Абстрацт

Цистанцхе десертицолаје добро позната лековита биљка из пустињских извора пореклом из северозападне Кине, која се често назива „пустињски гинсенг“. Као ботанички хомологни материјал за храну и лек, поседује велики развојни потенцијал у индустрији функционалне хране и додатака исхрани. Свеже сакупљена ткива су подложна ензимском посмеђивању изазваном ензимима ендогене оксидазе. Конвенционалне производне праксе углавном прихватају сушење на отвореном у хладу или директну дехидратацију топлим ваздухом без стандардизованих корака претходног третмана. Ове традиционалне операције обично доводе до великих губитака фенилетанол гликозида (ПхГ), који су основне биоактивне маркерске супстанце, и деградирају комерцијални квалитет финално осушених кришки. Успостављање практичних комбинација пре третмана и дехидратације је од суштинског значаја за очување активних једињења и стабилизацију перформанси складиштења готових производа.

У овом раду су проучавана два пута предтретмана: нетермички ултрависоки хидростатички притисак (УХП) и конвенционално термално парење. Сваки предтретман је комбинован са две главне технологије дехидратације, конвективним сушењем врућим ваздухом и вакуум лиофилизацијом. Пробе са једним фактором су примењене да би се сузили изводљиви распони параметара, након чега је уследило Бок-Бехнкен моделирање површине одзива да би се оптимизовала четири интегрисана производна тока. Укупни фенилетанол гликозиди, израчунати сумирањем четири репрезентативна маркера укључујући ехинакозид, вербаскозид, цистанозид А и изовербаскозид, послужили су као примарни индикатор евалуације. Осушене биљне кришке произведене под оптимизованим параметрима паковане су у четири третмана заснована на вакууму: једноставно вакуумско заптивање, вакум са кесицама за хватање кисеоника, вакуум са силика гел исушивачима и композитна вакуумска амбалажа која садржи и хватач кисеоника и средство за сушење. Вишеструки индикатори квалитета, укључујући ниво влаге, укупан шећер, растворљиве протеине, заостале ПхГс и укупан број аеробних микроба, континуирано су праћени под складиштењем на собној температури. Тестирање убрзаног рока трајања (АСЛТ) под повишеним температурама коришћено је за процену рока трајања у стварном свету у условима околине.

Резултати су показали да су и УХП и предтретман паром побољшали очување ПхГс у поређењу са директним контролама дехидрације без претходног третмана. Оптимални резултат обраде дошао је од УХП комбинованог са сушењем топлим ваздухом: притисак 296 МПа, време држања 16 мин и температура сушења 81 степен, дајући садржај ПхГс од 5,12 мг/г·ФВ, приближно 1,8 пута већи од необрађеног референтног узорка осушеног врућим ваздухом. За сушење паром-врућим ваздухом, идеални параметри су били температура паре 94 степена, трајање паре 21 мин и температура сушења 79 степени. За УХП у комбинацији са сушењем замрзавањем, оптимална подешавања су била притисак од 295 МПа, време држања од 16 минута и температура пре замрзавања од -43 степена. За лиофилизацију на пари, најбољи услов је био 94 степена паре током 21 мин и температура пре замрзавања од -43 степена. Током експеримената складиштења, све групе за паковање су делиле доследне трендове промене квалитета: влага и број микроба постепено су се повећавали, док су укупни шећер, растворљиви протеини и биоактивни маркери ПхГс опадали. Међу свим тестираним облицима паковања, композитно вакум паковање опремљено кесицама које апсорбују кисеоник и влагу задржало је најбољи свеобухватни квалитет производа. Убрзаним прорачуном стабилности пројектован је рок трајања од 256 дана за обичне вакуумско затворене узорке на температури околине од 20 степени. За поређење, двофункционална композитна вакуумска амбалажа постигла је процењени век трајања до 663 дана.

Нетермички предтретман под високим притиском показује истакнуте предности у заштити фенилетанол гликозида осетљивих на топлоту токомЦистанцхе десертицоладехидрација. Истовремена примена хватача кисеоника и средстава за сушење у вакуумски запечаћеној амбалажи може ефикасно успорити вишедимензионално погоршање квалитета и значајно продужити употребни век трајања осушених кришки. Ова студија пружа практичне производне референце за третман после жетве и дугорочно комерцијално очување ове вредне хомологне сировине за лекове за храну.

