多种大麦（Hordeum vulgare L.）品种膳食纤维的超声波辅助提取与热结构表征

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Ultrasound-assisted extraction and thermo-structural characterization of dietary fibres from diverse barley (Hordeum vulgare L.) cultivars

　　

摘要

公众对功能性食品成分的偏好日益增长，大麦因具有基因型变异性，被视为一种可持续的膳食纤维来源。然而，品种形态对超声波纤维提取（作为一种绿色技术）的影响仍未被探索。本研究调查了三种大麦品种（Sultan-17（带壳，两行）、Jau-21（带壳，六行）和Talbinah-21（无壳），来自巴基斯坦费萨拉巴德小麦研究所）通过非酶促超声辅助提取（UAE）获得的总膳食纤维的形态差异和热结构表征。结果显示，60%振幅处理10分钟时，Jau-21获得了32.3%的最大产率回收率（p?<?0.05）。提取物采用多种表征技术进行分析，包括傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、粒径分析（PSA）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC），揭示了明显的品种依赖性UAE响应。结构上，Talbinah-21表现出更细的粒径（15.07 μm）和更大的比表面积（147.4 m2/kg），表明空化效率更高且具有更大的非晶纤维基质。相比之下，带壳品种呈现出有序结构；Sultan-17确认具有最高的结晶度指数（24.6%）、最大的炭化残渣（6.7%），并在品种间表现出更高的热稳定性。Jau-21表现出中等结晶度和热稳定性，反映的是高分子迁移性而非降解抗性。FTIR证实了纤维素、半纤维素和木质素的特征峰。SEM展示了清晰的表面微观结构，DSC热图在335°C和465°C表现出双重吸热转变，证实了结晶区和非晶多糖域的同时存在。总体而言，壳的存在和木质素化显著影响了UAE效率和膳食纤维结构修饰，从而提高了食品体系中的加工耐受性。

图形摘要

公众对功能性食品成分的偏好日益增长，大麦因具有基因型变异性，被视为一种可持续的膳食纤维来源。然而，品种形态对超声波纤维提取（作为一种绿色技术）的影响仍未被探索。本研究调查了三种大麦品种（Sultan-17（带壳，两行）、Jau-21（带壳，六行）和Talbinah-21（无壳），来自巴基斯坦费萨拉巴德小麦研究所）通过非酶促超声辅助提取（UAE）获得的总膳食纤维的形态差异和热结构表征。结果显示，60%振幅处理10分钟时，Jau-21获得了32.3%的最大产率回收率（p?<?0.05）。提取物采用多种表征技术进行分析，包括傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、粒径分析（PSA）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC），揭示了明显的品种依赖性UAE响应。结构上，Talbinah-21表现出更细的粒径（15.07 μm）和更大的比表面积（147.4 m2/kg），表明空化效率更高且具有更大的非晶纤维基质。相比之下，带壳品种呈现出有序结构；Sultan-17确认具有最高的结晶度指数（24.6%）、最大的炭化残渣（6.7%），并在品种间表现出更高的热稳定性。Jau-21表现出中等结晶度和热稳定性，反映的是高分子迁移性而非降解抗性。FTIR证实了纤维素、半纤维素和木质素的特征峰。SEM展示了清晰的表面微观结构，DSC热图在335°C和465°C表现出双重吸热转变，证实了结晶区和非晶多糖域的同时存在。总体而言，壳的存在和木质素化显著影响了UAE效率、膳食纤维结构修饰，从而提高了食品体系中的加工耐受性。

图形摘要