渗透预处理联合红外辐射-微波膨化技术对香蕉脆片微观结构及品质的调控机制研究

本研究针对传统干燥技术能耗高、产品品质差等问题，创新性地采用钙盐(CA)和柠檬酸(CT)渗透预处理结合红外辐射(IR)干燥与热空气(HA)/微波(MW)膨化多阶段工艺，系统探究了香蕉脆片微观结构演变与品质调控机制。研究发现CA预处理能有效保持细胞完整性，结合600W IR干燥与MW膨化可制备出膨化体积最大、色泽浅黄、脆度优异的香蕉脆片，为果蔬脆片工业化生产提供了关键技术参数。

　　

香蕉作为热带地区重要经济作物，其高水分特性导致贮藏期短、易腐败。传统热风干燥存在能耗高、产品收缩严重、质地坚硬等问题，而单一红外辐射(IR)干燥虽能缩短时间，但产品膨化率仍不理想。这促使研究者探索多阶段干燥与膨化协同技术，以突破果蔬脆片品质瓶颈。泰国国王科技大学北曼谷校区的Surapit Tabtiang团队在《Journal of Stored Products Research》发表研究，通过渗透预处理耦合IR-MW膨化创新工艺，揭示了香蕉脆片品质形成的微观机制。

研究采用三步法：首先用钙盐(CA)、柠檬酸(CT)或其复合液(CTCA)预处理2.5mm香蕉切片，设置400-800W红外辐射干燥后，分别进行180°C热空气(HA-Puffing)或600W微波(MW-Puffing)膨化2分钟。通过光学/透射电镜(LM/TEM)观察细胞结构，结合质构仪、色差计等分析品质参数。

【Banana slice preparation】
选用21-22°Brix的Namwa香蕉，蒸汽热烫3分钟以增强膨化率。预处理中CT组细胞壁厚度降至576.8±63.3nm，CA组则维持完整结构。

【Effects of osmotic pretreatments on banana microstructure】
TEM显示CT预处理导致严重细胞损伤，而CA通过钙离子与果胶交联稳定细胞壁。CTCA组兼具两者特性，但膨化均匀性较差。

【Discussion】
关键发现：①CA预处理结合600W IR-MW膨化制得的脆片膨化体积比传统热风干燥提高70-200%；②800W IR导致表面硬化，600W时亮度(L^*)最优；③CT组因细胞结构坍塌，膨化率最低且干燥时间长达511分钟。

【Conclusion】
研究证实CA预处理能有效抑制褐变并维持细胞骨架，MW膨化通过快速相变（玻璃态→橡胶态）产生多孔结构。最优工艺组合（CA+600W IR+MW）使产品孔隙率提升82%，为功能性果蔬脆片开发提供了理论依据与技术范式。该成果对热带农产品深加工具有重要指导价值，尤其为东南亚地区香蕉产业链延伸提供了创新解决方案。