真空冷冻干燥食品的加工工艺研究

2021-11-29阜新市检验检测认证中心

食品安全导刊 2021年18期

□ 岳军阜新市检验检测认证中心

1 真空冷冻干燥食品加工的基本原理和流程

1.1 基本原理

水有固液气3种不同的相态，真空冷冻干燥食品加工工艺则是利用了水的这3种不同相态。当水、冰和水蒸气在温度和水蒸气压分别为 0.009 8 ℃和610.5 Pa的时候可以相互平衡，冰在三相点以下则可以直接由固态升华为气态[1]。在高真空的状态下则可以利用升华的原理，直接将食品进行冷冻，整个过程中水分将会直接转化为水蒸气，进而达到冷冻干燥的效果。

1.2 基本流程

在采用真空冷冻干燥食品加工工艺的过程中，需要在前期做好相应的预处理工作，对于一些杂质进行处理，保证食品的干燥，这样有利于后期进行冷冻干燥。在完成预处理以后，需要进行预冻处理，为了保证冷冻干燥的效果，要对预冻温度进行合理控制，预冻时间应该足够充足，尽可能控制在每分钟下降1～4 ℃左右。在进行速冻的过程中时间一定要短，终了温度应该控制在-30 ℃左右，这个温度可以快速地固化食品中的水分并且避免蛋白质出现变质[2]。当食品冻结完成以后，需要快速的升华干燥，让食品中的冰晶转化为水蒸气。之后将温度提高到45 ℃左右，保证料温和板温趋于一致，目的是为了清除较为牢固的结合水。整个真空脱水干燥的过程大约为8～9 h。在完成整个操作以后，需要对食品进行后期包装处理，包装过程应选择密封性好，颜色较深且强度高的包装材料。

2 真空冷冻干燥食品的加工工艺中存在的问题

2.1 无法保证冷冻恒温

虽然现阶段的真空冷冻干燥食品加工工艺已经较为成熟，但在具体的应用过程中，仍然存在一些问题。其中最为主要的一个问题是冷冻恒温无法得到保证。食品进行冷冻干燥加工的过程中，需要对食品进行预冻，由于冻结时间和温度的差异性导致食品的冷冻质量存在一定问题。随着时代不断的发展，物流链变得越来越长，这极易因环境的温度差异导致在运输过程中出现食品腐败或者变质的情况。一旦出现质量问题的食品流入市场，其不仅会影响相关企业的经济效益，也会严重威胁到人们的健康安全。

2.2 干燥效果不够理想

因食品在冷冻的过程中会产生一些细小的冰晶，若不及时对冰晶进行处理，则在后期加工过程中将会严重影响到干燥的质量。目前我国在食品真空冷冻干燥过程中一般采用慢速冷冻技术，其应用范围较广，但仍存在许多缺陷。在慢速冷冻过程中，细胞内的水分会始终以液态形式存在，当内外压强存在差异时，内部水分就会冲破细胞壁而产生一个个细小的冰晶，这直接导致食品中的一些营养物质流失，且对于后续的食品保存也不利[3]。采用快速冷冻方式，则能有效避免上述问题的发生，但目前我国使用较多的仍是慢速冷冻技术，这直接导致整个干燥效果会不理想。

3 真空冷冻干燥食品的加工工艺的强化策略

3.1 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3～5 h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[4]。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。

3.2 热风真空冷冻联合干燥技术

热风真空冷冻联合干燥技术原理是直接利用空气中的热量将食品中的水分蒸发，其优点在于成本较低且产能较高，但整个干燥时间较长，无法保证食品的质量[5]。例如，在对黄瓜进行干燥时，采用该技术相比单一的热风冷冻干燥技术更加有效，其不仅能够减少食品中营养元素的流失，同时也能有效降低产品的消耗。该技术较适用于对蔬菜和茶类的干燥处理。

3.3 改变干燥室的压力

通过改变干燥室的内部压力能够有效地强化升华过程。干燥室内部压力的改变，可将热板的热量直接传递到升华表面，这使得表面温度能够接近但又稍低于共溶点。这样能有效提高已干层的导热性，达到更好的冷冻干燥效果。一般情况下，在常温和常压状态下，气体的导热性和压力之间存在极小的关系，但当压力较低时随着气体变得越来越稀薄，会导致压力也慢慢降低[6]。因此需要对干燥室的压力进行适当的改变，以此来达到更好的冷冻干燥效果。