基于二氧化碳浸渍（CM）前处理的生姜热风-微波干燥行为及机理研究

Carbonic maceration (CM) is a promising pretreatment method before drying. It can change the microscopic pore structure of plant cells, which would enhance the mass and heat transfer characteristics of food material, and improve the color and nutritional quality of dry material. Our project takes drying of ginger as an example, combining with the fractal theory, and describes the changes of ginger cellular scale structure after CM pretreatment, and establishe the correlation expression of fractal characteristics of cellular structure of ginger and heat and mass transfer during hot air-microwave drying; through the neural network model, establish the influence rules of CM pretreatment on the colour and main active ingredients of ginger during AD-MW drying process; and explore the possible mechanism of the decrease of enzymatic browning and improvement of active ingredients.From the perspectives of mass and heat transfer and nutritional quality, our project study the behavior and mechanism on hot air-microwave drying of ginger based on CM pretreatment, aiming at providing theoretical reference for the development of new technology of fruit and vegetable drying industry.

二氧化碳浸渍（CM）是一种具有发展前景的干燥前处理手段，它具有改变植物细胞微观孔隙结构，提高物料质热传递特性，改善物料颜色和营养品质的作用。本项目以生姜为原料，结合分形理论，描述CM处理对生姜微观孔隙结构的变化，建立生姜微观孔隙结构与热风-微波干燥质热传递的关联表达；通过神经网络模型，研究CM处理对热风-微波干燥过程中生姜颜色及主要活性成分的影响规律；探索CM处理对降低酶促褐变和提高活性成分的可能机理。课题通过CM处理对生姜微观孔隙结构的影响，从干燥动力学和感官营养品质两个角度出发，研究CM处理对生姜热风-微波干燥行为及机理，意在为我国果蔬干燥产业新技术的发展提供理论参考。

二氧化碳浸渍(CM)是一种具有发展前景的干燥前处理技术，它具有改变植物细胞微观孔隙结构，提高物料质热传递特性，改善物料颜色和营养品质的作用。本项目以生姜为原料，结合分形理论，描述CM处理对生姜微观孔隙结构的变化，建立生姜微观孔隙结构与热风-微波干燥质热传递的关联表达；通过神经网络模型，研究CM处理对热风-微波干燥过程中生姜颜色及主要活性成分的影响规律；探索CM处理对降低酶促褐变和提高活性成分的可能机理。研究结果表明，经过 CM处理后，形成孔隙结构，并且随着压力的增大，孔隙结构增加，孔隙率增加,标准化的分形维数结果显示，随着CM压力的增大，分形维数降低，说明孔隙结构变规则，有利于水分的内部扩散和表面蒸发。经过 CM 处理后，干燥生姜的颜色与鲜姜更接近，L*值大于直接干燥样品的 L 值；随着 CM 时间延长， 6, 8-姜酚含量升高；随着 CM 处理压力升高，6，8，10-姜酚和姜酮含量均显著升高；CM 处理对生姜 PPO 和 POD 具有显著的钝化作用，随着 CM 压力的增大，α-螺旋含量下降， β-折叠含量上升。经CM处理后，生姜微观孔隙结构增大，孔隙率增加，孔隙面积与有效扩散系数具有显著的线性相关性。核磁结果显示，经CM处理后，干燥后期生姜中结合水向自由水转变，使得水分更容易脱除，干燥速率显著提高。综上，CM提高生姜干燥传质传热效率是由于CM 能够使生姜孔隙结构增大，细胞膜渗透率提高以及CM使生姜细胞内结合水和不易流动水向自由水转化。CM提高生姜色泽及营养品质的原因是CM可以降低胞内pH， 降低生姜氧化酶活性以及提高细胞膜渗透率。课题通过 CM处理对生姜微观孔隙结构的影响，从干燥动力学和感官营养品质两个角度出发，研究CM处理对生姜热风-微波干燥行为及机理，意在为我国果蔬干燥产业新技术的发展提供理论参考。