冷凍干燥在食品工業(yè)中的應(yīng)用
2009-08-07
[2611]
二次世界大戰(zhàn)以后,*和政府開始廣泛地進(jìn)行有關(guān)脫水食品的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí),人們對于脫水食品的味道和營養(yǎng)就有了更大的期望,大家都指望有一種更好的方法,使食品保存得更長久一些,同時(shí),人們對食用方便性也有了更高的要求,既要保存原味、質(zhì)地,又要保留營養(yǎng)成份,但是,人們的要求又與科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的水平有一定的距離,因而人工防腐劑及化學(xué)劑的用量日益增高。
與此同時(shí),也有科學(xué)家致力于高科技的研究和開發(fā),從而使冷凍法的可行性進(jìn)一步提高,然而這些努力在當(dāng)時(shí)也險(xiǎn)些被中斷;原因是 Del Monte 食品罐頭廠曾經(jīng)在一項(xiàng)大規(guī)模研究中企圖證明冷凍食品的營養(yǎng)和美味不如罐頭食品,不過,這項(xiàng)研究由 Del Monte 自己半途而廢了,因?yàn)檠芯拷Y(jié)果顯示,冷凍食品,特別是水果和蔬菜要比罐頭食品所具有的營養(yǎng)和美味強(qiáng)得多。
事實(shí)上,食用冷凍食物在某些情況下甚至優(yōu)于食用新鮮食物的營養(yǎng)成份,舉例來說,一個普通的消費(fèi)者在買了玉米后,如果經(jīng)過了四、五天才把它們吃掉,在這期間,某些糖份已經(jīng)轉(zhuǎn)化成了淀粉,一些營養(yǎng)成份在這過程中已經(jīng)消失了。
但是,如果植物在收割后,便很快地被清洗、剝皮,在三到四個小時(shí)之內(nèi)就冷凍起來,植物的營養(yǎng)成份就不會損失,同時(shí),由于經(jīng)過了清洗的步驟,從而可控制病源微生物的活動。冷凍食品也因而愈來愈受到人們的歡迎,并使得這項(xiàng)技術(shù)研究不斷地深入發(fā)展。
但是,如果植物在收割后,便很快地被清洗、剝皮,在三到四個小時(shí)之內(nèi)就冷凍起來,植物的營養(yǎng)成份就不會損失,同時(shí),由于經(jīng)過了清洗的步驟,從而可控制病源微生物的活動。冷凍食品也因而愈來愈受到人們的歡迎,并使得這項(xiàng)技術(shù)研究不斷地深入發(fā)展。
冷凍干燥法的奧妙 :
把冷凍過的植物置于真空狀態(tài)下,使之充分脫水,從而完成植物從冷凍狀態(tài)到脫水防腐狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,這就是冷凍干燥法的原理。
在進(jìn)行冷凍干燥的真空環(huán)境下,水只能以固體(冰)或氣體(蒸氣)的形式存在,而不能以液體形式存在,所以可以防止植物溶解在水中而發(fā)生潰爛。植物中的冰在真空環(huán)境下變成蒸氣,因而使冷凍干燥室的氣壓變大。如果不能很好地處理蒸氣,與冷凍干燥室相連的真空機(jī)會被水充滿,從而破壞冷凍干燥室的真空狀態(tài)。當(dāng)此種破壞達(dá)到一定程度時(shí),植物就會被軟化,呈現(xiàn)出空氣干燥后的狀態(tài)-皺縮、潰爛和發(fā)黑。
但是,如果能將冷凍板控制在華氏零下 25 度以下,這個問題就能迎刃而解。水蒸氣會自然地流向這些溫度較低的冷凍板,并在板上凝結(jié)成冰。經(jīng)由此方式,我們就能減少冷凍干燥室里的水蒸氣,從而保證整個冷凍干燥過程在適當(dāng)?shù)恼婵諣顟B(tài)下進(jìn)行。
小心地增加溫度也是這個生產(chǎn)過程中重要的一環(huán),一旦熱量提供太多、太快,就會有過量的水蒸氣蒸發(fā)到冷凍干燥室中,而如果冷凍系統(tǒng)不能及時(shí)凝結(jié)水蒸氣,過剩的水蒸氣就會加升室內(nèi)的氣壓,降低真空狀態(tài),這時(shí)植物就會變軟。
