海藻酸钠可食用涂层对成熟菠萝片干燥行为及品质特性的影响研究

为解决热带鲜切产品在干燥过程中营养流失、褐变和质地劣变等问题，孟加拉国拉杰沙希工程技术大学团队创新性地将海藻酸钠可食用涂层与渗透脱水(OD)预处理结合，系统研究了不同涂覆方式对菠萝片干燥动力学(60°C最优)、水分扩散活化能(最高达65.93 kJ/mol)及品质参数的影响。研究发现涂层显著提升了维生素C(85.89 mg/100g)、总酚含量(87.11 mg GAE/g)等营养指标，并通过感官评价证实了15天货架期内涂层样品整体接受度提升。该研究为热带水果干燥加工提供了新型预处理技术方案。

　　

热带水果因其独特风味和营养价值广受全球消费者青睐，但鲜切加工导致的组织损伤会加速腐败变质。菠萝(Ananas comosus)作为典型热带水果，富含维生素C和消化酶，却在采后易发生品质劣变。传统热风干燥虽能延长保质期，但往往伴随营养成分损失、褐变加剧和质地硬化等问题。现有研究表明渗透脱水(OD)预处理可改善干燥产品品质，但过度溶质渗透又会影响产品天然风味特征。在此背景下，可食用涂层技术因其选择性阻隔气体迁移的特性，成为平衡干燥效率与品质保持的研究热点。

孟加拉国拉杰沙希工程技术大学化学工程系Shrabony Sarker等人在《Heliyon》发表的研究，创新性地将海藻酸钠(sodium alginate)可食用涂层与OD预处理相结合，通过四种不同涂覆方案(OD前涂覆、OD前后双重涂覆、OD后涂覆及未涂覆对照)，系统探究了涂层对菠萝片干燥行为及品质特性的影响机制。研究发现60°C为最优干燥温度，此时涂层样品不仅保持最佳感官品质，还显著提升了营养保留率。该研究为热带水果加工提供了兼具理论基础和实践价值的新型预处理方案。

研究团队采用多学科交叉的实验方法：首先通过渗透脱水(OD)处理(60°Brix糖溶液，2h)结合不同涂覆时序建立实验组；采用Fick第二定律计算有效水分扩散系数(D_eff)和活化能(E_a)；利用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量(TPC)；通过9点享乐评分进行感官评价；所有实验均设置三重重复。样本来源于孟加拉国本地市场的成熟菠萝。

干燥动力学研究揭示，涂层显著改变了水分迁移特性。未涂覆样品(Sample 1)表现出最高D_eff值(5.89×10^-10 m²/s)，而OD后涂覆样品(Sample 4)的活化能达65.93 kJ/mol，表明涂层有效调控了水分扩散路径。温度敏感性分析显示，65°C虽缩短干燥时间(8h vs 60°C的11h)，但导致明显色泽劣变，验证了60°C的工艺优越性。

在品质特性方面，涂层展现出多重保护效应：OD后涂覆样品(Sample 4)的维生素C含量达85.89 mg/100g，较对照组提升3倍；总酚含量(87.11 mg GAE/g)显著高于未处理组。值得注意的是，双重涂覆样品(Sample 3)因涂层粘附性问题，品质指标介于单次涂覆与对照组之间。体积收缩率分析显示，涂层使样品收缩率降低7.6%(65.91% vs 71.32%)，这归因于涂层对细胞结构的保护作用。

感官评价数据证实，涂层处理显著延长了货架期：OD后涂覆样品在15天储存后仍保持5.0的接受度评分(9分制)，而对照组在第9天即低于可接受阈值。电子显微镜观察发现，单层涂层能有效保持细胞完整性，这是改善复水比(3.1 vs 2.22)和减少营养流失的结构基础。

该研究通过多角度验证了海藻酸钠涂层作为干燥预处理技术的双重价值：在工程学层面，涂层通过调节水分扩散路径优化了干燥效率；在食品科学层面，其选择性屏障作用有效保留了热敏性成分。特别值得注意的是，时序实验证明OD后涂覆方案最具应用潜力，这为工业化生产提供了明确工艺参数。研究也存在一定局限，如双重涂覆的界面相互作用机制尚未完全阐明，这为后续研究指明了方向。总体而言，该成果不仅为热带水果加工提供了创新解决方案，其揭示的涂层-脱水协同机制对开发其他易腐农产品加工技术具有重要借鉴意义。