冷冻干燥技术和其在食品工业中的应用

冷冻干燥技术及其在食品工业中的应用

——胡亚楼1.冷冻干燥食品的概念

干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。冷冻干燥（Freeze Dry）是一种新型干燥技术，即在低温条件下，对湿物料冻结，再在较高真度下加热，使固态冰升华，脱去物料中的水份，全称为真空冷冻干燥技术，简称冻干技术。采用冻干技术获得的食品就叫冻干食品，也叫FD食品。

2.冷冻干燥食品的分类和特点

2.1冻干食品的分类

几乎所有含水的食品都可以进行冻干，但对某些糖分含或胶质含量过高的食品以及共晶点温度过低的食品，冻干比较困难。可冻干的各类食品如下：

香葱、大蒜、洋葱、生姜、辣椒、青椒、胡萝卜、菠菜菜花、荷兰豆、芦笋、豆角、欧芹、西兰花、食用菌等。

苹果、桃、梨、杏、红枣、革莓、香蕉、菠萝、哈密瓜、龙眼、榴莲、蓝莓、山竹等。

牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉等。

鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、鱿鱼、银鱼、海参、干贝等。

方便面及其辅料、肉丸、汤料，婴儿食品、军用食品、宇航食品等。

咖啡、牛奶、豆浆、果汁、蜂王浆等。

果酱、汤料、调料、香料等。

2.1.8

其他类茶叶、中药材动物胶蛋白、人参、酶制剂等。[1]

2.2冻干食品的特点

，特别适用于热敏性食品，使其不致变性或失活。特殊风味食品中风味物质损失小，能最大限度地保存食品的色香味。

，化学变化也很小，干燥后疏松多孔，体积几乎不变。

，食用方便。干燥后的物质疏松多孔呈海绵状，加水溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的形状。

，易氧化物质得到保护。

，易于储存和运输。各种冻干蔬菜压块后包装，体积缩小几十倍，重量减轻十几倍，包装仓储运输成本大大降低。

3.冷冻干燥技术原理

3.1水的三相点

真空冷冻干燥基本原理是基于水的三相变化。随着压力的降低，水的冰点变化不大，而沸点不断下降，逐渐接近冰点。当水的沸点降至与冰点重合时，气、液、固三相水共存，此时对应的气压温度值称三相点，纯水的三相点为（610.5Pa，0.01℃）。在三相点温度和压力以下，冰由固相直接转变为气相，称之为升华。

图3-1 水的三相图

3.2升华

在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的果蔬中的水分直接以冰态升华为水蒸气被除去，从而得到冷冻干燥脱水食品。冻干过程由于升华吸热，需要在冻干阶段补充热量，通过干燥层不断传递给冻结部分，在升华界面上，水分子被加热后沿毛细孑管进入到周围环境中被冷凝器捕捉而排除，避免了真空度的降低。在干燥过程中，物料必须处于真空冷冻状态，且需维持物料温度低于三相点温度。

3.3共晶点与共熔点

共晶点是指物料溶液析出冰晶体后，水与溶质达到平衡，共晶溶液全部冻结时的温度，是溶液完全冻结固化的最高温度。

溶液完全冻结后，随着温度上升，开始有冰晶融化的温度称为共熔点。