不同干燥方式对猕猴桃品质、营养成分及体外生物可及性的影响研究

《Food Science & Nutrition》：Effects of Different Drying Methods on the Quality, Nutritional Components, and In Vitro Bioaccessibility of Kiwifruit

本文系统比较了真空冷冻干燥（FD）、真空微波干燥（MVD）、热风干燥（HAD）及其组合干燥方式对猕猴桃物理特性、营养组分及活性化合物生物可及性的影响。研究发现，FD与MVD-FD能有效保持产品色泽与多孔结构，且MVD-FD在提升多酚、抗坏血酸、叶黄素等营养素生物可及性方面表现突出，为高品质猕猴桃干制品的开发提供了重要工艺参考。

　　

1 引言

猕猴桃（Actinidia deliciosa）原产于中国南方丘陵地区，营养丰富，含有多种生物活性物质，如有机酸、维生素、多酚、类胡萝卜素、矿物质和膳食纤维。由于其高水分含量（约80%），猕猴桃易发生理化降解和微生物腐败，导致货架期短。因此，通过干燥加工降低水分活度以延长保质期成为主要加工方式。不同干燥方法对食品的微观结构、营养成分、生物可及性、色泽等属性有显著影响。常用的干燥方法包括热风干燥（HAD）、真空微波干燥（MVD）和真空冷冻干燥（FD）。HAD原理简单，适用性广，但干燥周期长、温度高，易导致关键营养素、风味和色泽的降解。FD是在真空条件下通过升华去除冷冻物料中的水分，能有效保持物料的品质和营养价值，但干燥时间长、能耗高限制了其广泛应用。MVD结合了真空和微波效应，加速干燥过程，由于其低干燥温度和短处理时间，能有效减少热敏营养素的损失。组合干燥方法（如MVD-FD、HAD-FD）显示出显著的应用潜力，可作为高效、高质量的干燥方法。食品营养素，特别是多酚和类胡萝卜素等热敏化合物，在干燥过程中有降解风险。同时，干燥过程中食品基质结构的变化影响生物活性物质的释放和生物可及性。本研究以佳沛绿心和阳光金果猕猴桃为原料，分析比较不同干燥技术对关键营养成分的影响，并进一步研究猕猴桃基质结构变化如何调控营养素的生物可及性，旨在为优化猕猴桃加工技术提供见解。

2 材料与方法

2.1 材料收集

新鲜猕猴桃（佳沛绿心和佳沛阳光金果）购自小陵卫农贸市场（中国南京）。所用化学试剂均来自国内供应商。

2.2 猕猴桃的不同干燥方法

将新鲜猕猴桃洗净、去皮，切成7毫米厚的片，用蒸馏水冲洗后，采用不同的干燥方法处理至目标水分含量4%±0.5%（湿基）。干燥方法及参数详见表1。组合干燥方法中，MVD-FD指先真空微波干燥后真空冷冻干燥；HAD-FD指先热风干燥至约60%水分含量，后真空冷冻干燥；MVD-HAD指先真空微波干燥后热风干燥。

2.3 水分含量测定

采用105°C恒重法测定水分含量。

2.4 色泽分析

使用CM-700d1色差计测定猕猴桃片的L（亮度）、a（红绿值）、b*（黄蓝值）和总色差ΔE。

2.5 质构测定

使用CT3质构分析仪测定样品的硬度、粘性和弹性。

2.6 总酸测定

采用NaOH滴定法测定总酸含量，以乳酸换算系数表示。

2.7 总糖测定

采用苯酚-硫酸法测定总糖含量。

2.8 酚类化合物测定

采用Folin-Ciocalteu比色法测定总酚含量，并通过HPLC分析儿茶素、没食子酸和绿原酸含量。

2.9 抗坏血酸测定

采用滴定法测定抗坏血酸含量。

2.10 膳食纤维测定

采用酶重量法（AOAC 985.29）测定总膳食纤维含量。

2.11 类胡萝卜素化合物测定

采用有机溶剂提取后，通过HPLC分析叶黄素和玉米黄质含量。

2.12 扫描电子显微镜（SEM）

观察干燥猕猴桃的微观结构。

2.13 体外消化

采用体外模拟消化模型（模拟口腔、胃、肠阶段）评估多酚、抗坏血酸、叶黄素和玉米黄质的生物可及性。

2.14 统计分析

所有实验重复三次，数据以均值±标准差表示，采用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey's HSD检验进行显著性分析（p<0.05）。

3 结果与讨论

3.1 不同干燥方法对猕猴桃色泽的影响

FD和MVD-FD能显著提高绿心和阳光金果猕猴桃的亮度（L值），并保持较低的a值（偏绿）。HAD和MVD则导致产品变暗、a*值升高（偏红）。FD和MVD-FD处理的总色差（ΔE）最大，表明这两种方法对色泽的改变最显著，但能更好地保持产品亮度和绿色调。

3.2 不同干燥方法对猕猴桃质构的影响

FD样品硬度最低，HAD样品硬度最高。MVD-FD处理的样品硬度适中，且具有较好的粘弹性，质构特性较优。

3.3 不同干燥方法对猕猴桃营养成分的影响

在营养保留方面，FD和MVD-FD处理能获得最高的总酸、总糖、总酚、抗坏血酸、叶黄素和玉米黄质含量。HAD处理导致总糖、多酚和抗坏血酸含量显著降低。MVD处理在一定程度上能保留多酚含量，可能与其快速加热和真空环境有关。HPLC分析显示，FD处理的样品中叶黄素和玉米黄质含量最高。

3.4 不同干燥方法对猕猴桃微观结构的影响

SEM观察显示，FD样品呈现均匀、多孔的结构；MVD和HAD样品则出现结构收缩、表面硬化、孔隙破坏；MVD-FD和HAD-FD样品仍保持多孔结构，但孔隙大小不一，存在不同程度的挤压。

3.5 不同干燥方法对猕猴桃主要营养素生物可及性的影响

体外消化实验表明，MVD和HAD单独处理能显著提高多酚、抗坏血酸、叶黄素和玉米黄质的生物可及性，优于FD处理。MVD-FD组合干燥在保留营养素的同时，也显著提高了其生物可及性。这主要归因于MVD和HAD对猕猴桃细胞结构的破坏，有利于消化酶接触和营养素释放。

4 结论

FD和MVD-FD方法在猕猴桃干燥中能获得较好的产品品质，尤其在色泽、微观结构和营养保留方面。与FD相比，MVD-FD能改善产品质构，并显著提高活性化合物的生物可及性。因此，MVD-FD可被视为猕猴桃片加工的最佳干燥方法。未来研究需结合感官评价和体内实验，进一步探究不同干燥方法处理后猕猴桃生物活性化合物的吸收利用效率。