Shrnutí

Desert Cistanche (Cistanche deserticola YC Ma)je příznačnýhomologie lék-potravinazdroj z písčitých oblastí severozápadní Číny, ceněný jak pro ekologii, tak pro výživu. Přeměnit to nakonzervované ovocné přesnídávkymůže rozšířit hodnotový řetězec od syrových bylin až po funkční potraviny připravené pro spotřebitele.

V této studii jsme optimalizovali anultrazvuková infiltrace cukru (osmotická infuze)proces pro plátky Desert Cistanche pomocíjednofaktorové experimentya aDesign povrchu odezvy Box–Behnken, následuje senzorické a kvalitativní hodnocení. Optimalizovaný proces produkoval konzervované ovoce s azlatožlutý vzhled, rovnoměrná vlhkost, měkké žvýkací a pružné kousnutí, žádný tvrdý střed a čistá sladkost bez nežádoucích příchutí.

 

Tovární proces Cistanche

Kliknutím se dozvíte více

Optimální podmínky:

Doba prostupu cukru:60 min

Teplota prostupu cukru:50 stupňů

Ultrazvukový výkon:90 W

Dopad na senzorické skóre (vysoké → nízké):
Čas > Ultrazvukový výkon > Teplota

Tato práce poskytuje praktický odkaz na zpracovánífunkční konzervované ovoce Cistanchea podporuje vysoce hodnotné využití zdrojů Desert Cistanche.

Klíčová slova (SEO):Konzervované ovoce Desert Cistanche,Cistanche deserticolasvačina, ultrazvuková cukrová infiltrace, ultrazvuková osmotická dehydratace, homologie léčivo-potravina, fenylethanoidní glykosidy, echinakosid, akteosid, funkční konzervované ovoce, technologie zpracování Cistanche

 

1. Proč vyvinout Desert Cistanche na konzervované ovoce?

1.1 Co je to Desert Cistanche (Cistanche deserticola)?

Cistanche deserticolaje vytrvalá parazitická bylina z čeledi Orobanchaceae, převážně parazitujícíHaloxylon ammodendronkořeny. Jedná se o vysoce hodnotný tradiční čínský léčivý materiál s masitými šupinami uspořádanými úhledně na vnější straně.

Globálně se asi 20 druhů Cistanche vyskytuje hlavně v suchých oblastech Eurasie a severní Afriky. V Číně jsou běžné dva typyPouštní CistancheaTubulosa Cistanche.

Důležité pro vývojáře produktů:Desert Cistanche byla oficiálně zařazena na čínský seznam „homologie léků a potravin“ 17. listopadu 2023, která posiluje její umístění pro funkční potraviny a formáty denních zdravých svačin.

1.2 Funkční hodnota a hlavní bioaktivní látky (proč to spotřebitele zajímá)

Desert Cistanche je známá bohatými nutričními a funkčními složkami, včetně:

Fenylethanoidní glykosidy (PhGs)(často zastoupenýakteosid/verbaskosidaechinakosid)

Polysacharidy

Iridoidy

Lignany

Stopové prvky

Tyto sloučeniny jsou často spojovány (v kontextu výzkumu) s antioxidačními, protizánětlivými, antiapoptotickými a paměťovými potenciály, díky nimž je Cistanche slibnou složkou pro moderní funkční občerstvení.

Tabulka 1. Senzorická bodovací kritéria pro poušťC. deserticolakonzervované ovoce

Položka (každá 20 bodů)	Bodovací kritéria	Rozsah skóre
Chuť/Příchuť	Sladko-kyselé vyvážené; bohatá a jemná chuť; příjemná sladkost	16–20
	Sladká chuť je přítomna, ale chuť je mírně nevýrazná; žádná pachuť	10–15
	Příliš sladké nebo příliš kyselé; špatná chuť	0–9
Textura/pocit v ústech	Střední měkkost; dobrý pocit v ústech; kompaktní/elastická tkáň	16–20
	Mírně měkké nebo mírně pevné; dobrý pocit v ústech; relativně kompaktní tkáň	10–15
	Příliš tvrdé nebo příliš měkké; špatný pocit v ústech; hrubá tkáň	0–9
Vzhled	Dobrá baculatost/plnost	16–20
	Relativně dobrá baculatost	10–15
	Špatná baculatost	0–9
Barva	světle žlutá; jednotný; žádná krystalizace cukru ("pískovitost")	16–20
	tmavě žlutá; relativně uniformní; žádná nebo slabá krystalizace cukru	11–15
	tmavě žlutá; nejednotný; zjevná krystalizace cukru	0–9
Aroma	Silná a čistá ovocná vůně; žádné nepříjemné pachy; dlouhotrvající aroma	16–20
	Lehčí ovocné aroma nebo lehce karamelové; žádné pachy	10–15
	Žádné ovocné aroma nebo kyselé/spálené/síře podobné pachy	0–9

