Responsoverfladeoptimering af kostfiberudvindingsprocessen fra havtornfrugtrester og evaluering af dens anvendelsesegenskaber
Hippophae rhamnoides Linn., også kendt som sur torn eller sur pil, har en lang historie med medicinsk og spiselig brug i folkekulturen. Hippophae rhamnoides blade er også blevet optaget på listen over nye ressourcefødevarer i de senere år. Kina er det land i verden, der har de rigeste naturlige kimplasmeressourcer af havtorn. Det er ikke kun rigt på vilde havtornressourcer, men også det land, der har det største areal med kunstigt plantet havtorn. Det er en af de vigtige træarter i den beskyttede skov "Three North". Ifølge statistikker er det samlede havtornplantningsareal i Kina fra januar 2022 ca. 31,07 millioner mu, hvilket svarer til mere end 90% af verdens havtornplantning. Havtornfrugt anses for at være en god planteressource til forebyggelse og behandling af hjerte-kar-sygdomme, diabetes, inflammatoriske sygdomme, hudsygdomme, mavesår og endda kræft, fordi den er rig på vitaminer, flavonoider, polyfenoler, organiske syrer, linolein, essentielle aminosyrer og andre biologisk aktive stoffer.

På nuværende tidspunkt fokuserer Kinas havtornindustri hovedsageligt på forarbejdning af drikkevarer og udvinding af havtornolie. Blandt dem fandt Zeng et al. ud af, at mikrobølgeforbehandling kombineret med kortvarig accelereret opløsningsmiddelekstraktion kan forbedre den ernæringsmæssige kvalitet af havtornolie; Liu et al. optimerede ekstraktionsprocessen af havtornfrugtolie; Fu et al. udviklede fermenterede havtorndrikke ved hjælp af havtornmasse som råmateriale; Li analyserede den nuværende behandlingsstatus for havtornfrugtvin for at fremme dens udvikling. Restmængden af forarbejdede havtornfrugter er ca. 20%, og de fleste af dem tørres og bruges som dyrefoder eller kasseres, hvilket direkte fører til miljøforurening og spild af jordressourcer. Kostfiberindholdet i havtornfrugtrester er over 50%. Kostfibre er kendt som det "syvende største næringsstof" inden for ernæring og kan bruges som et vigtigt fødevarefyldstof; Det kan fremme spredningen af gavnlige tarmbakterier, øge absorptionskapaciteten i menneskekroppen, reducere kolesterol og triglycerider i plasma og hjælpe med at kontrollere sundhedseffekter som fedme.

Baseret på dette optimerede denne undersøgelse udvindingsprocessen af opløselige kostfibre (SDF) og uopløselige kostfibre (IDF) fra havtornfrugtrester i havtornfrugtvinindustrien og sammenlignede anvendeligheden af forskellige kostfibre. Målet er at give en teoretisk reference til fuld udnyttelse af affaldsressourcer i havtornindustrien, produktion af kostfiberprodukter med høj værditilvækst med forskellige anvendelsestyper og udvidelse af havtornindustriens kæde.

 

Mekanismen for synergistisk effekt mellem ultralyd og enzymer er, at ultralyd kan øge enzymaktiviteten og yderligere forbedre kostfiberudbyttet. I denne undersøgelse blev den optimale proces opnået gennem responsoverfladeoptimering som følger: tilsætning af 5% cellulase, ultralydstemperatur på 60 ℃, ultralydseffekt på 120W og ultralydstid på 42min. På dette tidspunkt var SDF-udbyttet (16 ± 1) %, IDF-udbyttet var (73 ± 2) %, og SDF/IDF-forholdet var 0,21 ± 0,01. Under de samme procesbetingelser, når der anvendes ultralyd alene, er SDF-udbyttet (12 ± 4) %, IDF-udbyttet er (65 ± 1) %, og SDF/IDF-forholdet er 0,18 ± 0,08; Udbyttet af SDF ved hjælp af cellulosemetoden alene er (11 ± 1) %, udbyttet af IDF er (67 ± 1) %, og SDF/IDF-forholdet er 0,16 ± 0,02. Det kan ses, at den ultralydsassisterede enzymatiske metode til fremstilling af kostfibre fra havtornfrugtrester har en betydelig udbyttefordel og øger andelen af opløselige kostfibre.
Den samlede kostfiber fra havtornens frugtrester udviser gode anvendelsesegenskaber, især med hensyn til høj hævelse og olieopbevaringskapacitet, som er henholdsvis 3,12 ± 0,13 ml/g og (4,47 ± 0,41)%. Det har også en god adsorptionseffekt på kolesterol, hvor kolesteroladsorptionen er næsten dobbelt så høj som SDF ved pH 7.
Sammenfattende kan man ved at udnytte biprodukterne fra havtornforarbejdning, såsom frugtrester, effektivt fremstille forskellige typer kostfibre, forbedre ressourceudnyttelsen, reducere industriens omkostninger og opnå produkter med høj værditilvækst. Dette har en vis økonomisk værdi og social betydning for yderligere at fremme udviklingen af havtornindustrien.