Résumé

Cistanche du désert (Cistanche deserticola YC Ma)est un distinctifhomologie médicament-alimentressource des régions sablonneuses du nord-ouest de la Chine, appréciée à la fois pour l’écologie et la nutrition. Le transformer encollations aux fruits en conservepeut étendre la chaîne de valeur des herbes brutes aux aliments fonctionnels prêts à la consommation.

Dans cette étude, nous avons optimisé uninfiltration de sucre assistée par ultrasons (infusion osmotique)procédé pour les tranches de Desert Cistanche en utilisantexpériences à un seul facteuret unConception de surface de réponse Box – Behnken, suivi d'une évaluation sensorielle et qualitative. Le processus optimisé a produit des fruits en conserve avec uneaspect jaune doré, humidité uniforme, bouchée moelleuse et élastique, pas de centre dur et douceur pure sans saveurs désagréables.

 

Processus d'usine Cistanche

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Conditions optimales :

Temps de perméation du sucre :60 min

Température de perméation du sucre :50 degrés

Puissance ultrasonique :90 W

Impact sur le score sensoriel (élevé → faible) :
Temps > Puissance ultrasonique > Température

Ce travail fournit une référence de traitement pratique pourfruits en conserve fonctionnels Cistancheet soutient l'utilisation à grande valeur des ressources de Desert Cistanche.

Mots-clés (SEO) :Fruits confits de Cistanche du désert,Cistanche désertiquecollation, infiltration de sucre par ultrasons, déshydratation osmotique par ultrasons, homologie médicament-aliment, glycosides phényléthanoïdes, échinacoside, acteoside, fruits en conserve fonctionnels, technologie de transformation du Cistanche

 

1. Pourquoi transformer la cistanche du désert en fruits conservés ?

1.1 Qu'est-ce que la Cistanche du désert (Cistanche deserticola) ?

Cistanche désertiqueest une plante herbacée parasite vivace de la famille des Orobanchaceae, parasitant principalementHaloxylon ammodendronracines. Il s'agit d'une matière médicinale traditionnelle chinoise de grande valeur, avec des écailles charnues soigneusement disposées à l'extérieur.

À l’échelle mondiale, environ 20 espèces de Cistanche sont présentes principalement dans les régions arides d’Eurasie et d’Afrique du Nord. En Chine, les deux types courants sontCistanche du désertetCistanche de Tubulosa.

Ce qui est important pour les développeurs de produits :Desert Cistanche a été officiellement inclus dans la liste chinoise « d'homologie médicamenteuse-alimentaire » le 17 novembre 2023., qui renforce son positionnement sur les aliments fonctionnels et les formats de snacks santé quotidiens.

1.2 Valeur fonctionnelle et principaux bioactifs (pourquoi les consommateurs s'en soucient)

Desert Cistanche est connu pour ses riches composants nutritionnels et fonctionnels, notamment :

Glycosides phényléthanoïdes (PhG)(souvent représenté parActéoside/verbascosideetéchinacoside)

Polysaccharides

Iridoïdes

Lignanes

Oligoéléments

Ces composés sont fréquemment associés (dans des contextes de recherche) à un potentiel antioxydant, anti-inflammatoire, anti-apoptotique et de soutien à la mémoire, faisant du Cistanche un ingrédient prometteur pour les collations fonctionnelles modernes.

Tableau 1. Critères de notation sensorielle pour le désertC. déserticolafruits en conserve

Objet (20 points chacun)	Critères de notation	Plage de scores
Goût/Saveur	Aigre-doux équilibré ; saveur riche et douce; douceur agréable	16–20
	Goût sucré présent mais saveur légèrement fade ; pas d'arrière-goût	10–15
	Trop sucré ou trop acide ; mauvaise saveur	0–9
Texture/Sensation en bouche	Douceur modérée; bonne sensation en bouche; tissu compact/élastique	16–20
	Légèrement mou ou légèrement ferme ; bonne sensation en bouche; tissu relativement compact	10–15
	Trop dur ou trop mou ; mauvaise sensation en bouche; tissu grossier	0–9
Apparence	Bonne rondeur/plénitude	16–20
	Relativement bonne rondeur	10–15
	Manque de rondeur	0–9
Couleur	Jaune clair ; uniforme; pas de cristallisation du sucre (« sable »)	16–20
	Jaune foncé ; relativement uniforme; aucune ou légère cristallisation du sucre	11–15
	Jaune foncé ; non uniforme; cristallisation évidente du sucre	0–9
Arôme	Arôme fruité fort et pur ; pas d'odeurs désagréables ; arôme longue durée	16–20
	Arôme fruité plus léger ou légèrement caramel ; pas d'odeurs désagréables	10–15
	Pas d'arôme fruité, ni d'odeurs acides/brûlées/soufrées	0–9

