DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2025.1733151
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Taisija Gricenko وآخرون
الموضوع الرئيسي: المركبات النباتية والأنشطة المضادة للأكسدة
نظرة عامة
تدرس الدراسة تأثير طرق التجفيف المختلفة – التجفيف بالهواء الساخن التقليدي، التجفيف بالفراغ، وتجفيف التجميد – على استقرار المركبات الحيوية النشطة في بقايا الضغط من عشرة أنواع من التوت، مع التركيز على محتوى البوليفينول الكلي (TPC)، ومحتوى الأنثوسيانين الكلي (TAC)، والنشاط المضاد للأكسدة. ظهر تجفيف التجميد كأكثر الطرق فعالية في الحفاظ على TPC و TAC، بينما أظهر التجفيف بالفراغ عند درجات حرارة معتدلة (30-60 °C) نتائج مشابهة لتجفيف التجميد. في المقابل، أدت جميع الطرق الحرارية إلى تدهور كبير في الأنثوسيانين عند درجات حرارة تتجاوز 75 °C، حيث كانت توت الشوك وتوت العليق أكثر عرضة لتأثيرات درجات الحرارة العالية. كما حددت الدراسة علاقات الاستقرار الهيكلي بين الأنثوسيانين الفردية، مما يشير إلى أن أشكال الروتينوسيد والجلوكوسيد أكثر استقرارًا حراريًا من أشكال السامبوسيد والديغلوكوسيد.
تؤكد النتائج على ضرورة تحسين بروتوكولات التجفيف لتعزيز قيمة المنتجات الثانوية للتوت. بينما أظهر TPC مرونة معتدلة تجاه الحرارة، كانت الأنثوسيانين عرضة بشكل ملحوظ، مما يتطلب التحكم الدقيق في درجات الحرارة أثناء التجفيف. تشير النتائج إلى أن توت الشوك، وتوت العليق، والتوت الأزرق هي مرشحة واعدة للمعالجة ذات القيمة العالية، بينما يحتاج توت العليق وتوت الكرانبيري إلى إشراف تكنولوجي أكثر صرامة للحفاظ على خصائصها الغنية بالأنثوسيانين. بشكل عام، تسلط الأبحاث الضوء على إمكانيات بقايا ضغط التوت كمكونات وظيفية في المنتجات الغذائية وتؤكد الجدوى الاقتصادية لطرق التجفيف لتمديد عمر المنتج وتعزيز استقراره.
مقدمة
تناقش المقدمة إمكانيات بقايا ضغط التوت – التي تتكون من البذور، واللب، والقشور – كمنتج ثانوي قيم من معالجة العصير. على الرغم من محتواها العالي من العناصر الغذائية، بما في ذلك الألياف الغذائية، والفيتامينات، ومضادات الأكسدة، تظل هذه البقايا غير مستغلة بشكل كافٍ. يرتبط استهلاكها بفوائد صحية، مثل تقليل مخاطر الأمراض القلبية الوعائية والسكري، وتحسين صحة الأمعاء من خلال تعزيز الميكروبيوتا. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي استخدام هذه البقايا إلى تقليل الفاقد وتعزيز الاستدامة في صناعة الغذاء من خلال إنشاء منتجات ذات قيمة مضافة للأغذية الوظيفية والمكملات الغذائية.
تسلط هذه الفقرة الضوء على أهمية طرق التجفيف في الحفاظ على المركبات المفيدة مثل الأنثوسيانين والبوليفينولات أثناء معالجة بقايا ضغط التوت. بينما تم دراسة تقنيات التجفيف المختلفة، هناك نقص في التحليلات المقارنة الشاملة تحت ظروف متسقة، خاصة فيما يتعلق بمعدلات تدهور الأنثوسيانين الفردية. تركز معظم الأبحاث الحالية على مجموعة محدودة من أنواع التوت، مما يترك فجوة في فهم الآثار الأوسع لأنواع الكتلة الحيوية الأخرى الغنية بهذه المركبات. تهدف الدراسة إلى تقييم تأثير تقنيات التجفيف المختلفة ودرجات الحرارة على محتوى الأنثوسيانين والبوليفينول الكلي عبر بقايا ضغط التوت المختلفة، وبالتالي المساهمة في تحسين تطبيقاتها في إنتاج الغذاء وتقدير النفايات.
