不同干燥技术对青辣椒品质特性的影响

《Food and Humanity》：Effect of different drying techniques on the quality characteristics of green chillies

微波干燥显著缩短青椒干燥时间并提高有效水分扩散系数，在保留色泽、营养活性成分（如酚类、黄酮、维生素C及辣椒素）和复水性能方面优于传统热风和太阳能干燥。

　　

K. Chitravathi|O.P. Chauhan|S.S. Manjunatha|AD Semwal

印度迈索尔Siddharthanagar防御食品研究实验室，邮编570011

摘要

本研究探讨了不同干燥技术（热风、太阳能和微波）对青辣椒（Capsicum annuum L）品质特性的影响。所有样品的物理化学性质和有效水分扩散率（D_eff）存在显著差异（p<0.05）。微波（600W）干燥的辣椒水分扩散率为1.164×10^-7 m²s^-1，热风（60°C）干燥的辣椒为4.506×10^-10 m²s^-1，而太阳能干燥的辣椒为2.648×10^-10 m²s^-1。此外，与热风和太阳能干燥相比，微波干燥的辣椒在颜色变化、复水能力、生物活性化合物（多酚、黄酮类、抗氧化活性、辣椒素含量）、质地、抗坏血酸含量和叶绿素含量方面表现更优。在600W微波功率下干燥整个青辣椒，其保质期在室温（26±2°C）条件下可达一年。

引言

辣椒是全球消费量最大的商业香料。青辣椒极易变质，易受昆虫和真菌侵害，导致储存和运输过程中的损耗较大。收获时其含水量通常为60-85%，需要将其水分降低至10%以下才能长期保存，以便在非季节性时期使用。印度是全球领先的辣椒生产和出口国。为确保辣椒的有效储存、营销和加工，必须将其置于脱水状态（Nogueira等，2005年）。近年来，由于脱水食品对食品价值的提升，人们越来越关注其品质。干燥是最古老的食品保存方法，通过降低水分活性来抑制细菌生长，从而延长保质期；同时还能通过减少产品体积和重量来降低运输成本（Darvishi等，2013年）。

随着市场对高效、高质量且价格合理的产品的需求增加，多种干燥技术被广泛应用。这些技术直接影响产品的物理、化学、质地和微观结构特性。太阳能干燥是干燥整颗水果和蔬菜的最便宜方法，但耗时较长，因此不具实用性（Vasquez-Parra等，2013年）。长期以来，热风干燥一直是主要的食品干燥方式。大量研究表明，热风干燥会导致食品品质显著下降，包括颜色、营养成分、质地、体积密度、复水能力和感官特性（Darvishi等，2014年）。对流干燥存在生产效率低、成本高和技术问题等挑战。

近年来，微波干燥作为一种提升脱水产品品质的替代方法备受关注。该方法具有缩短干燥时间、改善产品特性的优势，因为材料中心温度较高（Darvishi等，2013年）。食品行业广泛使用微波能。影响微波干燥效果的因素包括食品类型、介电性质、微波功率和产品几何形状。微波能能使物质极化，使电子因电磁能转化为动能而移动，从而产生热量并去除水分。与传统热风干燥相比，微波干燥更快、更均匀且更节能（Darvishi等，2014年）。

在微波干燥过程中，水分在整个材料中被吸收，在中心产生显著蒸汽压力，促进水分快速转移到周围真空环境中，防止结构塌陷。因此，干燥速度远快于传统方法（Sharma和Prasad，2004年）。提高干燥速度的关键因素是微波功率（Andres等，2004年；Figiel，2006年）。快速脱水过程会导致膨胀效应，形成多孔结构，使最终产品具有酥脆细腻的口感（Sham等，2001年）。此外，这一过程还能降低产品密度和收缩率，提高复水能力（Figiel，2010年）。颜色参数*和*分别代表产品的红绿和黄蓝成分，与花青素和类胡萝卜素等色素密切相关。由于这些色素对温度敏感，干燥后*和*值的变化可间接反映色素的降解程度。评估脱水蔬菜品质的另一个关键因素是复水后的效果，这对即食产品尤为重要。除了物理变化外，生物活性化合物在脱水过程中也会受到影响。蔬菜是生物活性色素和功能性成分的重要来源，因此在整个干燥过程中保护这些成分至关重要（Mohammed等，2025年）。

为优化不同品种辣椒的干燥过程并设计高效干燥设备，已提出了多种干燥方法（Ahmed Fudholi，2013年；Saengrayap，2015年；Darvishi，2013年）。鉴于青辣椒产量巨大且产后管理不足，以及关于不同干燥技术对品质参数（如多酚和黄酮类化合物、抗坏血酸含量、叶绿素含量、辣椒素含量、抗氧化活性及干燥和复水特性）影响的研究有限，本研究旨在填补这些空白。

样本制备与干燥过程

新鲜青辣椒购自当地迈索尔市场。共使用40公斤青辣椒，平均直径为0.7±0.1厘米，长度为6±1厘米，用含100 ppm氯水的溶液彻底清洗。随后在85±5°C下使用0.2% NaHCO₃、0.2% MgO和0.2% KMS进行3分钟水漂处理，然后立即沥干并冷却至室温以去除多余热量，最后放在带孔托盘上沥干后进行进一步处理。

干燥动力学与有效水分扩散率

干燥曲线显示了三种不同干燥方法（热风、太阳能和微波）下辣椒样品的水分含量随时间的变化（图1）。随着干燥时间的延长，水分含量持续下降。然而，使用600W微波干燥器时样品内的质量传递速度更快，这是因为微波加热在样品内部产生更多热量，导致显著蒸汽压力。

结论

微波干燥（MW）通过缩短处理时间和提升产品品质，克服了传统热风和太阳能干燥的局限性。统计结果显示，三种方法的干燥时间存在显著差异（p<0.05），其中微波干燥最快，其次是热风干燥，最后是太阳能干燥。使用600W微波干燥器可提高有效水分扩散率和干燥速度，显著缩短干燥时间。

未引用的参考文献

(Fudholi等，2013年；Andrés等，2004年；AOAC，1997年；Arslan和?zcan，2011年；Krokida等，2001年；Negi和Roy，2001年；Saengrayap等，2015年；Sanjuan等，)

CRediT作者贡献声明

AD Semwal：验证、监督。Chauhan Om Prakash：撰写、审稿与编辑、验证、监督、数据整理。K. Chitravathi：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论设计、概念构建。

利益冲突声明

作者声明与本研究、作者身份及文章发表无潜在利益冲突。