真空冷冻干燥水产品的技术分析_徐瑛
真空冷冻干燥金枪鱼的吸湿特性研究_毕设论文
真空冷冻干燥金枪鱼的吸湿特性研究姓名：（XXXX大学食品学院，地点20090）摘要：目的对冻干金枪鱼吸附规律进行探讨。
方法采用静态测试法，比较两种冻结方法冻干金枪鱼的吸湿特性。
结果绘制25℃、50℃等温吸湿线。
结论在温度、相对湿度相同的条件下，与中速冻结方法相比，快速冻结方法所得冻干制品的吸湿性更好。
关键词：金枪鱼；冻结速度；真空冷冻干燥；吸湿特性Research on moisture absorption characteristicof vacuum freeze dried tunaXU Lian, WU Jiale(Shanghai Fisheries University, Shanghai 200090)Abstract:Objective We make some exploration about the regularity of absorption of freeze dried tuna. Methods The tuna slices are frozen through two methods before they are vacuumed dried. Then their moisture-absorbability are tested using static testing method to determine the influences of the frozen method to their moisture-absorbability. Results We plot the 25℃\50℃isothermal moisture-absorbing curves of the vacuumed freeze dried tuna. Conclusion The result shows that the moisture-absorbability of rapid freezing of freeze dried products are better than the ordinary-freezing at the same temperature and relative humidity. Key word: Tuna; Freezing speed; Vacuum freeze drying; Moisture-absorbability序言金枪鱼含高蛋白质、高肌内脂肪和高维生素A、D，具有很高的营养价值，金枪鱼又称为“海中极品”。
真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用分析
真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用分析作者：李仲艺来源：《中国新技术新产品》2018年第01期摘要：科学技术的迅猛发展，为社会上各个产业的发展提供了坚实的技术基础，而真空冷冻干燥技术的创新优化，则带动了生物制药行业不断的创新发展。
为了使生物制药产业的发展符合当今社会对药品及相关产品质量更高的要求，加强真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用分析势在必行，以期为生物制药产业发展提供技术支持。
关键词：真空冷冻干燥技术；生物制药；应用分析中图分类号：TQ464 文献标识码：A生物科学作为21世纪重要科学技术研究领域，使得生物制药技术的创新与研发，对产业的发展以及确保人们用药安全均起到至关重要的作用。
基于此，本文通过对生物制药领域发展较快的真空冷冻干燥技术原理进行简述，并对真空冷冻干燥技术工艺过程以及相关优势进行分析，从而为该技术在生物、药物注射剂、生化制品、抗生素类药品等相关生物制药产业可以得到更好的应用提供行之有效的理论参考依据。
一、真空冷冻干燥技术的概述“冻干技术”是真空冷冻干燥技术的别称，具体是指通过低温条件先将药品做冻结处理，随后在真空无菌环境中进行升华干燥处理，并且在升华中将药品多余的水分做去除处理，再对药品进行解析干燥处理，促使药品在该技术施行过程中达到除去结合水的最终目的。
