《Journal of Agriculture and Food Research》：Drying of underutilized
Sorbus fruits species: effects on quality attributes, bioactive compounds and microstructure
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本研究考察了不同干燥策略（冷冻干燥（freeze-drying，FD）、对流干燥（convective drying，CD）、真空微波干燥（vacuum-microwave drying，VMD）、微波对流干燥（microwave-convective dry
本研究考察了不同干燥策略（冷冻干燥（freeze-drying，FD）、对流干燥（convective drying，CD）、真空微波干燥（vacuum-microwave drying，VMD）、微波对流干燥（microwave-convective drying，MCD）以及对流预干后真空微波终干（combined convective pre-drying followed by vacuum-microwave drying，CPD/VMFD））如何影响未充分利用的花楸属（Sorbus）果品的品质，并探讨杂交干燥能否作为FD的实用替代方案。研究人员比较了三个花楸属物种的干燥动力学、最终水分状态、色泽、维生素C、多酚、类胡萝卜素、抗氧化活性，以及计算机断层扫描（computed tomography，CT）观察到的结构变化。Sorbus x arnoldiana‘Copper Glow’表现出最宽含水量范围（3.37–10.30%）及鲜果中最高黄烷-3-醇（flavan-3-ols，达54.99 mg/100 g）和真空微波干燥后最高维生素C（326.80 mg/100 g）。Sorboaronia fallax‘Titan’具有最高黄酮醇（flavonols，159.70 mg/100 g）、花青素（anthocyanins，191.90 mg/100 g）、聚合原花青素（polymeric procyanidins，8917.46 mg/100 g）和类胡萝卜素（7343.10 mg/100 g）。Sorbus x arnoldiana‘Copper Glow’与Sorboaronia fallax‘Titan’在冷冻干燥后抗氧化活性最强，Sorbus aucuparia‘Rosina Aurea’在微波对流或真空微波干燥后最强。冷冻干燥仍是最大限度保留品质属性的最优选择，而联合干燥大幅缩短处理时间，并在选定亚属中比单独对流干燥更好维持品质。这些发现支持杂交干燥作为花楸属果品脱水的高效工艺替代方案，同时证实存在强烈的物种依赖性响应。
研究背景方面，干燥是最古老且广泛使用的食品保藏方法，通过降低水分含量抑制微生物生长和酶活，从而延长保质期并便于储运。然而传统干燥存在明显局限：高温和长时间处理会导致维生素、多酚、色素及风味化合物等热敏成分降解。对流干燥（CD）虽简单低价，但常造成生物活性成分损失和果实微观结构变形；冷冻干燥（FD）能很好保留生物活性和结构完整性，但能耗高、成本高。为兼顾效率与品质，真空微波辅助的杂交干燥方法被提出。花楸属（Sorbus）果实虽富含多酚、类胡萝卜素和维生素C，在部分情况下超过山楂莓、苹果、草莓、树莓或橙子，却属未充分利用资源；其小果实在干燥中易发生皮塌陷、果肉分布不均等结构破坏，影响外观、质构和养分稳定性。已有研究多只关注干燥参数、能耗或某几类提取物抗氧化性，缺乏对花楸属果实多种生物活性物、理化属性、干燥动力学和CT微观结构的综合评估，也无人用CT评价其干燥结构变化。因此研究人员旨在判断CPD/VMFD能否作为FD的实用替代，并假设干燥方法对品质和生物活性保留的影响具有物种依赖性。
研究人员以三个花楸属栽培种为材料，即Sorbus x arnoldiana‘Copper Glow’、Sorbus aucuparia‘Rosina Aurea’、Sorboaronia fallax‘Titan’，果实采自波兰Psary试验站及Grodziszów私人收集区，完熟后4°C保存不超过24 h，比较FD、CD、VMD、MCD及两种CPD/VMFD处理对干燥时间、水活度、色泽、维生素C、主要多酚类、类胡萝卜素和抗氧化指标的影响，并用显微CT支持结构解释。结论上，FD对品质保留最佳，杂交干燥显著缩短工时且在部分亚属优于单独CD，花楸属果实干燥响应呈强物种依赖。该文发表于《Journal of Agriculture and Food Research》，意义在于为生物活性丰富的植物材料干燥工艺优化提供综合证据。