2. Pourquoi l'infiltration de sucre par ultrasons pour les fruits en conserve ?

Les fruits en conserve sont une catégorie classique en Chine et restent populaires, notammentteneur réduite en sucreversions. Lors de la fabrication des fruits en conserve,infiltration de sucreest essentiel pour :

inhiber la croissance microbienne (effet de préservation)

améliorer la saveur et la sensation en bouche

stabiliser la texture

Les technologies d’infiltration courantes comprennent :

infiltration de sucre par micro-ondes

infiltration de sucre sous vide

infiltration de sucre par ultrasons

Les méthodes au micro-ondes peuvent conduire à une couleur moins bonne et à un brunissement plus élevé. L'infiltration sous vide offre une pénétration rapide et uniforme.Ultrason, cependant, est largement utilisé car il peut créer des canaux microscopiques et accélérer le transfert de masse entre l'eau des tissus et la solution de perfusion, améliorant souvent la qualité globale.

Tableau 2. Facteurs et niveaux pour le plan Box-Behnken

Niveau	A : Temps de perméation du sucre (min)	B : Température de perméation du sucre (degré)	C : puissance ultrasonique (W)
-1	50	45	80
0	60	50	90
1	70	55	100

3. Matériaux, instruments et flux de traitement (adaptés à l'usine)

3.1 Matières premières

Cistanche du désertde Hotan, Xinjiang, Chine

Jus de pomme concentré 70 degrés Brix(utilisé comme solution sucrée ; préparé en laboratoire)

3.2 Réactifs clés

Vitamine C, acide citrique, chlorure de sodium, acide gallique, éthanol, réactif Folin, carbonate de sodium, rutine, nitrite de sodium, nitrate d'aluminium, hydroxyde de sodium, acide oxalique et 2,6-dichlorophénolindophénol (tous de qualité analytique).

3.3 Équipement (pertinence industrielle)

Les principaux instruments utilisés sont :

processeur à ultrasons (KH-800KDB)

étuve de séchage

analyseur de texture

colorimètre

Systèmes GC-MS et LC-MS pour les arômes et les bioactifs

titreur potentiométrique, spectrophotomètre UV-Vis, centrifugeuse

 

Tableau 3. Résultats de l'expérience de surface de réponse

Courir	A (codé / réel, min)	B (codé / réel, degré)	C (codé / réel, W)	Score sensoriel
1	0 (60)	-1 (45)	1 (100)	77.4
2	-1 (50)	0 (50)	1 (100)	77.8
3	1 (70)	0 (50)	-1 (80)	73.2
4	-1 (50)	1 (55)	0 (90)	76.2
5	1 (70)	-1 (45)	0 (90)	79.8
6	0 (60)	-1 (45)	-1 (80)	76.2
7	0 (60)	0 (50)	0 (90)	86.0
8	1 (70)	1 (55)	0 (90)	73.6
9	0 (60)	0 (50)	0 (90)	87.8
10	-1 (50)	-1 (45)	0 (90)	74.0
11	0 (60)	0 (50)	0 (90)	85.4
12	-1 (50)	0 (50)	-1 (80)	73.8
13	0 (60)	0 (50)	0 (90)	86.2
14	0 (60)	1 (55)	1 (100)	76.4
15	0 (60)	0 (50)	0 (90)	83.8
16	1 (70)	0 (50)	1 (100)	77.6
17	0 (60)	1 (55)	-1 (80)	75.8

4. Méthode de transformation : Fruits conservés à la cistanche du désert

4.1 Flux de travail

Sélection → Lavage → Tranchage → Blanchiment → Infiltration de sucre (assistée par ultrasons) → Séchage

4.2 Points de fonctionnement (détails de base de la production)

Sélectionnez une Cistanche uniforme et intacte ; laver doucement pour éviter la rupture des tissus et la perte de jus.

Épluchez et coupez la Cistanche en tranches uniformes.

Blanchir à la vapeur à100 degrés pendant 120 s.

UtiliserJus de pomme concentré 70 degrés Brixcomme solution pour perfusion ; effectuerinfiltration de sucre assistée par ultrasonsdans des conditions différentes.

Sécher au four à80 degrés pendant 3 heures.