2. Proč ultrazvuková infiltrace cukru pro konzervované ovoce?

Konzervované ovoce je v Číně klasickou kategorií a je stále oblíbenése sníženým obsahem cukruverze. Při výrobě konzervovaného ovoceinfiltrace cukruje nezbytné:

inhibuje mikrobiální růst (konzervační účinek)

zlepšit chuť a pocit v ústech

stabilizovat texturu

Mezi běžné infiltrační technologie patří:

mikrovlnná infiltrace cukru

vakuová infiltrace cukru

ultrazvuková infiltrace cukru

Mikrovlnné metody mohou vést k horší barvě a vyššímu zhnědnutí. Vakuová infiltrace nabízí rychlou a rovnoměrnou penetraci.Ultrazvukje však široce používán, protože může vytvářet mikroskopické kanály a urychlit přenos hmoty mezi tkáňovou vodou a infuzním roztokem - často zlepšuje komplexní kvalitu.

Tabulka 2. Faktory a úrovně pro design Box–Behnken

Úroveň	A: Doba prostupu cukru (min)	B: Teplota prostupu cukru (stupně)	C: Ultrazvukový výkon (W)
-1	50	45	80
0	60	50	90
1	70	55	100

3. Materiály, nástroje a tok zpracování (vhodné pro továrny)

3.1 Suroviny

Pouštní Cistanchez Hotan, Xinjiang, Čína

Koncentrovaná jablečná šťáva 70 stupňů Brix(používá se jako cukerný roztok; připraveno v laboratoři)

3.2 Klíčová činidla

Vitamin C, kyselina citrónová, chlorid sodný, kyselina gallová, ethanol, Folinovo činidlo, uhličitan sodný, rutin, dusitan sodný, dusičnan hlinitý, hydroxid sodný, kyselina šťavelová a 2,6-dichlorfenolindofenol (vše analytické kvality).

3.3 Vybavení (průmyslový význam)

Mezi hlavní používané nástroje patří:

ultrazvukový procesor (KH-800KDB)

sušicí pec

analyzátor textur

kolorimetr

Systémy GC–MS a LC–MS pro aroma a bioaktivní látky

potenciometrický titrátor, UV–Vis spektrofotometr, centrifuga

 

Tabulka 3. Výsledky experimentu s povrchem odezvy

Běh	A (kódované / skutečné, min)	B (kódovaný / skutečný, stupeň )	C (kódované / skutečné, W)	Senzorické skóre
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. Způsob zpracování: Konzervované ovoce Desert Cistanche

4.1 Pracovní postup

Výběr → Mytí → Krájení → Blanšírování → Infiltrace cukru (pomocí ultrazvuku) → Sušení

4.2 Provozní body (hlavní výrobní detaily)

Vyberte uniformu, nepoškozenou Cistanche; jemně omyjte, abyste zabránili prasknutí tkáně a ztrátě šťávy.

Cistanche oloupejte a nakrájejte na jednotné plátky.

Pára blanšíruje při100 stupňů po dobu 120 s.

PoužitíKoncentrovaná jablečná šťáva 70 stupňů Brixjako infuzní roztok; provéstultrazvuková infiltrace cukruza různých podmínek.

Sušíme v troubě při80 stupňů po dobu 3 hodin.

Tabulka 4. Analýza rozptylu (ANOVA) pro regresní model

Zdroj	Součet čtverců	df	Střední čtverec	F-hodnota	P-hodnota	Význam
Model	379.52	9	42.17	17.74	0.0005	Významný
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
př.n.l	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
Reziduální	16.64	7	2.38
Nedostatek kondice	8.29	3	2.76			Není významný
Čistá chyba	8.35	4	2.09
Celkový	396.16	16

Statistiky modelu: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. vývoj: 1.54; Střední: 78.88; C.V. (%): 1.95

5. Senzorické hodnocení (optimalizace řízená produktem)

Následovalo senzorické hodnoceníGB/T 10782-2021pomocí bodovací metody. Produkt hodnotilo deset vyškolených panelistů; výsledky byly zprůměrovány.