真空冷冻干燥技术有利于药品在化学、生物学以及物理学方面均可保持稳定性质，并使可高效保留药物细胞活性。
此外，通過真空冷冻干燥技术处理的液体药品经过升华浓缩后，不仅液体颜色不会受到任何影响，而且在对相关浓缩液体药品进行稀释后，具有速溶、稳定性强以及受环境污染几率小等现实优势，从而使药品的保存期限得以延长，提高了药品的品质。
与此同时，利用冻干技术处理后的药品更便于运输与储存，有利于缩减生化企业制药成品，并达到获取更高经济效益的目的，因此真空冷冻干燥技术在当今生物制药行业中应用的较为广泛。
二、真空冷冻干燥技术的原理及工艺过程（一）真空冷冻干燥技术的原理确保真空冷冻干燥技术原理得以顺利实践的前提是对相关医学制品在真空环境下进行冷冻，而后运用升华这一物理技术对化学制品进行干燥脱水处理，这个在冷冻后进行干燥脱水的全过程，称之为真空冷冻干燥技术。
真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用
真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用
徐砾
【期刊名称】《武汉纺织大学学报》
【年(卷),期】2003(016)005
【摘要】论述真空冷冻干燥技术在生物制品中的应用,以及在各领域的发展现状及前景,阐述选择真空冷冻干燥设备的原则.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】徐砾
【作者单位】武汉生物制品研究所,湖北,武汉,430060
【正文语种】中文
【中图分类】TB61+4
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真空冷冻干燥水产品的技术分析
真 空冷 冻干 燥 一般 不宜 带 骨 刺 和 脂 肪 干燥 。 骨 刺会 大大延 长 干 燥 所 需 时 间 ， 而鱼 类 脂 肪 组 织 的熔点 较低 ， 在干燥 时 间长 、 干燥 温度 偏 高时会 发 生 熔化 。脂 肪组织 含 水较少 ， 即使是 冻干 初期 ， 食 品表面 冰 晶升华后 ， 干物 料 的温度 升高 时 ， 如 表层 脂 肪组织 也 有可 能 熔 化 ， 体 油脂 会 堵 塞 冻 干 层 液 中的空穴 ， 碍 冰 晶升 华 ， 而 导 致 产 品 崩塌 ¨ 。 阻 从 ｊ 另 外 ， 肉脂 肪经 冻 干 加 工 后 自由 表 面积 大 大 增 鱼 加 ， 导致 干 品迅 速 氧化腐 败 。所 以 ， 干前应 剔 华 成气 态
水蒸气 。然后再用真 空系统 的冷 阱将水 蒸气 冷凝 ， 降低物料 中 的水分含量 ， 从而获得 干燥脱水制 品 。 水产 品 由于其 风 味 独 特 ， 有 丰 富 的蛋 白质 含 等 营养物 质 ， 这些 营 养物 质在 高温 条件 下 ， 容 但 很 易 发生 变化 ， 使 食 品腐 败变 质 。而水 产 品低 温 致 脱 水加工 技 术能 较 好 地 保 持水 产 品原 有 的品 质 。
水产 品 的含 水量 一 般 为 ７ ％ ～８ ％ ， 过 最 ０ ５ 通
经 过真空 冷 冻干 燥 技术 的 加工 ， 以 提 高产 品 的 可
质 量 ， 长产 品 的保 质 期 ， 便 长 途运 输 、 藏 和 延 方 贮 消费。
１ 水 产 品真 空 冷 冻 干燥 过 程 特 点
水产 品 真 空 冷 冻 干燥 的 工 艺 流 程 分 为 前 处 理、 预冻 、 华 干 燥 、 析 干 燥 及 后 处 理 （ 要 指 升 解 主 真 空包装 ） 过程 ， 等 各个 过 程 的特 点 如下 ：
浅谈真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用_1
浅谈真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用发布时间：2022-10-09T01:37:25.559Z 来源：《科技新时代》2022年第6期作者：颜建国蔡国忠汪小东[导读] 在近些年的发展过程中，我国经济在国际市场当中的地位明显提升，颜建国蔡国忠汪小东浙江普康生物技术股份有限公司，浙江省杭州市310000摘要：在近些年的发展过程中，我国经济在国际市场当中的地位明显提升，因此在工业领域，我国对于一些技术的改进也取得了长足的进步。
