食品真空冷凍干燥工藝及其強(qiáng)化研究

□ 陳云海 福建美一食品有限公司

1 引言

食品冷凍干燥工藝可以保存物料的活性物質(zhì)，在最大限度上保存食品的化學(xué)品質(zhì)，是常用的干燥食品方式，但是其中也存在一些弊端，比如，具有耗能高、時(shí)間長以及生產(chǎn)成本投入高等特點(diǎn)。因此，有必要分析食品真空冷凍干燥工藝的原理，并且探究一系列強(qiáng)化技術(shù)，不斷提升真空食品的保存質(zhì)量。

2 食品真空冷凍干燥工藝原理分析

食品真空冷凍干燥工藝原理是基于水的三相變化，水在不同溫度條件下，存在氣、液、固3種狀態(tài)，在一定壓力下加熱固態(tài)冰將由固態(tài)冰直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。真空冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用了該原理，先將食品冷凍至冰點(diǎn)以下，食品中的水分轉(zhuǎn)化為固態(tài)冰，隨后在真空度較高的情況下，冰會(huì)升華為水蒸氣，進(jìn)而達(dá)到食品干燥的目的。冷凍干燥技術(shù)的平衡溫度較低，并可以在真空狀態(tài)下進(jìn)行，具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些熱敏性與易氧化的食品，真空冷凍干燥工藝能夠最大程度上保留食物的顏色與風(fēng)味，并且減少食品中維生素的流失。冷凍干燥后的食品不會(huì)失去原來的基本框架形狀，并且具有良好的復(fù)水性，可以恢復(fù)至原有的性質(zhì)與形狀。真空冷凍干燥技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用溫度較高的液體作為加熱劑，其中所涉及的真空低溫設(shè)備消耗的能量過多，因此，具有較高的生產(chǎn)成本。

3 食品真空冷凍干燥工藝的強(qiáng)化研究

3.1 熱風(fēng)真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)

熱風(fēng)真空干燥技術(shù)具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高的特點(diǎn)，技術(shù)原理為通過熱空氣中的熱量將食物中水分的蒸發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)干燥的目的，但是該種技術(shù)具有一定的缺點(diǎn)，比如干燥的時(shí)間較長，并且無法保障食物的質(zhì)量。應(yīng)用冷凍熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù)對(duì)胡蘿卜與南瓜干燥后發(fā)現(xiàn)，相較于單一的熱風(fēng)與冷凍干燥技術(shù)，聯(lián)合干燥技術(shù)可以減少食物中胡蘿卜素的流失；而在保障食物的質(zhì)量方面，冷凍熱風(fēng)聯(lián)合干燥工藝也更勝一籌，并且能夠降低產(chǎn)品的能耗，提高生產(chǎn)質(zhì)量。研究表明，將腌制調(diào)味高菜真空冷凍20 h后，進(jìn)行1 h的熱風(fēng)干燥，該種方式比單一的冷凍節(jié)能方式更加節(jié)能[1]。通過研究即食杏鮑菇工藝發(fā)現(xiàn)，在耗能更低的情況下，冷凍熱風(fēng)聯(lián)合干燥工藝產(chǎn)品品質(zhì)比熱風(fēng)干燥產(chǎn)品品質(zhì)更佳[2]；低溫真空熱風(fēng)聯(lián)合工藝可以用來干燥綠茶，并且研究出了最佳水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)為18%～28%，該種技術(shù)對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義[3]。

3.2 高壓電場(chǎng)真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)

高壓電場(chǎng)干燥技術(shù)具有設(shè)備成本投入低，干燥過程中能夠保持物料溫度的特點(diǎn)，在很大程度上保留了食物的營養(yǎng)成分，但是干燥后期速度較慢。與傳統(tǒng)干燥技術(shù)相比，將食品在高壓電場(chǎng)中進(jìn)行預(yù)處理，可以有效節(jié)約干燥時(shí)間，在提升干燥速率的同時(shí)，能夠增強(qiáng)食物中細(xì)胞的通透性。例如，對(duì)海參進(jìn)行高壓電場(chǎng)真空冷凍聯(lián)合干燥，先對(duì)海參進(jìn)行3～5 h高壓電廠干燥，隨后實(shí)行真空冷凍處理，經(jīng)過干燥后的海參在結(jié)構(gòu)、復(fù)水率以及蛋白質(zhì)含量上，明顯高于單一干燥的產(chǎn)品。并且高壓電場(chǎng)真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)具有節(jié)能效用，在食品儲(chǔ)存中應(yīng)用該技術(shù)不但提升了海參的質(zhì)量，并降低了其硬度收縮率，改善了傳統(tǒng)干燥技術(shù)的弊端。此外，微波食品干燥技術(shù)的研發(fā)，也具有一定優(yōu)勢(shì)，比如，干燥的時(shí)間較短，還可以殺滅食物中的細(xì)菌，該冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)研究起步較晚，但優(yōu)勢(shì)明顯。

3.3 變溫壓差膨化干燥技術(shù)

變溫壓差膨化干燥技術(shù)是一種綠色干燥方式，它利用了食品中含有的天然水分，使其汽化生成水蒸氣帶動(dòng)食品膨化，具有低碳、環(huán)保的特點(diǎn)。有實(shí)驗(yàn)以菠蘿蜜為研究對(duì)象，優(yōu)化了熱風(fēng)變溫壓差膨化聯(lián)合干燥技術(shù)與真空冷凍變溫壓差膨化干燥技術(shù)，并將膨化溫度、抽空時(shí)間與溫度作為顯著的變量因素，測(cè)定了菠蘿蜜的含水量、硬度、顏色，在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中確定了變溫壓差膨化干燥技術(shù)的最佳參數(shù)。在研究桑椹干制品的理化品質(zhì)時(shí)，應(yīng)用了變溫壓差膨化聯(lián)合干燥桑椹工藝，在優(yōu)化聯(lián)合干燥技術(shù)的基礎(chǔ)上，探究了超微粉碎技術(shù)對(duì)究桑椹干制品中營養(yǎng)成分的影響，對(duì)桑椹干制品干燥的設(shè)計(jì)生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。變溫壓差膨化干燥微觀細(xì)胞結(jié)構(gòu)空隙最大，賦予了產(chǎn)品疏松多孔的結(jié)構(gòu)。綜合考量食品的營養(yǎng)成分、感官評(píng)分、風(fēng)味物質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)，得出變溫壓差膨化干燥加工技術(shù)適宜于香蕉干制品的生產(chǎn)加工中。但目前真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)仍處于工藝優(yōu)化階段，應(yīng)加大對(duì)真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)機(jī)理的研究。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著人們生活水平的不斷提高，食品真空冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，在調(diào)味品、水產(chǎn)品以及果蔬產(chǎn)品中發(fā)揮著重要作用。真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)具有一定的利用價(jià)值，可以有效保留揮發(fā)性物質(zhì)的味道，是研究天然調(diào)味品的發(fā)展方向之一。