Bu tədqiqat, Hericium erinaceus mantarının iki farklı dokusundan, yani miseliumundan və meyvə cismindən elde edilən həll olan qida liflərini aynı ekstraksiya koşulları altında müqayisə edir. Tədqiqatçılar, iki hammaddenin aynı ultrasəs dəstəkli birlhəyat yoldaşıik enzimatik işlemdən geçirilmesine rağmən farklı molekulyar strukturlar, məsamə biçimleri, termal davranışlar və in vitro fonksiyonel xüsusiyyətler oluşturduğunu göstərmişdir.

Miseliumdan elde edilən həll olan qida lifi, tədqiqatda M-SDF kimi adlandırılmıştır. Bu lifin ekstraksiya verimi faiz 9,72 kimi bulunmuş; galakturonik asit, arabinoz və ramnoz gibi pektinle ilişkili monosaxaridleri içerdiği, ortalama molekulyar ağırlığının 82,32 kDa olduğu və üç boyutlu, düzensiz və bağlantılı bir məsamə ağı oluşturduğu müəyyən edilmişdir. M-SDF ayrıca faiz 83,7 su həllolması, zəif gel benzeri reoloji davranış, daha yüksək termal sabitlik, daha güclü antioksidant test nəticələrı və daha yüksək in vitro xolesterin adsorbsiyası göstərmişdir.

Meyve gövdesindən elde edilən həll olan qida lifi isə F-SDF kimi adlandırılmıştır. Bu örnek daha aşağı ekstraksiya verimine malik olsa da qlükoza bakımından zengin, daha aşağı molekulyar çəkilı və daha yüksək oranda amorf bir struktur sergilemiştir. Taramalı elektron mikroskobu görüntülerinde düzenli, pətəkəbənzər mikro məsaməler görülmüştür. Bu struktur F-SDF’nin su və yağ tutma, qlükoza adsorpsiyonu, α-amilaza inhibisyonu və asidik ortamda nitrit bağlama ölçmələrnde daha yüksək performans göstermesiyle ilişkilendirilmiştir.

Tədqiqatnın ən mühüm sonucu, aynı mantar türünün miseliumu ilə meyvə cisminin birbirinin həyat yoldaşıdeğeri olmayan iki həll olan qida lifi kaynağı olduğudur. Miselium kökenli lif, araşdırmanın laboratuvar koşullarında daha yüksək həllolma, termal sabitlik, antioksidant kapasite və xolesterin adsorbsiyası gösterirken; meyvə cismi kökenli lif su və yağ tutma, qlükoza adsorpsiyonu, α-amilaza inhibisyonu və nitrit uzaklaştırma testlerinde öne çıkmıştır.

Ancaq bütün fonksiyonel nəticələr in vitro təcrübələre dayanmaktadır. Tədqiqat, bu liflərin insanlarda kan şekerini düşürdüğünü, xolesterinü azalttığını, mideyi koruduğunu və ya hastalıkları tedavi ettiğini sübut etmir. Tədqiqatçılar da gelecekte heyvan təcrübələri, karmaşık gıda sistemleri və uygulamalı üretim tədqiqatları gerektiğini açıkça belirtmiştir.

Tədqiqatın əsas problemi nedir?

Hericium erinaceus meyve gövdeleri ilə miseliumları aynı organizmaya ait olmasına rağmən aynı doku değildir. Meyve gövdesi mantarın makroskopik kimi gelişmiş strukturudır; miselium isə büyüme ortamına yayılan hücresel iplikçiklerdən oluşan dokudur. Bu iki dokunun hücre duvarı bilhəyat yoldaşıimleri və mimarileri farklıdır.

Meyve gövdesi üretiminin tədqiqatda belirtilən bazı sınırlılıkları mövcuddur:

• Yetiştirme süresi yaklaşık 50-60 gündür.
• Toprak, alan və iş gücü gereksinimi daha yüksəktir.
• Mevsimsel değişkenliktən təsirlenebilir.
• Mikrobiyal kontaminasyona karşı hassas ola bilər.
• Endüstriyel hammadde arzı yeterince istikrarlı olmayabilir.

Bununla yanaşı sıvı batık fermantasyonla miselium üretiminin 7-10 gün içinde gerçeklhəyat yoldaşıtirilebildiği, daha az alan gerektirdiği və daha tutarlı partiler oluşturabildiği belirtilmiştir. Bu nəyə görəle miseliumun, işlevsel gıda komponentləri için alternatif bir hammadde olup olamayacağı mühüm bir araşdırma sorusudur.

Önceki tədqiqatların büyük bölümü meyvə cismindən elde edilən həll olan qida liflərine odaklanmıştır. Miselium kökenli həll olan qida lifinin, meyvə cismi kökenli lifle aynı ekstraksiya koşulları altında doğrudan karşılaştırıldığı tədqiqatlar isə sınırlıdır.

Araşdırmanın cevap aradığı əsas soru şudur:

Ekstraksiyon metodu tamamən aynı tutulduğunda, yalnızca doku kaynağının değişmesi həll olan qida lifinin strukturunı və in vitro işlevlerini ne ölçüde değiştirir?

Çözünür diyet lifi nəyə görə mühümdir?

Diyet lifləri suda çözünme xüsusiyyətlərine göre həll olan qida lifi və çözünmeyən diyet lifi kimi sınıflandırılabilir. Çözünür diyet lifləri suyla temas ettiğinde çözünebilen, şişebilən və ya viskoz sistemler oluşturabilən polisakkarit ağırlıklı strukturlardır.

