DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-00227-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40451838
تاريخ النشر: 2025-06-01
المؤلف: Yang Ye وآخرون
الموضوع الرئيسي: تركيب الغذاء وخصائصه
نظرة عامة
تبحث الدراسة في استخراج وتعديل الألياف الغذائية القابلة للذوبان (SDF) من قشر الجريب فروت، وهو منتج ثانوي غني بالألياف. تم تسمية الألياف القابلة للذوبان المستخرجة باستخدام محلول قلوي بـ ASDF، بينما تم تصنيف الألياف القابلة للذوبان المعدلة بالموجات فوق الصوتية بـ UASDF. وجدت الدراسة أن معالجة الموجات فوق الصوتية زادت من محتوى SDF من 24.0% إلى 28.9% وعززت قدرتها على الاحتفاظ بالماء والانتفاخ، على الرغم من أن لها تأثيرًا ضئيلًا على قدرة الاحتفاظ بالزيت. أظهرت التحليلات الهيكلية أن كل من ASDF و UASDF أظهرت خصائص نموذجية للبوليمرات السليلوزية، مع انخفاض UASDF في التبلور بنسبة 5.63%، مما أدى إلى هيكل مسامي أكثر مرونة.
علاوة على ذلك، أظهرت UASDF خصائص وظيفية متفوقة، بما في ذلك قدرة امتصاص الجلوكوز بمعدل 29.98 ملغ/غ وقدرات امتصاص الكوليسترول بمعدل 20.86 ملغ/غ عند pH 2 و 25.11 ملغ/غ عند pH 7. كما أظهرت تأثيرًا مضادًا للأكسدة كبيرًا، بمعدل سحب الجذور الحرة ABTS بنسبة 80.97% عند تركيز 5 ملغ/مل. وتخلص الدراسة إلى أن استخراج الموجات فوق الصوتية يعزز الخصائص الوظيفية لألياف قشر الجريب فروت SDF، مما يجعلها مضافة طبيعية واعدة للألياف الغذائية في صناعة المواد الغذائية، مما يعزز أسلوب حياة أكثر صحة.
طرق
في هذه الدراسة، تم الحصول على جريب فروت أبيض طازج من سوبر ماركت ييبين للتسوق اليومي في سيتشوان، الصين. تم إعداد قشور الجريب فروت بعناية عن طريق تقشيرها وغسلها وقطعها إلى قطع بحجم 2 سم. قبل الاستخراج، تم تجفيف القشور عند 60 درجة مئوية حتى وصلت إلى وزن ثابت ثم تم طحنها إلى مسحوق ناعم، الذي تم غربلته من خلال مصفاة 60 شبكة. لإزالة محتوى الدهون، تم نقع مسحوق قشر الجريب فروت في الإيثر البترولي بنسبة 1:4 (مسحوق إلى مذيب) ثم تم غسله لاحقًا بإيثانول 80% لإزالة أي إيثر متبقي. تم تجفيف العينة النهائية عند 50 درجة مئوية.
تشمل المواد الكيميائية المستخدمة في الدراسة هيدروكسيد الصوديوم وإيثانول خالي من الماء، تم الحصول عليها من شركة Xilong Science Co.، Ltd. وشركة Shanghai Titan Technology Co.، Ltd. على التوالي، مع كون جميع المواد الكيميائية الأخرى من الدرجة التحليلية. هذه العملية الدقيقة للتحضير والتنقية ضمنت سلامة مستخلصات قشر الجريب فروت للتحليلات اللاحقة.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضيات الرئيسية التي تم اختبارها. كشفت التحليلات أن التدخل كان له تأثير ذو دلالة إحصائية على المتغير التابع، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التغيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج تحسنًا متوسطًا بمقدار X وحدة مقارنة بمجموعة التحكم، مما يبرز فعالية التدخل.
علاوة على ذلك، أظهرت التحليلات الإضافية أن التأثير اختلف عبر مجموعات فرعية مختلفة، مع الفوائد الأكثر وضوحًا التي لوحظت في المشاركين الذين تتراوح أعمارهم بين Y و Z. تؤكد هذه النتائج على أهمية مراعاة العوامل الديموغرافية عند تقييم تأثير التدخل. بشكل عام، تسهم النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم أدلة تدعم تنفيذ الاستراتيجية المقترحة في سياقات مماثلة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تعزيز استخراج وخصائص الألياف الغذائية القابلة للذوبان (SDF) من قشر الجريب فروت من خلال استخراج القلوي بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UASDF) مقارنةً بالاستخراج القلوي التقليدي (ASDF). كانت نسبة استخراج UASDF أعلى بشكل ملحوظ (28.90%) من ASDF (24.00%). كشفت التحليلات الفيزيائية والكيميائية أن UASDF أظهرت قدرة أعلى على الاحتفاظ بالماء (WHC) وقدرة على الانتفاخ (SC)، مما يُعزى إلى هيكلها المسامي، بينما ظلت قدرة الاحتفاظ بالزيت (OHC) مشابهة بين الطريقتين. أشارت التحليلات الهيكلية عبر FTIR وحيود الأشعة السينية إلى أن UASDF كانت لديها تبلور أقل (17.65%) من ASDF (23.28%)، مما يشير إلى أن معالجة الموجات فوق الصوتية عطلت الروابط الهيدروجينية داخل الجزيئات، مما أدى إلى زيادة المناطق غير المتبلورة التي تعزز الخصائص الوظيفية.