现阶段，伴随着我国科学技术的发展，医学领域也取得了相应的发展。
基于此，着重分析真空冷冻干燥技术在生物制药方面的具体应用。
关键字：生物制药；真空冷冻干燥技术引言真空冷冻干燥技术是近年来发展起来的一种技术类型，现阶段已经在各行各业得到了广泛的应用。
对于医学界而言，真空冷冻干燥技术可以有效地应用于生物制药领域，进一步提升药品的生产质量。
1.生物制药技术生物制药技术出现在20世纪初期，但是在20世纪末才逐渐发展起来，并于21世纪初逐渐应用于医疗领域。
在生物制药的过程中，虽然制造的工艺流程比较简单，并不需要投入大量的资金成本，但是对制造环境提出了较高的要求。
同时，生产出来的药品需要妥善地保存，因此，在长期的发展过程中，药品的保存问题一直困扰着人们。
将真空冷冻干燥技术应用到生物制药领域，对药品进行适当的处理，可以有效地保障制药环境以及药品保存环境，促进现阶段生物制药技术的发展。
1.1技术概述在对真空冷冻干燥技术进行研究的过程中，了解到这项技术出现的时间也比较长，但是由于这项技术在刚刚出现的时候其自身还存在一些问题，这就导致这项技术的发展还存在一些不完善的地方，因此在生物制药的过程中并没有对正向技术手段起到高度重视。
但是由于在近些年来进行生物制药的过程中，要去经常因为其自身原因和外界因素，导致其自身质量和稳定性经常出现一些问题，这些问题对我国医药行业的发展也产生非常严重的阻碍作用。
因此在这个过程中就需要使用合理的真空冷冻干燥技术，借以提升药物自身质量和稳定性。
真空冷冻干燥技术个人笔记
《真空冷冻干燥技术》笔记主要简单介绍一下冷冻干燥技术的原理、冻干机组成、冻干参数、冷冻干燥的程序、影响冷冻干燥过程的因素、冻干制品不合格现象和解决方法的学习心得。
第一节冷冻干燥技术原理干燥是保持物质不腐败变质的方法之一。
干燥的方法有许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。
但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。
干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。
微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。
因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。
而冷冻真空干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低干燥产品的残余水分含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。
溶剂效应在药物化学合成中涉及到的有机反应，许多都需要溶剂存在下才能进行。
加入溶剂往往不仅是为了改善反应物料的传质和传热，而且由于许多溶剂分子还能与反应试剂的微粒相互作用，围绕这些微粒形成溶剂膜，从而能够改变微粒的自由能和电子结构。
溶剂的这种作用将对反应速率产生影响，有时还会改变反应历程和定向。
因此，溶剂的使用是关键。
溶液：溶液是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物，被分散的物质（溶质）以分子或更小的质点分散于另一物质（溶剂）中。
溶质，溶液中被溶剂溶解的物质。
溶质可以是固体：如溶于水中的糖和盐等、液体：如溶于水中的酒精等、或气体：如溶于水中的氯化氢气体等。
溶剂（solvent）广义指在均匀的混合物中含有的一种过量存在的组分。
狭义地说，在化学组成上不发生任何变化并能溶解其他物质（一般指固体）的液体；或者与固体发生化学反应并将固体溶解的液体。
溶解生成的均匀混合物体系称为溶液，在溶液中过量的成分叫溶剂；量少的成分叫溶质。
溶剂也称为溶媒，即含有溶解溶质的媒质之意。
真空冷冻干燥技术将成为海珍品干燥加工的主要技术