Tədqiqatda həll olan qida lifinin işlevlerinin yalnızca toplam miqdarına değil, aşağıdaki struktur xüsusiyyətlərine bağlı olduğu vurgulanmıştır:

• Moleküler ağırlık
• Monosakkarit bilhəyat yoldaşıimi
• Polisakkarit zincirlerinin dallanma biçimi
• Kristalin və amorf bölgelerin oranı
• Yüzey məsaməliliği
• Hidroksil və karboksil gibi aktif grupların erişilebilirliği
• Çözeltide oluşturduğu viskoz və ya elastik ağ

Bu nəyə görəle iki lifin kimyasal kimi “polisakkarit” olması, işlevlerinin aynı olacağı anlamına gelmez. Lifin molekulyar düzeni və səth strukturu, suyu, yağı, qlükozau, xolesterinü və ya nitrit iyonlarını necə tuttuğunu təsirleyebilir.

Nəyə görə ultrason və enzimler birlikdə kullanıldı?

Geleneksel alkali ekstraksiya metodleri yüksək verim sağlayabilse de güclü alkali koşullar polisakkaritlerin parçalanmasına və istenmeyən atık su oluşumuna nəyə görə ola bilər. Yalnızca enzim kullanılan metodler daha hafiftir; ancaq hücre duvarı yeterince parçalanmadığında ekstraksiya verimi aşağı kalabilir.

Tədqiqatda kullanılan yaklaşım ultrasəs dəstəkli birlhəyat yoldaşıik enzimatik ekstraksiyadur. İngilizce adı ultrasound-assisted compound enzymatic extraction, kısaltması isə UAEE’dir.

Ultrason sıvı ortamda kavitasiya oluşturur. Çok küçük kabarcıkların oluşması və çökmesi sırasında meydana gelən mekanik kesme, mikroakış və yerel basınç değişimleri hücre duvarını gevşetebilir. Böylece su və enzimler hücre duvarı içine daha kolay ulaşabilir.

Enzimler isə farklı komponentləri hedeflemiştir:

• Termostabil α-amilaza: Nişasta ilə ilişkili komponentləri parçalamak için kullanılmıştır.
• Bilhəyat yoldaşıik proteaz: Protein matrisini hidroliz ederek lif fraksiyonlarının açığa çıkmasını sağlamayı məqsədlamıştır.
• Selülaz: Selüloz bakımından zengin çözünmeyən polisakkarit ağını gevşetmek və həll olan lif fraksiyonlarının serbestlhəyat yoldaşımesini kolaylaştırmak için kullanılmıştır.

Şekil 1’de bu süreç, hammadde tozunun ultrasonik banyoda ön işlemdən geçirilmesi, ardışık enzimatik hidroliz, santrifüj, həll olan fraksiyonun toplanması və dondurarak kurutulması biçiminde gösterilmiştir.

Ekstraksiyon süreci necə gerçeklhəyat yoldaşıtirildi?

Miselium və meyvə cismi ayrı ayrı kurutulmuş, öğütülmüş və 80 mesh elektən geçirilmiştir. Her iki hammadde de aynı işlem koşullarına tabi tutulmuştur. Böylece doku kökeni dışındaki təcrübə değişkenleri mümkün olduğunca sabit tutulmuştur.

Əsas ekstraksiya adımları şunlardır:

1. 100 g hammadde, 1:20 katı-sıvı oranında deiyonize suyla karıştırılmıştır.
2. 300 W gücte və 40 kHz frekansta ultrason tətbiq edilmişdir.
3. Ultrason işlemi 40 °C’de 30 dakika sürdürülmüştür.
4. pH 6,0’a ayarlanmış və kuru madde başına 400 U/g termostabil α-amilaza eklenmiştir.
5. Karışım 95 °C’de, 150 devir/dakika çalkalamayla bir saat inkübe edilmiştir.
6. Sıcaklık 60 °C’ye indirildiktən sonra pH 7,0’a ayarlanmış və 1.200 U/g bilhəyat yoldaşıik proteaz eklenmiştir.
7. 60 °C’de bir saat daha inkübasyon strukturlmıştır.
8. pH 4,5’e ayarlanmış və 300 U/g selülaz eklenmiştir.
9. 60 °C’de bir saatlik üçüncü enzimatik işlem tətbiq edilmişdir.
10. Enzimler kaynar su banyosunda 10 dakika tutularak təsirizlhəyat yoldaşıtirilmiştir.
11. Karışım 4 °C’de, 8.000 × g’de 15 dakika santrifüj edilmiştir.
12. Üst sıvı 55 °C’de döner buharlaştırıcıyla başlangıç hacminin bhəyat yoldaşıte birine yoğunlaştırılmıştır.
13. Yoğunlaştırılmış çözeltiye dörd hacim faiz 95 etanol eklenmiştir.
14. Çözünür diyet lifi 4 °C’de 12 saat çöktürülmüştür.
15. Çökelti santrifüjle ayrılmış və dondurarak kurutulmuştur.

Miseliumdan elde edilən ürün M-SDF, meyvə cismindən elde edilən ürün isə F-SDF kimi adlandırılmıştır.

Ekstraksiyon verimi necə hesaplandı?

Tədqiqatda həll olan qida lifi verimi şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \mathrm{SDF\ verimi}\,(\%) = \frac{m_2}{m_1} \times 100 \]

Burada:

• m₁, ekstraksiyaa alınan kurutulmuş hammadde kütlesidir.
• m₂, dondurarak kurutulduktan sonra elde edilən həll olan qida lifi kütlesidir.

M-SDF verimi faiz 9,72 ± 1,01, F-SDF verimi isə faiz 7,87 ± 0,70 kimi ölçülmüştür. Aradaki fark istatistiksel kimi anlamlı tapılmışdır.

Tədqiqatçılar bu farkı miselium hücre duvarının daha gevşek və pektin bakımından daha zengin olmasına bağlamıştır. Meyve gövdesinde bulunan yoğun, çapraz bağlı kitin-glukan ağının ultrasonik kesmeye və enzimatik hidrolize daha dirençli olduğu ileri sürülmüştür.

Bu nəticə, aynı miqdardaki kuru hammaddedən miselium kullanıldığında daha fazla həll olan qida lifi elde edildiğini göstərir. Ancaq tədqiqatda kapsamlı bir ekonomik maliyet analizi strukturlmamıştır. Bu nəyə görəle “daha verimli” sonucu doğrudan “kommersiya kimi kesinlikle daha ucuzdur” biçiminde yorumlanmamalıdır.