Кључне речи: Цистанцхе десертицола; фенилетанол гликозиди; ултра-висок хидростатички притисак; предтретман паром; дехидрација топлим ваздухом; вакуумска лиофилизација; стабилност складиштења сушеног биља; убрзана процена рока трајања; хомологија хране и лекова

 

1. Увод

1.1 Ботанички профил и индустријска позадинаЦистанцхе десертицола

Цистанцхе десертицолаИЦ Ма припада породици Оробанцхацеае и обавезна је холопаразитна биљка без хлорофила. Паразитира у кореновом системуХалокилон аммодендрон, грм отпоран на сушу широко распрострањен у пустињским регионима северне Кине. Његова месната љускава стабљика се користи као тоник биљни материјал више од две хиљаде година у традиционалним системима примене. Древни биљни документи класификују га као висококвалитетни тоник, познат по ефектима тонизирајућег јанга бубрега, обнављања есенције крви и ублажавања симптома затвора.

Због историјске прекомерне дивље колекције, дивљеЦистанцхе десертицоларесурси су се суочили са ризицима исцрпљивања и добили су званичне интервенције за очување. Данас се вештачко гајење великих размера остварује кроз инокулацијуЦистанцхена вештачки засађенеХалокилон аммодендронзаштићене шуме, углавном у пустињским областима Унутрашње Монголије. Почетком 2020. године, кинески регулаторни органи су укључилиЦистанцхе десертицолау пилот каталог хомологије хране и лекова, отварајући шире комерцијалне изгледе за тржишта функционалне хране, додатака исхрани и козметичких сировина.

1.2 Био-активност главних функционалних састојака

Фенилетанол гликозиди су препознатљиве биоактивне супстанцеЦистанцхе десертицола. Велики број ин-витро експеримената на ћелијама и ин-виво студија на животињским моделима су потврдили његов разнолик фармаколошки потенцијал. Ова једињења показују значајан антиоксидативни капацитет: ПхГс фракције могу повећати активност антиоксидативних ензима као што је СОД и смањити оштећење пероксидације липида у животињском серуму и ткивима јетре. Модели оштећења ћелија оксидативним стресом показали су да ПхГ изолати могу смањити смртност нервних ћелија, што подржава његов потенцијал као природне антиоксидативне сировине.

Фармаколошка испитивања на животињама такође потврђују његову традиционалну тоничну вредност. Биљни водени екстракти могу побољшати више параметара квалитета сперме код мушких животиња, укључујући концентрацију сперме, покретљивост и стопу малформација. Експерименти инкубације лимфоцита су то показалиЦистанцхеекстракти могу да промовишу стварање антитела и регулишу експресију рецептора на површини имуних ћелија, одражавајући имуномодулаторне ефекте. У истраживању гастроинтестиналне регулације, компоненте олигосахарида екстраховане из ове биљке показале су очигледан лаксативни учинак, што је убрзало перисталтику црева и скратило латенцију дефекације на животињским моделима са опстипацијом. Фракције полисахарида изЦистанцхе десертицолатакође доприносе антиоксидативним и имуномодулаторним физиолошким одговорима.

1.3 Тренутни статус технологије дехидратације биљних сировина

Свеже убраноЦистанцхе десертицоласадржи обиље хранљивих материја, али метаболичка активност после жетве остаје јака након брања. Без правовремене обраде, свеже стабљике су склоне ензимском посмеђивању, омекшавању текстуре и микробиолошком кварењу, што доноси потешкоће за међурегионалну логистику и дуготрајно складиштење. Дехидрација је главна метода очувања за комерцијалне производеЦистанцхесировина. Традиционална производња углавном прихвата сушење на сунцу или сушење на ваздуху у хладу. Ипак, ензими ендогене оксидазе укључујући полифенол оксидазу (ППО) и пероксидазу (ПОД) ће наставити да разграђују биоактивне супстанце пре него што влажност ткива падне на безбедне нивое. Ово узрокује велики губитак карактеристичних ПхГ компоненти и нестабилан квалитет готовог производа.

Уобичајене технике индустријске дехидрације за ботаничке материјале укључују конвективно сушење врућим ваздухом, микроталасну дехидратацију, сушење у далеком инфрацрвеном спектру и сушење замрзавањем у вакууму. Конвективно сушење топлим ваздухом карактерише ниска улагања у опрему, велики проток серије и једноставан рад погодан за масовну производњу. Његов главни недостатак лежи у термичком оштећењу према топлотно лабилним биоактивним молекулима у условима високе температуре. Вакуумска лиофилизација уклања влагу сублимацијом леда у условима замрзавања под ниским притиском. Ова технологија може боље задржати оригиналну текстуру ткива, боју и термички осетљиве фитокемикалије, док долази са већом потрошњом енергије и трошковима производње. Хибридне шеме комбинованог сушења покушавају да интегришу предности различитих начина сушења како би уравнотежиле квалитет готовог производа и економичност производње.