Tableau 4. Analyse de variance (ANOVA) pour le modèle de régression

Source	Somme des carrés	df	Carré moyen	Valeur F	Valeur P	Importance
Modèle	379.52	9	42.17	17.74	0.0005	Significatif
A	0.720	1	0.720	0.3028	0.5992
B	3.64	1	3.64	1.53	0.2556
C	13.00	1	13.00	5.47	0.0519
AB	17.64	1	17.64	7.42	0.0296
CA	0.040	1	0.040	0.0168	0.9004
Colombie-Britannique	0.090	1	0.090	0.0379	0.8513
A²	122.55	1	122.55	51.55	0.0002
B²	86.98	1	86.98	36.58	0.0005
C²	98.84	1	98.84	41.57	0.0004
Résiduel	16.64	7	2.38
Manque d'ajustement	8.29	3	2.76			Pas significatif
Erreur pure	8.35	4	2.09
Total	396.16	16

Statistiques du modèle :R2=0.958R^2=0.958R2=0.958, Radj2=0.904R^2_{\\text{adj}}=0.904Radj2​=0.904, Rpre2=0.6322R^2_{\\text{pre}}=0.6322Rpre2​=0.6322
Norme. dév. : 1.54; Signifier: 78.88; C.V. (%): 1.95

5. Évaluation sensorielle (optimisation axée sur le produit)

Évaluation sensorielle suivieGB/T10782-2021en utilisant une méthode de notation. Dix panélistes formés ont évalué le produit ; les résultats ont été moyennés.

Pour le développement commercial, ceci est important :score sensorielest un indice pratique destiné au consommateur qui indique directement si le produit est attrayant en termes d'apparence, d'arôme, de goût et de texture.

Tableau 5. Analyse de la couleur des fruits en conserve de cistanche du désert

Paramètre	Valeur
L*	50.46 ± 0.42
a*	-0.71 ± 0.01
b*	15.25 ± 0.38
ΔE	46.40 ± 1.02

 

6. Étapes clés de pré-optimisation : épaisseur des tranches et temps de blanchiment

6.1 Meilleure épaisseur de tranche :4 mm

L'épaisseur des tranches a été testée à2, 3, 4, 5, 6 et 7 mmtout en gardant les autres conditions constantes.

Si les tranches sont trop fines : la structure est endommagée, une pénétration excessive du sucre provoque une sensation en bouche trop molle, un rétrécissement, une perte de composés aromatiques et un rendement inférieur après séchage.

Si les tranches sont trop épaisses : l'infiltration du sucre devient difficile ; le centre est insuffisamment sucré, la texture devient dure et la couleur peut être moins attrayante.

Meilleur résultat : 4 mm d'épaisseur, avec le score sensoriel le plus élevé (81,2). Le produit était dodu, jaune clair, modérément sucré et agréablement moelleux tout en conservant le caractère Cistanche.

6.2 Meilleur temps de blanchiment :20 min

Le temps de blanchiment a été testé à5, 10, 15, 20, 25, 30 min.

Trop court : l'inactivation enzymatique est insuffisante ; la polyphénol oxydase résiduelle favorise le brunissement et le noircissement ; le tissu reste dense et résiste à l'infiltration du sucre ; le goût peut être cru/astringent.

Trop longtemps : les tissus se ramollissent excessivement ; la rétention d'eau diminue; un effondrement et un rétrécissement se produisent ; les nutriments solubles et les composés aromatiques sont lessivés ; la mastication diminue.

Meilleur résultat : 20 min, donnant un aspect charnu, une couleur jaune clair, une douceur équilibrée et une texture flexible.

 

Tableau 6. Analyse des composés aromatiques dans les fruits en conserve de cistanche du désert

Non.	TA (min)	Contenu relatif (%)	Composé (anglais)	Formule moléculaire	N° CAS
1	13.62	33.9929 ± 0.1680	1-octanol	C₈H₁₈O	111-87-5
2	15.07	3.1072 ± 0.1401	Isooctanol	C₈H₁₈O	26952-21-6
3	17.21	0.9097 ± 0.0099	1-octène	C₈H₁₆	111-66-0
4	18.56	47.1520 ± 0.1178	Non anal	C₉H₁₈O	124-19-6
5	21.72	1.0031 ± 0.0016	Cyclopentadécanol	C₁₅H₃₀O	4727-17-7
6	22.52	0.4175 ± 0.0026	5,6-époxy- -ionone	C₁₃H₂₀O₂	23267-57-4
7	23.43	6.7981 ± 0.0249	Undécanal	C₁₁H₂₂O	112-44-7
8	23.98	0.8613 ± 0.0181	1-tétradécanol	C₁₄H₃₀O	112-72-1
9	26.73	0.3909 ± 0.0102	Dodécanal	C₁₂H₂₄O	112-54-9
10	27.62	0.3438 ± 0.0092	Décane	C₁₀H₂₂	124-18-5
11	30.12	0.8872 ± 0.0066	Cyclopentadécane	C₁₅H₃₀	4727-17-7
12	31.97	0.7857 ± 0.0039	Pentadécane	C₁₅H₃₂	629-62-9
13	32.50	0.1622 ± 0.0021	Dodécane	C₁₂H₂₆	112-40-3
14	40.06	1.2256 ± 0.0203	Pentadécane	C₁₅H₃₂	629-62-9
15	42.70	0.4593 ± 0.0074	Éicosane	C₂₀H₄₂	112-95-8
16	46.27	0.2887 ± 0.0127	Palmitate de méthyle	C₁₇H₃₄O₂	112-39-0

