赛迈提杏子热泵干燥预处理的比较评估：常压等离子体射流可改善干燥动力学、风味及营养价值

《Journal of Agriculture and Food Research》：Comparative evaluation of pretreatments for heat pump drying of Saimaiti apricots: Atmospheric pressure plasma jet improves drying kinetics, flavor, and nutritional quality

　　大气压等离子体喷射（APPJ）技术显著缩短萨依马提杏片干燥时间至22小时，较对照组减少35.29%，同时提升总酚类（176.40 mg/kg）和类胡萝卜素（32.64 mg/kg）保留率，抑制多酚氧化酶（PPO）活性达57.1%。研究通过对比HWB、HEF和APPJ三种预处理结合热泵干燥，发现APPJ通过破坏细胞壁结构、增加孔隙率及抑制酶活性，实现水分迁移效率提升和风味物质保留。GC-IMS检测到58种挥发性化合物，APPJ组16种关键香味物质（如乙醛酸酯、γ-丁内酯）保留率最高，ΔE色差值达23.14。APPJ兼具化学非热加工优势，为杏片绿色干燥技术提供新方案。

　　本文探讨了新型干燥技术在改善新疆萨姆亚提杏片干燥效率与产品质量方面的应用。新疆作为杏子的重要产地，其杏子以其独特的风味和丰富的营养成分受到消费者的青睐。然而，传统干燥方法存在干燥时间长、能耗高以及对产品品质影响较大的问题，限制了其在实际生产中的应用。为了克服这些限制，研究团队引入了大气压等离子体射流（APPJ）技术，作为一项化学无残留、节能高效且环保的替代方案。通过对比实验，研究了APPJ与其他传统预处理方法（如热水漂烫和高压静电场处理）对杏片干燥过程的影响，并对其质量变化进行了系统分析。

研究结果显示，APPJ处理组的干燥时间仅为22小时，相比对照组、热水漂烫组和高压静电场处理组分别减少了35.29%、21.43%和35.29%。这种显著的干燥时间缩短主要归因于APPJ对细胞结构的双重作用。首先，它破坏了细胞壁和中层胞间连接，增加了细胞结构的孔隙率，降低了水分迁移的阻力。其次，APPJ改变了果胶的组成，从而改变了细胞壁的机械强度，进一步促进了水分的运输。这些结构上的改变使得水分能够更有效地迁移，从而显著提高了干燥效率。

与热水漂烫相比，APPJ不仅提高了干燥速率，还有效降低了颜色差异（ΔE），并更好地保留了生物活性成分。具体而言，APPJ处理组的总酚类物质含量为176.40±8.19 mg/kg，而热水漂烫组的总酚类物质含量为36.83±0.79 mg/kg，显示出APPJ处理组具有更高的生物活性物质保留率。此外，APPJ处理组的类胡萝卜素含量为32.64±0.83 mg/kg，这比对照组的18.25±1.29 mg/kg和热水漂烫组的18.72±0.31 mg/kg都要高。这表明APPJ处理不仅有助于提高干燥效率，还对保留杏片的营养成分和风味物质具有积极作用。

研究还采用了气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）对杏片中的挥发性化合物进行了分析。结果表明，APPJ处理组中保留了16种关键香气化合物，其相对气味活性值（ROAV）高于其他处理组。这些香气化合物的保留对于提升杏片的风味品质至关重要，同时也说明了APPJ在风味保持方面的优势。

从细胞壁结构的角度来看，APPJ处理显著改变了杏片的细胞结构。通过透射电子显微镜（TEM）观察，APPJ处理后的细胞壁显示出明显的破裂、细胞间隙扩大以及中层胞间连接的溶解。这些结构上的变化有助于水分的迁移，从而加快干燥过程。同时，细胞壁的孔隙率增加，进一步降低了水分迁移的阻力。相比之下，高压静电场处理对细胞结构的影响较小，导致其在干燥效率上没有显著提升。

此外，研究还分析了杏片在干燥过程中的物理化学特性。结果表明，APPJ处理组的总可溶性固形物含量（TSS）显著增加，而可滴定酸度（TA）则明显降低。这种变化使得TSS/TA比值达到25.58，显著高于其他处理组，表明APPJ处理在保持杏片的甜酸平衡方面表现出色。同时，APPJ处理还降低了多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的活性，这有助于减少酶促褐变，保持杏片的颜色和品质。

在风味方面，APPJ处理组保留了更多的挥发性化合物，包括酯类、醛类和酮类。这些化合物对于杏片的风味特征具有重要贡献。例如，APPJ处理组中乙基乙酸的含量是对照组的2.3倍，而其他处理组则未能达到这一水平。此外，APPJ处理组中还检测到了一些独特的挥发性化合物，如二甲基二硫化物和3-己烯-2-酮，这些化合物赋予了杏片更加丰富的香气，包括洋葱和柑橘风味。

研究还通过低场核磁共振（LF-NMR）技术分析了杏片中的水分分布情况。结果表明，APPJ处理显著降低了自由水的含量，提高了结合水和固定水的比例。这种水分状态的变化有助于改善杏片的干燥过程，使其能够更快地达到干燥终点。同时，LF-NMR成像显示，APPJ处理后的杏片水分分布更加均匀，这与传统处理方法相比，显示出更高的干燥效率。

综上所述，APPJ处理在改善杏片干燥效率和保留其营养成分及风味物质方面表现出显著优势。它通过破坏细胞结构、降低酶活性以及促进水分迁移，实现了快速干燥和高品质保留的双重目标。这些发现为杏片的绿色高效干燥技术提供了理论依据和实践参考，同时也为其他高价值、热敏性水果的加工提供了新的思路。未来，研究团队建议进一步优化APPJ处理参数，并探索其与其他非热处理技术的协同效应，以推动其在食品工业中的广泛应用。