1.4 Стратегије претходног третмана пре ботаничке дехидрације

Кораци претходног третмана пре дехидрације могу да остваре више циљева: оксидативна деактивација ензима, делимично смањење микробног оптерећења и модификација микроструктуре биљног ткива. Разуман предтретман побољшава ефикасност дехидрације и минимизира разградњу вредних ендогених биоактивних једињења. Термичко парење или бланширање спада у конвенционална решења за термичку претходну обраду. Термичка обрада денатурира протеине ППО и ПОД оксидазе како би се сузбиле реакције посмеђивања, истовремено повећавајући пропустљивост ћелијског зида и скраћујући наредне циклусе дехидрације. Међутим, прекомерно продужена термичка обрада или претерано висока температура могу да излуже фитокемикалије растворљиве у води и изазову термичку разградњу циљних активних супстанци.

Прерада ултра-високим хидростатичким притиском (УХП) је обећавајућа нетермална физичка интервенција за производњу хране и биљака. Висок хидростатички притисак нарушава нековалентне везе унутар биолошких макромолекула као што су протеини, док ковалентне хемијске везе секундарних метаболита малих молекула остају углавном нетакнуте. УХП може инактивирати микроорганизме и оксидативне ензиме без интензивног термичког уноса и модификовати пермеабилност ћелијске мембране да би олакшао ослобађање метаболита из биљних ћелија. Ова нетермална технологија је последњих година задобила све већи истраживачки интерес за прераду воћа, поврћа и биљног материјала.

1.5 Изазови везани за складиштење дехидрираних биљних кришки

Чак и након довољне дехидрације, сушени биљни производи ће током дуготрајног складиштења бити подвргнути спором погоршању квалитета. Главни фактори утицаја укључују садржај преостале влаге, вредност активности воде, парцијални притисак амбијенталног кисеоника, температуру складиштења, изложеност светлости и баријере материјала за паковање. Преостала влага убрзава неензимско смеђе боје и обезбеђује доступну воду за микробну пролиферацију. Кисеоник убрзава оксидативну деградацију фенолних биоактивних супстанци које представљају фенилетанол гликозиди. Одговарајућа решења за паковање користе композитне филмове високе баријере, кесице са сушним средством за апсорпцију влаге и пакете за хватање кисеоника како би се спречило пропадање квалитета. Тренутно је већина комерцијално доступна осушенаЦистанцхе десертицолакришке користе једноставну врећицу или паковање у канистеру, без систематских експерименталних података који би подржали стварне перформансе рока трајања.

1.6 Циљеви истраживања и експериментални обим

Постојећи мејнстримЦистанцхепроизводни процеси често прескачу стандардизовани предтретман пре дехидрације, што доводи до значајног губитка карактеристичних биоактивних састојака фенилетанол-гликозида. Ова студија упоређује нетермалну УХП интервенцију са класичном термичком претходном обрадом паром. Свака опција претходног третмана је комбинована са сушењем топлим ваздухом и сушењем замрзавањем. Једнофакторско скрининг и Бок-Бехнкен моделирање површине одзива се примењују да би се оптимизовала четири различита интегрисана производна цевовода, са приоритетом на максималном задржавању ПхГс. Користећи резове припремљене према оптимизованим скуповима параметара, овај рад даље истражује како вакуумско паковање допуњено средствима за сушење и кесицама за хватање кисеоника утиче на вишедимензионалне промене квалитета током складиштења. Тестирање убрзаног старења се користи за пројектовање стварних перформанси рока трајања у условима нормалне собне температуре. Овај пројекат има за циљ да пружи експерименталне основе и практичне производне параметре за руковање након жетве и дугорочно очување прехрамбених производаЦистанцхе десертицола.

Основни експериментални опсег је наведен у наставку:

Оптимизујте комбинације параметара за четири цевовода за обраду: УХП плус сушење топлим ваздухом; парење плус сушење топлим ваздухом; УХП плус лиофилизација; парење плус лиофилизација. Укупан садржај фенилетанол гликозида служи као примарни индикатор одговора.

Пратите динамичке промене влаге, укупног шећера, растворљивих протеина, концентрације ПхГс и укупног броја аеробних микроба за сушене биљне кришке у четири различите конфигурације вакуумског паковања током испитивања складиштења.

Спроведите експерименте старења са убрзаним роком трајања и израчунајте пројектовани век трајања на температури околине за свако решење за паковање.