7. Optimisation de l’infiltration de sucre assistée par ultrasons (cœur de l’étude)

7.1 Expériences à facteur unique (découverte de tendances)

Conditions de base : temps d’infiltration du sucre40 min, température40 degrés, puissance ultrasonique70 W.

Facteurs et niveaux de test :

Temps: 20, 30, 40, 50, 60, 70 min

Température:30, 35, 40, 45, 50, 55 degrés

Puissance ultrasonique : 50, 60, 70, 80, 90, 100 W

Tendances observées :

Le score sensoriel augmentait puis diminuait avec le temps ;pic à 60 min.

Le score sensoriel augmente puis diminue avec la température ;pic à 50 degrés. Une température plus élevée augmente la perméabilité de la membrane et réduit la viscosité de la solution, améliorant ainsi le transfert de masse, mais des conditions trop élevées peuvent nuire à la qualité.

Le score sensoriel augmentait avec la puissance dans le60–90 Wplage et a culminé à90 W.

7.2 Méthodologie des surfaces de réponse (plan de Box-Behnken)

Sur la base de résultats monofactoriels et pour réduire la cristallisation du sucre (« retour de sable ») tout en maintenant la qualité sensorielle, la fraction massique de la solution sucrée a été fixée à70%.

Trois facteurs ont été retenus :

A : temps d'infiltration

B : température d'infiltration

C : puissance ultrasonique

Un modèle de régression quadratique a été établi pour le score sensoriel YYY en termes de A, B et C, montrant une forte signification statistique et un bon ajustement. L’analyse a indiqué que les effets n’étaient pas purement linéaires :les interactions et les termes non linéaires étaient significatifs.

Importance du facteur (élevée → faible) :
Temps > Puissance > Température

7.3 Paramètres de traitement optimaux (arrondis pour la production)

L’optimum prédit par le modèle était d’environ :

60,5 min, 49,6 degrés, 91,3 W

Pour un contrôle pratique de la fabrication, les conditions ont été arrondies à :

Durée : 60 minutes

Température : 50 degrés

Puissance ultrasonique : 90 W

Les expériences de validation ont montré un excellent accord entre les scores sensoriels prédits et mesurés (erreur relative sur0.4%), indiquant que le modèle peut guider la production.

 

Tableau 7. Analyse de la texture des fruits en conserve de cistanche du désert

Paramètre	Valeur
Dureté au pelage (N)	0.241 ± 0.038
Élasticité (mm)	0.822 ± 0.297
Fragilité de la chair (g·s)	245.997 ± 19.908
Fermeté (g·s)	0.001 ± 0.012

 

8. Évaluation de la qualité des fruits en conserve optimisés

8.1 Caractéristiques des couleurs

Les résultats du colorimètre (L*, a*, b*) ont indiqué unejaune-brunton avec une luminosité modérée et une teinte verte minimale, conforme aux caractéristiques typiques de la transformation des fruits conservés.

 

 

Application d'extrait de Cistanche MTC

8.2 Composition des arômes volatils (GC-MS)

Les composants volatils ont été identifiés et classés en six catégories :

aldéhydes

alcools

alcènes

alcanes

cétones

esters

Interprétation sensorielle clé pour le développement de produits :

Aldéhydes (dominants) :nonanal, undécanal, dodécanal
Ces aldéhydes gras à chaîne moyenne ont de faibles seuils d'odeur et apportent des notes grasses-sucrées, citronnées, cireuses et florales. Dans les systèmes de fruits en conserve, ils proviennent souvent d'oxydations lipidiques et/ou de voies de type Maillard sous chauffage et forte teneur en sucre.

Alcools :iso-octanol, 1-octanol, cyclopentadécanol, 1-tétradécanol
Les alcools à chaîne plus courte ajoutent de légères notes sucrées/vertes/agrumes et de la rondeur. Les alcools à chaîne plus longue ont une faible volatilité et agissent comme des fixateurs, favorisant un arôme durable.