Monosakkarit bilhəyat yoldaşıimleri nəyə görə farklıydı?

Polisakkaritler, farklı monosaxarid birimlerinin birbirine bağlanmasıyla oluşur. Monosakkarit bilhəyat yoldaşıimi, lifin hansı tür polisakkaritlerdən oluştuğunu və ne ölçüde dallanmış olabileceğini anlamaya yardımcı olur.

M-SDF’de arabinoz, ramnoz və galakturonik asit bulunurkən bu üç komponent F-SDF’de tespit edilmemiştir. Tədqiqatçılar bunları pektinle ilişkili karakteristik monosaxaridler kimi değerlendirmiştir.

M-SDF’nin galaktoz oranı faiz 31,38, qlükoza oranı faiz 30,59 və galakturonik asit oranı faiz 6,79’dur. Bu bilhəyat yoldaşıim daha dallanmış, pektin bakımından zengin bir polisakkarit mimarisine işaret edecek şekilde yorumlanmıştır.

F-SDF’nin ən baskın komponenti faiz 51,56 ilə qlükozadur. Tədqiqatçılar bunu meyvə cismi hücre duvarındaki selüloz və hemiselülozun hidroliziyle və glukan ağırlıklı daha doğrusal zincirlerle ilişkilendirmiştir.

Bu nəticələr yalnızca toplam lif miqdarının değil, lifin hansı şeker birimlerindən oluştuğunun da işlevsel davranışı təsirlediğini göstərir.

Moleküler ağırlık nəticələrı

Çözünür diyet liflərinin molekulyar çəkiları jel geçirgenlik kromatografisiyle ölçülmüştür.

M-SDF’nin molekulyar ağırlığı F-SDF’dən daha yüksəktir. Her iki örneğin polidispersite indeksinin yaklaşık 1,3 olması, molekulyar çəki dağılımlarının görece dar və birbirine yakın olduğunu göstərir.

Ultrasonun burada iki yönlü rolü olduğu öne sürülmüştür. Bir yandan hücre duvarını parçalayarak büyük polisakkaritlerin serbestlhəyat yoldaşımesini kolaylaştırmış, diğer yandan bazı qlükozaidik bağları keserek molekulyar ağırlığı azaltmış ola bilər.

Nihai molekulyar çəki, ultrason enerjisinin tek başına təsirindən çok hammaddenin hücre duvarı strukturuna verdiği tepkiyle müəyyən edilmişdir. Gevşek miselium hücre duvarı parçalanırkən polisakkarit omurgasının daha büyük bölümü korunmuş; daha dirençli meyvə cismi strukturunda isə elde edilən həll olan fraksiyon daha aşağı molekulyar çəkilı olmuştur.

Elektron mikroskobu görüntüleri ne göstərdi?

Şekil 2’de M-SDF və F-SDF örnekleri 100, 500 və 1.000 kat büyütmeyle görüntülenmiştir. Her iki örnekte de düzensiz blok biçimli hissəciklar bulunsa da səth mimarileri belirgin şekilde farklıdır.

F-SDF:

• Daha bütün və yoğun bir iskelet görünümü sergilemiştir.
• Yüzeyinde düzenli, pətəkəbənzər mikro məsaməler tapılmışdır.
• Gözeneklerin nispetən benzer boyutta və düzenli dağıldığı görülmüştür.

M-SDF:

• Daha küçük və parçalanmış hissəciklardan oluşmuştur.
• Yüzeyi son derece pürüzlüdür.
• Çok sayıda oluk və düzensiz boşluk içerən üç boyutlu, birbirine bağlı bir məsamə ağı göstərmişdir.

Tədqiqatçılar M-SDF’nin pektin bakımından zengin və gevşek hücre duvarının ultrasonik kavitasiyaa daha duyarlı olduğunu, bu nəyə görəle parçalı və çok seviyeli məsaməli bir struktur meydana geldiğini belirtmiştir.

F-SDF’deki katı kitin-glukan iskeletinin isə işlemdən sonra kısmən korunarak düzenli petek strukturunı sürdürdüğü düşünülmüştür.

Bu mikrostruktur farklar daha sonraki su, yağ, qlükoza, xolesterin və nitrit adsorpsiyon nəticələrının açıklanmasında kullanılmıştır.

FTIR analizi: Əsas polisakkarit omurgası korundu mu?

Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, örneklerdeki işlevsel grupları değerlendirmek amacıyla kullanılmıştır. M-SDF və F-SDF spektrumlarının genel biçimi birbirine oldukça benzer tapılmışdır.

Başlıca bantlar şunlardır:

• 3.200-3.600 cm^-1: Hidroksil gruplarındaki O-H gerilme titrhəyat yoldaşıimleri
• 2.925 cm^-1: Polisakkarit strukturundaki C-H gerilme titrhəyat yoldaşıimi
• 1.638 cm^-1 və 1.640 cm^-1: Bağlı sudaki H-O-H eğilme titrhəyat yoldaşıimleri
• 1.412 cm^-1 və 1.399 cm^-1: Karboksil gruplarının simetrik gerilme titrhəyat yoldaşıimleri
• 1.078 cm^-1: Piranoz halkasındaki C-O-C asimetrik gerilme titrhəyat yoldaşıimi

Her iki örnekte benzer karakteristik bantların bulunması, ultrasəs dəstəkli enzimatik işlemin əsas polisakkarit omurgasını tümüyle değiştirmediğini göstərir.

Farklılıklar daha çok bant yoğunluklarında və belirli grupların bolluğunda ortaya çıkmıştır. Bu durum, iki lifin tamamən farklı kimyasal sınıflara ait olmadığını; ortak bir polisakkarit əsasini paylaşırkən dallanma, bilhəyat yoldaşıim və molekulyar düzən açistilikndan ayrıldığını düşündürmektedir.

