《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：A Comparative Study of Cast-Tape, Freeze, and Oven Drying on the Physicochemical and Bioactive Properties of Red Cabbage Microgreen (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) Foam Powders
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本文綜述了紫甘藍微型蔬菜（Brassica oleracea var. capitata f. rubra）泡沫經澆注帶式干燥（CTD）、冷凍干燥（FD）和熱風干燥（OD）后，所得粉末在理化性質、生物活性成分（如酚類、黃酮、花青素）保留及抗氧化活性（AA）方面的系統比較，揭示了不同干燥技術在效率與營養品質間的權衡，為功能性食品配料開發提供科學依據。
隨著全球對植物源性產品需求的增長，消費者對植物蛋白、纖維、維生素、礦物質及生物活性化合物的興趣日益濃厚。在此背景下，營養豐富的微型蔬菜，特別是紫甘藍微型蔬菜，因其富含微量營養素和生物活性物質（如抗壞血酸、槲皮素和花青素）而被視為功能性食品。然而，其較低的生產率、快速的衰老過程和短暫的采后貨架期限制了其商業化生產。將微型蔬菜轉化為粉末是一種有前景的策略，可延長貨架期、便于處理運輸，并擴展其作為功能性食品配料的應用。
本研究旨在生產紫甘藍微型蔬菜泡沫，并采用澆注帶式干燥、冷凍干燥和熱風干燥三種方法將其脫水成粉，進而對所得粉末進行全面表征。泡沫的配方為水（74.7%）、微型蔬菜（14.2%）、乳化劑（6.5%）、預糊化淀粉（2.8%）和麥芽糊精（1.8%）。干燥條件分別為：CTD（98°C，泡沫層厚2-3 mm）、FD（0.014 mbar，-58°C，48小時）和OD（70°C，泡沫層厚2-3 mm）。達到水分含量低于0.1 g/g所需的干燥時間分別為：CTD 32分鐘，FD 2880分鐘，OD 150分鐘。泡沫在CTD過程中易于鋪展，實現了快速干燥，而OD和FD過程耗時較長。
在理化性質方面，FD粉末表現出更高的水分含量和水活性，而CTD和OD粉末則具有較低的含水量和水活性（<0.6），這有利于產品質量的保存。所有粉末的吸濕性均低于12%，表明在相對濕度75%的環境中不易結塊，其中FD粉末的吸濕性最低。顏色分析顯示，FD粉末亮度（L**）值最高，呈現更偏綠（-a*）的色調；而CTD和OD粉末則顯示出更高的色度（C*）和更偏向橙黃色的色調角（h°）。粉末及泡沫中特征性的紫紅色不明顯，這主要歸因于介質pH值（約5.96）導致花青素處于近乎無色的狀態，但在酸性乙醇提取液中，FD樣品的顏色最為鮮艷。
在生物活性成分保留方面，FD粉末在所有指標上均顯著優于CTD和OD粉末。具體而言，FD粉末的總酚含量（TPC）、總黃酮含量（TFC）、花青素含量以及抗氧化活性（通過FRAP和ABTS法測定）均為最高。相比之下，CTD和OD過程由于暴露于較高溫度、氧氣和（對CTD而言）光照，導致了顯著的生物活性成分降解。與FD相比，OD粉末的TPC降低了約51%，而CTD粉末的TPC降低了約64%。花青素對熱、pH和光極為敏感，在CTD粉末中的含量不足FD粉末的一半。
傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析表明，三種干燥方法所得粉末的光譜整體相似，尤其是在FD和CTD粉末之間。光譜中在3309 cm-1附近的寬譜帶對應于樣品中水分子的O-H伸縮振動。2915和2847 cm-1處的譜帶與飽和烴基團（C-H2, C-H3）的伸縮振動有關，提示存在類黃酮化合物典型的芳香族結構。1740 cm-1處的譜帶與脂肪酸中酯化羧基的C=O伸縮振動相關。1600 cm-1附近的譜帶則歸因于類黃酮A環和B環的芳香環骨架伸縮振動。1300至880 cm-1之間的譜帶主要來自碳水化合物（如淀粉、麥芽糊精）中C-C、C-O鍵的伸縮振動和C-O-H的彎曲振動。這些結果表明，粉末中含有生物活性化合物（類黃酮）、碳水化合物（淀粉、麥芽糊精、纖維素、半纖維素）和脂肪酸。
研究指出，泡沫配方中使用的載體材料（麥芽糊精、預糊化淀粉、乳化劑）可能會稀釋生物活性成分的表觀濃度，并在FTIR光譜中占據主導，這可能部分影響了理化與生物活性數據的解讀。此外，CTD過程中光照和氧氣暴露未受控制，其與熱效應的協同作用可能加劇了生物活性成分的降解。
綜上所述，本研究系統比較了三種干燥技術對紫甘藍微型蔬菜泡沫粉品質的影響。冷凍干燥能最大程度地保留生物活性成分和抗氧化活性，是生產高附加值或營養強化產品的理想選擇，但其過程耗時、成本高昂。澆注帶式干燥憑借泡沫易鋪展和高效傳熱的優勢，實現了快速、可規模化生產的脫水，但在生物活性成分保留方面做出了較大犧牲。熱風干燥則在加工效率與化合物保存之間提供了折中平衡。這些發現凸顯了在不同干燥技術的效率與最終產品的營養品質之間存在權衡，為指導食品工業根據具體應用需求（如追求最大營養保留或最高加工效率）選擇適宜的干燥方法提供了關鍵依據，并支持了微型蔬菜粉末作為功能性配料在增值食品配方中應用的巨大潛力。未來的研究應致力于優化泡沫配方，并開展長期穩定性研究，以最大限度地保存生物活性化合物。
