【加工技术】功能性食品加工技术一一冷冻干燥技术

01


　　冷冻干燥技术
 
　　冷冻干燥技术：冷冻干燥技术，又称为冷冻升华干燥、真空冷冻干燥，是将食物中的水分冻结（低温：-60℃～100℃）成冰后，在真空（高真空：6.67～40Pa）下使冰直接汽化的干燥方法。
 
　　适用条件：冷冻干燥需要高真空度及低温，因而适用于受热易分解的功能性物料。冷冻干燥的成品呈海绵状，易于溶解，故一些蛋白质类药品和生物制品，如酶、激素、天花粉蛋白、血浆、抗生素、疫苗，以及一些需呈固体而临用前溶解的注射剂多用此法。
 
　　冷冻干燥装置系统包括：制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统等四部分。
 
　　冷冻干燥过程包括：预冻、升华和再干燥三个阶段。
 
　　02


　　冷冻干燥的优缺点
 
　　1.冷冻干燥的优点
 
　　①由于食品的冷冻干燥在低温及高真空度下进行，避免了热敏性成分的破坏和易氧化成分的氧化，食品的营养成分和生理活性成分损失率最低。
 
　　②食品冻结后水变成冰形成了一个稳定的固体骨架，当水分冷冻后直接干燥升华，仍使固体骨架基本维持不变。因此，冻干食品的收缩率远远低于其他干制品，能够保持新鲜食品的形态。
 
　　③冻干食品由于脱水较彻底，包装适当，不加任何防腐剂，对储存时的环境温度没有特别的要求，即在常温下可安全地储存较长的时间。
 
　　④由于食品冻结后进行升华干燥，食品内细小冰晶在升华后留下大量空穴，呈多孔海绵状：在复水时能迅速渗入并与干物料充分接触，可使冻干食品在几分钟甚至数十秒钟内完全复水，因而最大限度地保留了新鲜食品的色、香、味。所以，冻干食品具有优异的复水性能。
 
　　⑤食品在冷冻干燥时，由于低温使得各种化学反应速率较低，故食品的各种色素分解造成的褪色、酶及氨基酸引起的褐变几乎不会发生。所以，冻干食品不需添加任何色素，最大限度地保留了食品的原有色泽。
 
　　⑥由于物料中的水分在预冻结后以冰晶形态存在，原来溶于水中的无机盐被均匀地分配在物料中，而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，这样就避免了一般干燥方法因内部水分向表面扩散，所携带的无机盐也移向表面而造成的表面硬化现象。因此，冷冻干燥制品复水后易于恢复其原有的性质和形状。
 
　　⑦因物料处于冰冻的状态，升华所需的热可采用常温或温度稍高的液体或气体为加热剂，所以热能利用很经济。
 
　　2.冷冻干燥的缺点
 
　　①食品的比表面积（表面积与其体积之比）较大，在储存期间食品中的脂肪容易氧化造成脂肪酸败。所以，真空冷冻干燥食品要真空包装，最好充氮包装。
 
　　②食品暴露于空气中容易吸湿吸潮，故包装材料要绝对隔湿防潮。
 
　　③食品一般所占体积相对较大，不利于包装、运输和销售，所以冻干食品常被压缩之后再包装。
 
　　④食品因具有多孔海绵状疏松结构，在运输、销售中易破碎及粉末化。所以，对不便压缩包装的冻干食品，应采用有保护作用的包装材料或形式。
 
　　⑤由于低温干燥操作是在高真空和低温下进行，需要有一整套高真空获得设备和制冷设备，故投资费用和操作费用都很大，因而产品成本高。
 
　　03


　　冷冻干燥技术在功能性食品中的应用
 
　　冷冻干燥技术广泛应用于生物制品、血液制品以及各种疫苗、药品的研究和生产中。
 
　　许多功能性食品功效成分不稳定，用普通干燥法干燥常造成部分破坏或活性降低，最好的干燥方法是冷冻干燥。某些贵重药食两用原料的干燥，如人参、蜂王浆、蜂胶、蚕蛹提取物、花粉制品等用冷冻干燥法脱水，其有效成分可充分得到保护，特别是某些活性物质可以不受损失。功能性食品及中药材如山药粉、芦笋粉、保健茶、蜂王精、营养冲剂、活性人参粉、天麻粉等的加工制造也用冷冻干燥法。此外，SOD、谷胱甘肽过氧化物酶以及某些食品生产中常用的酶的干燥，最好用冷冻干燥法，以保持其活性。还有活性干酵母、活性干乳酸菌、活性蛋白、活性肽的干制也在广泛使用冷冻干燥技术。



日期：2025-06-30