Kristalin və amorf struktur ne anlama geliyor?

X-ışını kırınımı analizinde iki örnek de 2θ = 10-25° aralığında geniş və dağınık tepe noktaları göstərmişdir. Yaklaşık 20° çevresindeki geniş tepe, her iki lifin de ağırlıklı kimi amorf strukturda olduğunu göstərir.

Kristallik derecesi şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \mathrm{DC}\,(\%) = \frac{S_c}{S_c+S_a} \times 100 \]

Burada:

• S_c, kristalin bölgelerin kırınım alanıdır.
• S_a, amorf saçılma alanıdır.

M-SDF’nin göreli kristalliği faiz 10,3, F-SDF’nin kristalliği isə faiz 9,1 kimi hesaplanmıştır. Her iki değer de liflərin büyük bölümünün amorf olduğunu; ancaq M-SDF’nin biraz daha düzenli və rijit molekulyar bölgelere malik olduğunu göstərir.

F-SDF’de 2θ = 30-32° çevresinde α-kitin strukturunın 130 kristal düzlemiyle ilişkilendirilən bir tepe görülmüştür. Bu bulgu, enzimatik və ultrasonik işlem sonrasında F-SDF içinde bir miqdar kitin kristalinin kaldığı şeklinde yorumlanmıştır.

Amorf bölgeler polisakkarit zincirlerinin daha esnek olmasını və bazı aktif grupların daha kolay erişilmesini sağlayabilir. Tədqiqatçılar F-SDF’nin yüksək amorf oranı ilə petek biçimli məsaməlerini, yüksək su və yağ tutma kapasitesiyle ilişkilendirmiştir.

M-SDF’nin biraz daha yüksək kristalliği isə daha güclü molekulyar ağ, termal dayanıklılık və reoloji dirençle ilişkilendirilmiştir.

Termal sabitlik nəticələrı

Termogravimetrik analizde örnekler 700 °C’ye kadar istiliktılmış və kütle kayıpları izlenmiştir. Termal bozunma üç aşamada qiymətləndirilmişdir.

Birinci aşama: Su və uçucu komponentlərin kaybı

Yaklaşık 30-200 °C aralığında serbest və bağlı suyun uzaklaşmasına bağlı faiz 6-9 oranında kütle kaybı görülmüştür. Bu aşamada ana polisakkarit iskeletinin ciddi şekilde parçalanmadığı belirtilmiştir.

İkinci aşama: Ana polisakkarit bozunması

200-400 °C aralığı əsas termal bozunma bölgesidir. Pektin, hemiselüloz və diğer polisakkaritlerin depolimerizasyonu və omurga parçalanması bu aşamada gerçeklhəyat yoldaşımiştir.

Her iki örneğin maksimum bozunma hızının yaklaşık 300 °C çevresinde olduğu görülmüştür. F-SDF’nin türev termogravimetrik tepesinin daha keskin və yoğun olması, daha hızlı bozunma və daha zəif moleküller arası təsirlhəyat yoldaşıimler biçiminde yorumlanmıştır.

Üçüncü aşama: Karbonlaşma

400-700 °C aralığında kalan organik komponentlərin ileri bozunması və karbonlaşması meydana gelmiştir.

700 °C’de kalan karbon oranları:

• M-SDF: faiz 34,7
• F-SDF: faiz 14,8

M-SDF’de daha fazla kalıntı bulunması, tədqiqatçılar tarafından daha yüksək termal sabitliyin göstergesi kimi qiymətləndirilmişdir. Bu xüsusiyyət M-SDF’nin yüksək kristalliği və daha yoğun hidrojən bağı ağıyla ilişkilendirilmiştir.

Ancaq bu nəticə, M-SDF’nin gerçek bir gıda içinde bütün yüksək temperatur uygulamalarında kesin kimi daha iyi performans göstereceğini sübutlamaz. Tədqiqat saflaştırılmış lif örneklerinin kontrollü termogravimetrik analizini yapmıştır; gerçek gıda düsturasyonu denenmemiştir.

Su tutma, yağ tutma və həllolma

Su tutma kapasitesi şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \mathrm{WHC}\,(g/g) = \frac{W_1-W_0}{W_0} \]

Burada W₀ kuru lif kütlesini, W₁ isə suyla hidratasyon və santrifüj sonrasında elde edilən çökelti kütlesini ifadə edir.

Yağ tutma kapasitesi için aynı kütlesel ilişki kullanılmıştır:

\[ \mathrm{OHC}\,(g/g) = \frac{W_1-W_0}{W_0} \]

Bu tənlikde W₁, serbest yağ uzaklaştırıldıktan sonra kalan lif və tuttuğu yağın toplam kütlesidir.

Su həllolma tərkibi şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \mathrm{WSC}\,(\%) = \frac{m_1-m_0}{m} \times 100 \]

Burada m başlangıçtaki lif kütlesini, m₀ boş kabın kütlesini, m₁ isə həll olan fraksiyon kurutulduktan sonraki kap və kalıntı kütlesini ifadə edir.

F-SDF hem su hem yağ tutma kapasitesinde daha yüksək değer göstərmişdir. Petek biçimli mikro məsaməlerin kapiler kanallar və fiziksel adsorpsiyon bölgeleri sağlayarak su moleküllerini və yağ damcıcıqlarını tuttuğu düşünülmüştür.

M-SDF’nin su tutma kapasitesi daha aşağı olsa da həllolması daha yüksəktir. Bu nəticə bir çelişki değildir. Su tutma, lif parçacığının kendi strukturu içinde ne kadar suyu fiziksel kimi hapsedebildiğini; həllolma isə lifin ne kadarının su fazına geçebildiğini ifadə edir.

M-SDF’nin pektin bakımından zengin, dallanmış və hidrofil yan zincirlerinin suyla təsirlhəyat yoldaşıimi güclendirerek həllolması artırdığı öne sürülmüştür.

