第二章 冷凍干燥食品

1、概念：是指人工制冷的方法將食品速凍達(dá)到一定的溫度要求后，在低溫低壓的條件下進(jìn)行冷凍干燥，使食品中的水分由固態(tài)直接升華成氣態(tài)，從而使食品脫水干燥形成的干制品，又稱凍干食品。1、冷干食品最大限度地保留了新鮮食品的營養(yǎng)成分及色、香、味。凍干食品的干燥是在低溫和真空狀態(tài)下進(jìn)行的，使一些熱敏性和極易氧化物質(zhì)的損失大大減少，最大限度地保留了食品中的各種營養(yǎng)成分。2、凍干食品不失原有食品的骨架結(jié)構(gòu)，保持了食品原有的形態(tài)。3、復(fù)水性能好，更接近新鮮食品品質(zhì)4、無一般干燥方法帶來的表面硬化問題。5、易于儲(chǔ)藏、運(yùn)輸。任何食品都可以進(jìn)行凍干加工，但是，由于凍干食品生產(chǎn)成本高，目前凍干食品還主要局限在高檔食品?，F(xiàn)可將

2、凍干食品大致分為以下幾類：1、果蔬類凍干食品：如菠蘿、番茄、胡蘿卜、蔥、蒜、蘋果、草莓、水蜜桃等。2、禽肉類凍干食品：如豬肉、牛肉、雞肉、兔肉等。3、水產(chǎn)品類凍干食品：如蝦、魚、海參、干貝、海帶、紫菜等。4、調(diào)味品類凍干食品：如果醬、湯料、調(diào)理料及香料等。5、方便食品及其他：如宇航食品、軍用食品、旅游食品、茶葉、咖啡等。原理：冷凍干燥時(shí)只將食品凍結(jié)后在一定條件下將食品中的水分以升華的方式脫去，主要包括冷凍和升華兩個(gè)過程。升華：物質(zhì)從固態(tài)由于溫差太大，不經(jīng)過液態(tài)直接變成氣態(tài)的過程（物理變化）叫升華（sublimation）。條件：熱量的不斷供給和生成的水蒸氣不斷的排除。由物理學(xué)可知，水有三相，O

3、點(diǎn)為三相共點(diǎn)。根據(jù)壓力減小、沸點(diǎn)下降的原理，只要壓力在三相點(diǎn)壓力之下（圖中壓力為 646.5Pa以下，溫度0以下），物料中的水分則可從水不經(jīng)過液相而直接升華為水汽。根據(jù)這個(gè)原理，就可以先將食品的濕原料凍結(jié)至冰點(diǎn)之下，使原料中的水分變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，將冰直接轉(zhuǎn)化為蒸汽而除去，再將的水汽凝結(jié)器將水蒸汽冷凝，從而使物料得到干燥。這種利用冷凍獲得干燥的方法，是水的物態(tài)變化和移動(dòng)的過程，這個(gè)過程發(fā)生在低溫低壓下，因此，冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓下傳熱傳質(zhì)的機(jī)理共熔點(diǎn)：對(duì)于固態(tài)混合溶液，在升溫融化過程中，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，固體中開始出現(xiàn)液態(tài)，此溫度稱為共熔點(diǎn)。共熔點(diǎn)是產(chǎn)品升溫過程中從固態(tài)

4、開始出現(xiàn)液態(tài)的最低溫度。在干燥中避免使食品溫度達(dá)到共熔點(diǎn)，否則食品就會(huì)開始出現(xiàn)冰結(jié)晶的融化。當(dāng)溫度較高時(shí)，蜂窩狀結(jié)構(gòu)的固體基質(zhì)剛性降低。當(dāng)溫度達(dá)到某一臨界值時(shí)，固體基質(zhì)的剛性不足以維持蜂窩狀結(jié)構(gòu)，空穴的固形物質(zhì)基質(zhì)壁發(fā)生塌陷，此臨界溫度稱為凍干食品的塌陷溫度。（一）前處理1、果蔬類食品的前處理 同冷凍食品2、肉類食品的前處理3、液態(tài)、糊狀食品的前處理：主要包括殺菌、濃縮、制粒、添加抗氧化和抗結(jié)塊的制劑等過程。（二）預(yù)凍凍結(jié)速率對(duì)于凍干食品的質(zhì)量和干燥時(shí)間影響較大。凍結(jié)速率快，食品內(nèi)形成的冰結(jié)晶細(xì)小，分布均勻，對(duì)食品的損傷小，干燥后能夠較好地反映出食品原來的組織結(jié)構(gòu)和性能。但是，小的冰結(jié)晶升華后

