蓝莓富含多种活性物质,具有较高的食用和营养价值及保健功效。新鲜蓝莓含水率较高,易腐烂,保质期短。此外,在收获、运输、贮藏和加工等过程中,易受到氧气、温度、光照和微生物的影响,引起品质恶化,造成经济损失。干燥是农产品产后加工广泛应用的处理方法之一,将含水率降低到安全贮藏水分（15%,w.b.）,便于运输和储存,提高可加工性和产品品质。微波泡沫干燥技术结合了泡沫干燥和微波干燥的优点,适用于高含水量、高粘度和热敏性果浆的干燥处理。然而,起泡剂和泡沫稳定剂的种类和添加比例对微波泡沫干燥动力学以及最终产品理化性质和营养品质的作用机理还需深入探究。此外,微波泡沫干燥过程中,电场分布导致干燥不均匀,影响物料的干燥和营养品质。针对上述问题,本研究以蓝莓果浆为研究对象,采用台架试验研究蓝莓果浆微波泡沫干燥特性及干燥均匀性,运用仿真模拟手段,构建电磁场、水分场和温度场多物理场耦合模型,模拟干燥过程中的电场、温度和水分变化,结合台架试验结果探究微波干燥均匀性对果浆传热传质的作用机理;通过台架试验研究微波干燥过程中蓝莓果浆花青素变化规律,分析干燥均匀性对花青素保留率的影响;通过优化蓝莓果浆微波泡沫干燥工艺参数,改善干燥均匀性,保证蓝莓果粉品质;以蓝莓果粉为原料,基于食品3D打印技术,开发新型蓝莓果粉食品。主要研究内容和结论如下:（1）研究了不同起泡剂配方种类及添加比例对蓝莓果浆微波泡沫干燥过程中水分比和干燥速率等干燥特性的影响规律,以及对蓝莓果粉溶解度、孔隙度、颜色、总花青素含量和褐变指数等理化指标的影响。在所研究起泡剂配方（S1～S8）中,以蛋清粉、麦芽糊精和羧甲基纤维素钠构成的起泡配方含有一种起泡剂和两种稳定剂,可提高果浆微波泡沫干燥速率,提升果粉的溶解度和孔隙率等理化性质,丰富果粉颜色。基于主成分分析法建立综合评价模型,系统分析起泡剂配方对蓝莓果粉理化指标的影响,配方S7（蛋清粉:麦芽糊精:羧甲基纤维素钠为16:20:1）具有最高的理化指标综合得分,可用于制备理化性质满足要求的蓝莓果粉。（2）探究了不同微波强度（2～6 W/g）下蓝莓果浆在微波泡沫干燥过程中的干燥特性及干燥均匀性。为深入理解蓝莓果浆微波泡沫干燥均匀性产生机理,基于麦克斯韦方程、达西定律、能量守恒方程和菲克定律,运用COMSOL数值模拟软件构建了蓝莓果浆微波泡沫干燥仿真几何模型和电磁场-水分场-温度场等多物理场模型,解析蓝莓果浆微波泡沫干燥过程。微波谐振腔体中,微波传递的TE和TM模式主导果浆料层温度和含水率分布特征。TE模式导致果浆料层边缘处电场强度较高,果浆继续吸收微波能转化为热能,使得料层边缘处温度升高,产生局部“热点”,形成“边角效应”。TM工作模式影响垂直方向上的电场分布,在果浆料层上以1/4谐振波长距离（30.6 mm）产生驻波,高、低电场交错分布,均匀性较差。料层内高电场区域吸收微波能转化的热能不断积累,温度升高,最终导致果浆料层温度“冷点”和“热点”左右对称分布。果浆料层含水率分布趋势与温度分布相反。随着微波强度的增加,温度分布和水分分布均匀性降低,干燥后期,过高微波强度会引起较快的升温速率和降水幅度,干燥均匀性较差。（3）系统研究了不同微波强度下微波干燥过程对花青素含量的影响规律,以总花青素含量、总花青素含量分布、总花青素含量分布均匀性系数和花青素保留率为目标量,分析了温度均匀性对花青素降解的影响。根据干燥过程中温度的升温速率变化,构建花青素降解动力学模型,阐述了温度及其分布均匀性影响花青素降解的机理。微波谐振腔体中TE和TM模式影响温度分布特征,进而影响总花青素含量分布,表现出“冷点”区域含量高、其他区域含量低且以料层中心左右对称分布。提高微波强度,可有效缩短预热干燥时间,使果浆平均花青素含量快速升高;但在干燥后期,果浆升温速率随微波强度增加而增加,影响总花青素含量,花青素含量分布均匀性随微波强度的增加而显著降低。高微波强度引起干燥后期较差的温度均匀性,造成花青素大量降解,降低了花青素保留率。（4）通过中心组合试验方法,研究了微波强度、高低功率比、高功率加热时间和高低功率加热时间比等因素交互作用对蓝莓果浆含水率、温度离散值和花青素保留率的影响。采用多目标粒子群算法,构建了蓝莓果浆微波泡沫干燥工艺参数优化模型,确定最佳干燥工艺参数。含水率降低引起温度离散值升高,温度均匀性下降,花青素保留率降低。制备含水率较低和温度均匀性较高的蓝莓果粉的优化干燥工艺参数为:微波强度5 W/g,高、低功率比1.8,高功率加热时间5.5 min,高、低功率加热时间比0.6。制备较高花青素保留率的蓝莓果粉的优化干燥工艺参数为:微波强度4 W/g,高、低功率比1.8,高功率加热时间6 min,高、低功率加热时间比0.6。以上述工艺参数进行了验证试验,试验值与预测值拟合良好。（5）为提高干燥产品的可加工性,基于食品3D打印技术,研究了蓝莓果粉、马铃薯淀粉和低甲氧基果胶等凝胶成分及超声预处理功率对蓝莓凝胶体系3D可打印性的影响。通过混料设计试验,优化出适用于食品3D打印的蓝莓凝胶体系配方。低甲氧基果胶主导凝胶挤出,添加低甲氧基果胶的凝胶样品显示出明显的剪切稀化行为。高超声功率（400 W）预处理可促进形成均匀、致密和稳定的凝胶结构,打印出具有较高形状稳定性和高花青素含量的样品。适于3D打印的蓝莓凝胶体系优化配方为:蓝莓果粉质量分数0.10、马铃薯淀粉质量分数0.71、低甲氧基果胶质量分数0.19,优化指标分别为打印保真度89.83%、硬度406.436 g、颜色L*值为56.63、总花青素含量为0.064 mg/g。