卤虫 、 车元 、 片及 其 他粒 径 为 ０５ｍ 左 右 的 虾 ． ｍ 配 合微 囊 饲料 。
５２ 投 喂量 ．
虾苗的体长能够达到 １ ． ｃ 即可出苗放养。 ． １ ｍ， １ ２ 出 苗 的方 法 为：用袖 网末 端连 活水 网箱 （ ０８ｍ、 宽 ． 高
１ ， 慢 放水 收苗 ， ． ｍ）缓 ０பைடு நூலகம்虾苗 切勿 在 网箱 内长 时 间积 压， 容量 为 １ ０Ｌ的塑 料桶 ， 次 称 苗或 提 苗 不 应 超 一
益 ， 丰富 了企业 产 品 品种 ， 强 了企业 自身 抵 御 市场 风 险的 能力 。 又 增
至于产 品的市场销路， 国外市场看 ， 从 对冻干食 品需求逐年增加 ， 只要产品质量过硬 ， 出口市场是
极具潜力的。国内随着人 民生活水平的不断提高， 对饮食水平 的要求越来越高 ， 对高 品质高档次 的冻 干食 品需求潜 力很 大 ， 要 生产 经 营者 做 好 宣传 引 导工 作 ， 只 一定 会得 到 市场 的 良好 回报 。
过 ０５ｋ 。 ． ｇ （ 收稿 日 ２ １—５ ２ ） 期：００ ０—４
每 万尾 ４ ８ｇ次 ， 天投 喂 ４ ６次 ， ～ ／ 每 ～ 并根 据不 同 规 格 的实 际摄 食 量适 当调 整 ， 能 过 量 投 饲 ， 不 以防
水 质恶 化 。
真空冷冻 干燥技 术将成为海珍 品干燥， －的主要技 术 ｎｒ
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（ 国化 工机 械 网 ） 中
曰
大 降低 一次性 设备 投 资 。 从 加工 成本 看 ， 据 美 国农 业部提 供 的资料 ， 空冻 干 食 品的加 工 费是 冷 冻食 品和 罐 头食 品 的两 根 真 倍 多 ， 其销 售储 藏 费用低 。从 整个 加 工 流通 过 程 的 总成本 看 ， 空冻 干食 品为罐 头食 品 的 １ ２倍 ， 但 真 ． ０
真空冷冻干燥技术的研究进展
７ ６・的研 究进展
周 扔 李臻峰 李 静 徐晚秀 （ 江南大学机械 工程 学院， 江苏 无锡 ２ １ ４ １ ２ ２ ） 摘 要： 冷冻干燥是 获得优质脱水产品最好 的方法 ， 已在食 品药品等领 域获得 了广泛应用。主要 综述近年来 国内外对真空冷冻干燥 技术的研 究现状 ， 分析 了现有 的冷冻干燥数 学模型 以及过程参数对冻干过程 以及产品品质的影响 ， 阐述 了相 关联 合冷冻干燥技 术的研 究 进展 ， 探讨 了冻干技 术的发展前景和有待解决的问题 。 关键词 ： 冷 冻干燥 ； 过程参数 ； 联合干燥 冷冻干燥技术在食品药品加工业的应用越来越广泛 ， 与其它干 物料进行冻干过程 的研究和模拟时 ， 确定各种食 品的冻结速率有益 燥方法相 比， 它 具 有 以下 特点 ｌ ： 于 完 善 生 产 耗 能 以及 食 品 品质 的设 计 。 ａ ． 冷 冻干燥在低 温下进行 ， 且处 于高真空 状态 ， 酶和 细菌不滋 ２ ． ２干燥 室压强。干燥 室的压 强与升华 、 解 吸过程的传热 、 传质 生、 食 品不 变 质 、 不氧化 、 营养损失少 ， 特 别 适 用 于热 敏性 高 和 极 易 速率关 系密切 。干燥过程 同时进行着热量传递 和质量传递 两个过 氧 化 的食 品 的 干燥 。 程， 稳定 的压 强对 应着干燥仓 内食 品稳定 的升华温度 ， 也决 定 了冻 ｂ ． 干燥 过程避免 了物 料变形 ， 能保持原有 固体骨架 结构 ， 干燥 干食 品残余 的含水量 。在 干燥过程 中 ， 升华受传热 还是传质控制 后物料呈海绵状 ， 具有多孔结构 ， 能快速 吸水至原有状态 ， 复水 后更 是很 多种因素影 响的 ， 二者可互为转化【 ｌ ３ Ｊ 。齐锡龄 、 涂伟萍 等［ １ ４ ， １ 的 冻干试验结果表 明： 在一定加热方式下 ， 干燥 室压 强存 在最佳值 ， 这 ｃ ． 冷 冻干燥产 品价 格高 ， 设备投 资大 ， 成本 高 ， 制 约了其在食品 个最佳值受物料种类 、 冻干设备 的性能等 因素影 响。 目前广泛用 于 中的应用 。这是 目前冷冻干燥技术所面临的主要 问题 。 