2. Материјали и експериментални поступци

2.1 Извори сировина, хемијски реагенси и лабораторијски апарати

СвежеЦистанцхе десертицоласирове стабљике су убране током јесење сезоне жетве у оквиру Алка лиге, Унутрашња Монголија, Кина. Референтне стандардне супстанце су укључивале ехинакозид, вербаскозид, цистанозид А и изовербаскозид, свака са сертификованом чистоћом већом или једнаком 98%. За квантитативно мерење ХПЛЦ-а коришћени су ацетонитрил и метанол класификовани за хроматографију. Остали хемијски агенси су усвојили стандард чистоће аналитичког квалитета.

Главна лабораторијска опрема: термостатски контролисан орман за сушење топлог ваздуха, ултразвучна екстракциона купка, расхладна центрифуга велике брзине, инструмент за течну хроматографију високих перформанси, вакуум сушач замрзавањем, термостатска јединица за циркулацију у воденом купатилу, систем за ултрастатичну обраду са високим притиском, УВ-Вис спектрофотометар, парни стерилизатор под високим притиском, инкубатор са константном температуром и влагом и индустријска машина за вакумско паковање.

2.2 Почетни радни ток припреме сировина

СвежеЦистанцхестабљике су испране да би се уклонила површинска прљавштина и нечистоће, спољно љускаво ткиво листа је ручно уклоњено. Обрађене стабљике су равномерно исечене на кришке дебљине 5 мм, потпуно помешане и насумично распоређене у експерименталне подгрупе. Дефинисане су четири главне кохорте обраде: УХП предтретман праћен дехидратацијом топлим ваздухом; термичка обрада паром праћена дехидрацијом врућим ваздухом; УХП предтретман праћен вакуум лиофилизацијом; термичка предобрада паром праћена вакуум лиофилизацијом. Припремљено је пет биолошких реплицираних узорака за свако експериментално стање.

2.3 Протокол квантитативне детекције за укупне фенилетанол гликозиде

Квантификација заснована на ХПЛЦ-у је примењена за мерење једињења маркера ПхГс. ОсушениЦистанцхепрашак за кришке је просејан кроз сито од 60-месх; тачно 1,0 г узорка праха је измерен и помешан са 50% метанолним воденим растварачем. Екстракција растварачем уз помоћ ултразвука трајала је 1,5 х, овај циклус екстракције је поновљен три одвојена пута. Услови центрифугирања су подешени на 8000 г ротационе силе у окружењу од 4 степена током 15 мин. Сакупљена супернатантна течност је прошла кроз мембрану филтера органске фазе од 0,22 μм пре ХПЛЦ ињекције.

ХПЛЦ хардверска конфигурација: ЛаЦхром Кс Ц18 аналитичка колона (250 мм × 4,6 мм, величина честица 5 μм). Састав мобилне фазе: ацетонитрил као фаза А и 0,5% водени раствор мравље киселине као фаза Б, ради под програмираним начином елуирања градијента. Таласна дужина УВ детекције је фиксирана на 320 нм; температура колоне одржавана на 30 степени; запремина убризгавања узорка била је 8 μЛ; проток течности 0,6 мЛ/мин. Укупна вредност фенилетанол гликозида је израчуната сумирањем измерених концентрација четири појединачна маркерска молекула, исказана у јединици мг/г·ФВ. Комплетни тестови валидације методе, укључујући калибрацију линеарности, процену прецизности инструмента, поновљивост припреме узорка, краткорочну стабилност тест-раствора и тестирање опоравка матрице, завршени су како би се гарантовала аналитичка поузданост.

2.4 Пробе скрининга са једним фактором параметара

За сваку комбиновану руту обраде, извршено је једнофакторско тестирање да би се разграничили разумни прозори параметара пре оптимизације површине одговора.

УХП + кохорта сушења врућим ваздухом: испитивани градијент величине притиска (100 МПа-500 МПа), трајање задржавања притиска (5-25 мин), температура сушења врућим ваздухом (60-100 степени), узимајући укупну концентрацију ПхГс као одговор на евалуацију.

Кохорта паре + сушење врућим ваздухом: тест варијабле покривају температуру паре (60-100 степени), трајање парења (10-50 мин), температуру сушења врућим ваздухом (60-100 степени).

УХП + кохорта сушења замрзавањем: променљиви градијенти укључују радни притисак (100-500 МПа), време задржавања притиска (5-25 мин), температуру пре замрзавања у распону од 0 степени до -80 степени.

Кохорта парења + сушење замрзавањем: манипулисана температура паре, трајање паре и температура пре замрзавања унутар одговарајућих опсега градијента.

2.5 Експериментални дизајн Бок-Бехнкен Респонсе-Сурфаце

На основу резултата тестова скрининга са једним фактором, Бок-Бехнкен експериментални распоред од три фактора и три нивоа је примењен за сваки од четири тока процеса обраде. Укупан садржај фенилетанол-гликозида означен је као променљива одговора И. Софтверска платформа Десигн-Екперт је конструисала математичке моделе квадратне полиномске регресије. Теоријски оптимални производни параметри су генерисани прорачуном модела; вредности параметара су фино подешене да задовоље практична оперативна ограничења опреме, након чега су уследили експерименти физичке верификације.

