真空冷冻干燥技术是1921年发明的20世纪70年代用于食品工业,在食品保鲜和脱水食品的生产上有独特的优点。
1.食品真空冷冻干燥技术的基本原理
水有3种相态,即固态、液态、气态。在一定条件下3种相态之间可以达到平衡。改变温度、压力等条件,水将会发生相态的转化。随着压力的不断降低,冰点变化不大,而沸点则越来越低,当压力下降611 Pa时,沸点与冰点重合于0℃,冰开始升华。
真空冷冻干燥就是将含水食品在水的三相点以下,即在低温、低压下使食品中的水分升华而脱水,实际生产中,首先是将含水食品冻结成固态,然后将其放置在真空环境中,冰升华而脱水。
2.食品真空冷冻干燥的工艺流程
包括食品原料预处理、冷冻干燥和后处理而得成品。
其中冻结和升华干燥是加工冻干食品的关键,冻结通常由冷冻机来完成,冻结后食品的温度在-20~35℃。升华干燥由真空冷冻干燥装置完成,真空度应能保证整个干燥过程中所有水分都以冰升华的形式脱去,产生的水蒸气可用冷阱冷凝捕集。
要使水升华必须供给适当的热量,热量可由干燥柜中的加热板以辐射的形式传给被干燥物。加热板的温度是按真空冷冻干燥曲线而控制的。当冰升华时,食品从表面向内部干燥,最终使食品水分在5%以下。
干燥过程中,食品保持坚硬,外逸的水分留下孔泡,形成多孔结构。为防止其吸收大气水分和氧气,可采用真空包装或充氮包装。
3.真空冷冻干燥在实际生产中的价值
因为冻干食品是在低温、真空(缺氧)的条件下生产的,能有效防止微生物、酶及非酶引起的变质,最大限度地保存了各种营养素。如冻干对肉、蛋、豆类、青菜类等食品中的蛋白质无损害。维生素C、β一胡萝卜和其他水溶性维生素仅仅损失5%,脂溶性维生素完全不受损失。
冻干食品能保持原体积形态和口感风味。吸水复原迅速,保存期长,常温下可存放3-5年。
4. 适用于生产的冻干食品
(1)营养保健食品例如:龟粉、鹿茸、人参、蜂王浆、蜂蜜等。
(2)土特风味食品例如:山药、蛇肉、芦笋、黄花菜等。
(3)海鲜类例如:虾仁、贝类等。
(4)饮料例如:咖啡、茶叶等。
(5)调味料例如:方便面、米饭的调料、牛肉丁、鸡丁、汤料等。
5应用举例:真空冷冻干燥芦笋
挑选芦笋嫩茎,洗净,用切片机切成5-8mm薄片;将笋片投入到95-100℃热水中,漂烫1min,为提高质量,可加入适量氧化镁以保持其脆性。然后喷淋冷却水或水槽流动水冷却。将冷却后的笋片入盘,在冷库速冻迅速降温到-25~30℃,然后移入升华干燥机进行干燥,开始压力为20Pa,加热板温度为120℃,当食品表面温度升至120℃时,要不断调整温度以防止芦笋表面烘焦。千燥8h后。全部干制芦笋与加热板的温度同为65℃,水分降至3%左右。最后通过真空包装机用玻璃纸→铝箔→聚乙烯薄膜袋包装后装箱。