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目前,果蔬干燥技术研究的主要方向是提高干燥效率、保持干燥品质。果蔬在干燥过程中品质的劣变主要归因于其内部酶的催化、干燥的高温和有氧环境,解决的方法即为钝化氧化酶、降低干燥温度和隔绝氧气。生产上常采用热烫的方法钝化酶及加入抗氧化剂Na2SO3延缓物料氧化,但热烫易造成水溶性营养素的流失和能源的损耗,Na2SO3的残留会影响果蔬品质和人体健康。真空干燥和真空冷冻干燥是降低干燥过程中温度和氧含量的主要干燥方法,但由于干燥效率和成本的限制,应用并不十分广泛,大量的果蔬干燥仍然采用传统的热风干燥方式。本实验室设计的CO2气调热泵干燥设备,采用惰性气体CO2代替常规空气进行干燥闭路循环,并利用热泵系统除湿加热,既发挥了热泵干燥控温范围广、能量利用率高的特点,又能限制氧气含量,充分保护干燥果蔬中的生物活性物质。同时,胡萝卜富含β-胡萝卜素,是人们日常饮食中维生素A的主要来源,但高度不饱和的分子结构使得β-胡萝卜素极易发生降解反应,且胡萝卜也因其自身的生化反应易腐烂变质,从而造成巨大浪费。因此,本研究利用CO2气调热泵对胡萝卜进行不同温度、风速、氧含量及样品切片厚度的干燥处理,建立了薄层干燥动力学模型,探讨了各操作参数对胡萝卜片干燥品质的影响,成功分离β-胡萝卜素各降解产物并确定能有效预测其降解动力学的模型,利用体外试验评估了该干燥方法对β-胡萝卜素生物接近度的影响。具体研究内容如下:（1）研究了胡萝卜CO2气调热泵干燥动力学。考察CO2气调热泵的干燥温度、风速、介质氧含量和样品切片厚度对胡萝卜干燥过程的影响,结果表明整个干燥过程为内部水分扩散控制的降速干燥,干燥速率随干燥温度和风速的增大而显著加快,样品切片厚度的影响与之相反,介质氧含量对干燥动力学的影响较小。将9组试验数据与最常用的7种薄层干燥模型进行拟合,发现Page模型能够最好的描述整个CO2气调热泵干燥胡萝卜过程,其R2达到0.999430.99986,同时χ2和RMSE值也均为所比较模型中最小者。整个干燥过程中,有效水分扩散系数Deff在0.5547×10-99 m2/s至2.0877×10-99 m2/s范围内变动,尤以样品厚度影响最为显著,水分扩散活化能Ea为31.477 kJ/mol,处于食物材料典型活化能的范围内。（2）研究了CO2气调热泵不同操作参数对胡萝卜片干燥品质的影响。结果表明,降低干燥温度、介质氧含量和样品切片厚度或提高干燥风速能够改善脱水样品的颜色。干燥介质中的氧含量对样品中β-胡萝卜素和维生素C的保留率影响最为强烈,5%氧含量能够较好的保护这两种营养素,使其保留率达到89.55%和74.51%。随着干燥温度、风速、氧含量和切片厚度的梯度增加,脱水胡萝卜内部组织结构坍塌,导致体积保留率显著减小,同时内部气孔的减少致使复水比显著降低。通过扫描电镜对样品微观结构的观察,发现干燥条件温和时样品质地疏松、表面气孔呈有规则的蜂窝状均匀分布;而干燥条件严苛时,样品组织形变加剧、孔隙度减少、致密性增加。样品结构上的差异可作为解释体积保留率和复水比变化的依据。（3）鉴定了经CO2气调热泵干燥处理的全反式β-胡萝卜素标准品降解产物类型,并推测其降解途径。建立并优化了以甲醇-甲基叔丁基醚为流动相,利用YMC类胡萝卜素C30色谱柱进行梯度洗脱,有效分离全反式β-胡萝卜素各种降解产物的HPLC方法,同时借助二极管阵列检测器和大气压化学电离源质谱联用技术（HPLC-DAD-APCI-MS）鉴定了经CO2气调热泵干燥的β-胡萝卜素标准品溶液的降解产物。结果表明,同分异构体有13-顺式-β-胡萝卜素、9-顺式-β-胡萝卜素、9,15-双顺式-β-胡萝卜素、9,13-双顺式-β-胡萝卜素;氧化产物有5,6-环氧-β-胡萝卜素、5,8-环氧-β-胡萝卜素、5,8,5’,8’-双环氧-β-胡萝卜素和阿朴-胡萝卜素醛或酮,并综合上述降解产物推测出其可能的降解途径。以此为对照,研究了脱水胡萝卜样品中β-胡萝卜素的降解产物,发现异构化产物主要为13-顺式-β-胡萝卜素和9-顺式-β-胡萝卜素,低温低氧时无双环氧化合物的生成,而高温及长时间干燥则导致5,6-环氧-β-胡萝卜素的消失。（4）研究了CO2气调热泵干燥胡萝卜时其β-胡萝卜素的降解动力学。结果表明,在整个干燥过程中,β-胡萝卜素的降解反应符合一级动力学,且随干燥温度、风速、介质氧含量的升高,降解速率显著增大,半衰期明显缩短;而伴随着样品切片厚度的增加,其降解速率减小,半衰期延长;干燥温度和介质氧含量是影响β-胡萝卜素降解速率的最重要因素。同时动态分析了β-胡萝卜素降解过程中其含量与样品颜色各参数的相关性,发现可以用L*、a*、△E值来预测β-胡萝卜素的损失。（5）采用体外试验评估了CO2气调热泵干燥对胡萝卜中β-胡萝卜素生物接近度的影响。结果表明,干燥温度的影响十分显著,脱水样品的β-胡萝卜素生物接近度均显著高于未经干燥处理的新鲜胡萝卜,其中以60℃干燥样品为最。干燥介质氧含量对样品中β-胡萝卜素胶束率的影响较大,以经CO2气体干燥处理的样品中β-胡萝卜素胶束率最高。油脂的梯度添加能增大所有样品的β-胡萝卜素生物接近度,尤以10%油脂添加量最佳,且二者显著相关。本课题对CO2气调热泵干燥胡萝卜过程及其中生物活性物质β-胡萝卜素的变化进行了系统的研究,成果对气调热泵干燥的理论发展和技术开发有着积极意义。