真空冷冻干燥食品加工工艺的研究

真空冷冻干燥食品加工工艺的研究

程娟娟

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摘要：随着社会经济的发展与进步，食品加工技术水平越来越高，在食品加工生产中采用的生产设备也越来越先进，食品加工工艺和方法逐渐得到优化，其中冷冻干燥工艺作为食品脱水的一种重要方法，可以生产出高品质和高附加值的脱水食品，在肉禽海鲜、果蔬和食用菌物料的加工和运输中应用较多，可以有效降低生产成本，提升食品质量。真空冷冻干燥工艺的原理是通过低温低压的方式对食物进行脱水，降低食品中的含水率，一般冻干食品的含水率为1%-3%，然后经过密封储存后，食物可以长时间保存，便于长期储存和运输。本文就对真空冷冻干燥食品的加工工艺展开深入的研究和探讨，以期为食品加工业提供参考和新的思路。

关键词：真空；冷冻干燥食品；加工工艺

引言

在冷冻技术之前，常使用干燥技术使食物脱水。但干燥技术和冷冻技术会造成质量损失和营养价值的损失，影响产品的商业价值和消费者的营养健康，因此需要快速干燥来减少营养的损失。近年来，有研究者在真空冷冻干燥的基础上，提出微波真空冷冻干燥技术。该技术是将微波与真空冷冻干燥相结合，真空冷冻干燥的一个重要过程是通过吸热升华，该技术利用微波传热，使得食品中的水分蒸发，其干燥速率是普通技术的4～20倍，大大提高了干燥效率。

1.真空冷冻干燥技术原理

真空冷冻干燥技术是一门根据热力学中相平衡理论，将含水物品在低温下进行冻结，然后在真空状态下将食品中的冰晶体直接升华为水蒸气并由真空泵排出使其干燥的技术。在食品加工过程中，首先将含有大量水分的食品在低温、低压下进行预冻处理，然后在高真空的环境条件下，使冻结食品中的水分直接从固态冰状态升华为水蒸气，接下来去除食品中的部分吸附水，最终得到含水量为1%～3%的干燥食品。

2.真空冷冻干燥食品的加工工艺研究

2.1高压电场真空冷冻联合干燥技术

高压电场真空冷冻联合干燥技术的优点在于前期的设备成本投入较低，且在干燥过程中能够有效保持物料温度，在很大程度上能够保存食品中本身含有的营养物质，但该技术也存在后期干燥时间较长的缺点。该技术在应用过程中，可将食品在高压电场中进行预处理，这样能有效节省后续的干燥时间，此外，还能提高食品细胞的通透性。如采用该技术对海参进行处理的过程中，前期进行3～5h的高压电场干燥，再直接采用真空冷冻技术，通过各种方式干燥后的海参在复水率和蛋白质含量上都远远高于传统技术所干燥的海参含量。该技术不仅拥有上述优点，而且十分节能，适合被广泛推广和应用。

2.2使用快速冷冻的方法

现阶段，应选用快速冷冻的方式替代传统以慢速为主的冷冻方法，在这种方式运用的影响下，加快食品表面冰晶物质的生成速度。此时，食品表面所产生的冰晶物质体积、密度以及缝隙较小，并且能够在细胞壁的外部形成，对食品的干燥速度具有直接影响，并且还可以通过此类方法将食品的营养物质进行保存。实施快速冷冻处理方式，不仅会减少冰晶的产生数量，还会加快干燥的速度。食品加工人员需要合理地把控冰冻的时间，并设计与食品特性相符合的包装产品，保障食品的冷冻效果，进而避免运输变质的现象出现。

2.3包装工艺

在冻干食品加工结束，为便于运输和贮藏，需要对其进行包装。考虑到冻干食品的含水量比较低，为了避免冻干食品受潮，所使用的包装材料必须防水。冻干食品容易发生氧化、水解等化学反应，容易导致冻干食品发生变质，因此所选择的包装材料必须能够隔离氧气。光线的照射会使食品温度升高，进一步促使食品中的营养成分发生分解造成食品的腐变，因此所选择的包装材料必须能够遮光。综合冻干食品所具有的特点以及不同食品的运输要求，选择的冻干食品包装必须防水、隔氧、遮光。在通常情况下，包装材料选取真空镀铝的薄膜或PP复合性材料，并通过真空包装或真空充气包装的形式对食品进行包装。此外，考虑到食品中所残留的微生物可能会影响食品质量和保存时间，必须采取辐射杀菌、紫外线杀菌等各种有效的杀菌和消毒方法，对食品及其包装材料进行杀菌处理，同时，考虑到运输过程中可能存在的风险，需要在包装前对冻干食品进行加湿处理，以便于贮藏和运输。

