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菠萝（Ananas comosus）因其风味独特、富含营养而成为全球消费最多的水果之一。在过去十年中,消费者对菠萝的需求持续增加,促进了其产量的大幅提高。然而,菠萝的高水分含量（81-86%）不利于其长期保存,易发生腐烂变质现象,造成资源巨大浪费。此外,由于菠萝是一种季节性水果,因此迫切需要延长其保质期、提升其产品附加值的方法。干燥是最古老、最传统的果蔬加工技术。传统的热风干燥应用广泛,但干燥速率低,加工周期长、能源消耗大和最终产品质量差。因此,采用先进的干燥方法和干燥预处理技术不仅可以提高传质速率、减少干燥时间、节约能源、提升钝酶和杀灭微生物的效果,而且保留了干燥产品的感官、物理和营养品质。本研究的主要目的是探索不同的干燥方法,包括传统和现代干燥技术对菠萝干燥的适用性,以及研究多频率模式超声预处理对菠萝干燥过程和品质的促进作用和机理。本研究的主要结论如下:对比研究了四种不同的干燥方式对菠萝片干燥动力学和品质的影响。采用红外干燥（ID）、冷冻干燥（FD）、对流干燥（CD）和相对湿度对流干燥（RHCD）对菠萝切片进行干燥。研究了四种不同干燥方式对菠萝片的干燥动力学（水分比、干燥速率和有效水分扩散率）、物理属性（颜色、质地、复水和微观结构）、风味和酶活性（多酚氧化酶和过氧化物酶）的影响。结果表明,在菠萝片干燥过程中,ID的有效水分扩散系数(Deff)和干燥速率最高,干燥周期最短（分别比CD、RHCD和FD低33.45%、36.18%和76.12%）。所有样品组的Deff值的变化范围为5.89×10-9 m~2/s-2.32×10-8 m~2/s。在不同的脱水工艺中,与Newton和Inverse logarithmic模型相比,Logarithmic和Parabolic模型显示出更高的决定系数（0.980＜R~2＜0.998）和更低的卡方误差和均方根误差,表明Logarithmic和Parabolic模型是两种预测菠萝片干燥过程中水分动力学较好的数学模型。FD和ID干燥后的菠萝片色泽较亮,褐变程度较低（3.27和9.9）;RHCD和ID干燥的菠萝片具有更高的硬度值和浓郁的菠萝风味;与其他脱水样品相比,FD样品硬度和风味值最低,然而,FD样品复水比最高,复水过程中显示出轻微的结构变化。在多酚氧化酶和过氧化物酶失活方面,ID（94.12%和83.81%）优于CD（79.41%和76.51%）、RHCD（88.24%和67.63%）和FD（79.41%和55.92%）。综合而论,红外干燥是一种在短时间内获得高质量脱水菠萝的有效方法。在上一章的基础上,进一步对菠萝片的红外干燥进行了深入研究。对比研究了中波红外干燥（IWD）和催化红外干燥（CID）对菠萝片干燥动力学和产品的质量属性（物理质量、酶、风味和生物活性化合物）的影响;同时,将热风干燥（HAD）作为对照。研究结果表明,红外干燥技术优于热风干燥。CID表现出最高的水分扩散率和干燥速率(3.05×10-8 m~2/s-5.12×10-8 m~2/s),与HAD（3.57-7.25 h）和IWD（2.08-4.75 h）相比,CID（1.88-3.15 h）的干燥时间分别下降了47-57%和10-34%。与IWD相比,CID样品色泽变化较小、风味更加浓郁且残留内源酶活性更低;但是,CID样品表面较硬,复水能力较低。此外,CID较好地保留了菠萝片中的营养成分（维生素C、总酚、类黄酮和类胡萝卜素）,尤其是在60℃（56-87%）时,其次是IWD在70℃（50-80%）和80℃（35-90%）时。综合而论,CID可以显著缩短干燥时间,且干燥后的菠萝片质量良好。探究了多模式超声预处理对菠萝片红外干燥特性和品质的影响。采用单频超声（MFU,20 k Hz）、双频超声（DFU,20/40 k Hz）和三频超声（TFU,20/40/60 k Hz）三种频率模式超声预处理菠萝片,研究预处理对菠萝片的传质、红外干燥动力学和干燥产品品质特性（复水、颜色、硬度、酶活性、总酚类化合物、总黄酮含量、维生素C和抗氧化活性）的影响。超声预处理分别在蒸馏水（US）、35°Brix蔗糖溶液溶液（US-OD）和75%（v/v）醇溶液（US-ET）中进行。结果表明,超声预处理改变了菠萝片的微观结构并缩短了干燥时间,与对照组相比,US缩短了19.01-28.8%,US-OD缩短了15.33-24.41%,US-ET缩短了38.88-42.76%。三种超声频率模式中,最佳频率模式为TFU,与MFU相比,时间减少6.36-11.20%,且干燥产品品质更好。与对照（无超声预处理）相比（6.32）,超声处理导致了产品颜色变化（US为8.26-9.02,US-OD为7.45-7.87,US-ET为7.74-7.74）,同时也导致了生物活性化合物一定程度上的损失,US的抗氧化活性保留率为53.46-60.45%,US-OD为65.17-75.13%,US-ET为48.44-54.52%,而对照组为79.01%。然而,超声预处理对酶活的抑制最强,并具有最高的风味特征。与对照组相比,US的PPO活性降低9.67-38%,US-OD降低41.94-70.96%,US-ET降低38.71-64.52%,而US的POD活性降低27.2-58.78%,US-OD降低82.98-95.21%,US-ET降低98.32-99.16%。在菠萝蛋白酶活性方面,US表现出最佳的酶活性保留（比对照组高6.03-28.1%）。然而,在蔗糖和乙醇中超声处理的样品菠萝蛋白酶活性较低,分别比对照组少21.23-32.21%和67.42-75.27%。总的来说,US-ET具有最强的风味特征、最高的酶失活和复水能力,但其生物活性化合物损失最严重但其生物活性化合物损失最严重。在超声预处理样品中,US-OD样品的褐变和复水能力较低,硬度较高,营养成分、生物活性化合物和抗氧化活性保留较好。综合而论,在蔗糖溶液中应用TFU是同时提高超声功效、缩短干燥时间、生成优质产品的可行方法。综上所述,可以得出结论,红外干燥及其与三频超声预处理联合技术,不仅可以降低菠萝的干燥时间和提高干燥效率,而且可以获得更优质的干燥产品,克服了传统热风干燥的局限性,是一种可行的预处理和干燥方法。