Pro komerční rozvoj je důležité:senzorické skóreje praktický index pro spotřebitele, který přímo odráží, zda je produkt atraktivní vzhledem, vůní, chutí a strukturou.

Tabulka 5. Barevná analýza konzervovaného ovoce pouštní cistanche

Parametr	Hodnota
L*	50.46 ± 0.42
a*	-0.71 ± 0.01
b*	15.25 ± 0.38
ΔE	46.40 ± 1.02

 

6. Klíčové předoptimalizační kroky: Tloušťka řezu a doba blanšírování

6.1 Nejlepší tloušťka plátku:4 mm

Tloušťka řezu byla testována při2, 3, 4, 5, 6 a 7 mmpři zachování konstantních ostatních podmínek.

Pokud jsou plátky příliš tenké: struktura je poškozená, nadměrné pronikání cukru způsobuje příliš měkký pocit v ústech, smršťování, ztrátu chuťových sloučenin a nižší výtěžnost po sušení.

Pokud jsou plátky příliš silné: infiltrace cukru je obtížná; střed je nedoslazený, textura ztvrdne a barva může být méně přitažlivá.

Nejlepší výsledek: tloušťka 4 mm, s nejvyšším senzorickým skóre (81,2). Výrobek byl kyprý, světle žlutý, středně sladký a příjemně žvýkací při zachování charakteru Cistanche.

6.2 Nejlepší doba blanšírování:20 min

Doba blanšírování byla testována při5, 10, 15, 20, 25, 30 min.

Příliš krátké: inaktivace enzymů je nedostatečná; zbytková polyfenoloxidáza podporuje zhnědnutí a ztmavnutí; tkáň zůstává hustá a odolává infiltraci cukru; chuť může být syrová/svíravá.

Příliš dlouhé: tkáň nadměrně měkne; klesá zadržování vody; dochází ke kolapsu a smršťování; vyluhují se rozpustné živiny a aromatické sloučeniny; žvýkavost klesá.

Nejlepší výsledek: 20 min, poskytuje kyprý vzhled, světle žlutou barvu, vyváženou sladkost a pružnou texturu.

 

Tabulka 6. Analýza aromatických sloučenin v pouštním konzervovaném ovoci cistanche

Žádný.	RT (min)	Relativní obsah (%)	Compound (anglicky)	Molekulární vzorec	Č. CAS
1	13.62	33.9929 ± 0.1680	1-oktanol	C₈H₁₈O	111-87-5
2	15.07	3.1072 ± 0.1401	isooktanol	C₈H₁₈O	26952-21-6
3	17.21	0.9097 ± 0.0099	1-okten	C₈H₁₆	111-66-0
4	18.56	47.1520 ± 0.1178	Nonanální	C₉H₁₈O	124-19-6
5	21.72	1.0031 ± 0.0016	cyklopentadekanol	C₁₅H₃₀O	4727-17-7
6	22.52	0.4175 ± 0.0026	5,6-epoxy- -ionon	C₁₃H₂₀O₂	23267-57-4
7	23.43	6.7981 ± 0.0249	Undecanal	C₁₁H₂₂O	112-44-7
8	23.98	0.8613 ± 0.0181	1-tetradekanol	C₁₄H₃₀O	112-72-1
9	26.73	0.3909 ± 0.0102	Dodecanal	C₁₂H₂₄O	112-54-9
10	27.62	0.3438 ± 0.0092	Dekane	C₁₀H₂₂	124-18-5
11	30.12	0.8872 ± 0.0066	Cyklopentadekan	C₁₅H₃₀	4727-17-7
12	31.97	0.7857 ± 0.0039	Pentadekan	C₁₅H₃₂	629-62-9
13	32.50	0.1622 ± 0.0021	Dodekane	C₁₂H₂₆	112-40-3
14	40.06	1.2256 ± 0.0203	Pentadekan	C₁₅H₃₂	629-62-9
15	42.70	0.4593 ± 0.0074	Eikosan	C₂₀H₄₂	112-95-8
16	46.27	0.2887 ± 0.0127	Methyl palmitát	C₁₇H₃₄O₂	112-39-0

7. Optimalizace infiltrace cukru za pomoci ultrazvuku (jádro studie)

7.1 Jednofaktorové experimenty (objevování trendů)

Základní podmínky: doba infiltrace cukru40 min, teplota40 stupňů, ultrazvukový výkon70 W.

