真空冷凍干燥技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

廣西投資集團(tuán)維科特生物技術(shù)有限公司 羅祖會

真空冷凍干燥技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

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隨著我國改革開放政策的出臺，我國的經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展起來，科學(xué)技術(shù)也不斷發(fā)展。20世紀(jì)90年代以后，真空冷凍干燥技術(shù)在我國有了長足的發(fā)展，并且成為當(dāng)代食品加工中應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)之一。本文主要討論真空冷凍干燥技術(shù)在我國的使用現(xiàn)狀、工作原理、工藝流程及發(fā)展前景。

一、真空冷凍干燥技術(shù)在我國食品業(yè)中的使用現(xiàn)狀

真空冷凍干燥技術(shù)是在1921年發(fā)明的，美國于1943年首先將這項技術(shù)應(yīng)用于制藥工業(yè)，1960年以后，荷蘭、德國等西歐國家才開始將此項技術(shù)應(yīng)用到食品工業(yè)，進(jìn)而開啟了真空冷凍干燥技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用時代。我國應(yīng)用真空冷凍干燥技術(shù)始于1950年左右，并取得了一些成績，在世界中屬于較早應(yīng)用此技術(shù)的國家之一。到20世紀(jì)70年代，我國上海、北京、大連等主要城市就已經(jīng)建立起了生產(chǎn)基地和實驗基地，但由于當(dāng)時的食品匱乏，這項技術(shù)被暫時封存。

根據(jù)人們的需求，研究者對冷凍食品的營養(yǎng)、衛(wèi)生、存貯條件、保健等技術(shù)進(jìn)一步研究，取得了豐碩的成果。到目前為止，在我國的許多城市，我們可以看到許多真空冷凍干燥食品，這些都顯示出這項技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用。目前，我國在食品加工中，真空冷凍干燥技術(shù)主要用于干燥果汁、咖啡、奶粉等高檔食品。它特別適用于干燥整蝦、蘑菇片、草莓、牛排、雞丁以及豬等大型塊片的速熟食品制造。除此之外，它還用于像蜂王漿、人參、鱉粉等的營養(yǎng)補(bǔ)品生產(chǎn)中。真空冷凍干燥技術(shù)不但能保持食品的色香味和營養(yǎng)，而且便于長期貯存和運(yùn)輸。

二、真空冷凍干燥技術(shù)的工作原理

真空冷凍干燥技術(shù)是先將濕物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)的溫度以下，讓水分變成固態(tài)的冰,然后在適當(dāng)?shù)恼婵斩群蜏囟认?，使冰升華為水蒸氣。再利用真空系統(tǒng)的捕水器（水汽凝結(jié)器）將水蒸氣冷凝，從而獲得干燥制品的一種技術(shù)。

真空冷凍干燥技術(shù)的工作理論是以壓力610.5Pa為界，根據(jù)不同的壓力，利用加熱把不同態(tài)的水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。

根據(jù)上面的理論，我們得出真空冷凍干燥的原理是：將物料先冷凍，然后在真空狀態(tài)下對其加熱，使物料中的水分由固態(tài)冰直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣蒸發(fā)出來，從而達(dá)到干燥的目的。

三、真空冷凍干燥技術(shù)生產(chǎn)的工藝流程

真空冷凍干燥食品的生產(chǎn)工藝流程包括前期處理、速凍、升華干燥和包裝四大方面，其具體工藝流程如下。

1.前期處理。前期處理是指對所選的加工食物的前期處理，包含以下操作：清洗、切分、漂燙、殺菌、防氧化、甩干、裝盤等。所需要的基本設(shè)備主要是水槽、臺案、甩干機(jī)、切菜機(jī)等。在這一過程中，要注意清除附在根莖葉上的泥砂以及蟲和卵，避免對其加熱過度。只有把好前期的處理關(guān)，才有可能生產(chǎn)出高品質(zhì)的冷凍食品。

