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真空冷凍干燥水果的技術分析
閱讀：855 發(fā)布時間：2013-7-8
真空冷凍干燥（簡稱凍干）技術是目前被認為非常*的食品加工技術。食品凍干就是先將食品物料中的水分凍結，隨后在低溫和真空條件下進行加熱，使物料中的冰升華和解析為水蒸汽，用這種方式將食品中的水分去除，從而獲得干燥脫水制品。
水果之所以很多人喜歡吃，是因為它們不僅味美，更重要的是它富含人體所需的各種營養(yǎng)素，但水果在常溫下很容易腐爛變質從而使營養(yǎng)成分流失。真空冷凍干燥的水果色香味與鮮品基本相同，可zui大限度的保留水果的營養(yǎng)成分，復水性好，易于長期保存，重量輕且便于運輸。
1 不同水果真空冷凍干燥工藝的技術要求
由于不同種類水果的組織結構、含水量及營養(yǎng)成分均有較大差異，因而真空冷凍干燥工藝也有著顯著區(qū)別。
1.1 漿果類
漿果類水果含果汁及果肉多，種子小且呈多粒存在包括葡萄、草莓、香蕉、番石榴、木瓜等，現以草莓為例介紹漿果類水果的凍干工藝。
首先挑選體積大小一致、品種相同、成熟度適當、沒有腐爛或蟲咬的新鮮草莓作為原料；放入清水中漂洗；然后撈出，用篩網瀝干。經測定草莓的共晶點溫度為－15℃，所以預凍溫度控制在－20℃，凍結速率大約為 0.3℃／min，屬于慢速凍結。從室溫凍結到－20℃，并維持 0.5h，共需凍結時間為 2.5h。
抽真空后，草莓表面升華，冰界面向草莓內部后退；控制擱板溫度，以使草莓凍結層的溫度不超過－15℃，而干燥層溫度不超過 30℃。為進一步除去草莓中的結合水，將擱板溫度提高到 40℃。待擱板與制品的溫度差逐漸縮小，真空度逐漸提高；當真空度接近或達到設備的極限真空度時，干燥結束。這一階段約4 小時。凍干后的草莓采用硬塑料盒充氮氣包裝，在室溫下保存。
1.2 仁果類
仁果類水果有蘋果、梨、山楂、枇杷等，現以蘋果為例介紹仁果類水果的凍干工藝。選擇大小一致的紅富士蘋果作為原料用清水清洗干凈，去皮，去芯切片，物料的厚度對冷凍干燥時間的影響很大，可控制切片厚度為 0.8cm 進行冷凍干燥。邊切邊投入 0.1％的維生素 C 溶液中進行護色，以防果塊因氧化褐變，浸泡 5min。為了防止蘋果中的酶發(fā)生褐變，應采用較快的凍結速度，平均冷凍速率為 0.4cm／h。冷凍倉溫度設定為－35℃，蘋果放入冷凍倉凍結一個小時。升華干燥時干燥倉壓強為 70～90Pa，冷凝器溫度為－40～－50℃。解吸干燥時干燥倉壓強為 20～30Pa，物料溫度 50～60℃。當產品溫度與加熱擱板溫度接近，干燥箱內壓力與捕水器壓力接近且兩者差值維持不變時干燥結束，干燥時間為 10h。
1.3 核果類
核果類水果均有一顆大而堅硬的果核，如桃、梅、李、杏、荔枝、龍眼、棗、芒果等，現以荔枝為例介紹核果類水果的凍干工藝。選擇新鮮，外表呈鮮紅色，果肉潔白，果實飽滿，八至九成熟，味甜稍酸，香氣濃郁，加工時不易變色，果殼易剝離的果實；用清水沖洗后放入含有效氯濃度為 150-200ppm 的次氯酸鈉溶液中浸泡消毒 3～5 分鐘后，撈出用清水漂洗去除表面的余氯。剝殼去核后，將果肉放入 0.5％檸檬酸和 0.2％抗壞血酸混合液浸泡 30 分鐘的進行護色。用電阻法確定荔枝肉的共晶點溫度范圍為－23～－25℃，所以確定荔枝肉的速凍溫度為－30℃以下。將預冷后的荔枝肉放在強制冷空氣循環(huán)的速凍庫內速凍 4 小時以上。確定升華階段的加熱溫度為 100℃維持 5 小時，真空度控制在 100Pa 以下，冷阱溫度
控制在－30℃以下。
隨著升華結束，為了進一步降低產品內的殘余水份含量，必須提高干燥箱的真空度，控制在 30～50Pa。解析階段后期溫度控制在 45℃，物料的溫度接近于加熱板溫度維持 2～3小時，產品的殘余水份可控制在 3％以下。凍干結束后即進行挑選、包裝，剔除褐變的果肉，用 5mm 的篩子過篩去除篩下粉末后，用雙層 PE 袋抽空、充氮包裝。挑選、包裝間要求控制溫度<22℃、相對濕度<45％。
2 需解決的技術問題水果是一種有高附加值的食品，凍干水果應該擁有非常廣闊的市場前景，但現在實際應用并不廣泛，究其原因主要有以下三個方面的原因。
2.1 不同水果之間差異較大
水果種類繁多，即使是同類水果，如果生長環(huán)境不同，氣候不同等均會導致很大的差異。因此，水果凍干過程的技術參數很難歸類，如不同品種的水果因所含的酶不同，它的護色工藝就很不一樣，而且水果的裝盤也很有講究，不同的裝盤厚度都會導致zui后凍干成品的質量不一樣，所以針對不同水果要選擇具體的凍干工藝。而且，國內外已有的水果凍干工藝研究并不成熟，工業(yè)化生產所需的技術參數也比較少。
2.2 凍干過程費時長、耗能多真空冷凍干燥被認為是zui昂貴的一種干燥方法。經過真空冷凍干燥的食品，其成本大約為熱風干燥的 5～7 倍，是速凍食品的 7～8 倍，是噴霧干燥的 7 倍。在真空冷凍干燥過程中預凍能耗僅占 4％～14％，干燥過程中真空泵、加熱板、冷阱工作總能耗占 86％～96％。由于其設備投資成本高，生產過程中能耗高，致使一些廠家望而卻步從而制約了凍干技術的實際應用和發(fā)展。近年來降低真空冷凍干燥能耗方法有：（1）以過程參數優(yōu)化縮短干燥時間；（2）改進熱傳遞來加速升華；（3）避免使用冷阱。
2.3 合適的技術參數較難確定
真空冷凍干燥過程的參數選擇，對凍干水果的質量有著決定性的影響。冷凍干燥過程包括預冷、一次干燥、二次干燥和儲存階段等，都是相當復雜的傳熱傳質過程；而且這些過程又與水果的性質有密切的關系。因此，必須測定水果的多種熱物理性質，弄清影響冷凍干燥過程中傳熱傳質的因素，才能制定可靠的程序，采用優(yōu)化的冷凍干燥控制過程，生產出高質量的凍干產品。
結束語
雖然真空冷凍干燥設備的投資、操作運行費用高，但隨著科技的發(fā)展，真空冷凍干燥技術壁壘的逐漸攻克，水果的凍干工藝研究將會日漸成熟，越來越多的水果凍干產品將會進入人們的生活。