第二章 冷冻干燥食品

第二章 冷冻干燥食品

第一节 冷冻干燥食品的概念及发展简史

概念：是指人工制冷的方法将食品速冻达到一 定的温度要求后，在低温低压的条件下进行冷 冻干燥，使食品中的水分由固态直接升华成气 态，从而使食品脱水干燥形成的干制品，又称 冻干食品。

冻干食品的特点：1、冷干食品最大限度地保留了新鲜食品的营养 成分及色、香、味。冻干食品的干燥是在低温和 真空状态下进行的，使一些热敏性和极易氧化物 质的损失大大减少，最大限度地保留了食品中的 各种营养成分。 2、冻干食品不失原有食品的骨架结构，保持了 食品原有的形态。 3、复水性能好，更接近新鲜食品品质 4、无一般干燥方法带来的表面硬化问题。 5、易于储藏、运输。

冻干食品的种类：

任何食品都可以进行冻干加工，但是，由于冻干食品 生产成本高，目前冻干食品还主要局限在高档食品。 现可将冻干食品大致分为以下几类： 1、果蔬类冻干食品：如菠萝、番茄、胡萝卜、葱、蒜、 苹果、草莓、水蜜桃等。 2、禽肉类冻干食品：如猪肉、牛肉、鸡肉、兔肉等。 3、水产品类冻干食品：如虾、鱼、海参、干贝、海带、 紫菜等。 4、调味品类冻干食品：如果酱、汤料、调理料及香料 等。 5、方便食品及其他：如宇航食品、军用食品、旅游食 品、茶叶、咖啡等。

第二节 冷冻干燥食品的原理、生产工艺及设备 原理：冷冻干燥时只将食品冻结后在一定条件 下将食品中的水分以升华的方式脱去，主要包 括冷冻和升华两个过程。 升华：物质从固态由于温差太大，不经过液态 直接变成气态的过程(物理变化)叫升华 (sublimation)。条件：热量的不断供给和生 成的水蒸气不断的排除。

由物理学可知，水有三相，O点 为三相共点。根据压力减小、 沸点下降的原理，只要压力在 三相点压力之下(图中压力为 646.5Pa以下，温度0℃以下), 物料中的水分则可从水不经过 液相而直接升华为水汽。根据 这个原理，就可以先将食品的 湿原料冻结至冰点之下，使原 料中的水分变为固态冰，然后 在适当的环境下，将冰直接转 化为蒸汽而除去，再将的水汽 凝结器将水蒸汽冷凝，从而使 物料得到干燥。这种利用冷冻 获得干燥的方法，是水的物态 变化和移动的过程，这个过程 发生在低温低压下，因此，冷 冻干燥的基本原理是在低温低 压下传热传质的机理

共熔点：对于固态混合溶液，在升温融化过程中， 当达到某一温度时，固体中开始出现液态，此温 度称为共熔点。 共熔点是产品升温过程中从固态开始出现液态的 最低

温度。在干燥中避免使食品温度达到共熔点， 否则食品就会开始出现冰结晶的融化。 当温度较高时，蜂窝状结构的固体基质刚性降低。 当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足 以维持蜂窝状结构，空穴的固形物质基质壁发生 塌陷，此临界温度称为冻干食品的塌陷温度。

冷冻干燥食品生产工艺(一)前处理 1、果蔬类食品的前处理 同冷冻食品 2、肉类食品的前处理 3、液态、糊状食品的前处理：主要包括杀菌、 浓缩、制粒、添加抗氧化和抗结块的制剂等过 程。

(二)预冻 冻结速率对于冻干食品的质量和干燥时间影响较 大。冻结速率快，食品内形成的冰结晶细小，分 布均匀，对食品的损伤小，干燥后能够较好地反 映出食品原来的组织结构和性能。但是，小的冰 结晶升华后留下的空穴也小，升华产生的水蒸气 逸出的通道也就狭小，阻力大，造成食品干燥速 度减慢。 选择一个最优的冻结速率，能够在保证食品质量 的情况下耗能最小。

(三)升华干燥 1、冻干机的装载量 湿重装载量，它是决定 冻干时间的重要因素。 2、干燥温度 温度的控制原则是不引起被干 燥食品内冰结晶的融化

(四)解析干燥 2% 在升华干燥过程中，食品中所有的冻结晶都升华 为水蒸气被去除，但是食品中还有一部分水分以 玻璃态或结合形式存在，食品水分含量还是相对 较高。这时候食品中的水分不再流动，必须通过 提高温度的方法将其去除，这个过程就是解析干 燥的过程。 当食品温度与加热板温度基本趋于一致并保持一 段时间就可以认为达到了干燥终点。 (五)后处理

冷冻干燥的设备一、间歇式冷冻干燥机 适合冻干多种小量食品 缺点：生产能力低、设备利用率低 二、连续式冷冻干燥设备 适合生产单一品种产品 缺点：不适用多种产品的生产，设备复杂，投 资费用大

第三节 冷冻干燥对食品品质、营养成分的影响(一)贮藏期 冻干食品脱去了绝大部分水分(一般水分含量多 在1.0%-2.0%之间) 一般冻干食品在常温下通常可以保存2年，如果 用铁罐包装，可以保存更长时间。 (二)风味 食品中挥发性芳香物质的损失明显低于热风干燥 时的损失量 切碎的食品干燥时芳香成分的损失要比保持一定 组织厚度的食品损失严重

(三)色泽 产品受氧气的影响很小，各种滑雪反应很少发 生，所以由于食品直接被氧化或发生酶促反应 导致食品褐变、褪色的机会比较少。食品在冻 干过程中可能发生非酶褐变 褐变的速度主要取决于干燥的温度和食品中残 存的水分 总的来说

,冻干食品的色泽要较其他干燥方法 生产的产品色泽好

(四)体积质量 脱水呈现多孔状结构，组织表面积比原来增大 100-150倍， 所以冻干食品的体积质量非常小，绝大多数都 小于1 (五)质构和口感 干燥后食品的原有结构造成破坏，口感发生变 化。

冷冻干燥对食品营养成分的影响蛋白质 肉类食品中蛋白质的变性主要受干燥温度的影 响，温度越高，变性程度越严重。 维生素 水溶性维生素损失较多。VC在10%~50%之间， 硫胺素(B1)30% 脂溶性维生素损失较小(干燥在真空下进行， 脂溶性发生氧化反应较小)