食品冷冻干燥技术的应用及进展

食品冷冻干燥技术的应用及进展

钱丹20090803109

(徐州工程学院食品(生物)工程学院,江苏徐州221000)

摘要:本文阐述了冷冻干燥在食品工业中的应用，介绍了冷冻干燥的工艺、冷冻干燥技术的特点、冷冻干燥得国内外的现状以及发展趋势，最后指出了发展冷冻干燥技术的对策。

关键词:冷冻；干燥技术；食品工业

Freeze-drying technology application and progress

QIAN Dan 20090803109

(Xuzhou Instittute of Technology Food (biological) engineering institute,JiangSu Xuzhou 221010)

Abstract:this article expounds the freezing drying in the food industry application, this paper introduces the technology of the freeze drying, freeze drying, freeze drying the characteristics of the technology at home and abroad and the present situation of the development trend, and finally points out the development countermeasures of freeze-drying technology.

Keywords: frozen; Drying technology; Food industry

在冷冻干燥过程中，由于食品在低温、缺氧和避光条件下失去水分，干燥后的食品基本上保持了原新鲜食品的色、香、味、形及有效成分，蛋白质、维生素等各种营养成分、特别是那些易挥发热敏性成分不损失。只有这样才能最大限度地保持原有的营养成分，有效地防止干燥过程中的氧化、营养成分的转化和状态变化。冻干的制品成海绵状，无干缩、复水性极好，食用方便、含水分极少，包装后可在常温下长时间保存和运输，复水后近似于新鲜食品。真空冷冻干燥法是目前所有干燥方法中最先进的一种技术，是无需任何添加剂和防腐剂，能够保持新鲜食品原有的生物活性及有效成分的最佳冷干和保鲜技术[1]。

1 冷冻干燥工艺

1.1 前处理工艺

对于不同的待干物料，前处理的方法是不同的。根据原料的特点采用相应的处理方法，如蔬菜冷冻干燥的前处理，除进行原料的分选、清洗、切分外，还需进行漂烫[2]。

1.2 预冻工艺

预冻有抽真空自身蒸发冻结和用速冻设备冻结两种，为了保证食品的品质，一般选用后者。根据被冻物料的共晶点温度，选择预冻温度；根据被冻物料的结构，形状和大小，选择冻结时间；根据物料的性质，选择预冻速率，预冻工艺直接影响着物料的品质[3]。

1.3 升华干燥

升华干燥在真空装置中进行，因而在升华干燥过程中保持合适的真空度十分重要。为了提高升华速度，缩短产品冻干时间，需要适当提高升华的温度、传热系数以及减少水蒸汽的逸出阻力。升华时的温度受条件的制约：食品冻结部分的温度应低于共晶点温度，否则冻结部分将融化，使已干燥部分构成的骨架刚度下降，变得有粘性而塌陷，封闭了已干燥部分的海绵状微孔，阻止升华继续进行，

这时如果供热过量，产品将融化报废。升华中热量的获得是由干燥箱中的加热板以辐射的形式传导给被干燥物的。加热板的温度是根据干燥物的允许最高温度以及传热系数，按照干燥过程的加热曲线而精心控制的。这种曲线称为冷冻干燥曲线，选择合适的曲线是冷冻干燥工艺的关键[4]。

1.4 后处理工艺

真空冷冻干燥食品一般为多孔疏松状，表面积大，易吸湿与破碎。为了便于保存，后处理工艺不容忽视，常用真空包装或充入惰性气体进行包装，以便于长期贮藏[5]。

2 冷冻干燥技术的特点[6]

2.1 冷冻干燥过程决定了其干制品具有如下特点:

适用于热敏性高和极易氧化的食品的干燥, 可以保留新鲜食品的色、香、味及营养成分。不失原有的固体骨架结构, 保持物料原有的形态。具有多孔结构, 因此, 具有很理想的速溶性和快速复水性, 复水时, 比其他干燥方法生产的食品更接近新鲜食品。在升华过程中, 溶于水中的可溶性物质就地析出, 避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养物携带到物料表面造成表面硬化和营养损失的现象[7]。

2.2 冷冻干燥的食品

冷冻干燥食品的优秀品质使得冷冻干燥食品具有巨大的市场诱惑力, 冷冻干燥被认为是生产高品质干燥食品的最好的方法。

冷冻干燥在食品加工领域的应用比较广泛, 肉类、海鲜、水果、蔬菜、奶品、蛋品、香辛料、咖啡、茶、饮料等食品原料都可以冷冻干燥。

冷冻干燥的产品用途也比较广泛, 冷冻干燥牛肉、鸡肉、虾仁和小青葱、胡罗卜、香菜、青豆及辣椒等蔬菜是高档方便面的伴料; 冷冻干燥的水果可以直接作为休闲小吃食品, 也可用做奶油冰淇淋、奶油夹心饼干的配料; 冷冻干燥的水果粉、胡罗1、粉和南瓜粉等果粉菜粉可用做婴儿的断奶食品, 也可作为面包和糕点的配料; 冷冻干燥的咖啡、茶和果汁属于速溶饮料; 冷冻干燥汤是即食汤菜, 热水一冲, 即为一碗味道鲜美的汤[8]。

3 食品真空冷冻干燥的国内外现状及发展趋势[9]

真空冷冻干燥技术在二战时用于医药、生物方面，60年代开始应用于食品行业。随着社会的发展，人们的饮食结构也在发生变化，冻干食品凭借方便、营养和绿色的优异品质迎合了社会的发展趋势。据有关部门统计，目前，美国每年消费冻干食品500万吨，日本160万吨，法国150万吨，其它国家数量也很可观[17]。日本每年需花1000亿日元进口冻干食品，日本、美国及欧洲等地每年约需冻干大蒜粉6000t，可见冻干食品的国际市场很大[10]。冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品的4-6倍，是速冻食品的7-8倍，且其产量正以每年30%的速度递增，正成为国际贸易的大宗食品[11]。

随着人们生活水平的提高和环境污染的恶化，对冻干食品的需求会逐年上升，生产真空冷冻食品会成为食品加工的一个新热点，高真空冻结干燥装置的应用也会越来越广泛。目前国外有规模较大的冻干食品企业约130多家。美国冻干食品发展最快, 在全美方便食品中冻干食品占40%～50%[12], 在20家生产咖啡和茶的工厂中,就有10家采用冻干法生产。日本目前已有35个冻干食品生产厂家,年产值达13亿日元。美、日冻干蔬菜在市场上已占近10%。冻干食品的普及性在一些发达国家已达到相当高的程度[13]。与发达国家相比，我国真空冷冻干燥技术的发展历史较短。20世纪50年代引进了真空冷冻干燥技术，当时主要用于医药生产及生物制品。到1992年与国外合资在上海、山东、浙江建立了四家冻干工厂，以后青岛、广东、福建、北京等地又从国外引进了一些冻干生产线。

近些年来，我国开发、研制的真空冻干设备取得了可喜的成果，工艺技术达到了国外同类设备先进水平。中国科学院近代物理研究所在我国率先研制的JDC系列食品真空冻干设备，受到了好评。