131 猕猴桃果渣不同干燥工艺的比较：物理特性、营养特性和抗氧化能力的变化

3.1不同干燥工艺对猕猴桃果渣干燥时间及产量的影响

猕猴桃果渣干燥前后的颜色数据、视觉特征和叶绿素浓度见表2、图1和图2A。在与新鲜样品的对比中，VFD样品显示为浅绿色，而MD样品显示为深棕色。VMD样品呈现棕绿色，SD样品接近棕黄色，而HAD样品与VD样品具有相似的浅棕色。在颜色参数方面，观察到干燥工艺对猕猴桃果渣的叶绿素浓度、褐变程度和颜色参数有显著影响。在干燥后的样品中，VFD的L*值最高，a*值最低，说明VFD样品更亮、更绿。VFD的叶绿素含量最高，褐变程度最低，ΔE值最低。VFD样品中天然颜色的高保留率归因于真空环境和低温，降低了叶绿素酶和脂氧合酶的活性，减小了叶绿素氧化降解。VMD样品的叶绿素含量仅次于VFD样品，亮度更高，褐变指数更低，ΔE值更低。这可能是由于真空和较短的干燥时间减少了色素的损失。然而，VD样品在颜色参数方面不如VMD，可能是由于干燥时间较长，温度升高，加速了美拉德反应。然而，VD中的叶绿素含量高于HAD，这可能是由于真空条件下缺氧导致叶绿素分解率较低。相比之下，采用SD、HAD和MD等干燥技术干燥的样品，叶绿素保留率较低，褐变指数和ΔE值较高。这可能是由于长时间受热和暴露于空气以及美拉德反应导致的色素分解加速。

图1：不同干燥方法制备的猕猴桃果渣(A)和粉(B)照片。SD:日晒;HAD:热风干燥;MD:微波干燥;VD:真空干燥;VMD:真空微波干燥;VFD:真空冷冻干燥。

表2 不同干燥工艺对猕猴桃果渣颜色参数及褐变指标的影响

同一列不同上标字母值差异显著(p<0.05)

新鲜猕猴桃果渣的抗坏血酸含量为219.45 mg/100 g(图2B)。与新鲜猕猴桃果渣相比，6种不同干燥工艺均降低了猕猴桃果渣的抗坏血酸含量。其中，HAD和SD样品的维生素C损失最大，可能是由于干燥过程暴露在空气中的时间较长。MD样品中维生素C含量为163.1 mg/100 g。维生素C消耗的主要原因之一是抗坏血酸在高温干燥条件下被氧化。相比之下，VMD样品保留了最多的维生素C，这是因为VMD在整个干燥过程中使用了真空系统，降低了样品的温度，大大缩短了干燥时间，从而防止了其发生氧化。VMD样品显示最高的维生素C保留率，为80.82%，其次是VFD。在相同温度下，VD比HAD维生素C的保留率更高。这可归因于HAD期间的高温和暴露于空气中，导致维生素C的损失。这一发现表明，温度和干燥时间是导致维生素C消耗的两个关键因素。

由图2C可知，VMD样品还原糖含量最高，为35 g/100 g，HAD次之(11.34 mg/100 g)，VD和SD之间差异不显著，均显著低于VMD样品(p<0.05)，MD样品还原糖含量最低，VFD次之。VD、HAD和SD样品中的还原糖含量明显低于VMD样品，这可能是由于干燥时间延长，增加了非酶褐变反应的发生，导致还原糖含量降低。MD样品中还原糖的保留率最低，可能是因为微波处理的最后阶段水的可用性有限，这可能导致材料温度迅速升高，加速了多糖的降解。值得注意的是，VFD样品也显示出较低的还原糖含量。

图2：不同干燥工艺对猕猴桃渣的基本理化性质的影响。叶绿素(A)、维生素C (B)、还原糖(C)、持水能力(D)、水合能力(E)和持油能力(F)。WBC：水合能力；WHC：持水能力；OHC：持油能力。

果粉可以作为食品添加剂，其水合能力起着至关重要的作用。VFD的WHC和WBC最高，其次是VMD，而SD和HAD最低(图2D和E)。这可能是由于不同的干燥机制导致不同组分的相互作用，从而导致水合能力的变化。如图4所示，除VFD和VMD样品外，干燥后样品的细胞结构均出现褶皱和塌陷，细胞结构的改变是导致水合能力差异的重要因素。MD样品的水合性能明显高于其他热干燥工艺，这与SDF含量密切相关。如图3A所示，MD中SDF含量显著(p<0.05)高于其他热干燥技术。持油能力表现出与WHC和WBC相似的趋势，VMD和VFD显示最高的持油能力(图2F)。其他热干燥技术观察到OHC减少可能归因于细胞壁多糖(如木质素)的潜在破坏，木质素在持油能力中起着至关重要的作用。

猕猴桃渣的膳食纤维含量如图3A所示。TDF提取率为54.27%~56.03%。研究表明，含有膳食纤维的产品应至少含有50%的膳食纤维，才能作为商业产品使用。因此，猕猴桃果渣可以作为一种可行的商业营养纤维来源。不同的干燥技术对膳食纤维含量没有显著影响。然而，不同的干燥工艺显著改变了膳食纤维的组成。MD获得的SDF量最高，其次是VMD。这应该归因于微波对IDF结构的破坏作用，导致其转化为SDF。此外，高温加工可能有助于纤维素和半纤维素部分降解为更简单的碳水化合物，从而降低IDF的含量。

图3：不同干燥工艺制备的猕猴桃渣中IDF、SDF和TDF的提取率(%)(A)， TPC和TFC (B)，抗氧化能力(C)和FT-IR光谱(D)。TDF:总膳食纤维；SDF：可溶性膳食纤维；IDF：不可溶性膳食纤维。