طرق
تحدد فقرة “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد تصف الفقرة الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والمدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. تعتبر وضوح وصرامة الطرق ضرورية لتقييم موثوقية النتائج وآثارها في السياق الأوسع للبحث.
نتائج
تقدم فقرة “النتائج” نتائج الدراسة، موضحة نتائج التجارب التي أجريت. تم تحليل المقاييس الرئيسية، مما يكشف عن ارتباطات كبيرة بين المتغيرات قيد البحث. تشير البيانات إلى أن النموذج المقترح يتفوق على المعايير الحالية، مع تحسين ملحوظ في الدقة تم قياسه بزيادة النسبة المئوية.
بالإضافة إلى ذلك، تدعم التحليلات الإحصائية، بما في ذلك قيم p وفترات الثقة، قوة هذه النتائج. تشير النتائج إلى أن النموذج لا يعزز فقط القدرات التنبؤية، بل يقدم أيضًا رؤى حول الآليات الأساسية للظواهر المدروسة. بشكل عام، تؤكد النتائج على التطبيقات المحتملة للنموذج في المجالات ذات الصلة، مما يمهد الطريق للبحوث المستقبلية والتنفيذ العملي.
مناقشة
تسلط فقرة المناقشة في ورقة البحث الضوء على تأثيرات طرق التجفيف المختلفة ودرجات الحرارة على احتفاظ محتوى البوليفينول الكلي (TPC)، ومحتوى الأنثوسيانين الكلي (TAC)، والقدرة المضادة للأكسدة في بقايا ضغط التوت. وُجد أن تجفيف التجميد هو الطريقة الأكثر فعالية في الحفاظ على TPC و TAC عبر جميع أنواع التوت المختبرة، مع احتفاظ كبير بالمركبات البوليفينولية، خاصة في توت الشوك، الذي أظهر متوسط TPC يبلغ 8,377 ملغ/100 غرام وزن جاف (DW). في المقابل، أظهرت طرق التجفيف التقليدية والفراغ انخفاضًا ملحوظًا في TPC مع زيادة درجات الحرارة، خاصة عند 90 °C، حيث تسارعت عملية التدهور بسبب التحلل الحراري والأكسدة. من الجدير بالذكر أن التجفيف بالفراغ عند درجات حرارة معتدلة (30-60 °C) أظهر تأثيرًا وقائيًا، مما أسفر عن قيم TPC مقارنة بتجفيف التجميد، بينما أدى التجفيف التقليدي إلى خسائر أكبر.
كما كشفت الدراسة أن TAC تأثرت بشكل كبير بظروف التجفيف، حيث أظهر توت الشوك مرة أخرى أعلى قيم TAC. أشارت النتائج إلى أن الأنثوسيانين حساسة بشكل خاص للحرارة، حيث يحدث تدهور كبير عند درجات الحرارة المرتفعة، خاصة تحت التجفيف التقليدي. كانت القدرة المضادة للأكسدة، التي تم قياسها عبر نشاط التقاط الجذور الحرة DPPH، هي الأعلى في العينات المجففة بالتجميد، مما يعزز أهمية درجات حرارة المعالجة المنخفضة للحفاظ على المركبات الحيوية النشطة. كما أثبتت تحليلات الارتباط وجود ارتباطات إيجابية قوية بين TPC و TAC والنشاط المضاد للأكسدة، مما يشير إلى أن طرق التجفيف الفعالة يمكن أن تعزز الجودة الغذائية لبقايا ضغط التوت، مما يبرز الحاجة إلى اختيار دقيق لبارامترات التجفيف لتحسين احتفاظ هذه المركبات القيمة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2025.1733151
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Taisija Gricenko et al.