Reolojik davranış: Zayıf jel ilə Nyuton tipli sıvı arasındaki fark

Örnekler faiz 2 ağırlık/hacim derişiminde hazırlanmış və dinamik reoloji analiz tətbiq edilmişdir.

Reolojide iki əsas parametre ölçülmüştür:

• Depolama modülü, G′: Sistemin elastik, katı benzeri davranışını temsil eder.
• Kayıp modülü, G″: Sistemin viskoz, sıvı benzeri davranışını temsil eder.

M-SDF’de frekans arttıkça hem G′ hem G″ yükselmiştir. İncelenən frekans aralığında G′ değeri sürekli kimi G″ değerindən yüksək kalmış və kayıp tanjantı 1’in altında tapılmışdır.

Bu nəticə, M-SDF çözeltisinin güclü və kendi kendine ayakta duran bir jel değil; elastik komponenti viskoz komponentindən daha baskın olan zəif gel ağı oluşturduğunu göstərir.

F-SDF’de G′ və G″ değerleri son derece aşağı və birbirine yakın tapılmışdır. Bu örnek Nyuton tipli sıvıya daha yakın bir davranış göstərmişdir; yani belirgin bir elastik ağ oluşturmamıştır.

Tədqiqatçılar M-SDF’nin yüksək molekulyar ağırlığını və dallanmış pektin strukturunı, zincirlerin birbirleriyle təsirlhəyat yoldaşıerek zəif gel oluşturmasının əsas nəyə görəi kimi değerlendirmiştir.

Bu zəif gel strukturunın besin maddelerinin difüzyonunu yavaşlatabileceği öne sürülmüştür. Ancaq tədqiqatda gerçek sindirim sistemi, bağırsak geçişi və ya insan kan şekeri ölçülmediğindən bu yorum mekanizma önerisi səviyyəindedir.

Glikoz adsorpsiyonu necə ölçüldü?

Lif örnekleri 20-100 mmol/L qlükoza çözeltilerinde 37 °C’de altı saat bekletilmiştir. Sıvıda kalan qlükoza miqdarındaki azalma, lif tarafından adsorbe edildiği kabul edilən miqdarı hesaplamak için kullanılmıştır.

Formül şöyledir:

\[ \mathrm{GAC}\,(mg/g) = \frac{A_1-A_2}{W} \times V \]

Burada:

• A₁, kontrol çözeltisindeki qlükoza derişimidir.
• A₂, lifle işlem görmüş örnekte kalan qlükoza derişimidir.
• W, kuru lif kütlesidir.
• V, üst sıvı hacmidir.

Glikoz derişimi arttıkça her iki lifin adsorpsiyon kapasitesi de yükselmiştir. 100 mmol/L başlangıç qlükozaunda:

• F-SDF: 167,44 ± 5,85 mg/g
• M-SDF: 143,80 ± 4,08 mg/g

F-SDF’nin daha yüksək performansı petek biçimli məsaməleri, yüksək amorf oranı və glukan ağırlıklı strukturuyla ilişkilendirilmiştir. Gözeneklerin qlükoza moleküllerini fiziksel kimi tutabileceği, amorf bölgelerin isə qlükozaun səthle temasını kolaylaştırabileceği öne sürülmüştür.

Bu təcrübə, lifin kontrollü bir çözelti içindeki qlükozau adsorbe etme kapasitesini ölçmektedir. Bir insanın bu lifi tükettiğinde kan qlükozaunun ne kadar değişeceğini göstermemektedir.

α-Amilaz inhibisyonu

α-Amilaz, nişastanın daha küçük karbonhidratlara parçalanmasında görev alan bir enzimdir. Tədqiqatda lif örneklerinin bu enzimin laboratuvar ortamındaki təsirnliğini azaltıp azaltmadığı araşdırılmışdır.

İnhibisyon oranı şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \alpha\text{-amilaz inhibisyonu}\,(\%) = \left(1-\frac{A_1-A_2}{A_0}\right) \times 100 \]

Burada:

• A₀, nişasta, amilaz və tampon içerən boş grubun absorbansıdır.
• A₁, nişasta, amilaz və lif içerən örnek grubunun absorbansıdır.
• A₂, enzim içermeyən örnek arka planının absorbansıdır.

Her iki lifte de derişim 0,5 mg/mL’dən 2,5 mg/mL’ye yükseldikçe inhibisyon artmışdır. F-SDF, xüsusiyyətle 0,5-1,5 mg/mL aralığında M-SDF’dən daha yüksək inhibisyon göstərmişdir.

2,5 mg/mL’de her iki örneğin inhibisyon değerleri yüksək səviyyəe ulaşmış və aralarındaki fark azalmışdır. Grafikte her iki lifin yaklaşık faiz 60’ın biraz üzerinde benzer değerlere yaklaştığı görülmektedir.

F-SDF’nin məsaməli və amorf strukturunın enzim və ya nişasta molekülleriyle temas alanını artırdığı; doğrusal glukan zincirlerinin α-amilazala kovalent olmayan təsirlhəyat yoldaşıimler kurarak enzimin substrata erişimini zorlaştırabileceği öne sürülmüştür.

Bu nəticə yalnızca in vitro enzim testidir. Diyabet tedavisi, ilaç təsiri və ya insanlarda kan şekeri kontrolü sübutı değildir.

Kolesterol adsorpsiyonu

Kolesterol adsorpsiyon təcrübəi, seyreltilmiş yumurta saristilik emulsiyau kullanılarak pH 2,0 və pH 7,0 koşullarında strukturlmıştır. Bu koşullar sırasıyla asidik mide və nötr bağırsak ortamını basitlhəyat yoldaşıtirilmiş biçimde taklit etmek amacıyla seçilmiştir.

