Optimización de la superficie de respuesta del proceso de extracción de fibra dietética a partir de residuos de frutos de espino amarillo y evaluación de sus propiedades de aplicación
Hippophae rhamnoides Linn., también conocido como espino agrio o sauce agrio, tiene una larga historia de uso medicinal y comestible en la cultura popular. En los últimos años, las hojas de Hippophae rhamnoides también se han incluido en la lista de alimentos de nuevos recursos. China es el país con los recursos naturales de germoplasma de espino amarillo más ricos del mundo. No sólo es rica en recursos de espino amarillo silvestre, sino que también es el país con mayor superficie de espino amarillo plantado artificialmente. Es una de las especies arbóreas importantes del bosque de protección de los "Tres Norte". Según las estadísticas, en enero de 2022, la superficie total de plantación de espino amarillo en China es de unos 31,07 millones de mu, lo que representa más de 90% de la plantación mundial de espino amarillo. El fruto del espino amarillo se considera un buen recurso vegetal para prevenir y tratar enfermedades cardiovasculares, diabetes, enfermedades inflamatorias, enfermedades de la piel, úlceras gástricas e incluso cáncer, ya que es rico en vitaminas, flavonoides, polifenoles, ácidos orgánicos, linoleína, aminoácidos esenciales y otras sustancias biológicamente activas.

En la actualidad, la industria china del espino amarillo se centra principalmente en el procesado de bebidas y la extracción de aceite de espino amarillo. Entre ellos, Zeng et al. descubrieron que el pretratamiento con microondas combinado con la extracción acelerada con disolvente a corto plazo puede mejorar la calidad nutricional del aceite de espino amarillo; Liu et al. optimizaron el proceso de extracción del aceite de frutos de espino amarillo; Fu et al. desarrollaron bebidas fermentadas de espino amarillo utilizando pulpa de espino amarillo como materia prima; Li analizó el estado actual de procesamiento del vino de frutos de espino amarillo para promover su desarrollo. La tasa de residuos de los frutos de espino amarillo procesados es de unos 20%, y la mayoría de ellos se secan y se utilizan como pienso o se desechan, lo que conduce directamente a la contaminación ambiental y al despilfarro de los recursos de la tierra. El contenido de fibra dietética en los residuos de los frutos de espino amarillo es superior a 50%. La fibra dietética se conoce como el "séptimo mayor nutriente" en el campo de la nutrición y puede utilizarse como un importante relleno alimentario; puede promover la proliferación de bacterias intestinales beneficiosas, aumentar la capacidad de absorción del cuerpo humano, reducir el colesterol y los triglicéridos en plasma, y ayudar a controlar efectos sobre la salud como la obesidad.

Basándose en esto, este estudio optimizó el proceso de extracción de fibra dietética soluble (FDS) y fibra dietética insoluble (FDI) a partir de residuos de fruta de espino amarillo en la industria del vino de fruta de espino amarillo, y comparó la aplicabilidad de diferentes fibras dietéticas. El objetivo es proporcionar una referencia teórica para la plena utilización de los recursos de desecho en la industria del espino amarillo, la producción de productos de fibra dietética de alto valor añadido con diferentes tipos de uso, y la ampliación de la cadena de la industria del espino amarillo.

 

El mecanismo del efecto sinérgico entre el ultrasonido y las enzimas es que el ultrasonido puede aumentar la actividad enzimática y mejorar aún más el rendimiento de fibra dietética. En este estudio, el proceso óptimo se obtuvo a través de la optimización de superficie de respuesta de la siguiente manera: la adición de 5% celulasa, la temperatura de ultrasonidos de 60 ℃, la potencia de ultrasonidos de 120W, y el tiempo de ultrasonidos de 42min. En este tiempo, el rendimiento SDF fue de (16 ± 1)%, el rendimiento IDF fue de (73 ± 2)%, y la relación SDF/IDF fue de 0,21 ± 0,01. En las mismas condiciones de proceso, cuando se utiliza ultrasonido solo, el rendimiento de SDF es de (12 ± 4)%, el rendimiento de IDF es de (65 ± 1)%, y la relación SDF/IDF es de 0,18 ± 0,08; El rendimiento de SDF utilizando el método de celulosa solo es de (11 ± 1)%, el rendimiento de IDF es de (67 ± 1)%, y la relación SDF/IDF es de 0,16 ± 0,02. Se puede observar que el método enzimático asistido por ultrasonidos para la preparación de fibra dietética a partir de residuos de frutos de espino amarillo tiene una ventaja significativa en el rendimiento y aumenta la proporción de fibra dietética soluble.
La fibra dietética total del residuo del fruto del espino amarillo presenta buenas propiedades de aplicación, especialmente en términos de alta capacidad de hinchamiento y de retención de aceite, que son 3,12 ± 0,13mL/g y (4,47 ± 0,41)%, respectivamente. También tiene un buen efecto de adsorción sobre el colesterol, con una adsorción de colesterol casi dos veces mayor que el SDF a pH 7.
En resumen, la utilización de los subproductos del procesado del espino amarillo, como los residuos de la fruta, puede preparar eficientemente diferentes tipos de fibra dietética, mejorar la utilización de los recursos, reducir los costes de la industria y obtener productos de alto valor añadido. Esto tiene cierto valor económico e importancia social para seguir promoviendo el desarrollo de la industria del espino amarillo.