Extraction optimization, structural characterization of soluble dietary fiber from Morchella importuna, and its in vitro fermentation impact on gut microbiota and short-chain fatty acids

• Jiayu Lei ^[1] ; Yuting Zhang ^[1] ; Dongdong Guo ^[1] ; Junlong Meng ^[1] ; Cuiping Feng ^[1] ; Lijing Xu ^[1] ; Yanfen Cheng ^[1] ; Rongzhu Liu ^[1] ; Mingchang Chang ^[1] ; Xueran Geng ^[1]
  1. [1] Shanxi Agricultural University

     Shanxi Agricultural University

     China

     
• Localización: CyTA: Journal of food, ISSN 1947-6337, ISSN-e 1947-6345, Vol. 20, Nº. 1, 2022, págs. 128-142
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Optimización de la extracción, caracterización estructural de la fibra dietética soluble de Morchella importuna e impacto producido por su fermentación in vitro en lamicrobiota intestinal y los ácidos grasos de cadena corta
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• Resumen
  • español

    En este estudio se extrajo fibra dietética soluble de Morchella importuna empleando el método de superficie de respuesta y optimizando las condiciones de extracción. Los resultados del análisis de superficie de respuesta indicaron que, en las condiciones optimizadas – concentración óptima de lejía de 2.9%, temperatura de extracción de 71°C y tiempo de extracción de 2 horas – el rendimiento de extracción de MI-SDF fue de 15.38 ± 0.16%. Además, los resultados de los análisis con microscopio electrónico de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) y difracción de rayos X mostraron que la fibra dietética soluble derivada de M. importuna (MI-SDF) presenta las típicas estructuras de fibra porosa, grupos funcionales de polisacáridos y estructura cristalina de celulosa. Asimismo, la MI-SDF puede ser utilizada en el procesamiento de alimentos a <250°C Durante la fermentación fecal in vitro, la MI-SDF aumentó significativamente la abundancia y la diversidad de las bacterias beneficiosas, al tiempo que disminuyó las de las bacterias nocivas. Por otra parte, se constató un aumento significativo de los niveles de ácidos grasos de cadena corta totales e individuales. Este estudio proporciona información valiosa para una mayor investigación de la MI-SDF.

  • English

    Soluble dietary fiber was extracted from spent Morchella importuna by optimizing the extraction conditions using the response surface method. Response surface analysis results indicated that the extraction yield of MI-SDF reached up to 15.38 ± 0.16% under the optimized conditions with optimal lye concentration of 2.9%, extraction temperature of 71°C and extraction time of 2 h. The results of scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction analyses suggested that M. importuna-derived soluble dietary fiber (MI-SDF) exhibited the typical porous fiber structures, polysaccharide functional groups, and cellulose crystal structure. And MI-SDF was applicable to food processing at <250°C. During in vitro fecal fermentation, MI-SDF significantly increased the abundance and diversity of beneficial bacteria and decreased those of harmful bacteria. The levels of total and individual short-chain fatty acids were significantly increased. This study will provide valuable information for further investigation of MI-SDF.