热带作物学报

作者：刘飞, 王文凤, 刘洋洋, 邹颖, 彭芍丹, 周伟, 李积华

单位：1.中国热带农业科学院农产品加工研究所/农业农村部热带作物产品加工重点实验室，广东湛江 524001,2.云南农业大学热带作物学院，云南普洱 665000,3.中国热带农业科学院，海南海口 571101

关键词：菠萝果粉,谷朊粉,水分吸附等温线,模型拟合,结合能

基金：海南省自然科学基金项目(321QN0928),海南省自然科学基金项目(321MS0797),中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630122024019)

为探究谷朊粉（wheat gluten，WG）抑制菠萝果粉吸湿行为的作用机制，给菠萝果粉的加工及贮藏提供理论指导，采用静态称量法绘制4种不同WG添加量（0、10%、20%、30%）菠萝果粉的水分吸附等温线。选用7个经典数学模型对吸附实验数据进行非线性拟合，以决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）为评价指标，筛选出拟合度最高的模型并确定其数学表达式，进而推算菠萝果粉的安全贮藏水分。通过水与物料的结合能分析，绘制出样品平衡水分含量（equilibrium moisture content，Xeq）与结合能的关系图，从热力学角度阐述WG对菠萝果粉水分吸附特性的影响。结果表明，在25 ℃室温条件下的水分吸附过程中，样品Xeq会随着水分活度（aw）的升高而升高，而且WG添加量越高的样品，其升高幅度越小。在0.753的aw下，4种样品的Xeq分别为0.2068、0.1921、0.1763、0.1530 g/g。菠萝果粉的水分吸附等温线属于Ⅲ型等温线，Peleg模型对其拟合效果最好，其次分别是GAB、Henderson、Mod-BET、Oswin模型，而Halsey、Smith模型的拟合效果较差。Peleg模型对所有样品拟合的R2均在0.995以上，RMSE为0.0112~0.0137。模型拟合验证结果表明，Peleg模型预测值与实测值有较高的线性关系，能较准确地反映菠萝果粉的Xeq。根据食品安全贮藏水分理论，利用上述拟合模型表达式推算出4种样品的相对安全水分分别为0.1421、0.1308、0.1168、0.1017 g/g，绝对安全水分分别为0.0803、0.0721、0.0615、0.0501 g/g。此外，结合能分析结果表明，水与物料的结合能随着Xeq的升高而下降，同时WG的添加可有效降低结合能，从而降低物料对水分子的吸附能力。当Xeq为0.20 g/g时，WG添加量每增加10%，物料与水的结合能平均下降0.0396 kJ/mol。

来源：2025年第3期

《热带作物学报》期刊编辑部

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