玫瑰果(Rosa spp.)贮藏与对流干燥过程中抗氧化活性与多酚保留的优化策略及其营养品质调控机制

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:LWT 6.0

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  本研究针对玫瑰果(Rosa spp.)在采后贮藏和干燥过程中活性成分易降解的关键问题,通过22因子实验设计系统评估了温度(-20°C/24°C)和气流速度(0.6/1.0 m/s)对多酚(TP)、抗氧化活性(DPPH/ABTS)及物理特性的影响。研究发现-20°C贮藏结合30°C/1.0 m/s干燥可协同保持最高抗氧化活性(ABTS=14535.83 mg TE/100 g DW)和结构完整性,为功能性食品开发提供了关键技术参数。

  

玫瑰果作为富含维生素C和多酚的功能性水果,其商业价值正随着全球健康食品市场的扩张而显著提升。然而,这种浆果高达40%的含水量使其在采后极易发生微生物腐败和生化降解,导致高附加值活性成分的损失。更棘手的是,传统干燥工艺中温度与活性成分保留存在"跷跷板效应"——高温加速干燥却破坏抗氧化物质,而低温处理又面临能耗高、效率低的困境。这种两难局面严重制约着玫瑰果在功能性食品和营养补充剂领域的产业化应用。

来自智利的研究团队在《LWT》发表的研究中,创新性地采用双阶段研究策略:首先通过22因子设计评估贮藏条件(-20°C/24°C,5/15天)对活性成分的影响,随后采用相同设计研究对流干燥参数(30°C/50°C,0.6/1.0 m/s)的优化空间。研究运用Folin-Ciocalteu法测定总多酚(TP),采用DPPH(2,2-二苯基-1-苦基肼)和ABTS(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)两种自由基清除体系评估抗氧化活性,结合图像分析技术定量颜色参数(Lab*)和收缩率。实验样本采自智利第八大区成熟的Rosa rubiginosa果实,通过热重法测定初始含水量,所有分析均采用整果进行以保证数据可比性。

3.1 干燥曲线与水分含量
研究发现50°C干燥使水分比(MR)达到0.3阈值的时间比30°C缩短67%,但高温导致DPPH抗自由基能力(ARP)下降37%。值得注意的是,30°C时气流速度从0.6增至1.0 m/s可使干燥时间从64小时锐减至22小时,揭示在低温区气流调控的杠杆效应。

3.2 模型拟合与统计评估
六种干燥模型中,对数模型在多数条件下展现最优预测性能(R2≥0.98)。有效水分扩散系数(Deff)在50°C时达到0.003 m2/s,是30°C时的3倍,证实温度对水分迁移的主导作用。

3.3 贮藏期间的理化特性
-20°C贮藏15天的样品保持1767.62 mg GAE/100 g DW的多酚含量,仅比初始值低20%,而24°C贮藏反而使TP异常升高15%,推测是细胞壁分解导致的提取效率提升。DPPH ARP在低温贮藏下保持较高水平(484.23 μmol/g DW),证实低温对自由基清除能力的保护作用。

3.4 干燥过程中的理化特性
50°C/0.6 m/s干燥产生惊人的4321.16 mg GAE/100 g DW多酚含量,较鲜果提升95%,但ABTS值下降30%,凸显"提取增强-降解并存"的复杂效应。图像分析显示50°C干燥导致28.07%的收缩率和286.33的褐变指数(BI),而30°C处理样品保持更好的色泽(L*值高15%)和形态完整性。

这项研究的重要价值在于破解了玫瑰果加工中的"温度悖论":短期-20°C贮藏结合两阶段干燥策略(初期50°C快速脱水,后期30°C温和干燥)可能实现效率与品质的双赢。研究揭示的多酚异常升高现象为开发"热激辅助提取"新工艺提供了线索,而建立的对数干燥模型则为产业化设备参数优化提供了数学工具。这些发现不仅适用于玫瑰果,对其它富含热敏性成分的浆果加工同样具有借鉴意义,为功能性食品开发提供了从实验室到产业化的关键技术路线图。

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