如图3B所示，新鲜猕猴桃果渣的TPC为25.52±1.27 mg GAE/100 g, TFC为10.83±0.04 mg RE/100 g。在6种干燥技术中，VFD干燥样品的TPC和TFC最高，更接近新鲜样品。VFD样品中，TPC和TFC的保留率分别为85.77%和90.74%。低温冷冻干燥除了有助于保存多酚和类黄酮外，还可以有效抑制多酚氧酶活性。研究表明，干燥过程中多酚的损失可能是多酚氧化酶活性和温度升高共同造成的。HAD和SD样品的多酚损失最为显著，保留率分别为36.83%和37.93%。这可能是由于猕猴桃果渣与氧气直接接触，导致多酚化合物被催化氧化而损失。MD干燥利用辐射和穿透能力，破坏了细胞内聚合物的共价连接，促进了多酚等物质的释放和收集。VD干燥是在低氧环境中进行的，阻止了多酚类化合物的氧化。与MD和VD样品相比，VMD样品显示出更高的TPC和TFC值，这可能归因于微波和真空机制的联合作用。微波加热在真空条件下产生更快、更强的热量，有利于快速传质和保持低温，有助于提高酚类物质和类黄酮的保留率。

如图3C所示，猕猴桃果渣的抗氧化活性结果与TPC或TFC相似。VFD样品的抗氧化能力最高，其次是VMD和VD, HAD和SD样品的抗氧化能力最低。VFD样品中生物活性物质、总酚和总黄酮含量最高，具有较强的抗氧化活性。适度微波处理可以保持物质的抗氧化能力，VMD干燥的样品具有较高的抗氧化活性。这种现象可能是由于微波辐射破坏了将酚类化合物与聚合物结合的共价键，从而释放出酚类化合物和类黄酮。

猕猴桃果渣样品具有光谱相似性，表明分子结构不受不同干燥技术的影响(图3D)。猕猴桃渣中含有丰富的膳食纤维。吸收峰位于波数3400 cm⁻¹和1350~1450 cm⁻¹处，对应于O-H拉伸振动和C-H弯曲振动，属于多糖的特征波段。由于纤维素分子结构中-CH基团的不对称拉伸振动，在2800-3000 cm⁻¹附近观察到强烈而宽的波段。1645 cm⁻¹处的波段归因于猕猴桃果渣结构中吸收的水-OH部分的弯曲振动，表明水和果粉之间存在相互作用。在1000和1100 cm⁻¹之间的吸收中可以看到吡喃糖环的拉伸。有趣的是，虽然六个干燥样品显示出相似的骨架和化学基团，但几个吸收峰表现出不同的相对强度。这些变化可归因于干燥技术的差异或水与猕猴桃渣粉表面的相互作用。

利用扫描电镜观察了干燥过程中猕猴桃果渣微观结构发生的变化，以及细胞和细胞间隙的尺寸和形态变化。如图4所示，不同干燥工艺对样品的微观结构有不同的影响。VFD样品中细胞之间的间隔很小，堆叠松散，其原因是在真空条件下，冷冻材料中的水直接升华为气相，从而成功地防止了固体基质在冷冻干燥过程中坍塌，并保持了结构完整性。VMD样品的细胞表面基本上是光滑的，伴随着少量大小不均匀的颗粒，这归因于VMD系统在真空环境中能够更快地去除水分，并且在暴露于微波时能够在更短的时间内产生快速的液体流动。这种双重作用也有助于防止细胞结构的崩塌。在SD样品中观察到颗粒大小和细胞表面皱褶的显著差异，这与SD干燥不均匀和部分干燥直接相关。HAD表面呈不规则的圆球状，粉末颗粒更加肿胀，这是由于热处理导致体积增加，导致颗粒表面折叠、起皱和粗糙化。与HAD和SD样品相比，VD样品具有致密的细胞组织和微小的颗粒空间。真空中的热空气和负压共同作用导致VD的孔隙间距不规则且组织密集，破坏了材料的内部结构，导致致密的局部结构的产生。与其他干燥技术相比，MD样品表现出最显著的差异。MD样品显示出破碎的细胞结构和不均匀的块状，颗粒大小变化明显，这可能是由于MD过程中水扩散和温度分布的不均匀所致。此外，增加微波功率或温度可能导致组织和细胞破裂，降低水合能力。

图4：不同干燥工艺下猕猴桃果渣横切面扫描电镜图像。放大倍数设为1000× (A)和2000× (B)。

图5A显示了不同干燥工艺制备的猕猴桃果渣样品的植物化学特性和生物活性的分层聚类分析结果。将不同处理下的鲜、干样品分为两类。新鲜样品和VFD样品形成第一簇，表明VFD样品具有最佳的植物化学特性和生物活性成分。其他样品(SD, VD, MD, VMD)形成第二类，表明它们与新鲜样品不同。然后，采用OPLS-DA模型确定干燥技术与植物化学属性之间的相关性（图5B和C），其中，R²X为0.998，R²Y为0.813，Q²为0.801，Q²回归线与纵轴的交点小于零，说明模型可靠，排除了过拟合的可能性。说明该结果可用于不同干燥工艺制备的猕猴桃果渣品质的判别分析。图5B中，新鲜样品与VFD在同一象限，表明VFD的干燥特性与新鲜样品相当。此外，VMD样品与新鲜样品和VFD样品一起位于负象限，这意味着VMD样品的干燥特性与新鲜样品和VFD样品相当。在正象限中，其他样品与新鲜样品有明显分离趋势，说明热处理对干燥特性有显著的影响。

图5：猕猴桃果渣理化性质和抗氧化活性的热图和分层聚类图(A)、OPLS-DA模型评分图(B)、200次排列试验交叉验证图(C)。