冷凍幹燥技術:冷凍幹燥技術,又稱為冷凍升華幹燥、真空冷凍幹燥,是將食物中的水分凍結(低溫:-60℃~100℃)成冰後,在真空(高真空:6.67~40Pa)下使冰直接汽化的幹燥方法。
適用條件:冷leng凍dong幹gan燥zao需xu要yao高gao真zhen空kong度du及ji低di溫wen,因yin而er適shi用yong於yu受shou熱re易yi分fen解jie的de功gong能neng性xing物wu料liao。冷leng凍dong幹gan燥zao的de成cheng品pin呈cheng海hai綿mian狀zhuang,易yi於yu溶rong解jie,故gu一yi些xie蛋dan白bai質zhi類lei藥yao品pin和he生sheng物wu製zhi品pin,如ru酶mei、激素、天花粉蛋白、血漿、抗生素、疫苗,以及一些需呈固體而臨用前溶解的注射劑多用此法。
冷凍幹燥裝置係統包括:製冷係統、真空係統、加熱係統、幹燥係統等四部分。
冷凍幹燥過程包括:預凍、升華和再幹燥三個階段。
02、冷凍幹燥的優缺點
1.冷凍幹燥的優點
①由於食品的冷凍幹燥在低溫及高真空度下進行,避免了熱敏性成分的破壞和易氧化成分的氧化,食品的營養成分和生理活性成分損失率最低。
②食品凍結後水變成冰形成了一個穩定的固體骨架,當水分冷凍後直接幹燥升華,仍使固體骨架基本維持不變。因此,凍幹食品的收縮率遠遠低於其他幹製品,能夠保持新鮮食品的形態。
③凍幹食品由於脫水較徹底,包裝適當,不加任何防腐劑,對儲存時的環境溫度沒有特別的要求,即在常溫下可安全地儲存較長的時間。
④由於食品凍結後進行升華幹燥,食品內細小冰晶在升華後留下大量空穴,呈多孔海綿狀:在複水時能迅速滲入並與幹物料充分接觸,可使凍幹食品在幾分鍾甚至數十秒鍾內完全複水,因而最大限度地保留了新鮮食品的色、香、味。所以,凍幹食品具有優異的複水性能。
⑤食品在冷凍幹燥時,由於低溫使得各種化學反應速率較低,故食品的各種色素分解造成的褪色、酶及氨基酸引起的褐變幾乎不會發生。所以,凍幹食品不需添加任何色素,最大限度地保留了食品的原有色澤。
⑥由you於yu物wu料liao中zhong的de水shui分fen在zai預yu凍dong結jie後hou以yi冰bing晶jing形xing態tai存cun在zai,原yuan來lai溶rong於yu水shui中zhong的de無wu機ji鹽yan被bei均jun勻yun地di分fen配pei在zai物wu料liao中zhong,而er升sheng華hua時shi,溶rong於yu水shui中zhong的de無wu機ji鹽yan就jiu地di析xi出chu,這zhe樣yang就jiu避bi免mian了le一yi般ban幹gan燥zao方fang法fa因yin內nei部bu水shui分fen向xiang表biao麵mian擴kuo散san,所suo攜xie帶dai的de無wu機ji鹽yan也ye移yi向xiang表biao麵mian而er造zao成cheng的de表biao麵mian硬ying化hua現xian象xiang。因yin此ci,冷凍幹燥製品複水後易於恢複其原有的性質和形狀。
⑦因物料處於冰凍的狀態,升華所需的熱可采用常溫或溫度稍高的液體或氣體為加熱劑,所以熱能利用很經濟。
2.冷凍幹燥的缺點
①食品的比表麵積(表麵積與其體積之比)較大,在儲存期間食品中的脂肪容易氧化造成脂肪酸敗。所以,真空冷凍幹燥食品要真空包裝,最好充氮包裝。
②食品暴露於空氣中容易吸濕吸潮,故包裝材料要絕對隔濕防潮。
③食品一般所占體積相對較大,不利於包裝、運輸和銷售,所以凍幹食品常被壓縮之後再包裝。
④食品因具有多孔海綿狀疏鬆結構,在運輸、銷售中易破碎及粉末化。所以,對不便壓縮包裝的凍幹食品,應采用有保護作用的包裝材料或形式。
⑤由於低溫幹燥操作是在高真空和低溫下進行,需要有一整套高真空獲得設備和製冷設備,故投資費用和操作費用都很大,因而產品成本高。
03、冷凍幹燥技術在功能性食品中的應用
冷凍幹燥技術廣泛應用於生物製品、血液製品以及各種疫苗、藥品的研究和生產中。
許多功能性食品功效成分不穩定,用普通幹燥法幹燥常造成部分破壞或活性降低,最好的幹燥方法是冷凍幹燥。某些貴重藥食兩用原料的幹燥,如人參、蜂王漿、蜂膠、蠶蛹提取物、花粉製品等用冷凍幹燥法脫水,其有效成分可充分得到保護,特別是某些活性物質可以不受損失。功能性食品及中藥材如山藥粉、蘆筍粉、保健茶、蜂王精、營養衝劑、活性人參粉、天麻粉等的加工製造也用冷凍幹燥法。此外,SOD、穀胱甘肽過氧化物酶以及某些食品生產中常用的酶的幹燥,最好用冷凍幹燥法,以保持其活性。還有活性幹酵母、活性幹乳酸菌、活性蛋白、活性肽的幹製也在廣泛使用冷凍幹燥技術。
來源:食品夥伴網食品研發創新服務中心
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