真空冷凍干燥(Freeze Dried，簡稱FD)技術(shù)起始于20世紀(jì)初期。20世紀(jì)40年代，F(xiàn)D技術(shù)首先由俄羅斯科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)并獲得成功。
在二戰(zhàn)期間，利用FD技術(shù)把血漿脫水，使其輕便且易攜帶，需要時注入生理鹽水，便可把細(xì)胞激活。二戰(zhàn)結(jié)束后，F(xiàn)D技術(shù)被用于醫(yī)藥、生物、航天、航空事業(yè)；20世紀(jì)60年代，美國將應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)的凍干食品作為宇航員的太空食品；20世紀(jì)70年代，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，日本消化吸收了美國的FD科技成果，并對其進(jìn)行深入研究，使FD技術(shù)及其設(shè)備在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用取得了進(jìn)一步的發(fā)展，從此，F(xiàn)D產(chǎn)品及設(shè)備進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)時代，主要用于醫(yī)藥、飲料、食品，以及對農(nóng)副產(chǎn)品的低溫脫水干燥；我國在新中國成立前就已經(jīng)開始使用冷凍干燥法制造疫苗，但數(shù)量極少，新中國成立我國的冷凍干燥事業(yè)得到了迅速發(fā)展，1952年起開始在獸醫(yī)界應(yīng)用，并在國內(nèi)制造了一批中型冷凍干燥機(jī)，現(xiàn)在我國所有的省、市、自治區(qū)均有不同型號的冷凍干燥機(jī)。
FD技術(shù)原理
自然界中，水有3種物理形態(tài)：固相、液相和氣相。當(dāng)壓力降到646.6 Pa，溫度低于0℃以下時，水即由固態(tài)冰不經(jīng)過液相，直接升華為水氣。FD食品就是利用升華原理，將含有水分的物料在預(yù)備凍結(jié)后，置于真空罐中，通過熱媒輻射加熱，將物料脫水干燥。
FD技術(shù)在不破壞物質(zhì)原有物理化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過升華將物質(zhì)脫水干燥，能夠在很大程度上使一些對熱敏感且易揮發(fā)損失的成分得到保存，所以，經(jīng)FD技術(shù)處理過的食品，內(nèi)在營養(yǎng)成分的保存率可達(dá)到96%以上，而且食物含有的極輕芳香油也會被保留在食物的表面而不損失。與經(jīng)過加熱處理而脫水的食品相比，F(xiàn)D產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)就是能夠保持食物原有的外形、顏色、營養(yǎng)成分基本不變，有時甚至?xí)挂恍┊a(chǎn)品的味道和香味得到增強(qiáng)，改善了食品的風(fēng)味，增加了食品的適口性，而且FD產(chǎn)品不需要冷藏就可以長期保存。
FD產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝
下面以FD大蒜粉的生產(chǎn)工藝為例，簡述FD產(chǎn)品的一般生產(chǎn)工藝過程。
大蒜是百合科蔥屬植物，廣泛分布于各地，我國也有普遍種植，大蒜是深受國人喜歡的香辛類蔬菜之一，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，其中，所含的Ge和Se是人體抗腫瘤*的元素。大蒜中的一種配糖體，能有效消除血管上沉積的脂肪，具有降血脂和抗血管硬化的作用。大蒜中主要的功能性成分蒜素是一種廣譜抗生素，對多種細(xì)菌和真菌都有很強(qiáng)的殺滅作用，但是大蒜素的性質(zhì)極不穩(wěn)定，遇熱易被破壞，遇堿易失效。在0-50℃下，溫度越高，其含量的下降越快；在0℃以下，大蒜素含量下降平緩，pH值為3.0-5.0時最為穩(wěn)定。綜合考慮大蒜的性質(zhì)，為了能較大程度地保留大蒜中的有效成分，通過冷凍干燥，即FD技術(shù)處理大蒜是一種效果較好的方法。
——工藝過程
大蒜一涼水清洗一涼水浸泡一搓去外皮一切片一酸浸泡一瀝水一裝盤一預(yù)凍一真空干燥一出料一粗粉碎—包裝一產(chǎn)品。
——工藝參數(shù)
大蒜切片的厚度為1.5-2.0 mm，裝盤厚度在1 cm左右，預(yù)凍溫度應(yīng)低于共晶點(diǎn)5-8℃，后期處理在25℃以下進(jìn)行，以免大蒜粉吸濕膨脹發(fā)黏，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
——冷凍干燥過程
冷凍干燥過程通常分為升華干燥和解析干燥2個干燥階段。升華階段由于水分較多，一般取最大加熱功率，當(dāng)物料上部溫度達(dá)到加熱板溫度時，該階段終止。在解析干燥階段，由于升華結(jié)束，真空度有一定提高，所以應(yīng)當(dāng)控制加熱功率，即降低加熱板溫度，保證干食品的溫度低于最高允許溫度，該階段以物料達(dá)到設(shè)定值為終點(diǎn)，合理設(shè)置升華、解析干燥的時間是保證產(chǎn)品品質(zhì)和節(jié)能的重要方面。
大蒜粉的最佳冷凍干燥過程如下：
預(yù)凍至-35℃，待加熱板升溫到60℃以后，保持8.5 h，再降溫至40℃，保持4-5 h，全過程保持最高真空度。
試驗(yàn)證明，如大蒜這種經(jīng)加熱處理而極易被破壞營養(yǎng)成分的食品，適合用FD技術(shù)進(jìn)行加工。
FD產(chǎn)品技術(shù)支持
四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展(北京)有限公司法人由原北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有 限公司技術(shù)研發(fā)和管理負(fù)責(zé)人擔(dān)任，是為客戶提供專業(yè)真空冷凍干燥設(shè)備及解 決方案的服務(wù)供應(yīng)商。我們秉承“以客戶為中心，追求最高的客戶滿意度”的 服務(wù)理念，個性服務(wù)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、高效處理、可靠保障，可根據(jù)用戶需求提供 和設(shè)計(jì)單個或多個符合 GMP 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的凍干設(shè)備配套系統(tǒng)，如負(fù)壓和無菌隔 離器、自動進(jìn)出料及外置 CIP 等系統(tǒng)。
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