计算真空压力对干燥时间的影 响公式为 ： １ 冷 冻 干燥 的数 学 模 型 Ｒ 冷 冻干燥数学模型是用数学语 言来 刻画冻干过程 的行 为 ， 它很 ） （ ２ ） 大程度地反 映了人们对冻干过程本质和机理的认知程度 。 最早用 于描述冻干过程 的模型是 Ｋ ｉ ｎ ｇ 和Ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ Ｌ ￣ 在 １ ９ ６ ７年提 式中 ： 一气体常数 ； 一 绝对 温度 ； 出冰界 面均匀退 却模 型（Ｕ Ｒ Ｉ Ｆ模 型） ， 建立 了二 维状态下 的质热传 ｘ 一物料厚度 ；Ｄ一扩散系数 ； 递模型 ， 可得到冻干过程所需 的能量 、 某一 时刻物料 的温 度分布 以 水 的分子量 ； 一水分所 占的体积 ； 及干燥所需 时间。此模型只考虑 自由水的脱除 ， 没有考虑物料结合 传质系数 ； 一物料 内冰晶的蒸 汽压 ； 一环境蒸汽压。 水 的脱除 ， 只能描述低干燥速率下物料 中自由水 的去除过程。 对于压强 的选择 ， 国内已有各种相关试验 。曹 晓红【 ｔ ６ １ 干燥 红枣 Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ和 Ｐ ｅ ｃ ｋ ｚ 在 １ ９ ７ ５年提出了吸附 一升华冻干模 型 ， 对 冰的 时 ， 通过试验得出最经济的压强为 ９ ０ Ｐ ａ； 秦红平ｆ ７ １ 通过试 验得出干 升华和水的吸附分别加 以描述 ， 同时考 虑了水蒸气逸 出时温升的影 燥玫瑰花 的最佳压强为 ４ ０ Ｐ ａ； 宫元 娟【 ｔ ８ １ 通过试验得 出干燥 芦荟到 响， 预测精度也大大高于 Ｕ Ｒ Ｉ Ｆ模型 ， 但此模型假设 了表 面积恒定 、 最佳压强为 １ ０ ８ Ｐ ａ。 干燥过程 由传热过程控制 ， 以及结合水 是在所有 自由水升华后 才汽 许多学者进行进一步 的研究 ， 采用 了循环压力 的方法。与恒定 化等条件 ， 因此与实际情况仍 有差距 。 之后 ， Ｌ ｉ ａ ｐ ｉ ｓ 和Ｌ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ ｓ ｌ 提出 压力法相 比， 循环压力法可 以更加节省 干燥 时间 。 Ｍｅ Ｈ ｏ ｒ Ｊ Ｄ等人㈣ 了解 吸 一升华模 型 ， 排 除了 Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ 与Ｐ ｅ ｃ ｋ 模型 的假设条件 ， 因此在 通 过 理 论 分 析 和 实 验及 工 业 实 践 证 明 ， 循 环 压 力 法 可 以缩 短 干 燥 时 应 用 范 同上 有 所 扩展 。 间 。并 发 现 在 循 环 压 力进 行 冻 干 时 ， 存 在 最 佳 循 环 压 力 的波 幅 和 波 数学模型的建立 ， 都需要一些热物性参数 ， 如导热系数 、 质扩散 形 。 系数 、 共晶点 和共熔点 、 孔 隙率 、 崩塌温度 、 平衡湿含量 、 比热和密度 对 不同 的干燥 室压强进行 分析和 比较 ，对调控 物料 的干燥速 等。 质热传递模型的建立 ， 使得物料 的冷冻干燥过程 ， 研究冷冻干燥 率 ， 改善产品品质有重要意义。 过 程 机 理 得 到 充 分研 究 ， 进 而 指 导 实 际生 产 。 ２ ． ３加 热 温 度 和 物 料 厚 度 。 目前 广 泛 采 用 的 加 热 方 式 是 隔 板 加 热， 通过热隔板把温度传递给物料。 在允许的范围温度 内， 隔板温度 过 程参数 主要包括 冻结速率 、 加热方式 、 干燥 室压 强 、 物料 厚 可直接上升到最高温度。 实验表明 ， 在一定的范围内 ， 物料的干燥速 度、 加热温度和加热方式等 。这些过程参数会对冻干过程 中食品的 率随隔板 的温度升高而加快。当隔板达到某一温度时 ， 继续提高其 品质以及能耗等有较大影 响。 温度 ， 会引起升华 界面温度上升 ， 水蒸气压随之增大 ， 造成升华 阻力 ２ ． １ 冻结速率 。 冻结速率直接影响冰晶颗粒 的大小 ， 而冰 晶颗粒 增大 ， 升华干燥时间反而开始增加。 