干燥过程中蜂花粉色泽劣变的机制研究及优化调控

Drying is the essential procedure in pollen processing because pollen with rich nutrition and higher water contents cannot be storage for long time. Drying often causes pollen color changes and affects the quality. However, the mechanism of pigment transformations was not yet clear and the quality of pollen was hard to control and optimize. Therefore, this object will take the as the research object. Firstly, the composition of carotenoids, moisture distribution and transfer and microstructure of pollen organization and chromoplasts before and after hot air drying will be analyzed by LC-MC, HPLC, NMR, MRI and TEM. The key components which affect the color of pollen was determined and the mechanism of degradation will clarified. Secondly, the change kinetics of carotenoids , color and moisture of .pollen under different key drying factors will be investigated to reveal the dynamic change of the quality attributes in different drying parameters, to predict carotenoids and moisture contents by color changes. This project will demonstrate the color changes of pollen and provide scientific basis and technical support for the optimum control of the American ginseng quality during its drying, which is important for improving the quality of American ginseng product．

鲜花粉营养丰富、水分含量高，不易储藏，这使得干燥成为花粉加工中必不可少的工序。但是花粉在干燥过程中变色率高，严重影响品质。而目前关于花粉中主要色素成分（类胡萝卜素）的降解机理尚不清楚，这使得干燥工艺的优化调控成为难点。因此，本项目拟以荷花粉和茶花粉为研究对象，首先采用液质联用、液相色谱、低场核磁共振、核磁共振成像、透射电镜等技术全面比较和分析新鲜花粉及其热风干燥过程中类胡萝卜素成分变化、水分分布及迁移规律、花粉组织及色质体超微结构，藉此获得影响色变的关键性成分及其转化降解机制的信息；其次，监测分析动态干燥过程中随着水分迁移，色度学参数与类胡萝卜素含量的变化，建立三者的动力学模型。以温度为纽带分析三者的耦合关系，通过色泽变化模型来获得干燥过程中类胡萝卜素和含水率的动态变化信息。研究成果有望揭示蜂花粉色泽劣变的机制，为蜂花粉干燥过程中品质的优化调控提供科学依据，具有重要的现实意义。

鲜花粉营养丰富、水分含量高，不易储藏，这使得干燥成为花粉加工中关键环节。但是花粉在干燥过程中变色率高，严重影响品质。针对干燥过程中蜂花粉色泽劣变的机制研究及优化调控所涉及的关键科学问题，主要完成了以下研究工作：（1）研究了荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质，建立了荷花粉真空脉动干燥动力学模型，阐明了不同干燥工艺条件下Weibull分布函数的形状参数β值的变化规律与荷花粉细胞微观结构变化的内在联系，解析了不同干燥方式下荷花粉细胞结构的变化规律，发现了低温真空脉动干燥可以有效降低荷花粉干燥过程中的色泽劣变。（2）研究了荷花粉热风干燥过程中干燥动力学，色泽和类胡萝卜素含量变化动力学，获得了荷花粉色泽在干燥过程中随干燥时间和干燥温度变化的相关规律，结果表明荷花粉的发色基团与干燥温度关系密切，低温有利于保护发色基团的结构；建立了荷花粉热风干燥色泽变化的动力学模型；揭示了荷花粉热风干燥过程中色泽与抗氧化活性、脂肪氧化以及脂肪氧化与抗氧化能力之间的相关性。（3）系统优化了蜂花粉干燥工艺，筛选出了蜂花粉色泽优化调控的关键干燥因素，通过对干燥过程的调控来降低蜂花粉色泽劣变的程度，阐明了蜂花粉干燥过程中色泽劣变的相关机制，研究结果为蜂花粉干燥过程中品质的优化调控提供科学依据。