编辑推荐：
针对燕麦草传统干燥法（AD、HAD）存在干燥时间长、高温破坏营养等问题，研究人员探究高压放电等离子体干燥（HVDPD）对其理化性质与品质的影响。发现 HVDPD 可提升干燥速率、RFV、RFQ，降低 SEC，为燕麦草保藏提供新方法。
燕麦草作为高营养牧草，新鲜收获后需快速干燥以延长货架期。目前主要采用的自然风干（AD）和热风干燥（HAD）存在明显缺陷：AD 耗时久且易污染，HAD 高温会导致抗氧化成分流失，二者均可能造成干草品质下降。因此，开发一种高效、低温的干燥技术对保留燕麦草营养成分至关重要。
为解决上述问题，内蒙古工业大学的研究人员开展了高压放电等离子体干燥（HVDPD）技术在燕麦草脱水应用中的研究。该研究对比了 HVDPD、HAD 和 AD 对燕麦草理化性质及品质特性的影响，分析了不同针距下的电场特性、能耗及光谱发射情况，旨在探索提升燕麦草干燥效率与营养保留的新路径。研究结果表明，HVDPD 技术在改善燕麦草干燥性能和营养品质方面表现显著，相关成果发表在《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 多针 - 板电极系统：设置 2 cm、8 cm、12 cm 三种针距梯度，在 35 kV 恒定电压下进行干燥实验。
- 电场特性分析：利用热线风速仪测量离子风速，高压探针和电流探针对电压、电流波形进行监测，并计算比能耗（SEC）。
- 光谱诊断：通过光谱仪和增强型电荷耦合器件（ICCD）相机观察等离子体发射光谱。
- 品质检测：测定水分含量、干燥速率、复水率（RR）、表面微观结构、红外光谱、蛋白质二级结构及营养成分（粗蛋白 CP、水溶性碳水化合物 WSC 等），并计算相对饲料价值（RFV）和相对饲草品质（RFQ）。
研究结果
1. HVDPD 参数分析
- 离子风速：针距越小，离子风速越高（HVDPD-2 cm 为 0.30556 m/s），与针距呈负相关。
- 能耗与放电特性：HVDPD 的 SEC 显著低于 HAD（仅为 HAD 的 0.06 倍），但针距过小时（如 2 cm）能耗增加。放电波形显示，针距减小可提高放电均匀性和面积。
- 等离子体发射光谱：放电过程中产生 NO、NO?、O?等活性物质，针距越小，活性物质浓度越高，兼具杀菌与促进植物生理活动的作用。
2. 干燥特性
- 水分与干燥速率：HVDPD 干燥速率显著高于 AD 和 HAD，其中 HVDPD-2 cm 仅需 11.8 小时完成干燥（AD 需 39 小时）。HAD 初期速率快但后期下降明显，因高温导致表面水分蒸发快于内部迁移。
- 复水率：HVDPD 处理的燕麦草 RR 高于 AD，针距越小 RR 越高，表明其内部结构破坏少，非热干燥优势显著。
3. 理化性质与营养品质
- 红外光谱与蛋白质结构：HVDPD 处理后，蛋白质二级结构中 β- 折叠含量降低，β- 转角和无规卷曲增加，结构更松散，利于消化。HAD 因高温导致结构损伤更严重。
- 颜色与微观结构：HVDPD 的总色差（ΔE）低于 AD，针距越小颜色保留越好。SEM 显示 HVDPD 处理的燕麦草表面裂纹较少，结构完整性优于 HAD。
- 营养成分：HVDPD-2 cm 和 8 cm 组的 CP、WSC、EE 含量高于 AD，酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和木质素（ADL）含量更低。RFV 和 RFQ 随针距减小显著提升（RFV 最高达 112，较 AD 提高 1.14 倍）。
4. 相关性与主成分分析
- 复水率与 ADL 呈负相关，干燥速率与 WSC、EE 呈正相关。ADF、NDF 与 RFV、RFQ 高度负相关，表明纤维含量是影响饲草品质的关键因素。
- 主成分分析显示，HVDPD-2 cm 和 8 cm 组营养成分与 AD 差异显著，而 HVDPD-12 cm 因针距过大，效果接近 AD。
结论与意义
本研究证实，高压放电等离子体干燥（HVDPD）是一种高效的燕麦草脱水技术，通过调节针距可优化干燥效率与营养保留。较小针距（如 2 cm）能显著提升干燥速率、复水性能和饲料品质（RFV、RFQ 分别提高 1.14 倍和 1.18 倍），同时能耗低于传统热风干燥。该技术通过离子风加速水分蒸发，利用等离子体活性物质改善结构和杀菌，为热敏性饲料和食品的干燥提供了创新路径，具有广阔的应用前景。研究结果为燕麦草的贮藏与品质保障提供了科学依据，推动了非热干燥技术在农业领域的发展。
