《Journal of Food Engineering》：Graphene-assisted infrared freeze-drying of blue honeysuckle (
Lonicera caerulea L.): Effects of tray material on drying characteristics and product quality
编辑推荐：
•托盘材料会影响干燥效率和产品质量。•陶瓷托盘实现了最短的干燥时间。•塑料托盘最能保持生物活性化合物、颜色和风味。•复合材料托盘被视为未来的优化方向。引言蓝 honeysuckle（Lonicera caerulea L.）富含多种生物活性成分，包括花青素、多酚、黄酮类化合物和维
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托盘材料会影响干燥效率和产品质量。
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陶瓷托盘实现了最短的干燥时间。
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塑料托盘最能保持生物活性化合物、颜色和风味。
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复合材料托盘被视为未来的优化方向。
引言
蓝 honeysuckle（Lonicera caerulea L.）富含多种生物活性成分，包括花青素、多酚、黄酮类化合物和维生素。其花青素含量因品种而异，范围从215到1683.20毫克/100克鲜重，高于蓝莓（94.5至301.0毫克/100克鲜重）（Guo等人，2023年；Li等人，2017年）。蓝 honeysuckle还具有抗氧化、降脂和保肝等生理作用（Tan等人，2024年；Przybylska等人，2022年；Geng等人，2024年；Ali等人，2017年；Sun等人，2026年；Zhang等人，2023年）。蓝 honeysuckle的果皮较薄且水分含量高，容易腐烂，导致产后损失严重。在室温下，蓝 honeysuckle的保质期仅约为3天，在存储和运输过程中果实会严重变质（Chen等人，2025年；Peng等人，2025年）。新鲜蓝 honeysuckle在1.1°C和95%相对湿度下只能保存7-10天（Leisso等人，2021年）。即使在4°C的冷藏条件下，储存15天后果实的腐烂率也可能达到约30%（Jiang等人，2023年）。干燥是水果和蔬菜储存和加工的重要技术，需要适当的干燥方法来更好地保护原料中的生物活性物质。由于蓝 honeysuckle中含有丰富的花青素等生物活性成分，其对热敏感；温度超过60°C会显著加速颜色降解（Sun等人，2026年；Senica等人，2020年），这种热敏感性突显了对温和干燥技术的需求。冷冻干燥能够在低温和真空条件下实现水分升华，最大限度地保留水果和蔬菜的颜色、香气、风味和活性成分，是一种非常合适的加工技术（Arslan & Aliba?，2024年）。目前，冷冻干燥行业面临高能耗的突出挑战，这限制了其发展（Yin等人，2026年）。在冷冻干燥过程中使用电加热板供热的传统方法是导致高能耗的主要因素之一。红外辐射加热具有更高的生产效率和更低的能耗（Hnin等人，2021年）。特别是中远红外辐射的波长与材料的分子吸收特性非常匹配，可以直接穿透材料，引起分子振动产生体积加热，并实现内外部的均匀加热（Zhang等人，2024b）。相比之下，红外辅助冷冻干燥可以显著减少干燥时间，并将电能消耗降低高达42%（Kang等人，2021年；Kampakool等人，2019年）。
石墨烯是一种典型的二维碳材料，在电驱动下可以高效发射红外辐射，且功率密度低。其电热转换效率超过99%，超过90%的发射能量集中在远红外光谱范围内，使其具有优异的电热性能（Jibril等人，2024年；Sattar，2019年；Sadeghinezhad等人，2016年）。此外，石墨烯在30-60°C的相对较低温度下就能产生红外辐射。它甚至可以直接与材料接触，同时产生热辐射和热传导，从而提高传热速率并加速干燥过程。因此，它特别适合用于热敏感材料的干燥（Wang, Zhang, Mujumdar, & Yu，2025年）。
尽管人们对石墨烯辅助红外冷冻干燥在食品加工中的应用越来越感兴趣，但大多数已发表的研究都集中在调整工艺参数上，如加热功率、红外波长或真空度（Miao等人，2025年）。对于托盘基材的关注较少，而托盘基材是整个干燥过程中热传递的关键接触组件。由于辐射热传递在石墨烯辅助红外冷冻干燥系统中占主导地位，托盘基材的红外吸收率（Scherbakov等人，2023年）和导热性（Wang & Liang，2007年）可能会影响围绕水果样本的热环境，进一步调节内部水分运动和最终产品质量。鉴于该领域的相关研究有限，我们的工作系统地比较了四种广泛使用的食品级托盘（陶瓷、玻璃、塑料和不锈钢），以蓝 honeysuckle作为热敏感的浆果材料，在石墨烯辅助红外冷冻干燥条件下进行了初步研究。我们的目标是表征每种托盘在远红外辐射下的热响应，量化不同材料组之间的干燥动力学、水分状态、生物活性保留、颜色、质地和挥发性风味的变化，解释石墨烯辐射特性、托盘热性能和最终水果质量之间的相互作用，筛选出优选的托盘材料，并提出改进托盘发展的可行方案。这项研究的结果可以为托盘匹配和工业浆果加工中的冷冻干燥设备升级提供坚实的理论支持和实际操作指导。
章节片段
材料与试剂
新鲜蓝 honeysuckle（Lonicera caerulea L.）由齐泰河农业投资集团有限公司提供。这些浆果属于‘Beilei’品种，于2025年7月在齐泰河市收获，该地区具有适合蓝 honeysuckle生长的中温大陆性季风气候，果实完全成熟，果皮均匀呈深蓝色，没有绿色残留区域。平均单个果重为0.89 ± 0.08克，纵径和横径分别为1.85 ±
托盘材料的红外热响应
在石墨烯辅助红外冷冻干燥条件下的红外热成像结果直观地显示了不同材料托盘在红外辐射下的热响应特性差异（图1）。在无辐射的室温下，四种托盘的表面温度分布均匀，没有材料特性引起的固有热异质性。当暴露于石墨烯红外辐射时
结论
本研究系统地研究了四种托盘材料——陶瓷、玻璃、塑料和不锈钢——在石墨烯辅助红外冷冻干燥过程中对蓝 honeysuckle干燥行为和质量属性的影响。结果表明，托盘材料显著影响干燥动力学、水分分布、生物活性保留、颜色稳定性、质地和风味特性。
根据直接测量的数据，陶瓷托盘实现了最短的干燥时间（575 ± 10分钟）
CRediT作者贡献声明
赵永刚：撰写——原始草稿、方法论、调查、数据分析。李素斌：撰写——审稿与编辑、资源准备、调查。张敏：撰写——审稿与编辑、监督、资源准备、方法论、调查。王先龙：撰写——审稿与编辑、资源准备、方法论、调查。余东星：撰写——审稿与编辑、资源准备、调查
未引用的参考文献
Liu等人，2019年；Liu等人，2025年；Liu等人，2025年；Majchrzak等人，2024年；Pan等人，2022年；Rahman等人，2021年；Somasundaram等人，2018年；Wang等人，2024年；Wang等人，2022年。
致谢
我们感谢青岛市关键技术研究项目（中国）（编号25-1-1-gjgg-87-hz）和中央高校的基础研究资金（JUSRP202416005）的财政支持，这些资金使我们能够进行这项研究。
赵永刚|张敏|王先龙|余东星|李素斌
