食品真空冷冻干燥技术应用状况与前景分析

在人类可用的天然食品中,绝大多数食品是由其独特固有物质和水组成的。水是各种微生物生长和酶作用的决定性因素,新鲜的食品由于水分存在而很快变质。为了延长食品的储存时间,人们早在三千多年以前就借助阳光、风等自然条件使水分从其内部脱离出来。随着人类社会的进步和科学技术的发展,人们创造出很多种脱水技术,如热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等,这些脱水技术各有其不同的特点。针对食品保鲜与保质而言,真空冷冻干燥技术最具应用价值,因为只有冻干技术才能最大限度、最长时间地保持其色、味、形和营养成分。食品真空冷冻干燥被喻为20世纪食品工业技术进步的主要标志。

1、食品真空冷冻干燥技术的优点

真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,保持冰冻状态,在真空环境下加热,使冰升华成蒸汽并排出,从而脱出物料中水分获得冻干制品的过程。由于该过程在低温低压下进行,而且水分不经过液态直接升华,冻干制品能保持其天然色泽与气味基本不变、外观形状基本不变、蛋白质与维生素等各种营养成分基本不变、固有物质基本不损失,因此真空冷冻干燥技术具有其它干燥技术无可比拟的优点。(1)干燥在高真空度下进行,氧气极少,易氧化物质得到保护,并且因缺氧而灭菌或抑制某些细菌的活力。(2)干燥在低压下进行,被干燥的物料不致氧化变质。(3)干燥在低温下进行,物料中易发挥的热敏性成分不致变性或失去活力。(4)冻结时被干燥的物料可形成“骨架”,干燥后保持原形,不会出现收缩现象,且内部呈疏松多孔的海绵结构。(5)脱水彻底,干燥时能排除90%～95%左右的水分,干燥后可在常温下长期保存,并且因重量轻而便于运输。(6)复水性极好,冻干制品能迅速吸水复原,其色泽、品质与鲜品基本相同。

2、食品冻干技术的应用状况

2.1国外的应用状况

食品真空冷冻干燥技术起源于20世纪30年代。1930年丹麦的Flosdorf开始了食品冻干实验,1940年英国的Fikidd提出了用冷冻干燥方法进行食品处理的技术。1961年英国食品部在Aberdeen实验工厂开始了食品冻干技术的研究,其研究成果证明,冻干技术用于食品加工是获得优质食品的一种方法。据有关资料记载:1963年美国有冻干食品厂11家,荷兰、丹麦、前西德等欧洲国家有25家。1965年全球冻干食品厂已发展到50多家。到1972年,美国有冻干食品厂41家,日本有13家,欧洲有49家。冻干食品产量增加亦较快,仅从美国统计,1963年冻干食品产量近5000t,1970年

产量为157000t,1972年产量为175000t 。20世纪80年代初,白俄罗斯的斯鲁茨克建成了大型冻干食品生产线,仅冻干奶酪一种年产量即达150t 。1985年日本有冻干食品厂25家,欧洲接近百家。1989年,保加利亚的索非亚建立了低温生物学和冷冻干燥技术研究所(InstituteofCryobiologyandLyophilizationinSofia),主要研究宇航食品、儿童食品、方便食品、保健食品和营养食品。当时,该研究所综合实力在全球同类科研机构中名列前茅。从20世纪80年代中期至90年代末,是全球冻干技术快速发展阶段,美国和日本冻干食品产量增加幅度最大。到2005年,美国冻干食品厂超过百家、日本有冻干食品厂35家,美、日有近一半的方便食品采用冻干技术生产。冻干食品在欧、美、日等国家已经被人们广泛地接受。

全球第一台食品真空冷冻干燥设备于1943年在丹麦问世。经过半个多世纪的发展,现在工业发达国家都具备自主研制食品冻干机的能力。食品冻干机按用途不同划分类型,有实验用冻干机和生产用冻干机;按干燥搁板面积大小划分类型,有小、中、大、特大四种(冻干面积在50m2以下的为小型、50～100m2为中型、100～500m2为大型、