2.6 УПЛЦ‑К‑ТОФ‑МС/МС анализа профилисања метаболита

Екстракти узорака добијени из четири оптимизоване групе за обраду филтрирани су кроз органски филтер од 0,22 μм и поднети на УПЛЦ-К-ТОФ-МС/МС мерење профилисања метаболита. Изабран је режим детекције позитивних јона ЕСИ; опсег за масовно скенирање покрива 50-2000 Да; енергија судара прилагођена у оквиру 30-40 В. Сигнали масене спектрометрије секундарних фрагмената су укрштени у односу на објављену фитокемијску литературу за пробну идентификацију метаболита типа фенилетанол-гликозида унутарЦистанцхеекстракти ткива.

2.7 Подешавање процене перформанси складиштења осушених резова

ОсушениЦистанцхекришке произведене у складу са четири оптимизоване спецификације обраде подељене су на 10 г по појединачној јединици и запечаћене унутар ПА/ПЕ вишеслојних врећица са вакуум баријером. Успостављене су четири различите групе за третман паковања:

ДП: чисто вакуумско заптивање, без додатних функционалних кесица;

ДОП: вакуумско заптивање са укљученом врећицом за хватање кисеоника на бази гвожђа у праху;

ДХП: вакуумско заптивање са додатком кесице средства за сушење које упија влагу силика-гела;

ДОХП: композитно вакуумско паковање које садржи кесице са средством за хватање кисеоника и силика гел.

Шарже узорака су инкубиране у условима околине на собној температури. Операције узорковања су се одвијале сваких 14 дана за аналитичко мерење са више индекса. Испитани индикатори су укључивали садржај влаге (одређен према протоколу директног сушења ГБ 5009.3-2016), укупан шећер квантификован спектрофотометријским тестом фенол-сумпорне киселине, растворљиви протеин измерен Цоомассие методом бриљантних боја фенилетанол-гликозид преко утврђеног ХПЛЦ процеса рада, укупан број аеробних колонија према ГБ 4789.2-2022 спецификацији микробне инспекције. Референтна вредност прихватљивости микроба је извучена из НИ 5184‑2002 критеријума индустрије дехидрираног поврћа, који захтева укупан број аеробних колонија лг (ЦФУ/г) мањи од или једнак 5.

2.8 Процена убрзаног старења рока употребе (АСЛТ) и израчунавање рока употребе

Репрезентативне серије узорака које потичу из групе ДП једноставне вакуумске и ДОХП композитне групе за паковање су инкубиране унутар термостатских ормарића одржаваних на 50 степени и 60 степени да би се извела вештачка убрзана испитивања пропадања. Временски интервали узорковања су дефинисани према емпиријској вредности К10. Праг броја микробних колонија и концентрација резидуалних ПхГс заједно су служили као критични индикатори крајње тачке за процену рока трајања. Формула коефицијента К10 и стандардне формуле за израчунавање рока трајања АСЛТ су усвојене да екстраполирају пројектоване перформансе рока трајања под циљним амбијенталним условима складиштења од 20 степени.

2.9 Статистика и методологија обраде података

Софтвер Екцел 2019 и СПСС Статистицс 26 се бавио сортирањем необрађених скупова података и проценом статистичког значаја. Оригин 2022 је коришћен за цртање научних фигура. Десигн-Екперт 13 је остварио конструкцију модела одзивне површине и прорачун оптимизације параметара. Једносмерна АНОВА анализа подржала је компаративну евалуацију у више група; П-вредност мања од 0,05 интерпретирана је као статистички значајна разлика. Сви измерени експериментални резултати су представљени у формату средње вредности ± стандардна девијација.

 

3. Резултати и дискусија

3.1 Исходи валидације за ПхГс ХПЛЦ квантификациони ток рада

Четири циљана једињења маркера фенилетанол-гликозида дала су повољне перформансе линеарног уклапања, са коефицијентом детерминације Р² изнад или једнаким 0,9995. Тестирање прецизности инструмента дало је РСД вредности испод 2,3 %. Тест поновљивости припреме узорака је дао цифре у РСД ниже од 3 %. Краткорочна испитивања стабилности показала су да су раствори за испитивање узорака остали стабилни најмање 24 сата у окружењу на собној температури. Стопе опоравка матрикс-спике за четири маркерске супстанце пале су између 95,9 %-97,8 %, са одговарајућим РСД< 2 %. Collectively these validation outputs confirm that the established HPLC quantitative workflow supplies precise, stable and accurate measurement capacity for phenylethanol‑glycoside marker compounds from processed Цистанцхе десертицолаузорци.

