 0.0026	5,6-epoksi- -ionon	C₁₃H₂₀O₂	23267-57-4
7	23.43	6.7981 ± 0.0249	Undekanal	C₁₁H₂₂O	112-44-7
8	23.98	0.8613 ± 0.0181	1-tetradekanol	C₁₄H₃₀O	112-72-1
9	26.73	0.3909 ± 0.0102	Dodekanal	C₁₂H₂₄O	112-54-9
10	27.62	0.3438 ± 0.0092	Dečane	C₁₀H₂₂	124-18-5
11	30.12	0.8872 ± 0.0066	ciklopentadekan	C₁₅H₃₀	4727-17-7
12	31.97	0.7857 ± 0.0039	pentadekan	C₁₅H₃₂	629-62-9
13	32.50	0.1622 ± 0.0021	Dodekan	C₁₂H₂₆	112-40-3
14	40.06	1.2256 ± 0.0203	pentadekan	C₁₅H₃₂	629-62-9
15	42.70	0.4593 ± 0.0074	Eikozan	C₂₀H₄₂	112-95-8
16	46.27	0.2887 ± 0.0127	Metil palmitat	C₁₇H₃₄O₂	112-39-0

7. Optimizacija ultrazvučno potpomognute infiltracije šećera (Jezgra studije)

7.1 Eksperimenti s jednim faktorom (otkrivanje trenda)

Osnovni uvjeti: vrijeme infiltracije šećera40 min, temperatura40 stupnjeva, ultrazvučna snaga70 W.

Testni faktori i razine:

Vrijeme: 20, 30, 40, 50, 60, 70 min

Temperatura:30, 35, 40, 45, 50, 55 stupnjeva

Ultrazvučna snaga: 50, 60, 70, 80, 90, 100 W

Uočeni trendovi:

Senzorski rezultat se povećavao, a zatim smanjivao s duljim vremenom;vrhunac na 60 min.

Senzorski rezultat se povećao pa smanjio s temperaturom;vrhunac na 50 stupnjeva. Viša temperatura povećava propusnost membrane i smanjuje viskoznost otopine, povećavajući prijenos mase - ali previsoki uvjeti mogu naštetiti kvaliteti.

Senzorski rezultat porastao je s snagom u60–90 Wrasponu i vrhuncu90 W.

7.2 Metodologija odzivne površine (Box–Behnkenov dizajn)

Na temelju rezultata jednog faktora i za smanjenje kristalizacije šećera ("povratak pijeska") uz održavanje senzorske kvalitete, maseni udio šećerne otopine postavljen je na70%.

Odabrana su tri faktora:

O: vrijeme infiltracije

B: temperatura infiltracije

C: ultrazvučna snaga

Model kvadratne regresije uspostavljen je za senzorski rezultat YYY u smislu A, B i C, pokazujući jaku statističku značajnost i dobro uklapanje. Analiza je pokazala da učinci nisu čisto linearni:interakcije i nelinearni termini bili su značajni.

Važnost faktora (visoka → niska):
Vrijeme > Snaga > Temperatura

7.3 Optimalni parametri obrade (zaokruženi za proizvodnju)

Modelom predviđeni optimum bio je otprilike:

60,5 min, 49,6 stupnjeva, 91,3 W

Za praktičnu kontrolu proizvodnje, uvjeti su zaokruženi na:

Vrijeme: 60 min

Temperatura: 50 stupnjeva

Ultrazvučna snaga: 90 W

Eksperimenti validacije pokazali su izvrsno slaganje između predviđenih i izmjerenih senzorskih rezultata (relativna pogreška oko0.4%), što ukazuje da model može voditi proizvodnju.

 

Tablica 7. Analiza teksture konzerviranog voća desertne cistanche

Parametar	Vrijednost
Tvrdoća ljuštenja (N)	0.241 ± 0.038
Opružnost (mm)	0.822 ± 0.297
Lomljivost mesa (g·s)	245.997 ± 19.908
Čvrstoća (g·s)	0.001 ± 0.012

 

8. Ocjena kvalitete optimiziranog konzerviranog voća

8.1 Karakteristike boje

Rezultati kolorimetra (L*, a*, b*) pokazuju ukupnu vrijednostžutosmeđeton s umjerenom svjetlinom i minimalnom zelenom nijansom - u skladu s tipičnim karakteristikama obrade konzerviranog voća.

 

 

Primjena ekstrakta TCM Cistanche

8.2 Hlapljivi sastav arome (GC–MS)

Hlapljive komponente identificirane su i razvrstane u šest kategorija:

aldehidi

alkoholi

alkeni

alkani

ketoni

esteri

Ključna senzorska interpretacija za razvoj proizvoda:

Aldehidi (dominantni):nonanalno, undekanalno, dodekanalno
Ovi masni aldehidi srednjeg lanca imaju niske pragove mirisa i doprinose masno-slatkim, citrusnim, voštanim i cvjetnim notama. U sustavima konzerviranog voća često nastaju zbog oksidacije lipida i/ili Maillardovih putova pod zagrijavanjem i visokim šećerom.

Alkoholi:izooktanol, 1-oktanol, ciklopentadekanol, 1-tetradekanol
Alkoholi kraćeg lanca dodaju blage slatke/zelene/citrusne note i zaokruženost. Alkoholi dužeg lanca imaju nisku hlapljivost i djeluju kao fiksativi, podržavajući dugotrajnu aromu.