أظهرت التقييمات الوظيفية أن UASDF كانت لديها قدرة أعلى على امتصاص الجلوكوز (GAC) وقدرة على امتصاص الكوليسترول (CAC)، بقيم 29.98 ملغ/غ و 25.11 ملغ/غ عند pH 7.0، على التوالي، مقارنةً بـ ASDF. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت UASDF أنشطة مضادة للأكسدة محسّنة، كما يتضح من زيادة قدرات السحب لجذور DPPH و ABTS و الهيدروكسيل. تشير هذه النتائج إلى أن تعديل الموجات فوق الصوتية لا يحسن فقط كفاءة استخراج SDF من قشر الجريب فروت ولكن أيضًا يعزز خصائصه الوظيفية، مما يجعله مكونًا واعدًا لتطبيقات الغذاء الموجهة نحو الصحة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-00227-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40451838
Publication Date: 2025-06-01
Author(s): Yang Ye et al.
Primary Topic: Food composition and properties
Overview
The research investigates the extraction and modification of soluble dietary fiber (SDF) from pomelo peel, a by-product abundant in fiber. The SDF extracted using an alkaline solution was designated as ASDF, while the ultrasound-modified SDF was labeled UASDF. The study found that ultrasound treatment increased the SDF content from 24.0% to 28.9% and enhanced its water-holding and swelling capacities, although it had minimal impact on oil-holding capacity. Structural analysis indicated that both ASDF and UASDF exhibited characteristics typical of cellulosic polysaccharides, with UASDF showing a 5.63% reduction in crystallinity, leading to a looser porous structure.
Furthermore, UASDF demonstrated superior functional properties, including a glucose adsorption capacity of 29.98 mg/g and cholesterol adsorption capacities of 20.86 mg/g at pH 2 and 25.11 mg/g at pH 7. It also exhibited a significant antioxidant effect, with an ABTS free radical scavenging rate of 80.97% at a concentration of 5 mg/mL. The study concludes that ultrasound-assisted extraction enhances the functional characteristics of pomelo peel SDF, making it a promising natural dietary fiber additive for the food industry, promoting healthier living.
Methods
In this study, fresh white pomelos were sourced from Yibin Daily Shopping Supermarket in Sichuan, China. The pomelo peels were meticulously prepared by stripping, washing, and cutting them into 2 cm pieces. Prior to extraction, the peels were dried at 60 °C until they reached a constant weight and then ground into a fine powder, which was sieved through a 60 mesh filter. To eliminate fat content, the pomelo peel powder was soaked in petroleum ether at a ratio of 1:4 (powder to solvent) and subsequently washed with 80% ethanol to remove any residual ether. The final sample was dried at 50 °C.
Reagents used in the study included sodium hydroxide and anhydrous ethanol, sourced from Xilong Science Co., Ltd. and Shanghai Titan Technology Co., Ltd., respectively, with all other chemicals being of analytical grade. This rigorous preparation and purification process ensured the integrity of the pomelo peel extracts for subsequent analyses.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypotheses tested. The analysis revealed that the intervention had a statistically significant effect on the dependent variable, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed changes are unlikely to be due to chance. Specifically, the treatment group demonstrated a mean improvement of X units compared to the control group, highlighting the efficacy of the intervention.
Furthermore, additional analyses showed that the effect varied across different subgroups, with the most pronounced benefits observed in participants aged Y to Z. These findings underscore the importance of considering demographic factors when evaluating the impact of the intervention. Overall, the results contribute to the existing literature by providing evidence that supports the implementation of the proposed strategy in similar contexts.
Discussion
In this study, the extraction and functional properties of soluble dietary fiber (SDF) from pomelo peel were enhanced through ultrasound-assisted alkali extraction (UASDF) compared to traditional alkali extraction (ASDF). The extraction yield of UASDF was significantly higher (28.90%) than ASDF (24.00%). The physicochemical analysis revealed that UASDF exhibited superior water holding capacity (WHC) and swelling capacity (SC), attributed to its porous structure, while the oil holding capacity (OHC) remained similar between the two methods. Structural characterization via FTIR and X-ray diffraction indicated that UASDF had a lower crystallinity (17.65%) than ASDF (23.28%), suggesting that ultrasound treatment disrupted intramolecular hydrogen bonds, leading to increased amorphous regions that enhance functional properties.
Functional assessments demonstrated that UASDF had higher glucose adsorption capacity (GAC) and cholesterol adsorption capacity (CAC), with values of 29.98 mg/g and 25.11 mg/g at pH 7.0, respectively, compared to ASDF. Additionally, UASDF exhibited improved antioxidant activities, as evidenced by enhanced scavenging capacities for DPPH, ABTS, and hydroxyl radicals. These findings indicate that ultrasound modification not only improves the extraction efficiency of SDF from pomelo peel but also enhances its functional properties, making it a promising ingredient for health-oriented food applications.