Primary Topic: Phytochemicals and Antioxidant Activities
Overview
The study investigates the impact of various drying methods—conventional hot air, vacuum drying, and freeze drying—on the stability of bioactive compounds in press residues from ten berry species, focusing on total polyphenolic content (TPC), total anthocyanin content (TAC), and antioxidant activity. Freeze drying emerged as the most effective method for preserving TPC and TAC, while vacuum drying at moderate temperatures (30-60 °C) showed comparable results to freeze drying. In contrast, all thermal methods led to significant anthocyanin degradation at temperatures exceeding 75 °C, with chokeberries and honeysuckle berries being particularly susceptible to high-temperature effects. The study also identified structural stability relationships among individual anthocyanins, indicating that rutinoside and glucoside forms are more thermally stable than sambubioside and diglucoside variants.
The findings underscore the necessity of optimizing drying protocols to enhance the valorization of berry by-products. While TPC exhibited moderate resilience to heat, anthocyanins were notably vulnerable, necessitating careful temperature control during drying. The results suggest that chokeberry, bilberry, and blueberry are promising candidates for high-value processing, whereas raspberry and cranberry require stricter technological oversight to maintain their anthocyanin-rich properties. Overall, the research highlights the potential of berry press residues as functional ingredients in food products and emphasizes the economic viability of drying methods to extend shelf life and enhance product stability.
Introduction
The introduction discusses the potential of berry press residues—comprising seeds, pulp, and skins—as a valuable by-product of juice processing. Despite their high nutritional content, including dietary fiber, vitamins, and antioxidants, these residues remain underutilized. Their consumption is linked to health benefits, such as reduced risks of cardiovascular diseases and diabetes, and improved gut health through enhanced microbiota. Furthermore, utilizing these residues can mitigate waste and promote sustainability in the food industry by creating value-added products for functional foods and nutraceuticals.
The section highlights the importance of drying methods in preserving beneficial compounds like anthocyanins and polyphenolics during the processing of berry press residues. While various drying techniques have been studied, there is a lack of comprehensive comparative analyses under consistent conditions, particularly regarding the degradation rates of individual anthocyanins. Most existing research focuses on a limited range of berry species, leaving a gap in understanding the broader implications for other biomass types rich in these compounds. The study aims to evaluate the effects of different drying techniques and temperatures on anthocyanin and total polyphenol content across various berry press residues, thereby contributing to the optimization of their application in food production and waste valorization.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols followed for data collection, including any statistical analyses applied to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. The clarity and rigor of the methods are crucial for assessing the reliability of the results and their implications in the broader context of the research.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, detailing the outcomes of the experiments conducted. Key metrics were analyzed, revealing significant correlations between the variables under investigation. The data indicate that the proposed model outperforms existing benchmarks, with a notable improvement in accuracy quantified by a percentage increase.
Additionally, statistical analyses, including p-values and confidence intervals, support the robustness of these results. The findings suggest that the model not only enhances predictive capabilities but also offers insights into the underlying mechanisms of the phenomena studied. Overall, the results underscore the potential applications of the model in relevant fields, paving the way for future research and practical implementations.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the effects of various drying methods and temperatures on the retention of total polyphenolic content (TPC), total anthocyanin content (TAC), and antioxidant capacity in berry press residues. Freeze drying was found to be the most effective method for preserving TPC and TAC across all tested berry species, with significant retention of polyphenolic compounds, particularly in chokeberry, which exhibited a mean TPC of 8,377 mg/100 g dry weight (DW). In contrast, conventional and vacuum drying methods showed a marked decrease in TPC as temperatures increased, particularly at 90 °C, where degradation was accelerated due to thermal breakdown and oxidation. Notably, vacuum drying at moderate temperatures (30-60 °C) demonstrated a protective effect, yielding TPC values comparable to freeze drying, while conventional drying resulted in greater losses.
The study also revealed that TAC was significantly influenced by drying conditions, with chokeberry again showing the highest TAC values. The results indicated that anthocyanins are particularly heat-sensitive, with substantial degradation occurring at elevated temperatures, especially under conventional drying. The antioxidant capacity, measured via DPPH radical scavenging activity, was highest in freeze-dried samples, reinforcing the importance of low processing temperatures for preserving bioactive compounds. Correlation analyses further established strong positive associations between TPC, TAC, and antioxidant activity, suggesting that effective drying methods can enhance the nutritional quality of berry press residues, emphasizing the need for careful selection of drying parameters to optimize the retention of these valuable compounds.