微观组织结构变化对辣椒干燥和贮藏过程中类胡萝卜素稳定性的影响机理和优化调控

Carotenoids are the main chemical constituents and the presenter of red color of pepper, which are sensitive to degradation during long-term drying and storage. Pretreatment is an important method to enhance drying rate, inhibit enzyme activity and reduce surface microorganism of pepper. High-humidity hot air impingement blanching (HHAIB) is efficient for drying improvement and color protection as a novel technology to replace chemical-dipping method. However, the mechanisms and kinetics of carotenoids degradation during HHAIB treatment, drying and dried pepper storage is unclear. Therefore the red pepper as the materials of this object, to explore the carotenoids degradation kinetics and pathway under HHAIB treatments, drying and storage conditions by measuring the content of total carotenoids and their monomer using HPLC-MS. The color parameters L*, a*, b* and E* is also evaluated for correlation analysis with carotenoids degradation. The microstructure changes under HHAIB treatments was measured using ESEM and TEM technology, to reveal the mechanism of carotenoids degradation, taking drying and storage into consideration based on HHAIB treatment to provide a scientific basis for the optimization of quality control in pepper processing.

类胡萝卜素是使辣椒呈现红色的物质基础，在干燥和贮藏过程中易于降解。预处理是提高辣椒干燥速率、降低酶活性及减少表面微生物污染的重要手段。高温高湿气体射流冲击烫漂（HHAIB）具有良好的促干效果。但类胡萝卜素在辣椒漂烫处理过程中、以及处理后干燥和贮藏过程中其降解影响因素及机理并不清楚。本项目以红辣椒为原料，研究HHAIB、气体射流冲击干燥和贮藏过程中类胡萝卜素变化动力学，通过高效液相色谱-质谱定量分析辣椒红色素各个单体含量的变化动力学，明确红色素降解流向；检测各加工过程中样品色泽参数L*、a*、b*、E*的变化，建立各类胡萝卜素单体与辣椒色度值之间的相关性；采用TEM、ESEM等技术表征辣椒处理前后以及干燥和贮藏过程中表皮超微组织结构的动态演化，揭示辣椒类胡萝卜素降解与微观结构变化的相关关系，在预处理促干的基础上，综合干燥和贮藏过程中类胡萝卜素降解，为加工工艺的优化调控奠定基础。

我国是辣椒最大的生产国，新鲜辣椒采后水分含量高，不耐贮藏，干燥是辣椒采后减损和延长货架期的最常用加工方式。类胡萝卜素是辣椒呈色的物质基础和重要的营养物质，但在加工和贮藏过程中易降解。为此。研究辣椒干燥和贮藏过程中微观结构变化对类胡萝卜素稳定性对提高辣椒品质具有重要意义。.针对辣椒在干燥和贮藏过程中所涉及的关键科学问题，项目主要开展了以下研究工作： 解析了辣椒干燥动力学、色素降解动力学并构建了预测模型，阐明了类胡萝卜素在干燥过程中的降解规律，及其与色泽的相关关系；其次，采用高温高湿气体射流冲击漂烫对辣椒进行预处理以提高干燥速率，与未处理组相比提高了辣椒贮藏过程中的抗氧化活性及其稳定性并减少了类胡萝卜素在贮藏过程中的降解。探索了提高辣椒干燥品质和效率的干燥方法，将高温高湿气体射流冲击烫漂技术作为辣椒干燥的预处理方式，将基于远红外辐射加热的真空脉动干燥技术用于辣椒的干燥，研究了不同真空脉动干燥温度、真空保持时间和常压保持时间对辣椒干燥动力学、微观结构、类胡萝卜素和干燥品质的影响。除此之外，采用新型干燥预处理方式冷离子对辣椒进行干燥预处理，研究了不同的预处理时间对辣椒干燥动力学、色泽、类胡萝卜素含量、抗氧化活性和微观结构的影响。结果表明冷离子在不损害辣椒干燥品质的前提下能够提高辣椒的干燥速率，微观结构分析显示辣椒表皮冷离子预处理形成微孔可能是其促干的直接原因。.项目发表SCI论文5篇，CSCD中文核心期刊3篇，申请发明专利2项，获得实用新型授权专利1项。项目研究成果为辣椒干燥预处理、干燥工艺和贮藏条件的优化和品质调控提供了基础数据，对于提高辣椒干燥效率和贮藏品质具有重要意义。