Alcène :1-octène
Apporte des notes vertes fraîches, aidant à réduire la sensation de gras.

Alcanes :décane, pentadécane, eicosane
Généralement peu aromatique, agissant davantage comme support de fond inerte/volatil.

Cétone :5,6-époxy- -ionone
Un composé floral classique avec des tons violets, fruités et boisés, rehaussant l'élégance et la complexité.

Ester:palmitate de méthyle
Fond cireux/fruité généralement faible ; impact direct limité mais contribue à la matrice globale.

Dans l'ensemble, le produit optimisé a montré unarôme riche et rond dominé par les aldéhydes, soutenu par des nuances florales/fruitées et des notes ultérieures plus durables, suggérant une bonne qualité aromatique pour la commercialisation des collations.

8.3 Profil de texture

Dans le cadre du processus optimisé :

la surface présentait une faible dureté (extérieur doux)

l'élasticité était modérée (récupération partielle après compression)

la chair était extrêmement douce avec une très faible fermeté

Du point de vue de la conception du produit, cela indique unstyle doux et moelleuxfruits conservés, mais suggère également que le renforcement structurel (si nécessaire) peut nécessiter des ajustements dans la courbe de séchage, le contrôle de la répartition de l'épaisseur des tranches ou le réglage post-infusion.

8.4 Propriétés physicochimiques

Résultats indiqués :

la teneur en humidité répond aux normes nationales pertinentes ; le niveau de séchage était approprié

le taux de déshydratation était modéré

les performances de réhydratation étaient excellentes (en accord avec une structure interne plus lâche)

les solides solubles augmentent la douceur et la sensation en bouche améliorées

l'acidité totale était modérée

la teneur en vitamine C était faible (probablement en raison de la sensibilité thermique pendant le traitement)

Dans l'ensemble, la qualité physico-chimique était bonne, la vitamine C étant le point le plus faible, commun aux fruits en conserve traités thermiquement.

8.5 Composants fonctionnels (rétention bioactive)

Les fruits conservés ont conservé des composants fonctionnels mesurables :

glycosides phényléthanoïdes totaux (PhG) : environ0.797%

des flavonoïdes totaux et des polyphénols totaux ont été détectés

le sucre total était élevé (49.21 g/100 g), conforme aux caractéristiques des fruits conservés

Cela conforte la faisabilité de produire unfruits en conserve Cistanche de style fonctionnelqui conserve les marqueurs bioactifs caractéristiques tout en offrant un goût adapté aux collations.

Tableau 8. Propriétés physicochimiques du désertC. déserticolafruits en conserve

Article	Valeur
Teneur en humidité (%)	23.19 ± 0.42
Taux de perte d'eau (%)	20.7 ± 0.6
Taux de réhydratation (%)	128.3 ± 0.6
Augmentation des solides solubles (%)	34.5 ± 0.6
Acidité totale (g/kg)	13.60 ± 0.26
Vitamine C (mg/100 g)	1.10 ± 0.03

 

9. Conclusions (Ce que cela signifie pour les usines Cistanche et les équipes produit)

En utilisant la cistanche du désert comme matière première, nous avons développé un produit fonctionnel à base de fruits en conserve utilisant uninfiltration de sucre assistée par ultrasonsapproche. En combinant des expériences à facteur unique et l'optimisation de la surface de réponse de Box-Behnken avec un score sensoriel comme indicateur principal, lemeilleur processusa été confirmé comme suit :

Temps d'infiltration de 60 minutes

Température d'infiltration de 50 degrés

Puissance ultrasonique de 90 W

Le produit fabriqué dans ces conditions présentait :

couleur jaune doré naturelle, aspect uniforme, texture humide

douceur pure sans saveurs désagréables

morsure douce, moelleuse et élastique sans noyau dur

qualité sensorielle globalement excellente

Le modèle de régression établi s'adapte bien et peut être utilisé pourcontrôle de processus stable et conseils de mise à l'échelle. Alors que l’industrie de l’homologie médicament-aliment continue de croître, les fruits en conserve de Desert Cistanche présentent un fort potentiel commercial et peuvent aider à intégrer les industries écologiques du désert à la fabrication moderne d’aliments fonctionnels.

 

Tableau 9. Composés bioactifs dans le désertC. déserticolafruits en conserve

Article	Valeur
Actéoside / Verbascoside (%)	0.158 ± 0.014
Échinacoside (%)	0.639 ± 0.034
Flavonoïdes totaux (%)	1.072 ± 0.005
Polyphénols totaux (%)	0.07788 ± 0.001
Sucres totaux (g/100 g)	49.21 ± 0.160