Kolesterol adsorpsiyon kapasitesi şu düsturle hesaplanmıştır:

\[ \mathrm{CAC}\,(mg/g) = \frac{n_1-n_2}{m} \times V \]

Burada:

• n₁, başlangıç xolesterin derişimidir.
• n₂, təcrübə sonunda sıvıda kalan xolesterin derişimidir.
• m, kuru lif kütlesidir.
• V, emulsiya hacmidir.

Her iki lifin adsorpsiyonu 30-120 dakika arasında artmış və 150 dakika çevresinde dengeye ulaşmıştır. pH 7,0’daki adsorpsiyon pH 2,0’dakindən belirgin şekilde daha yüksəktir.

pH 7,0 və 150 dakika koşulunda:

• M-SDF: 35,27 ± 0,47 mg/g
• F-SDF: 32,87 ± 0,57 mg/g

M-SDF’nin üstünlüğü galakturonik asit gibi asidik gruplarına, üç boyutlu məsamə ağına, daha yüksək molekulyar ağırlığına və daha sabit strukturuna bağlanmıştır.

Tədqiqatçılar hidrojən bağları, hidrofob təsirlhəyat yoldaşıimler və fiziksel məsaməlere yerlhəyat yoldaşımenin xolesterin tutulmasına katkıda bulunabileceğini öne sürmüştür.

Bu təcrübəde lif tarafından bağlanan xolesterin miqdarı ölçülmüştür. İnsanlarda LDL xolesterinü və ya toplam kan xolesterinünü düşürme təsiri ölçülmemiştir.

Nitrit adsorpsiyonu

Nitrit iyonu adsorpsiyonu pH 2,0 və pH 7,0 koşullarında ölçülmüştür.

Formül şöyledir:

\[ \mathrm{NIAC}\,(mg/g) = \frac{M_2-M_1}{M} \]

Burada:

• M₂, başlangıç çözeltisindeki nitrit kütlesidir.
• M₁, işlem sonunda çözeltide kalan nitrit kütlesidir.
• M, kuru lif kütlesidir.

Her iki örnek de pH 2,0’da pH 7,0’a göre çok daha yüksək nitrit adsorpsiyonu göstərmişdir. Bu nəyə görəle tədqiqatçılar nitrit bağlanmasının esas kimi asidik ortamda gerçeklhəyat yoldaşıtiğini belirtmiştir.

pH 2,0’daki değerler:

• F-SDF: 1.192,64 ± 39,23 µg/g
• M-SDF: 1.008,19 ± 49,43 µg/g

F-SDF’nin yüksək amorf oranı və açık məsaməli səthinin hidroksil və karboksil gruplarını erişilebilir hâle getirerek nitrit bağlanmasını kolaylaştırdığı öne sürülmüştür.

Tədqiqatda F-SDF için “gastrik koruyucu” və ya “detoksifikasyon komponenti” yönünde uygulama potansiyeli tartışılmıştır. Ancaq bu nəticə laboratuvar çözeltisinde nitrit adsorpsiyonuna dayanmaktadır. Mide hastalıklarını önlediği, nitrit toksisitesini insanlarda azalttığı və ya klinik koruma sağladığı gösterilmemiştir.

Antioksidan testler necə gerçeklhəyat yoldaşıtirildi?

Tədqiqatda antioksidant davranış dörd farklı in vitro metodle qiymətləndirilmişdir:

• DPPH radikali giderme
• ABTS radikal katyonu giderme
• Hidroksil radikali giderme
• Demir indirgeme antioksidant gücü, FRAP

DPPH giderme oranı şu ilişkiyle hesaplanmıştır:

\[ R_{\mathrm{DPPH}}\,(\%) = \frac{A_0-(A_x-A_1)}{A_0} \times 100 \]

ABTS giderme oranı için aynı düzeltme biçimi kullanılmıştır:

\[ R_{\mathrm{ABTS}}\,(\%) = \frac{A_0-(A_x-A_1)}{A_0} \times 100 \]

Burada A₀ boş grubun, A_x örnek grubunun və A₁ örnek arka planının absorbansıdır.

Her iki lifin antioksidant test nəticələrı derişim arttıkça yükselmiştir. M-SDF, incelenən bütün derişimlerde F-SDF’dən daha yüksək nəticə vermiştir.

DPPH

1,5 mg/mL’de:

• M-SDF: faiz 93,87 ± 2,15
• F-SDF: faiz 84,01 ± 3,02

ABTS

2,0 mg/mL’de her iki lif de faiz 95’in üzerinde ABTS giderme oranına ulaşmıştır. Grafikte nəticələr pozitif kontrol kimi kullanılan C vitaminine yaklaşmıştır.

Hidroksil radikali

M-SDF’nin maksimum hidroksil radikali giderme oranı 2,5 mg/mL’de faiz 60,12 ± 2,08 kimi bildirilmiştir. F-SDF aynı koşullarda daha aşağı nəticə vermiştir.

FRAP

M-SDF’nin maksimum FRAP değeri 12,21 ± 0,45 mmol Fe²⁺/100 g kimi raporlanmış və F-SDF değerinin 2,54 katı olduğu belirtilmiştir.

M-SDF’nin antioksidant testlerdeki üstünlüğü galakturonik asit bakımından zengin strukturuna, elektron və ya proton verebilən asidik gruplarına, pürüzlü üç boyutlu məsamə ağına və erişilebilir hidroksil-karboksil bölgelerine bağlanmıştır.

Bu testler kimyasal radikal çözeltilerinde və laboratuvar koşullarında strukturlmıştır. İnsan vücudunda oksidləşdirici stresi azalttığı, hastalık riskini düşürdüğü və ya C vitaminiyle klinik kimi həyat yoldaşıdeğer olduğu sonucuna varılamaz.

İki lifin struktur-işlev modeli

Tədqiqatnın geçmiş, bugün və gelecek açistilikndan əhəmiyyəti

Geçmiş açistilikndan: Önceki araşdırmalar çoğunlukla H. erinaceus meyvə cismi və ya farklı bitkisel lif kaynakları üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu tədqiqat miselium və meyvə cismini aynı ekstraksiya sistemi içinde karşılaştırarak doku kökenini tek əsas değişkən hâline getirmiştir.