2. 速凍。一般情況下，加工原料必須在專門的速凍庫進(jìn)行凍結(jié)，溫度要達(dá)到共晶點(diǎn)以下10℃左右或者更低。由于各種物料的共晶點(diǎn)溫度不盡相同，許多水果和蔬菜的共晶點(diǎn)大約為－8℃左右，它們一般凍到－20℃左右就可以。為了更合理地掌握凍結(jié)的溫度，應(yīng)該認(rèn)真地測量原料的共晶點(diǎn)。若掌握了合適的凍結(jié)溫度，那么一定要注意把原料凍透，因為未凍透常常會使原料內(nèi)部存有少量液體，而在真空條件下，這些液體便會蒸發(fā)，從而引起原料變色和變形。凍結(jié)的時間和速度也要適合，一般經(jīng)2~3小時就可以達(dá)到凍結(jié)溫度，然后再保溫1~2小時使之凍透，這樣就完成了速凍。一般而言，將經(jīng)過前期處理的原料進(jìn)行速凍，凍結(jié)得越快，原料中結(jié)晶越小，對結(jié)晶組織的破壞越小。

3.升華溫度。本階段的主要任務(wù)是讓原料當(dāng)中的游離態(tài)水升華，因為水由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)需要吸收熱量，所以此階段需要對原料加熱，才能使升華過程得以更好地進(jìn)行。對不同的原料，要根據(jù)升華溫度、加熱方式和升華速度決定所需的熱量。在這一階段要注意的是升華溫度不能超過原料的崩解溫度，并要迅速對速凍后的食品進(jìn)行真空升華干燥，要求真空度很快達(dá)到升華壓力，升華熱能的供給一般采用輻射加熱。

4. 包裝。因為經(jīng)過真空冷凍加工技術(shù)處理過的食品一般呈多孔狀，組織的表面會比原來擴(kuò)大100~150倍，所以和氧氣接觸的機(jī)會增加，因此從低溫低壓下恢復(fù)至常壓時，應(yīng)該避免和氧氣接觸，若能夠在純氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行最好。粉碎、包裝應(yīng)在相對濕度30%~40%、溫度25℃以下的環(huán)境中進(jìn)行。為保持干質(zhì)食品含水量小于5%，包裝內(nèi)可輔助放入干燥劑以吸附微量的水分，包裝材料應(yīng)選擇強(qiáng)度高、顏色深、不透氣的材料。

四、真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展前景和技術(shù)提高

1. 真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展前景。當(dāng)前世界食品工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢：第一，綠色食品受歡迎；第二，方便食品備受歡迎；第三，有助于保健的食品更受歡迎。而凍干食品是方便的、綠色的、也是有利于保健的，它正符合了食品發(fā)展的三大趨勢。并且凍干食品的投入產(chǎn)出比高，所以凍干食品雖然生產(chǎn)成本較高，但它的銷售價格更高；我國有豐富廉價的水果、水產(chǎn)品、肉食、蔬菜等資源——這都為加工成凍干食品提供了有利的條件，這樣的趨勢將刺激我國對真空冷凍干燥技術(shù)的研究和改進(jìn)。

隨著科技的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，真空冷凍干燥技術(shù)在食品中的應(yīng)用將會越來越廣，它所表現(xiàn)的性能也會隨著人們的需求而不斷變化。凍干產(chǎn)品將越來越受到人們的歡迎。但因凍干產(chǎn)品價格高、設(shè)備復(fù)雜、耗能大等多方面的原因，其發(fā)展受到了一定的限制。因此，如何提高凍干設(shè)備生產(chǎn)率、降低能耗，將會是真空冷凍干燥技術(shù)研究的一個新方向。

2. 真空冷凍干燥技術(shù)的技術(shù)效率提高措施。

（1）加強(qiáng)員工的滿意度。在工作中，員工稱常會因為工作的滿意度低而怠工或者出現(xiàn)消極的破壞機(jī)器等行為，這樣的行為會致使機(jī)器生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量差。加強(qiáng)員工的滿意度可以從提高員工認(rèn)同度、提高薪酬福利或者職位輪換等方面進(jìn)行，具體實施時，要對員工進(jìn)行調(diào)查，對癥下藥，這樣就能夠使員工對公司滿意，進(jìn)而提高他們的積極性和主動性。

（2）加強(qiáng)對員工技能的培訓(xùn)。操作人員的專業(yè)知識技能對真空冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用起著直接作用，所以在進(jìn)行操作之前，要對員工進(jìn)行崗前操作技能的培訓(xùn)，當(dāng)技術(shù)更新時，對在職員工也要進(jìn)行新技能的拓展培訓(xùn)，使員工能夠及時地掌握所操作機(jī)器的各方面技能，這一措施無論是對機(jī)器的維護(hù)還是對高效率高質(zhì)量的產(chǎn)出產(chǎn)品都發(fā)揮著直接作用。