Testovací faktory a úrovně:

Čas: 20, 30, 40, 50, 60, 70 min

Teplota:30, 35, 40, 45, 50, 55 stupňů

Ultrazvukový výkon: 50, 60, 70, 80, 90, 100 W

Pozorované trendy:

Senzorické skóre se s delším časem zvyšovalo a poté snižovalo;vrchol za 60 min.

Senzorické skóre se zvyšovalo a poté snižovalo s teplotou;vrchol při 50 stupních. Vyšší teplota zvyšuje propustnost membrány a snižuje viskozitu roztoku, čímž se zlepšuje přenos hmoty – ale příliš vysoké podmínky mohou zhoršit kvalitu.

Smyslové skóre rostlo s mocí v60–90 Wdosah a dosáhl vrcholu90 W.

7.2 Metodika povrchu odezvy (Box–Behnken design)

Na základě jednofaktorových výsledků a pro snížení krystalizace cukru („vracení písku“) při zachování senzorické kvality byl hmotnostní zlomek cukerného roztoku stanoven na70%.

Byly vybrány tři faktory:

A: doba infiltrace

B: teplota infiltrace

C: ultrazvukový výkon

Pro senzorické skóre YYY ve smyslu A, B a C byl vytvořen kvadratický regresní model, který vykazuje silnou statistickou významnost a dobrou shodu. Analýza ukázala, že účinky nebyly čistě lineární:interakce a nelineární členy byly významné.

Důležitost faktoru (vysoká → nízká):
Čas > Výkon > Teplota

7.3 Optimální parametry zpracování (zaokrouhleno na výrobu)

Modelem předpovězené optimum bylo přibližně:

60,5 min, 49,6 stupně, 91,3 W

Pro praktickou kontrolu výroby byly podmínky zaokrouhleny na:

Čas: 60 min

Teplota: 50 stupňů

Ultrazvukový výkon: 90W

Validační experimenty ukázaly vynikající shodu mezi předpokládaným a naměřeným senzorickým skóre (relativní chyba asi0.4%), což naznačuje, že model může vést výrobu.

 

Tabulka 7. Analýza textury konzervovaného ovoce pouštní cistanche

Parametr	Hodnota
Tvrdost odlupování (N)	0.241 ± 0.038
Pružnost (mm)	0.822 ± 0.297
Křehkost masa (g·s)	245.997 ± 19.908
Pevnost (g·s)	0.001 ± 0.012

 

8. Hodnocení kvality optimalizovaného konzervovaného ovoce

8.1 Barevné charakteristiky

Výsledky kolorimetru (L*, a*, b*) indikovaly celkovou hodnotužlutohnědátón s mírným jasem a minimálním zeleným nádechem v souladu s typickými vlastnostmi konzervovaného zpracování ovoce.

 

 

Aplikace extraktu TCM Cistanche

8.2 Těkavé složení aroma (GC–MS)

Těkavé složky byly identifikovány a rozděleny do šesti kategorií:

aldehydy

alkoholy

alkeny

alkany

ketony

estery

Klíčová smyslová interpretace pro vývoj produktu:

Aldehydy (dominantní):nonanální, undekanální, dodekanální
Tyto mastné aldehydy se středně dlouhým řetězcem mají nízké prahové hodnoty zápachu a přispívají k mastně sladkým, citrusovým, voskovým a květinovým tónům. V konzervovaných ovocných systémech často vznikají oxidací lipidů a/nebo dráhami Maillardova typu při zahřívání a vysokým obsahem cukru.

Alkoholy:iso-oktanol, 1-oktanol, cyklopentadekanol, 1-tetradekanol
Alkoholy s kratším řetězcem dodávají jemné sladké/zelené/citrusové tóny a kulatost. Alkoholy s delším řetězcem mají nízkou těkavost a působí jako fixační prostředky, které podporují trvalé aroma.

Alken:1-okten
Přispívá ke svěžím zeleným tónům a pomáhá snižovat vnímanou mastnotu.

Alkany:dekan, pentadekan, eikosan
Obecně málo aroma, působí spíše jako inertní pozadí/těkavé nosiče.

Keton:5,6-epoxy- -ionon
Klasická květinová směs s fialkovými, sladkými ovocnými a dřevitými tóny, umocňující eleganci a komplexnost.