3.2 Посматрање из експеримената скрининга са једним фактором

Унутар кохорте УХП плус сушење топлим ваздухом, садржај фенилетанол-гликозида је показао унимодалне варијације: концентрација метаболита се прво попела, а затим опала како су величина притиска, време задржавања притиска и температура сушења расли узастопно. Када су помоћни параметри одржавани константним, максимални принос ПхГ-а се појавио близу радног притиска од 300 МПа, трајања држања од 15 минута и температуре сушења подешене на 80 степени. Ултрависоки хидростатски притисак умереног нивоа нарушава архитектуру биљне ћелије, побољшава пермеабилност ћелијске мембране и олакшава интрацелуларно ослобађање метаболита ПхГс. Претерано висок притисак или превише продужени периоди задржавања притиска имају штетне последице: долази до великог цурења разних интрацелуларних нечистоћа, додатно део молекула ПхГс долази у контакт са заосталом кисеоником унутар сломљених ћелија и трпе оксидативну деградацију, што доводи до смањења концентрације ПхГс које се може детектовати. Претерано висока температура сушења покреће површинско стврдњавање коже биљних кришки, омета унутрашње канале за дифузију воде и продужава ефективно трајање дехидрације, додатно убрзавајући термички разградњу термички осетљивих молекула ПхГс.

За експериментални цевовод за пару-врући ваздух-дехидрацију, садржај ПхГ-а је на сличан начин показао тенденцију раста-па-пада реагујући на промене трајања паре, температуре паре и температуре сушења. Оптимални једнофакторски радни нивои концентрисани су око температуре паре од 90 степени, времена задржавања паре 20 минута и температуре сушења од 80 степени. Одговарајући третман термичком паром денатурише ендогене ППО и ПОД оксидативне ензиме, остварујући заштитни ефекат „инактивираног ензима за очување гликозида“ и спречава ензимско хидролитичко разлагање састојака фенилетанол-гликозида. Преинтензивна топлотна изложеност превисоким температурама или предуго трајање паре озбиљно оштећује конструкцију ћелијског зида, изазивајући губитак активних супстанци растворљивих у води уз термичко разлагање циљних једињења маркера.

За предтретман у комбинацији са групама за сушење замрзавањем, прилагођавања величине УХП притиска, трајања задржавања притиска и температуре пре замрзавања су такође произвела унимодалне криве реакције ПхГс. Максимални излаз ПхГс се појавио на притиску од 300 МПа, 15 мин времена задржавања и подешавања пред замрзавање од -40 степени. Температура пре замрзавања има значајан утицај на морфологију ледених кристала и коначну микроструктуру лиофилизованих биљних кришки. Умерено ниска температура пре замрзавања ствара лабаву и порозну структуру унутрашњег ткива, што доприноси накнадној екстракцији ПхГс посредованом растварачем. Недовољна дубина претходног замрзавања не може постићи потпуну инхибицију ензима оксидазе; Екстремно ниска температура пре замрзавања ствара срушену и компактну текстуру ткива која смањује принос ПхГ-а који се може екстраховати. Кохорта парења-лиофилизације показала је аналоган образац одговора на пораст и пад; преферирани параметри са једним фактором су били температура паре 90 степени, трајање паре 20 минута и температура пре замрзавања -40 степени.

3.3 Излази оптимизације одзива и површине за четири тока обраде

Модели квадратне регресије направљени за четири цевовода обраде постигли су изузетно значајну П-вредност модела (П< 0.0001), meanwhile lack‑of‑fit terms displayed non‑significant difference (P >0,05). Вредности коефицијента детерминације Р² премашиле су 0,98 за сваки модел, показујући подобност регресионог модела у односу на експериментални скуп података и поуздани предиктивни капацитет за концентрацију ПхГс унутар истраживаног параметарског простора.

Оптимални параметри предвиђени моделом су фино прилагођени да задовоље ограничења рада опреме у стварном свету, верификовани практични производни параметри су сажети на следећи начин:

УХП у комбинацији са дехидратацијом врућим ваздухом: радни притисак 296 МПа, држање притиска 16 мин, температура сушења врућим ваздухом 81 степен. Практично измерени ПхГс = 5.12 мг/г·ФВ, одступање предвиђања само 1,98 %. Овај ток рада је дао највећи ефекат очувања ПхГс од четири цевовода, садржај маркера 1,8-пут већи од референтних узорака који су били подвргнути директном сушењу врућим ваздухом без икакве претходне обраде.

