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浅谈真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用与前景

2020-12-04邢云霞冯云龙董文舒新疆职业大学烹饪与餐饮管理学院

食品安全导刊 2020年33期
关键词:黄秋葵冷冻干燥升华

□ 邢云霞 冯云龙 董文舒 新疆职业大学烹饪与餐饮管理学院

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。

微波真空干燥具有真空的低温特性和瞬态加热特性,从而实现了快速,均匀且节能,因此这项技术可以保留食材原始的颜色、风味、味道与维生素等营养成分。微波真空技术还可以降低产品中热敏成分和生物活性的损坏程度。

1 真空冷冻干燥技术的原理

水共有3 种相态,分别是固态、液态、气态。当大气压降低,由热力学定律可知,水沸点向冰点不断靠近,当压强低到一定程度,沸点与冰点重合,此时水可以由冰直接变为气体,这一过程被称为升华。真空冷冻就是在低温和低压条件下,利用升华去除食品中的水蒸气,进而实现食品的干燥[1]。

2 真空管冷冻干燥技术的工艺

真空冷冻干燥首先经过原料的预选系统,这一步是对食物进行清理、杀菌等。目的是清除杂物,防止发生氧化反应,食物变质。之后将预选完后的原料放入干燥室,这一步是为了将食物冻结、升华、干燥。热源系统为干燥室和冷静系统供热,制冷系统为冷静系统供冷。最后将干燥后的食物放入真空机组中进行真空升华干燥处理[2]。

3 真空冷冻干燥技术在食品中的应用

3.1 真空冷冻干燥在蓝莓中的应用研究

蓝莓,又名笃斯、黑豆树(大兴安岭)、都柿(大小兴安岭、伊春)、甸果、地果、龙果、蛤塘果(吉林)、讷日苏(蒙古族语)、吉厄特与吾格特(鄂伦春语)等,为杜鹃花科越橘属多年生低灌木[3]。

蓝莓样品在—23 ℃下用氯化钙处理1 h。 使 用Freezemobile 24—Unitop干燥机进行冷冻干燥,真空压力为20 mmHg,加热板温度为20 ℃,冷凝器温度为—60 ℃。将水分含量降低至5.0%所需的干燥时间为72 h。

经过真空管冷冻干燥之后,蓝莓干内含的鞣花酸为0.257 mg/g,槲皮素糖苷为3.32 mg/g,总多酚和总花色素保留量较高[4]。

3.2 真空冷冻干燥技术在黄秋葵中的应用研究

黄秋葵,别名补肾草,产于非洲东部。黄秋葵中富含蛋白质、多种氨基酸、维生素,具有促进肠胃消化的作用。但是黄秋葵存在一个致命的缺点,其保存时间仅仅在2 ~3 天,超过3 天以后,就会产生对人体有害的毒素,营养价值也大大降低。通过冷冻干燥技术,可防止其氧化,延长保存日期。

张婷、张丛丛等研究了对黄秋葵粉末的影响,结果粉末溶解度在20%~40%,维生素和叶绿素含量在2 mg/g、1.5 mg/g,均具有较高的水平[5,6]。

3.3 微波真空冷冻干燥技术以及在金银花烘干中的应用

微波能具有无需高温介质的特点,从根本上改变了依赖高温介质和热传导方式加热升温的常规加热杀菌灭酶方法,由于微波电磁场在干燥过程中具有非热效应,大大缩短了杀菌时间和杀菌温度,显示出微波杀菌的独特优势,有利于金银花干燥后的贮藏和包装。因此,采用微波来干燥金银花,可解决传统干燥方式存在的问题。

4 未来与展望

冷冻干燥技术之所以会引起广大科研工作者的关注,是因为在食品加工过程中,冷冻干燥食品可以在保留其营养价值的基础上,延长保存时长。但是目前的一些冷冻干燥技术,例如真空冷冻干燥技术、微波真空冷冻干燥技术、真空冷冻干燥与热风干燥联合技术与喷雾真空冷冻干燥技术等都存在些许问题,如何在降低成本的同时保证食品的营养价值是目前我国冷冻干燥技术发展的趋势。

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