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食品真空冷凍干燥技術應用狀況與前景分析

在人類可用的天然食品中,絕大多數食品是由其獨特固有物質和水組成的 。水是各種微生物生長和酶作用的決定性因素,新鮮的食品由于水分存在而很快變質 。為了延長食品的儲存時間,人們早在三千多年以前就借助陽光、風等自然條件使水分從其內部脫離出來 。隨著人類社會的進步和科學技術的發展,人們創造出很多種脫水技術,如熱風干燥、冷風干燥、噴霧干燥、真空冷凍干燥等,這些脫水技術各有其不同的特點 。針對食品保鮮與保質而言,真空冷凍干燥技術最具應用價值,因為只有凍干技術才能最大限度、最長時間地保持其色、味、形和營養成分 。食品真空冷凍干燥被喻為20世紀食品工業技術進步的主要標志 。 

 1、食品真空冷凍干燥技術的優點

 真空冷凍干燥是將含水物料凍結后,保持冰凍狀態,在真空環境下加熱,使冰升華成蒸汽并排出,從而脫出物料中水分獲得凍干制品的過程 。由于該過程在低溫低壓下進行,而且水分不經過液態直接升華,凍干制品能保持其天然色澤與氣味基本不變、外觀形狀基本不變、蛋白質與維生素等各種營養成分基本不變、固有物質基本不損失,因此真空冷凍干燥技術具有其它干燥技術無可比擬的優點 。(1)干燥在高真空度下進行,氧氣極少,易氧化物質得到保護,并且因缺氧而滅菌或抑制某些細菌的活力 。(2)干燥在低壓下進行,被干燥的物料不致氧化變質 。(3)干燥在低溫下進行,物料中易發揮的熱敏性成分不致變性或失去活力 。(4)凍結時被干燥的物料可形成“骨架”,干燥后保持原形,不會出現收縮現象,且內部呈疏松多孔的海綿結構 。(5)脫水徹底,干燥時能排除90%～95%左右的水分,干燥后可在常溫下長期保存,并且因重量輕而便于運輸 。(6)復水性極好,凍干制品能迅速吸水復原,其色澤、品質與鮮品基本相同 。

 2、食品凍干技術的應用狀況

 2.1國外的應用狀況

 食品真空冷凍干燥技術起源于20世紀30年代 。1930年丹麥的Flosdorf開始了食品凍干實驗,1940年英國的Fikidd提出了用冷凍干燥方法進行食品處理的技術 。1961年英國食品部在Aberdeen實驗工廠開始了食品凍干技術的研究,其研究成果證明,凍干技術用于食品加工是獲得優質食品的一種方法 。據有關資料記載:1963年美國有凍干食品廠11家,荷蘭、丹麥、前西德等歐洲國家有25家 。1965年全球凍干食品廠已發展到50多家 。到1972年,美國有凍干食品廠41家,日本有13家,歐洲有49家 。凍干食品產量增加亦較快,僅從美國統計,1963年凍干食品產量近5000t,1970年

 產量為157000t,1972年產量為175000t 。20世紀80年代初,白俄羅斯的斯魯茨克建成了大型凍干食品生產線,僅凍干奶酪一種年產量即達150t 。1985年日本有凍干食品廠25家,歐洲接近百家 。1989年,保加利亞的索非亞建立了低溫生物學和冷凍干燥技術研究所(InstituteofCryobiologyandLyophilizationinSofia),主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營養食品 。當時,該研究所綜合實力在全球同類科研機構中名列前茅 。從20世紀80年代中期至90年代末,是全球凍干技術快速發展階段,美國和日本凍干食品產量增加幅度最大 。到2005年,美國凍干食品廠超過百家、日本有凍干食品廠35家,美、日有近一半的方便食品采用凍干技術生產 。凍干食品在歐、美、日等國家已經被人們廣泛地接受 。

 全球第一臺食品真空冷凍干燥設備于1943年在丹麥問世 。經過半個多世紀的發展,現在工業發達國家都具備自主研制食品凍干機的能力 。食品凍干機按用途不同劃分類型,有實驗用凍干機和生產用凍干機;按干燥擱板面積大小劃分類型,有小、中、大、特大四種(凍干面積在50m2以下的為小型、50～100m2為中型、100～500m2為大型、