Кување на пари у комбинацији са дехидратацијом врућим ваздухом: температура паре 94 степена, трајање паре 21 мин, температура сушења 79 степени. Измерени ПхГс = 3.52 мг/г·ФВ, одступање предвиђања 3,43 %. Ниво ПхГс је достигао 1,1 пута у поређењу са необрађеним референтним узорком који се суши врућим ваздухом.

УХП у комбинацији са вакуум лиофилизацијом: притисак 295 МПа, време држања 16 мин, температура пре замрзавања -43 степена. Измерени ПхГс = 4.08 мг/г·ФВ, одступање предвиђања 1,33 %. Концентрација ПхГс се повећала 1,7 пута у односу на директну контролу сушења замрзавањем.

Кување на пари у комбинацији са вакуум лиофилизацијом: температура паре 94 степена, трајање паре 21 мин, температура пре замрзавања -43 степена. Измерени ПхГс = 2.87 мг/г·ФВ, одступање предвиђања 3,53 %. Ниво ПхГс био је 0,9 пута већи од референтног материјала директног сушења замрзавањем.

Унакрсно поређење између четири оптимизована цевовода показује да нетермичка предтретман ултра високог притиска постиже супериорне перформансе очувања ПхГс у поређењу са конвенционалном интервенцијом термичке паре, без обзира на упаривање са дехидратацијом врућим ваздухом или лиофилизацијом. Ово запажање је у складу са интринзичном снагом УХП технологије заштите фитокемикалија малих молекула осетљивих на топлоту. УПЛЦ‑К‑ТОФ‑МС/МС метаболомички профил успешно је издвојио девет метаболита повезаних са фенилетанол-гликозидом у оквируЦистанцхеекстракти. Неколико репрезентативних метаболита, као што су цистанозид Ц и генипосидна киселина, регистровало је већи интензитет одговора масеном спектрометријом за кохорте претходно третиране УХП у односу на колеге претходно третиране паром. Овај феномен сугерише да третман УХП-ом испољава различите модулаторне ефекте за различите подкласе метаболита фенилетанол-гликозида, а основни молекуларни регулаторни механизам заслужује дубље праћење.

3.4 Еволуција квалитета складиштења за сушене кришке под различитим конфигурацијама паковања

Током читавог 70-дневног периода за посматрање складиштења собне температуре, тенденција варијације квалитета са више индекса остала је конзистентна у све четири групе паковања: садржај влаге и укупан број аеробних колонија су постепено расли; укупна концентрација шећера, ниво растворљивих протеина и резидуални садржај фенилетанол-гликозида показују континуиране опадајуће трендове.

Резултати мерења садржаја влаге показују да су кохорте опремљене кесицама средства за сушење (ДХП и ДОХП) показале знатно спорију брзину апсорпције влаге у поређењу са групама без додавања средства за сушење (ДП, ДОП). Потврђује ефикасност средства за сушење силика-гела за сузбијање узимања влаге осушенихЦистанцхекришке. Кришке сушене на врућем ваздуху задржавају веће супстанце повезане са шећером које дају јачу хигроскопност; стога је стопа повећања влаге за кохорте сушене врућим ваздухом надмашила групе лиофилизованих узорака.

За очитавање укупног шећера и растворљивих протеина: кохорте опремљене врећицама за хватање кисеоника (ДОП, ДОХП) очигледно су успориле опадајућу брзину индикатора шећера и растворљивих протеина. Микроокружење са ниским садржајем кисеоника потискује оксидативно разлагање супстанци протеинског типа и смањује потрошњу супстрата шећера који потиче од преостале метаболичке активности микроба. Композитна ДОХП кохорта која интегрише и средство за сушење и хватач кисеоника дала је оптималне заштитне перформансе за хранљиве састојке.

Фенилетанол гликозиди спадају у биоактивне супстанце фенолне класе које су веома подложне оксидативном пропадању. Током циклуса складиштења, композитна ДОХП група за вакуумско паковање је одржавала статистички већу концентрацију заосталог ПхГс у поређењу са кохортом једноставног вакуума ДП. Низак ниво кисеоника у комбинацији са микроклимом са малом влагом унутар композитних кеса за паковање значајно успорава путеве оксидативне деградације за једињења маркера ПхГс.

Што се тиче укупног броја колонија аеробних микроба: свака експериментална група је одржавала број колонија испод лг(ЦФУ/г) мањим или једнаким 5, у складу са спецификацијом о безбедности хране током периода посматрања од 70 дана. ДОХП композитна група показала је најспорију стопу размножавања микроба, која је резултат комбинованих ефеката супресије раста изазваних микроокружењем са малом влагом и малим садржајем кисеоника.