Alken:1-okten
Doprinosi svježim zelenim notama, pomažući u smanjenju percipirane masnoće.

alkani:dekan, pentadekan, eikozan
Općenito niske arome, više djeluju kao inertni pozadinski/hlapljivi nosači.

Keton:5,6-epoksi- -ionon
Klasični cvjetni spoj s tonovima poput ljubičice, slatkog voća i drvenastim tonovima, koji naglašava eleganciju i kompleksnost.

Ester:metil palmitat
Tipično slaba voštana/voćna pozadina; ograničen izravni utjecaj, ali pridonosi ukupnoj matrici.

Općenito, optimizirani proizvod pokazao je abogata, zaokružena aroma u kojoj dominiraju aldehidi, potpomognut cvjetno/voćnom nijansom i dugotrajnijim naknadnim notama - što sugerira dobru kvalitetu arome za komercijalizaciju grickalica.

8.3 Profil teksture

Prema optimiziranom procesu:

površina je pokazala nisku tvrdoću (meka vanjska strana)

elastičnost je bila umjerena (djelomičan oporavak nakon kompresije)

meso je bilo iznimno mekano s vrlo niskom čvrstoćom

Sa stajališta dizajna proizvoda, ovo ukazuje na asoft-chewy stilukonzerviranog voća, ali također sugerira da strukturalno pojačanje (ako je potrebno) može zahtijevati prilagodbe krivulje sušenja, kontrolu raspodjele debljine kriški ili postavke nakon infuzije.

8.4 Fizikalno-kemijska svojstva

Navedeni rezultati:

sadržaj vlage zadovoljava relevantne nacionalne standarde; stupanj sušenja bio odgovarajući

omjer dehidracije bio je umjeren

učinak rehidracije bio je izvrstan (u skladu s labavijom unutarnjom strukturom)

topljive krute tvari povećavaju poboljšanu slatkoću i osjećaj u ustima

ukupna kiselost bila je umjerena

sadržaj vitamina C bio je nizak (vjerojatno zbog toplinske osjetljivosti tijekom obrade)

Sveukupno, fizikalno-kemijska kvaliteta bila je dobra, s vitaminom C kao slabijom točkom - uobičajenom u termički obrađenom konzerviranom voću.

8.5 Funkcionalne komponente (bioaktivna retencija)

Konzervirano voće zadržalo je mjerljive funkcionalne komponente:

ukupni feniletanoidni glikozidi (PhG): oko0.797%

otkriveni su ukupni flavonoidi i ukupni polifenoli

ukupni šećer je bio visok (49.21 g/100 g), u skladu sa svojstvima očuvanog voća

Ovo podupire izvedivost proizvodnje afunkcionalni stil Cistanche konzervirano voćekoji zadržava prepoznatljive bioaktivne markere, a pruža okus koji je ugodan za grickalice.

Tablica 8. Fizikalno-kemijska svojstva pustinjeC. deserticolakonzervirano voće

Artikal	Vrijednost
Sadržaj vlage (%)	23.19 ± 0.42
Stopa gubitka vode (%)	20.7 ± 0.6
Omjer rehidracije (%)	128.3 ± 0.6
Povećanje topljivih krutih tvari (%)	34.5 ± 0.6
Ukupna kiselost (g/kg)	13.60 ± 0.26
Vitamin C (mg/100 g)	1.10 ± 0.03

 

9. Zaključci (Što to znači za Cistanche tvornice i proizvodne timove)

Koristeći Desert Cistanche kao sirovinu, razvili smo funkcionalni proizvod od konzerviranog voća korištenjeminfiltracija šećera potpomognuta ultrazvukompristup. Kombinacijom jednofaktorskih eksperimenata i optimizacije Box–Behnkenove površine odgovora sa senzorskim bodovanjem kao temeljnim pokazateljem,najbolji procespotvrđeno je kao:

60 min vremena infiltracije

Temperatura infiltracije od 50 stupnjeva

Ultrazvučna snaga 90 W

Proizvod proizveden u ovim uvjetima pokazao je:

prirodna zlatnožuta boja, ujednačen izgled, vlažna tekstura

čista slatkoća bez neugodnih okusa

mekan, elastičan zalogaj za žvakanje bez tvrde jezgre

općenito izvrsna senzorska kvaliteta

Uspostavljeni regresijski model dobro odgovara i može se koristiti zastabilna kontrola procesa i smjernice za povećanje. Kako industrija homologije lijeka i hrane nastavlja rasti, konzervirano voće Desert Cistanche pokazuje snažan komercijalni potencijal i može pomoći u integraciji pustinjskih ekoloških industrija s modernom funkcionalnom proizvodnjom hrane.

 

Tablica 9. Bioaktivni spojevi u pustinjiC. deserticolakonzervirano voće

Artikal	Vrijednost
Akteozid/verbaskozid (%)	0.158 ± 0.014
Ehinakozid (%)	0.639 ± 0.034
Ukupni flavonoidi (%)	1.072 ± 0.005
Ukupni polifenoli (%)	0.07788 ± 0.001
Ukupni šećeri (g/100 g)	49.21 ± 0.160