5、留下的空穴也小，升華產(chǎn)生的水蒸氣逸出的通道也就狹小，阻力大，造成食品干燥速度減慢。選擇一個(gè)最優(yōu)的凍結(jié)速率，能夠在保證食品質(zhì)量的情況下耗能最小。（三）升華干燥1、凍干機(jī)的裝載量 濕重裝載量，它是決定凍干時(shí)間的重要因素。2、干燥溫度 溫度的控制原則是不引起被干燥食品內(nèi)冰結(jié)晶的融化（四）解析干燥 2%在升華干燥過程中，食品中所有的凍結(jié)晶都升華為水蒸氣被去除，但是食品中還有一部分水分以玻璃態(tài)或結(jié)合形式存在，食品水分含量還是相對(duì)較高。這時(shí)候食品中的水分不再流動(dòng)，必須通過提高溫度的方法將其去除，這個(gè)過程就是解析干燥的過程。當(dāng)食品溫度與加熱板溫度基本趨于一致并保持一段時(shí)間就可以認(rèn)為達(dá)到了干燥終點(diǎn)。（五）后處

6、理一、間歇式冷凍干燥機(jī)適合凍干多種小量食品缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力低、設(shè)備利用率低二、連續(xù)式冷凍干燥設(shè)備適合生產(chǎn)單一品種產(chǎn)品缺點(diǎn)：不適用多種產(chǎn)品的生產(chǎn)，設(shè)備復(fù)雜，投資費(fèi)用大（一）貯藏期凍干食品脫去了絕大部分水分（一般水分含量多在1.0%-2.0%之間）一般凍干食品在常溫下通常可以保存2年，如果用鐵罐包裝，可以保存更長(zhǎng)時(shí)間。（二）風(fēng)味食品中揮發(fā)性芳香物質(zhì)的損失明顯低于熱風(fēng)干燥時(shí)的損失量切碎的食品干燥時(shí)芳香成分的損失要比保持一定組織厚度的食品損失嚴(yán)重（三）色澤產(chǎn)品受氧氣的影響很小，各種滑雪反應(yīng)很少發(fā)生，所以由于食品直接被氧化或發(fā)生酶促反應(yīng)導(dǎo)致食品褐變、褪色的機(jī)會(huì)比較少。食品在凍干過程中可能發(fā)生非酶褐變褐變的

7、速度主要取決于干燥的溫度和食品中殘存的水分總的來說，凍干食品的色澤要較其他干燥方法生產(chǎn)的產(chǎn)品色澤好（四）體積質(zhì)量脫水呈現(xiàn)多孔狀結(jié)構(gòu)，組織表面積比原來增大100-150倍，所以凍干食品的體積質(zhì)量非常小，絕大多數(shù)都小于1（五）質(zhì)構(gòu)和口感干燥后食品的原有結(jié)構(gòu)造成破壞，口感發(fā)生變化。蛋白質(zhì)肉類食品中蛋白質(zhì)的變性主要受干燥溫度的影響，溫度越高，變性程度越嚴(yán)重。維生素水溶性維生素?fù)p失較多。VC在10%50%之間，硫胺素（B1)30%脂溶性維生素?fù)p失較?。ǜ稍镌谡婵障逻M(jìn)行，脂溶性發(fā)生氧化反應(yīng)較?。?fù)水能力對(duì)食品品質(zhì)的影響復(fù)水：凍干食品在食用前必須浸泡在水里，使其盡量恢復(fù)凍干前的狀態(tài)，即凍干食品的復(fù)水。復(fù)水能

8、力的高低是衡量?jī)龈墒称菲焚|(zhì)的重要指標(biāo)。常用復(fù)水時(shí)間、復(fù)水率、持水能力來衡量食品的復(fù)水能力復(fù)水率：凍干食品復(fù)水后增加的質(zhì)量與凍干前失去的質(zhì)量的比值持水能力：實(shí)際上是凍干產(chǎn)品復(fù)水后的水分含量。食品氧化表面積增大，與空氣接觸面積增大，油脂易與空氣接觸發(fā)生氧化。措施：減少食品與氧的接觸機(jī)會(huì)， 控制干燥箱與隔離室內(nèi)氧的含量， 采用真空或氮?dú)獍b， 低溫避光儲(chǔ)藏， 適當(dāng)使用抗氧化劑水分含量過高引起的食品品質(zhì)變化凍干食品發(fā)生的色變有三種類型：酶性褐變、非酶性褐變以及食品中水溶性成分分解導(dǎo)致的褪色。當(dāng)食品水分含量高于3%時(shí)，褐變速率很快，而當(dāng)食品水分含量低于2%時(shí)，即使在相當(dāng)高的溫度下貯藏，褐變也不會(huì)進(jìn)行的很快。吸濕 包裝不嚴(yán)密，貯存不當(dāng)微生物對(duì)食品的影響 生產(chǎn)、貯存