的大小又会影响到之后 的升华过程 。１ ９ １ ３年 ， Ｐ ｌ ａ ｎ ｋ总结 了冻结公 物料 的厚度也会对干燥过程起 到较大 的影响 。增大物料的比表 式 面积或减小物料 的厚度都可 以降低干燥层 热 、 质传 递 的阻力 ， 提 高 ， ： 【 ＋ 】 干燥速率 ， 但会导致导致生产能力 的下 降。在 干燥 速率 和生 产能力 （ １ ） 之 间 找 到平 衡 点 是 选 择 物 料 厚 度 的关 键 。 这 需 要 通 过 试 验 来 得 出 结 式中 ：ｔ一冻结时间 ；Ｐ一物料密度 ； 论。张余诚等人 在冻 干草毒时 ， 通过正交试验 ， 得 出草莓片的最佳 ｒ ， ０一物料的冰点 温度 ； 一冷却介质 温度 ； 厚度为 ６ ～ ８ ｍ ｍ。姚志华 在冻干胡萝 卜的试验 中发现 ， 胡萝 卜 切片 Ｐ， Ｒ 一物料形状 系数 ； ｏ ， 一导热系数 ； Ｘ 一装料厚度。 的最佳厚度为 ８ ｍｍ左 右 ，此 时的干燥 时间最 短 ，升华 干燥 能耗最 华泽钊 】 通过研究 ， 完善 了冰晶形成理论 。肖鑫等㈣在此基础上 低 。所以 ， 实 际生产中应合理选择 固形物料的厚度。 研究 了冻干速率 与内部孔隙率的分 布关 系， 通过微 ｃ Ｔ扫描技术 ， 间 ３联合干燥技术的研 究 接得到 了冻结速率与产 品品质 的关系 。姚智华… ］ 进行试验 发现 ， 慢 联合干燥是指根据物料 的特性 ， 将 两种或两种 以上 的干燥方式 冻形成的冰晶较大 ， 有利于物料 中水分 的升华 ， 但制品复水性较差 ； 进行 组合 ， 利用各 自的优 点 ， 在获得 高质量 的产 品的 同时 ， 降低 能 快冻产生的冰晶细小 ， 升华 速率慢 ， 制成 品复原性好 。因此 ， 对不 同 耗 ， 可以避免单一干燥方式的缺 点 ， 是未来的发展方 向。
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真空冷冻干燥水产品的技术分析徐瑛,陈天及,谢堃(上海水产大学食品学院,上海200090)摘要:通过对水产品特点的剖析,阐述了水产品真空冷冻干燥中前处理、预冻、升华干燥及解析干燥四个过程的工艺特点和技术参数。
在对鱼、虾、贝三大类水产品进行差异分析后,得出了不同种类水产品真空冷冻干燥工艺上的区别。
同时,针对上述分析指出了水产品冻干过程中存在的一些技术难点。
关键词:真空冷冻干燥;水产品;冻干工艺;技术参数真空冷冻干燥过程是通过调节冻干机的板层控制温度,将湿物料冻结到共晶点温度以下,在保证物料中水分完全冻结成小冰晶的情况下对冷阱进行降温,当降至适当温度时,使用真空泵对箱体抽真空,使箱体内部维持在一个较低的真空度,这一过程使物料中的水分由固态冰直接升华成气态水蒸气。
然后再用真空系统的冷阱将水蒸气冷凝,降低物料中的水分含量,从而获得干燥脱水制品。
水产品由于其风味独特,含有丰富的蛋白质等营养物质,但这些营养物质在高温条件下,很容易发生变化,致使食品腐败变质。
而水产品低温脱水加工技术能较好地保持水产品原有的品质。
经过真空冷冻干燥技术的加工,可以提高产品的质量,延长产品的保质期,方便长途运输、贮藏和消费。
1 水产品真空冷冻干燥过程特点水产品真空冷冻干燥的工艺流程分为前处理、预冻、升华干燥、解析干燥及后处理(主要指真空包装)等过程,各个过程的特点如下:1.1 前处理真空冷冻干燥一般不宜带骨刺和脂肪干燥。
骨刺会大大延长干燥所需时间,而鱼类脂肪组织的熔点较低,在干燥时间长、干燥温度偏高时会发生熔化。
脂肪组织含水较少,即使是冻干初期,食品表面冰晶升华后,如干物料的温度升高时,表层脂肪组织也有可能熔化,液体油脂会堵塞冻干层中的空穴,阻碍冰晶升华,从而导致产品崩塌[1]。
另外,鱼肉脂肪经冻干加工后自由表面积大大增加,会导致干品迅速氧化腐败。
所以,冻干前应剔除过多的脂肪。
沥水过程对水产品冻干来说是不可缺少的一步,它可以去除产品中部分水分,减少后续冻干的负荷,但沥水时间不宜过长,以免水产品氧化变质。
装盘过程中,应注意对鱼体色泽容易消失的鱼类,如黄鱼,尽可能避免其带色部分与空气接触,否则会氧化变色,影响冻干成品外观。
一般将物料分为上下两层,底层带色部分向上,上层带色部分向下。