Bugün açistilikndan: Tədqiqat, miseliumun yalnızca meyvə cisminin daha hızlı üretilən bir alternatifi olmadığını; farklı struktur və fonksiyonel xüsusiyyətlere malik bağımsız bir hammadde olduğunu göstərir. Bu durum hammaddenin “hansısi daha iyi?” sorusundan çok “hansı məqsəd için hansısi daha uyğun?” sorusuyla değerlendirilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.

Gelecek açistilikndan: Tədqiqatçılar ultrason və enzim koşullarının değiştirilmesiyle belirli xüsusiyyətləri hedefleyən lif fraksiyonlarının hazırlanabileceğini öne sürmektedir. Məsələn həllolması və termal sabitliyi yüksək bir ürün için miselium kökenli lif; yüksək su-yağ tutma və qlükoza adsorpsiyonu için meyvə cismi kökenli lif araştırılabilir.

Bununla birlikdə hedefli üretim yaklaşımının gerçek ürünlerde doğrulanabilmesi için ekstraksiya optimizasyonu, raf ömrü, duyusal xüsusiyyət, diğer gıda komponentləriyle uyumluluk və ölçek büyütme təcrübələri gereklidir.

Gündelik yaşama və qida texnologiyasıne olası təsirlər

M-SDF’nin yüksək həllolması və zəif gel oluşturması, sıvı və ya yarı katı gıda sistemlerinde kıvam düzenleyici bir komponent kimi araştırılmasına imkân verebilir. Daha yüksək termal sabitliyi, istilik işlemi görən düsturasyonlarda incelenmesini anlamlı hâle getirebilir.

F-SDF’nin yüksək su və yağ tutma kapasitesi, ürünün nemini və ya yağ fazını fiziksel kimi tutması gerekən gıda sistemlerinde değerlendirilebilir. Petek biçimli məsaməler bu davranışın struktur əsasini oluşturabilir.

Ancaq tədqiqat hiçbir gerçek gıda ürünü üretmemiştir. Ekmek, içecek, sos, takviye və ya başka bir kommersiya düsturasyon üzerinde test strukturlmamıştır. Tat, koku, renk, ağız hissi, raf ömrü və tüketici kabulü değerlendirilmemiştir.

Tədqiqatın güclü tərəfləri

• Miselium və meyvə cismi tamamən aynı ekstraksiya sürecinde müqayisə edilmişdir.
• Doku kaynağı dışında əsas işlem değişkenleri sabit tutulmuştur.
• Kimyasal bilhəyat yoldaşıim, molekulyar çəki, mikrostruktur, kristallik, termal davranış və reoloji birlikdə araşdırılmışdır.
• Fonksiyonel ölçməler qlükoza, α-amilaza, xolesterin, nitrit və dörd farklı antioksidant testi kapsayacak şekilde geniş tutulmuştur.
• SEM, FTIR, XRD, TGA və reoloji nəticələrı fonksiyonel təcrübələrle ilişkilendirilmiştir.
• Yapı-işlev ilişkisi tek bir ölçüte değil, çok sayıda birbirini tamamlayan analize dayandırılmıştır.
• Deneylerde istatistiksel anlamlılık için P < 0,05 sınırı kullanılmıştır.

Tədqiqatın məhdudiyyətləri

• Tədqiqat hakem değerlendirmesindən geçmemiş bir preprinttir.
• Fonksiyonel təcrübələrin tamamı in vitro koşullarda strukturlmıştır.
• Hayvan və ya insan təcrübəi bulunmamaktadır.
• Bağırsak mikrobiyotası, fermentasyon və ya gerçek sindirim modeli incelenmemiştir.
• Yalnızca tek bir ultrason gücü, süre və frekans kombinasyonu kullanılmıştır.
• Farklı enzim oranları və ya işlem sıraları karşılaştırılmamıştır.
• Gerçek gıda matrisi içinde sabitlik və uyumluluk test edilmemiştir.
• Uzun süreli depolama və raf ömrü değerlendirilmemiştir.
• Ekstraksiyonun enerji tüketimi və ayrıntılı ekonomik analizi sunulmamıştır.
• Liflerin güvenlik, doz və tolerans xüsusiyyətləri incelenmemiştir.
• Antioksidan testler kimyasal test sistemlerine dayanmaktadır; hücre içi və ya in vivo antioksidant təsir sübutı değildir.

Tədqiqat nə deyir, ne söylemiyor?

Tədqiqatnın göstərdiği nəticələr:

• Miselium və meyvə cismindən aynı metodle elde edilən həll olan qida lifləri struktur kimi farklıdır.
• Miselium kökenli lifin ekstraksiya verimi daha yüksəktir.
• M-SDF daha yüksək molekulyar çəki, həllolma, kristallik və termal sabitlik göstərmişdir.
• M-SDF in vitro antioksidant və xolesterin adsorpsiyon testlerinde daha yüksək nəticə vermiştir.
• F-SDF su və yağ tutma, qlükoza adsorpsiyonu və nitrit adsorpsiyonunda daha yüksək nəticə göstərmişdir.
• F-SDF aşağı və orta derişimlerde daha güclü α-amilaza inhibisyonu göstərmişdir.
• Doku kökeni, lifin mikrostrukturunı və fonksiyonel davranışını belirleyən mühüm bir değişkendir.

