研究人员针对甜菜根因其药用潜力和丰富必需营养素被视为优质原料的特点，采用红外干燥这一新兴食品加工技术，评估了不同干燥温度（70、100、130℃）、功率水平（3.3、3.85、4.4 kW）和时间（45、68、90 min）对其粉末理化及功能特性的影响。结果表明，pH值（5.22~6.19）、可滴定酸度（0.17%~0.40%）、总可溶性固形物（4.92~7.67°Brix）、色差（ΔE 4.72~9.73）、水分含量（3.26%~7.82%）和水活度（aw0.26~0.48）均显著受干燥参数影响。此外，休止角（29.15°~71.91°）、孔隙率（3.92%~8.42%）、压缩指数（17.11%~31.70%）、真密度（0.11~0.30 g/mL）、堆积密度（0.34~0.91 g/mL）、振实密度（0.60~1.14 g/mL）、油吸收能力（2.23~2.96 g/g）和水吸收能力（5.63~6.89 g/g）亦显著变化。优化结果显示，最佳参数为温度120℃、功率3.41 kW、时间85 min，表明红外干燥可有效提升甜菜根粉的理化及功能特性。
甜菜根（Beta vulgaris L.）富含甜菜红素、多酚等生物活性成分，但其高含水率导致易腐烂，需在加工中兼顾营养保留与货架期延长。传统热风干燥能耗高且易导致品质劣变，红外干燥因加热均匀、速度快、能效高而被关注。本研究旨在明确红外干燥参数对甜菜根粉理化及功能特性的影响规律，为工业化生产提供工艺依据。论文发表于《Applied Food Research》。
研究人员选用埃塞俄比亚奥罗米亚地区种植的Detroit Dark Red品种甜菜根为原料，经清洗、去皮、切片后，采用隧道式红外干燥机，按Box-Behnken设计设置温度、功率与时间三因素三水平，共13组实验。干燥样品粉碎过筛后测定其理化指标（水分含量、水活度、pH、色泽、密度、孔隙率、流动性能等）及功能特性（水溶解度、吸油吸水能力、乳化性、起泡性、糊化温度、膨胀力等）。数据经方差分析与响应面法优化，获得最佳工艺条件。
物理特性结果
水分含量与水活度随温度升高与功率增大显著降低，最低值分别为3.26%与0.26，利于微生物稳定性。吸湿性与堆积密度受干燥条件交互影响，高温短时处理可获得较低吸湿性粉末。真密度与孔隙率呈反比关系，高温长时处理降低孔隙率，提高颗粒致密性。
流动性能结果
压缩指数与豪斯纳比显示，低温低功率短时处理流动性能最佳，高温短时则导致颗粒表面硬化，流动性下降。休止角与颗粒形态相关，高功率条件下虽密度提高，但颗粒棱角增多使休止角增大。
理化性质结果
pH值在高温高功率短时条件下最低，可滴定酸度则在高功率长时显著增加。总可溶性固形物在高温长时条件下最高，糖分含量受温度与功率交互作用明显，高温促进蔗糖降解为还原糖。
色泽特性结果
L值在100℃高功率短时最低，延长干燥时间则回升；a 值在低温低功率条件下最高，高温短时导致红色素降解并向绿色偏移。总色差ΔE在100℃高功率短时最大，延长干燥时间可降低色差。
功能特性结果
水溶解度指数在高温短时最高，长时间处理则降低。乳化能力与稳定性在低温低功率短时最优，高温长时显著下降。分散度在高温高功率长时最高，油吸收能力在高温长时达到峰值，水吸收能力则在低温长时最高。起泡能力与稳定性在低温高功率条件下最优，糊化温度在高温高功率与低温低功率两种极端条件下均较高，膨胀力在高温短时最高。
讨论与结论
研究表明，红外干燥参数对甜菜根粉的品质具有显著非线性交互效应。优化的最佳条件为温度120℃、功率3.41 kW、时间85 min，此时油吸收能力为2.87 g/g，水吸收能力为5.89 g/g，与预测值误差小于0.32%。该工艺可在较短时间内获得理化与功能特性均衡的甜菜根粉，适合食品工业应用。红外干燥相比传统方法，在保留生物活性成分与缩短加工周期方面具有优势，但在干燥动力学模型及有效水分扩散系数等方面仍需进一步研究。
打赏