值得注意的是,在一般的冷凍干燥過程中,植物的外層會構(gòu)成一個絕緣層,阻止其內(nèi)部水份的蒸發(fā),也就是說植物是由外向內(nèi)進(jìn)行脫水,亦意味著在適當(dāng)溫度下,要花更多的時(shí)間來干燥植物內(nèi)部。實(shí)際上,一般的冷凍干燥有 80% 的時(shí)間是被用來除去植物內(nèi)部zui后 20% 的水份,舉例來說,冷凍干燥一個草莓一般要花 14 到 16 小時(shí)。
把冷凍過的植物置于真空狀態(tài)下,使之充分脫水,從而完成植物從冷凍狀態(tài)到脫水防腐狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,這就是冷凍干燥法的原理。
在進(jìn)行冷凍干燥的真空環(huán)境下,水只能以固體(冰)或氣體(蒸氣)的形式存在,而不能以液體形式存在,所以可以防止植物溶解在水中而發(fā)生潰爛。植物中的冰在真空環(huán)境下變成蒸氣,因而使冷凍干燥室的氣壓變大。如果不能很好地處理蒸氣,與冷凍干燥室相連的真空機(jī)會被水充滿,從而破壞冷凍干燥室的真空狀態(tài)。當(dāng)此種破壞達(dá)到一定程度時(shí),植物就會被軟化,呈現(xiàn)出空氣干燥后的狀態(tài)-皺縮、潰爛和發(fā)黑。
但是,如果能將冷凍板控制在華氏零下 25 度以下,這個問題就能迎刃而解。水蒸氣會自然地流向這些溫度較低的冷凍板,并在板上凝結(jié)成冰。經(jīng)由此方式,我們就能減少冷凍干燥室里的水蒸氣,從而保證整個冷凍干燥過程在適當(dāng)?shù)恼婵諣顟B(tài)下進(jìn)行。
小心地增加溫度也是這個生產(chǎn)過程中重要的一環(huán),一旦熱量提供太多、太快,就會有過量的水蒸氣蒸發(fā)到冷凍干燥室中,而如果冷凍系統(tǒng)不能及時(shí)凝結(jié)水蒸氣,過剩的水蒸氣就會加升室內(nèi)的氣壓,降低真空狀態(tài),這時(shí)植物就會變軟。
值得注意的是,在一般的冷凍干燥過程中,植物的外層會構(gòu)成一個絕緣層,阻止其內(nèi)部水份的蒸發(fā),也就是說植物是由外向內(nèi)進(jìn)行脫水,亦意味著在適當(dāng)溫度下,要花更多的時(shí)間來干燥植物內(nèi)部。實(shí)際上,一般的冷凍干燥有 80% 的時(shí)間是被用來除去植物內(nèi)部zui后 20% 的水份,舉例來說,冷凍干燥一個草莓一般要花 14 到 16 小時(shí)。
冷凍干燥法的實(shí)用
那么,究竟是什么使冷凍干燥法既有效又實(shí)用呢?為什么冷凍干燥法是的脫水方法?簡單地說,冷凍干燥法是對植物柔性的處理方法。
由于是在溫度相對很低的狀態(tài)下進(jìn)行干燥的,因此,植物中的大多數(shù)營養(yǎng)成份會被完整無缺地保留下來。低溫可以避免植物中的糖份被烤焦,出現(xiàn)我們所熟悉的那種加工過的味道。低溫還能使成品保留原有的自然風(fēng)味和芳香,由于整個過程進(jìn)行于真空室內(nèi),所以在低溫中就可將冰轉(zhuǎn)化為蒸氣,也因此不會被破壞植物的營養(yǎng)成份。
冷凍干燥后的成品不會產(chǎn)生任何收縮,一個經(jīng)過冷凍干燥的草莓,無論在外形或體積上,都與新鮮草莓相差無幾。一個被*冷凍干燥的植物在顯微鏡下會呈現(xiàn)出蜂窩狀外表。細(xì)胞在釋放水份后,保留下了營養(yǎng)纖維和固狀物,這樣它的整個構(gòu)造就得到了完好地保存,也使植物易于再次快速水化。亦即水份將極易再次進(jìn)入植物的細(xì)胞內(nèi),充斥其空間,此意味著一旦暴露在空氣中,就很容易吸收潮氣,因此冷凍干燥植物必須用密封袋來保存。冷凍干燥過的豌豆和玉米在湯中只需 3 分鐘就能再次水化,而風(fēng)干的豌豆和玉米則需要 10 分鐘。另外,冷凍干燥法也無需再加防腐劑和添加劑,是一種天然的濃縮制造過程。
冷凍干燥法的優(yōu)點(diǎn)
1. 保留完好的營養(yǎng)成份(如蛋白質(zhì)、維生素、植物營養(yǎng)素等)。
2. 保留食品原有外形、色澤和構(gòu)造。
3. 加水后,能快速、*的復(fù)原。
4. 常溫下能長久儲存,而且不需添加任何防腐劑。
5. 冷凍干燥加工過的食物重量輕,易于攜帶和運(yùn)輸,且運(yùn)費(fèi)較低。
6. 使食品更濃縮。