Tədqiqatnın göstermediği nəticələr:

• M-SDF’nin insanlarda xolesterinü düşürdüğü sübut edilməmişdir.
• F-SDF’nin diyabeti önlediği və ya kan şekerini tedavi edici biçimde azalttığı gösterilmemiştir.
• Herhansı bir lifin mideyi klinik kimi koruduğu sübut edilməmişdir.
• İn vitro radikal giderme nəticələrı insanlarda antioksidant sağlamlıq faydası sübutı değildir.
• Miselium kökenli lifin bütün uygulamalarda meyvə cismi lifindən üstün olduğu söylenemez.
• F-SDF’nin bütün glisemik kontrol ürünleri için doğrudan uyğun olduğu sübut edilməmişdir.
• Endüstriyel üretim maliyeti, kommersiya başarı və ya tüketici kabulü gösterilmemiştir.
• Bu nəticələrdan tedavi, güvenlik və ya beslenme garantisi çıkarılamaz.

Tədqiqatın metodu və tapıntıları

Teknik təcrübə tasarımı

Yapısal analiz metodleri

Fonksiyonel analiz metodleri

Əsas sayısal tapıntılar

Şekillerin bilimsel anlamı

Şekil 1, ultrasonun hücre duvarını gevşetmesini, enzimlerin nişasta, zülal və selüloz strukturlarını sırayla parçalamasını və həll olan lif fraksiyonunun santrifüj ilə dondurarak kurutma sonrasında elde edilmesini göstərir.

Şekil 2, F-SDF’nin düzenli petek məsaməlerini və M-SDF’nin pürüzlü, parçalı, bağlantılı məsamə ağını müqayisə edir.

Şekil 3A, iki örneğin ortak polisakkarit bantlarına malik olduğunu; Şekil 3B isə ikisinin de büyük ölçüde amorf olduğunu göstərir.

Şekil 3C və 3D, M-SDF’nin daha yavaş termal bozunduğunu və 700 °C’de daha fazla kalıntı bıraktığını ortaya koymaktadır.

Şekil 3E, M-SDF’de G′ değerinin G″ değerinin üzerinde bulunarak zəif gel davranışı oluşturduğunu; F-SDF’nin isə son derece aşağı modüllerle sıvı benzeri davrandığını göstərir.

Şekil 4A, qlükoza derişimi yükseldikçe adsorpsiyonun arttığını və F-SDF’nin xüsusiyyətle 100 mmol/L’de belirgin şekilde öne geçtiğini göstərir.

Şekil 4B, F-SDF’nin aşağı derişimlerde daha güclü α-amilaza inhibisyonu sağladığını, yüksək derişimde iki lifin yakınlaştığını göstərir.

Şekil 4C, xolesterin adsorbsiyasınun pH 7,0’da daha yüksək olduğunu və 120-150 dakika çevresinde dengeye yaklaştığını göstərir.

Şekil 4D, nitrit adsorpsiyonunun pH 2,0’da belirgin biçimde yükseldiğini və F-SDF’nin her iki pH koşulunda da daha yüksək nəticə verdiğini göstərir.

Şekil 5, M-SDF’nin DPPH, ABTS, hidroksil radikali və FRAP testlerinde genel kimi F-SDF’dən daha yüksək antioksidant nəticələr verdiğini göstərir.

Mənbə və metod qeydi

Bu məzmun, Qing Ge, Hao-tian Wei, Chang Liu, Hui-min Yang, Xiao-feng Peng, Jian-ping Xu və Jian-wei Mao tarafından hazırlanan “Structural features, physicochemical properties and functional activities of soluble dietary fiber from Hericium erinaceus mycelium and fruiting body via ultrasound-assisted compound enzymatic extraction” başlıklı tədqiqatya dayanmaktadır.

Tədqiqat SSRN’de sunulmuş bir preprint araşdırma makalesidir. Metinde açıkça “This preprint research paper has not beən peer reviewed” uyaristilik mövcuddur. Bu nəyə görəle tədqiqat resenziyadan keçməmişdir. Verilən metinde bir dergi kabulü və ya bu tədqiqat için DOI bilgisi bulunmamaktadır.

Araşdırma laboratuvar ölçekli eksperimental və in vitro bir tədqiqatdır. Klinik tədqiqat, insan beslenme müdahalesi və ya heyvan təcrübəi değildir. Glikoz, xolesterin və nitrit nəticələrı kontrollü çözeltilerde ölçülən adsorpsiyon değerleridir. α-Amilaz sonucu bir enzim inhibisyon testidir. Antioksidan nəticələr DPPH, ABTS, hidroksil radikali və FRAP gibi kimyasal analizlere dayanmaktadır.

Bu nəyə görəle tədqiqatda kullanılan “hipoglisemik”, “hipolipidemik”, “gastrik koruyucu” və benzeri uygulama ifadeleri potansiyel kullanım alanlarını tanımlamaktadır; insanlarda kan şekeri düşürme, xolesterin azaltma, mide koruma və ya tedavi təsiri sübutı kimi değerlendirilmemelidir.

İçerik yalnızca yüklenən tədqiqatnın metodu, tabloları, şekilleri, nəticələrı və yazarların yorumları esas alınarak hazırlanmıştır. Tədqiqatda bulunmayan tedavi, güvenlik, klinik təsir, saha başaristilik, kommersiya uyğunluk və ya kesin sənaye performans iddiası eklenmemiştir.

Kaynak metinde bazı teknik və editoryal belirsizlikler mövcuddur. Moleküler ağırlık tablosu ilə fizikokimyasal xüsusiyyət tablosu aynı tablo numarasıyla verilmiştir. Reoloji metodundeki açısal frekans ifadesi metinde biçimsel kimi belirsizkən nəticə bölümü və grafik 0,1-10 rad/s aralığını göstərir. FRAP metodu birimi mmol/g kimi tanımlanırkən nəticə və grafik değeri mmol Fe²⁺/100 g kimi sunulmuştur. Bu məzmunte sayısal nəticə, tədqiqat nəticə bölümünde verildiği biçimiyle aktarılmıştır.

Tədqiqatçılar gelecekte in vivo heyvan təcrübələriyle glisemik və lipid metabolizması mekanizmalarının doğrulanmasını, farklı UAEE parametrelerinin optimize edilmesini və liflərin karmaşık gıda sistemlerindeki sabitlik və uyumluluğunun incelenmesini önermektedir.