2.4初处理

在真空冷冻干燥食品的加工过程中，初处理阶段非常重要，主要工作是挑选食物原材料，并对食物原材料进行整理、清洗和切分等，原材料质量的好坏直接决定了冻干类食品的质量，因此食品原材料必须要新鲜。根据不同种类的食品原材料，在初处理时也有不同，例如在果蔬类食物原材料的初处理中，一般在果蔬采摘后2-8h就要对食物进行加工或冷藏，避免果蔬中营养和维生素的流失。在食品原材料清洗和整理完成后需要进行分工，根据产品的用途确定食品原材料的形状、大小和厚度，一般有条状、块状、粉状、片状等多种形态，不同形态的原材料真空冷冻时间也会不一样。为了提高真空冷冻效率，一般建议食品原材料在块状时的厚度不超过2cm，片状时厚度在0.4-0.5cm，丁状食品厚度大约在0.5cm。如果要将食品原材料切成片状，应根据食品纤维组织方向来进行切割，并尽量减小食品厚度，方便在后续的处理过程中让水蒸气溢出，让食品快速冻结。例如在切片牛肉的处理过程中，一片厚度为0.1m的切片牛肉冻结时间需要10h左右，而一片厚度为0.2m的切片牛肉冻结时间则需要24h以上。

2.5前处理工艺

前处理主要指食品的烫漂、预冷、滤水、装料等步骤。烫漂的主要目的是使食品中的酶失去活性，以避免酶影响食品的风味和颜色。在处理过程中，通常采用热水和蒸汽两种方式进行烫漂，不同的食品，会依据其特性选择适宜的烫漂方式，并需要合理地控制烫漂时间，少则几秒，多则数分钟。其中，利用热水烫漂时，热水温度控制为90～100℃，同时，在热水中可以加入有机酸、亚硫酸盐、维生素C等物质，以减少食品的营养流失、改善食品的色泽度。但对于蔬果类的食品，烫漂对于食品的味道会有较大的影响，所以会直接利用0.2%～0.6%的亚硫酸盐对食品进行浸泡。经过烫漂后的食品需要马上进行预冷处理，一方面，由于烫漂后的食品在空气中会受到氧化作用而发黄，另一方面，食品的初始温度会对食品冻结结束时的平均温度造成影响，所以，在前处理中必须对食品进行预冷处理，这样可以促进食品中水分的逸出，有利于提高食品的冻干效率。

3.真空冷冻干燥食品加工的发展

真空冷冻干燥技术在第二次世界大战中曾用于对血液的冷冻，随后开始应用于生产干血浆。在当今的食品加工领域，真空冷冻干燥食品加工技术的应用越发广泛。根据有关部门的统计，美国每年消费冻干食品500万t，日本甚至还需要每年花费1000亿日元进口冻干食品。比如大蒜粉，日美和欧洲大约每年累积需要6000万t，可见，冻干食品在国际市场中的需求量还是很大的。现阶段，国外的冻干食品加工企业有130多家，而且这一数字还在逐年增长。日本等国对于冻干食品的依赖程度越来越高，每年消费的冻干食品甚至占食品总比重的近50%。最常见的就是方便面中的蔬菜包，这些蔬菜就是冻干加工过的，在日本，每年需要消费70多亿袋方便面。我国真空冷冻干燥食品加工虽然起步较晚，但很多地区已经从国外引进了先进的冻干设备，建立了相对完善的冻干食品加工生产线，近些年来，我国自主研发的冻干设备技术水平也逐渐赶超发达国家，受到了国际市场的认可。比如，近年我国中科院研发的JDC冻干设备，在国际市场占据了一席之地，推动了我国冻干设备的研发。我国是农业大国，蔬菜、肉类食品丰富，冻干设备不仅能在应用中极大地延长食品的保质期，还能在一定程度上降低食品的销售成本，因为有了冻干加工之后，食品销售企业可以将食品损耗成本在销售价格中的分摊比例减小，在一定程度上为民众带来的实惠。

结束语

总而言之，随着我国综合国力的不断提高发展，人们逐渐对食品的品质加大了重视，对食品、的需求量也逐渐增大，同时，人们也逐渐不满足于粗加工食品。当前食品三大趋势为绿色食品、保健食品和方便食品，而冻干食品则能够通过真空冷冻干燥技术来保障品质，符合时代的发展潮流。当前的局势下，相关食品管理者应该对所使用的食品处理方式进行整改，为今后的长远发展提供更加有效的帮助，促进我国的整体发展。

参考文献

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