3.5 Резултати пројекције убрзаног старења рока трајања

Број микробних колонија који прелази регулаторни праг усвојен је као крајња тачка неуспеха рока трајања. Израчунато из АСЛТ скупа података о убрзаном старењу: пројектовани век трајања на температури околине (20 степени) за једноставне, вакуумски затворене ДП узорке био је 256 дана. Композитно ДОХП вакуумско паковање са двоструким хватачем кисеоника и кесицама средства за сушење постигло је пројектовани рок трајања који је достигао 663 дана, што је приближно 1,5 пута продужење века трајања у односу на уобичајено вакуумско заптивање. Експериментални резултати доказују да додавање комбинованих кесица за хватање кисеоника и средства за сушење под вакуумом запечаћеним условима представља исплативу практичну техничку опцију за продужење комерцијалног рока трајања сушеногЦистанцхе десертицолакришке.

4. Закључци и перспектива истраживања

И претходна обрада под ултрависоким притиском и претходна обрада термичком паром су у стању да значајно повећају перформансе задржавања за основне биоактивне маркере фенилетанол-гликозидаЦистанцхе десертицола, у поређењу са референтним узорцима који су директно дехидрирани без икаквог претходног третмана. Од четири комбинована производна процеса, УХП предтретман упарен са дехидратацијом топлим ваздухом је постигао најбољи резултат очувања ПхГс. Његови практични оптимизовани параметри: притисак 296 МПа, трајање држања притиска 16 мин, температура сушења топлим ваздухом 81 степен; измерени садржај ПхГс 5,12 мг/г·ФВ, достижући 1,8 пута већу вредност од контролних узорака директног сушења врућим ваздухом. Регресиони модели направљени за четири цевовода за обраду поседовали су задовољавајући квалитет уклапања и способност предвиђања. Нетермална технологија ултрависоког притиска представља обећавајући кандидат за предтретман за висококвалитетне комерцијалне сушенеЦистанцхепроизводња.

Унутар сушеног-ЦистанцхеПракса складиштења на комаде, вакуумско запечаћено паковање у комбинацији са хватачем кисеоника са двоструком функцијом и кесицама за сушење могу ефикасно да обуздају добијање влаге, успоре трошење укупног шећера, растворљивих протеина и фенилетанол-гликозидних биоактивних биолошких продуката и кокона регенерације. Убрзани тест старења предвиђа да ова композитна шема паковања може продужити рок трајања на температури околине до 663 дана. Ово истраживање пружа практичне параметре процеса који подржавају руковање након жетве и дугорочно комерцијално очување за храну хомологну медицинуЦистанцхе десертицолаготових производа.

Ограничења студије и будући изгледи: Садашње истраживање се углавном концентрисало на квантитативне варијације добро карактерисаних метаболита ПхГс маркера. Накнадно истраживање може додатно истражити како различите операције претходног третмана мењају укупни антиоксидативни капацитет готовог производаЦистанцхепроизводе и копају дубље у механизме молекуларног нивоа преко којих ултрависоки притисак модификује путеве трансформације и деградације за подтипове фенилетанол-гликозида. Из перспективе индустријске примене, велика примена УХП опреме захтева свеобухватну процену економских трошкова за сценарије масовне производње.

Референце

[1] Напредак у преради и фитокемијском истраживању заЦистанцхе десертицолафункционални биљни материјали.Јоурнал оф Хербал Ресоурцес Апплиед Ресеарцх.

[2] Процена учинка антиоксиданса за екстракте фенилетанол-гликозида добијених из пустињских лековитих биљака.Извештаји о хемији хране и биопроцесирању.

[3] Примена нетермалне технологије високог хидростатичког притиска за прехрамбене и биљне сировине биљног порекла.Рецензије о иновативној преради хране.

[4] Утицај претходног третмана на ефикасност дехидрације и задржавање биоактивних супстанци лековитих биљака типа ризома.Билтен о технологији након жетве.

[5] Убрзана методологија предвиђања рока трајања за дехидриране ботаничке прехрамбене производе.Комуникације о истраживању стабилности хране.

[6] Примена помоћних материјала за вакумско паковање (хватач кисеоника, средство за сушење) за очување сушених биљних производа.Пацкагинг Инноватион Јоурнал.

[7] Поређење лиофилизације и конвективног сушења врућим ваздухом за биљне кришке осетљиве на фитокемикалије богате фитокемијама.Напредак технологије сушења.

[8] Контрола квалитета и ХПЛЦ‑квантификација маркера и једињења за ресурсе пустињског биља хомологне хране-лекове.Аналитички извештаји о природним производима.