主要关键技术方法上，研究人员采用六种干燥工艺至湿基含水低于10%；用质量减少计算水分比（moisture ratio，MR）并以修正Page模型描述干燥动力学；采用超高效液相色谱（UPLC）配合光电二极管检测器（PDA）和荧光检测器（FL）定量多酚、聚合原花青素与类胡萝卜素；用高效液相色谱（HPLC）测L-抗坏血酸；以ABTS、FRAP、ORAC三种方法测抗氧化活性；用Novasina水活仪测水活度（water activity，aw）；用色差计测CIE L、a、b*并算色相角、总色差、彩度、褐变指数；用显微CT（micro-CT）非破坏观察内部结构；样本为上述三栽培种完熟果实，统计用单因素/双因素方差分析、Tukey检验和主成分分析（PCA）。
3.1. Drying kinetics：研究人员通过质量损失获得MR曲线，以修正Page模型拟合，R2为0.9761–0.9996。CD约950 min，VMD仅34–46 min，MCD为150–166 min，CPD/VMFD把总时长较CD缩短数倍；延长对流预干从3 h到6 h并未进一步明显缩短终段VMFD，说明超过一定限度的预干无额外工艺收益。果皮张力和组织构造影响水分扩散，微波法内部体积加热使水从内向外迁移。
3.2. Color parameters：研究人员测定L、a、b及衍生指标。Copper Glow经CD明显变暗，180 min CPD/VMFD（500/200 W）更亮；Rosina Aurea各干燥后L升高，FD最接近鲜果；Titan干燥后持续变暗且色坐标偏移最大，最不耐色变。FD通常最利于接近鲜果颜色，CD因长时间受热促进色素降解和非酶褐变。所有样品ΔE均大于5，肉眼可辨色变，杂交干燥整体色变最小。
3.3. Water activity：研究人员测aw。全部处理aw在0.600–0.800可接受区间。一般FD应最低，但Rosina Aurea的FD反而最高，可能与FD保留紧实果皮、阻碍内部水蒸气扩散有关；微波类方法因破皮或结构扰动更易排湿。Titan的FD最低、360 min CPD/VMFD（200 W）最高。CT显示皮完整、裂少者扩散屏障强，可致终产品aw偏高。
3.4. L-ascorbic acid content：研究人员用HPLC测定。Copper Glow在VMD后维生素C不降反升34.98%；Rosina Aurea在180 min CPD/VMFD（500/200 W）仅降17.18%；Titan的FD几乎保全（降1.60%），而MCD损失98.90%、CD降93.80%。维生素C保留由物种和干燥条件共同决定，长时CD和某些MCD带来热与氧化胁迫，结构破裂增加氧接触会促氧化，FD和短时温和法更有利保留。
3.5. Carotenoids content：研究人员用UPLC-PDA定量。Titan类胡萝卜素最高，FD保留最好（7225.61 mg/100 g dm），MCD最差；Rosina Aurea无花青素、类胡萝卜素为主，FD最高、180 min CPD/VMFD（500/200 W）最低；Copper Glow却以CD最高、360 min CPD/VMFD（200 W）最低。CT见Copper Glow经CD后果肉结构相对完整，可能保护含色素细胞结构，说明类胡萝卜素保留不只由温度和时间决定，还受组织保存程度影响。
3.6. Polyphenol content：研究人员用UPLC-PDA与UPLC-FL测定。主导组分为聚合原花青素（4089.54–8917.46 mg/100 g dm）。Copper Glow中FD最保留酚酸和黄烷-3-醇，CD使黄酮醇降55.90%；Rosina Aurea在VMD/MCD/CD下酚酸、黄酮醇、黄烷-3-醇二聚体较鲜果升高，可能因细胞壁破壁释放或干燥浓缩；Titan只在FD下各酚类近乎不降，花青素在CD下降74.12%。聚合原花青素在FD和部分CPD/VMFD中最稳。
讨论部分总结：研究人员指出干燥方法通过改变温度、氧暴露、结构完整性和水分迁移来影响品质。FD低温低压最利热敏物保留，但果皮屏障可改变aw表现；CD久热促降解和褐变；微波类靠偶极旋转实现体积加热，效率高但功率过高会损品质，故逐级降功率必要。CT证据支持皮裂、塌陷和孔隙形成会改变氧进入与湿迁移，但不是降解路径的直接证明。物种间初始含水、皮厚、种子腔和色素构成导致响应分化，故不能把某一干燥法泛化到所有花楸属果实。
研究结论部分翻译：冷冻干燥仍是最大限度保留花楸属果品品质属性（包括生物活性含量和微观结构完整性）的最佳选择，而对流预干接续真空微波终干这一杂交干燥显著缩短加工时间，并在选定亚属中比单独对流干燥更好地维持品质。这些发现支持将杂交干燥作为花楸属果实脱水的一种具工艺效率的替代方案，同时确认了强烈的物种依赖性响应。
