李枣干燥工艺优化：成熟度对细胞壁组分、水分状态及酚类物质保留的影响机制

针对干燥工艺中生物活性成分保留不足的产业难题，新疆石河子职业技术学院食品工程学院团队通过系统研究6个成熟阶段（S1-S6）李枣的细胞壁多糖降解（WSP/CSP/NSP）、水分迁移（LF-NMR检测T23 弛豫时间）与干燥特性关联性，发现S4阶段因PME/PG酶活性峰值（55.37 U/g）、自由水含量峰值（A23 =628.96）实现最短干燥时间（12.9 h）和最高酚类保留（40.19 mg/g DW），为干燥农产品品质调控提供新策略。

　　

李枣（Prunus domestica L.）作为新石器时代就开始食用的古老水果，其干燥制品西梅因富含膳食纤维、山梨糖醇和酚类物质，被广泛用于改善肠道健康的功能性食品。然而，全球25-40%的采后损失和干燥过程中生物活性成分的降解，始终制约着产业发展。传统干燥工艺往往忽视果实成熟度对细胞壁结构和水分状态的动态影响，导致能耗高、品质不均等问题。新疆石河子职业技术学院联合石河子大学的研究团队在《Food Production, Processing and Nutrition》发表的研究，首次系统揭示了成熟度通过调控细胞壁多糖降解级联反应优化干燥效率的分子机制。

研究采用中短波红外干燥（MSWID）结合多尺度分析技术，对采后0-15天（S1-S6阶段）的"法国李"样本进行检测。通过扫描电镜（SEM）观察微观结构，低场核磁共振（LF-NMR）分析水分状态，结合细胞壁多糖分级提取（WSP/CSP/NSP）和HPLC酚类物质检测，构建了成熟度-干燥效率-营养成分的关联模型。

成熟度驱动的细胞壁重构
SEM图像显示S1阶段细胞呈紧密蜂窝状排列，至S6阶段出现严重塌陷（图2）。伴随PG活性上升至55.37 U/g（S5），NSP含量从134.53 mg/g AIR（S1）降至68.52 mg/g AIR（S6），而WSP增加84%（图4A）。这种由PME/PG/β-半乳糖苷酶（β-gal）协同作用的果胶解聚过程，使S4阶段自由水弛豫时间T₂₃
达到峰值969.61 ms（图5B），为水分迁移创造通道。

干燥动力学与能量效率
LF-NMR数据与干燥曲线呈现显著负相关（r=-0.89）。S4样本因优化的细胞壁通透性，干燥时间较S1缩短26.3%（12.9 h），比过熟S6节省31%能耗（7.65 kW·h/kg）（图6C）。这种"先升后降"的规律首次证实中度成熟（S4）是平衡干燥效率与结构完整性的关键节点。

生物活性成分的时空分布
HPLC分析发现氯原酸（9.56 mg/g DW）、槲皮素（3.53 mg/g DW）和原花青素B1（7.15 mg/g DW）在S4达到峰值（表3）。MSWID处理后S4样本仍保留83%总酚类，显著高于热风干燥的59%保留率。DPPH/FRAP检测显示S4干燥样品抗氧化活性（67.67 μmol Trolox/g DW）比S6高68.5%（表2），证实短时干燥对热敏感成分的保护作用。

该研究创新性地将农业采后生理学与食品加工工程相结合，提出基于细胞壁代谢标志物（PME活性>45 U/g，T₂₃

900 ms）的精准干燥窗口期判定方法。相比传统经验判断，该策略可使干燥能耗降低31%，同时将功能成分保留率提升20%以上，为干燥食品产业提供了可量化的工艺优化标准。研究结果对开发保留生物活性的个性化干燥方案具有重要指导价值，尤其为新疆等李枣主产区的产业升级提供了科学依据。