带鱼背部的色素与空气接触后容易变红,应将其腹部向外,背部朝内[2]。
1.2 预冻水产品开始冻结的温度为-0.6~-2 ,当通过最大冰晶生成带(-1~-5 )后,约有80%的水冻结,当降温至-18 时,水产品的冻结率为95%。
因此,水产品的共晶点一般在-20-25 ,预冻温度一般选为共晶点以下5 为宜[3]。
水产品的含水量一般为70%~85%,通过最大冰晶生成带后,从初温降至冰点,在此温度范围内微生物和酶的作用不能抑制。
若在此阶段停留时间过长,水产品的品质就会下降,从-5 到终温,微生物和酶要到-15 以下才能抑制,故也必须加速通过此阶段。
此外,鱼肉肌球蛋白在-2~-3 变性最大, 淀粉的 化在1~-1 进行最快,所以,必须快速通过-1~-5 温度区域[4]。
但快速冻结时鱼体内外温差应力会导致鱼体结构的急剧破裂,从而降低复水的速率。
慢速冻结冰晶升华后遗留下来的孔隙较大,有利于后续水蒸气的排出,也有助于冻干后期水蒸气向表面迁移及冻干产品的复水。
但慢冻形成的大冰晶会挤破鱼肉的组织细胞,造成复水后水产品的汁液流失,品质下降,复水性差。
结合以上两方面,水产品真空冷冻干燥的预冻方式应选为中快速冻结。
1.3 升华干燥真空箱内真空度一般在10m i n内应达到设定的真空度,以防止水分升华过慢而导致物料升温崩塌。
当产品温度为-30 时,冰所对应的饱和蒸气压约为38Pa,所以箱体真空度必须控制在38Pa以下,否则冰晶难以升华,无法完成一次干燥[5]。
同时,在此温度下,冰的升华潜热为2771kJ kg-1,有必要对板层进行适当加热,补给水产品中冰晶升华时所需的热量,以免因过度消耗自身热量而造成产品彻底冻结。
实验研究表明,真空冷冻干燥水产品时,干燥室的压力在30 ~35Pa为宜。
1.4 解析干燥鱼虾贝肉组织中的肌动球蛋白在解析干燥过程中会催化腺嘌呤核苷酸(ATP)水解为腺嘌呤核苷二磷酸和无机磷酸盐。
干燥温度为50 时,水产品ATP-ase的活性残存率为75%~80%,持水能力约为1.00g水/(g固形物),但当干燥温度升高至80 时,ATP-ase的活性残存率仅为55%~ 60%,持水能力下降为0.87g水/(g固形物)[6]。
可见,解析干燥过程的干燥温度将会大大影响水产品的蛋白质变性和持水能力。
因此,这一阶段产品温度不宜高于50 ,且升温速度不宜过快,以免导致箱压过高,产品表面出现焦糊现象。
2不同水产品真空冷冻干燥差异分析由于不同种类水产品的组织结构、水分含量及冻干工艺均有较大差异,因而真空冷冻干燥工艺也有着显著区别。
2.1 鱼类水产原料中鱼类的水分含量一般在75%~ 80%,浸出物含量为1%~5%。
鱼肉组织主要由肌肉纤维构成。
切割时应使切割面垂直于肌纤维的方向,使冻干时冰的升华界面的移动方向与肉的纹理一致,并保持与热流方向平行,这样对传热和传质都有利。
当热量垂直于肉的纹理方向传递时,升华的水蒸气难以向外扩散外逸,导致干燥速率降低,冻干产品复水较难[7]。
鱼类死后的僵直先于畜禽类,这一阶段鱼肉的新鲜度高,但肌肉变得僵硬,组织紧密,失去弹性,冻干品复水后口感差,消化率低,不宜食用。
僵直期过后,鱼肉开始软化,恢复原有弹性,由于鱼类含水多、组织柔嫩,经过软化后很快就会腐败变质,因此应在其软化前进行冻干。
实验证明,鱼类死后12~24h内冻干,复水后的肉质弹性、口感均较满意。
鱼肉经预冻处理后,其肌球蛋白就会变性。
因此在对食用肌原纤维不稳定的鱼肉进行冻干加工时,需要加强对原料鱼肉的处理,防止肌原纤维蛋白的变性。
相比之下,乌贼、鱿鱼类的胴体和头腕部基本上均可食用;无大的骨骼,故净肉率高。
肌纤维密集,结构紧致,冻结时其组织几乎不受损伤。
由于此类水产品的肌肉具有橡胶状的弹性特征,解析干燥阶段加热温度可提高至60 ,提高冻干效率。
乌贼、鱿鱼冻干复水后能保持原有的风味和持水能力,冻干成品具有一定硬度,便于运输和保藏。
2.2 虾类虾类水分含量为76%~78%,脂肪含量低。
虾肉肌纤维比较细,组织蛋白质结构松软,既无鱼腥,也无骨刺。
日本龙虾的含壳率高,故其出肉率只有40%~43%;而壳不发达的斑节虾,其出肉率为54%~56%,基围虾的出肉率可达60%,比较适合作为真空冷冻干燥的原料。