Ester:methyl palmitát
Typicky slabé voskové/ovocné pozadí; omezený přímý dopad, ale přispívá k celkové matrici.

Celkově optimalizovaný produkt vykazoval abohaté, zaoblené aroma, kterému dominují aldehydy, podpořené květinovými/ovocnými nuancemi a déletrvajícími dozvuky, což naznačuje dobrou kvalitu aroma pro komercializaci občerstvení.

8.3 Profil textury

V rámci optimalizovaného procesu:

povrch vykazoval nízkou tvrdost (měkký exteriér)

elasticita byla střední (částečné zotavení po stlačení)

dužina byla extrémně měkká s velmi nízkou pevností

Z hlediska designu výrobku to znamená aměkký-žvýkací stylkonzervované ovoce, ale také naznačuje, že strukturální zpevnění (je-li potřeba) může vyžadovat úpravy křivky sušení, řízení distribuce tloušťky plátků nebo nastavení po infuzi.

8.4 Fyzikálně-chemické vlastnosti

Uvedené výsledky:

obsah vlhkosti splňoval příslušné národní normy; úroveň sušení byla přiměřená

Poměr dehydratace byl mírný

rehydratační výkon byl vynikající (v souladu s volnější vnitřní strukturou)

rozpustné pevné látky zvyšují lepší sladkost a pocit v ústech

celková kyselost byla mírná

obsah vitaminu C byl nízký (pravděpodobně kvůli tepelné citlivosti během zpracování)

Celkově byla fyzikálně-chemická kvalita dobrá, přičemž vitamin C byl slabším místem, které se běžně vyskytuje v tepelně zpracovaném konzervovaném ovoci.

8.5 Funkční složky (bioaktivní retence)

Konzervované ovoce si zachovalo měřitelné funkční složky:

celkové fenylethanoidní glykosidy (PhGs): asi0.797%

byly detekovány celkové flavonoidy a celkové polyfenoly

celkový cukr byl vysoký (49.21 g/100 g), v souladu se zachovanými vlastnostmi ovoce

To podporuje proveditelnost výroby afunkční konzervované ovoce Cistanchekterý si zachovává charakteristické bioaktivní markery a zároveň dodává chuť přátelskou ke svačině.

Tabulka 8. Fyzikálně-chemické vlastnosti pouštěC. deserticolakonzervované ovoce

Položka	Hodnota
Obsah vlhkosti (%)	23.19 ± 0.42
Míra ztráty vody (%)	20.7 ± 0.6
Poměr rehydratace (%)	128.3 ± 0.6
Zvýšení rozpustných pevných látek (%)	34.5 ± 0.6
Celková kyselost (g/kg)	13.60 ± 0.26
Vitamín C (mg/100 g)	1.10 ± 0.03

 

9. Závěry (Co to znamená pro továrny a produktové týmy Cistanche)

S použitím Desert Cistanche jako suroviny jsme vyvinuli funkční konzervovaný ovocný produkt s použitím anultrazvuková infiltrace cukrupřístup. Kombinací jednofaktorových experimentů a Box-Behnkenovy optimalizace povrchu odezvy se senzorickým skórováním jako základním indikátoremnejlepší procesbylo potvrzeno jako:

Doba infiltrace 60 minut

50 stupňů infiltrační teplota

90W ultrazvukový výkon

Produkt vyrobený za těchto podmínek vykazoval:

přírodní zlatožlutá barva, jednotný vzhled, vlhká textura

čistá sladkost bez nežádoucích příchutí

měkký, žvýkací, pružný skus bez tvrdého jádra

celkově vynikající senzorická kvalita

Zavedený regresní model dobře sedí a lze jej použítstabilní řízení procesu a navádění škálování. Vzhledem k tomu, že odvětví homologie léčiv a potravin stále roste, konzervované ovoce Desert Cistanche vykazuje silný komerční potenciál a může pomoci integrovat pouštní ekologická odvětví s moderní výrobou funkčních potravin.

 

Tabulka 9. Bioaktivní sloučeniny v pouštiC. deserticolakonzervované ovoce

Položka	Hodnota
akteosid / verbaskosid (%)	0.158 ± 0.014
Echinakosid (%)	0.639 ± 0.034
Celkové flavonoidy (%)	1.072 ± 0.005
Celkové polyfenoly (%)	0.07788 ± 0.001
Celkový obsah cukrů (g/100 g)	49.21 ± 0.160