冻干解析阶段加热温度不宜超过35 。
冻干虾仁复水烹调后,其色、香、味和营养与烹调鲜虾仁相当。
2.3 贝类淡水贝类多以鲜活品上市,而海产贝类鲜活品相对较少,多以冷冻品、干制品等形式上市。
因此,真空冷冻干燥海产贝类比较符合市场需求。
贝类水分含量大约在75%~85%,肌肉中浸出物含量为10%~12%。
其质量组成各有特点,与鱼类大不相同。
相比较其他水产品,贝肉肌肉较嫩,但贝类的肉和内脏难以区分,出肉率较低。
鲍鱼除内脏后的出肉率可达50%左右,文蛤为25%左右,蛤仔为15%左右。
作为真空冷冻干燥原料,应尽可能选择出肉率和营养价值高的贝类。
贝肉较易腐败变质,开壳后的工艺流程最好在低温下进行。
采用冷冻干燥对贝类进行干制处理,可增加呈味氨基酸和海产品特有的鲜香味,且贝肉的结构很复杂,外套膜通常由三层组成,外层和内层都是表皮细胞层,外套膜带有肌肉。
但贝类干品复水烹调后,通常有口感发糊、起渣的问题,而海产扇贝由于闭壳肌肥大,肉质鲜嫩,使其冻干成品滋味鲜美,基本没有发糊起渣的问题,蛋白质含量高达55%。
3需解决的技术问题真空冷冻干燥技术可以明显提高水产品档次,但实际应用并不广泛,究其原因主要有以下三个方面。
3.1 不同水产品之间差异较大水产品种类繁多,即使是同类水产品,如果生长环境不同,气候不同等均会导致差异。
因此,水产品冻干过程的技术参数很难归类,如上述所提到的不同水产品的装盘就很有讲究,随便放置会导致鱼体失色,影响外观,所以要针对不同水产品种选择具体冻干工艺。
而且,国内外已有的水产品冻干工艺研究并不成熟,工业化生产所需的技术参数也比较少。
3.2 冻干时间点较难确定果蔬类产品在采摘后一段时间内品质变化不大,而水产品尤其是海产品,捕捞后成活率很低。
鱼类死后会发生僵直和软化等一系列变化,僵直期的鱼肉会失去弹性,而软化后的鱼肉很快就会腐败变质。
因此,选择水产品死后合适的时间点进行冻干显得尤为关键,这将直接影响鱼肉的新鲜度,消化率、口感和营养价值。
而不同水产品有着自身不同的僵直和软化速度,所以冻干时间点的确定相对较难。
3.3 蛋白质变性水产品蛋白质含量很高,但蛋白质在52~54 具有胶体性质,如果解析阶段温度控制不当,将会导致蛋白质变性。
所以,若以食用肌原纤维不稳定的鱼种作为原料,应特别注意对原料的处理。
在进行鱼肉冻干加工时,可用食用碱溶液进行漂洗,也可在鱼肉中添加适量多聚磷酸盐和糖类,以防止蛋白质变性[8]。
4结束语目前针对海参、银鱼、虾仁、鱼片、甲鱼等水产品冻干已经有了试验性开发,取得了一些较为满意的结果。
相信随着冻干技术的发展和普及,愈来愈多的水产品将会采用冻干加工技术,一些技术上的难点问题也会逐渐被攻克。
参考文献[1]CHRISTOPHER G.J.Baker.Indu stri al Drying of Food[M].Ch i na L i gh t I ndu stry Press.Ch i n a,2003:100-116.[2]张郁松,罗仓学.真空冷冻干燥食品[J].食品研究与开发,2005,26(1):91-93.[3]浙江省海洋与渔业局组编.水产加工[M].杭州:浙江科学技术出版社,2005:73-157.[4]杨瑞.食品保藏原理[M].北京:化学工业出版社,2003:74-130.[5]华泽钊.冷冻干燥新技术[M].北京:科学出版社,2006:5-37.[6]汪之和.水产品加工与利用[M].北京:化学工业出版社,2003.[7]SANDALL O C,K I NG C J,W IL KE C R.Th e rel ati onsh i p be-t w een transport prop erties and rates of freeze-dry i ng of pou l try m eat[J].ARCHE J,1998,13:428-438.[8]王锡昌,汪之和.鱼糜制品加工技术[M].北京:中国轻工业出版社,1997:68-142.作者简介 徐瑛(1978 ),女,硕士研究生,主要从事食品冷冻加工及贮藏技术研究。
通讯作者:陈天及(1946 ),男,教授,主要从事食品冷冻加工工艺及设备的开发研究。