薄膜冻干技术赋能新食品

       干燥技术是一门古老的技术，早在旧石器时代，"人类"就已经懂得将木材、肉、兽皮等晒干，它是人类智慧的结晶。关于工业化干燥的加工技术则在《天工开物》一书中就有详细的记载，可见人类对于干燥技术的应用历史非常久远。但技术的发展与时代的进程是分不开的，长期以来，干燥技术的发展是停滞不前的，仍然以热干燥为主。即便到了当下，热干燥仍然是主流干燥方式，只不过热干燥的技术已经得到提升，微波、超声波、真空等辅助方式大大提高了干燥效率。

       低温干燥更适合提"质"

       随着技术的发展及加工的需要，常规的热干燥已不能满足现代化的加工要求，低温干燥这种较为"保守"的方式反而在当下受到追捧。同样，低温干燥技术也并不是什么高科技，早在公元前3500年前，位于南美安第斯山脉的秘鲁印第安部落就通过晚上冷冻和白天阳光下解冻的交替操作来保存土豆。脱离大自然力量的低温干燥技术则起源于20世纪早期，1909年沙克尔通过真空冻干的方式将菌种、病毒及血清成功保存，从而开启了工业化的应用。后来，二战时期通过将血浆冻干脱水以达到便携应用的特色。而食品工业的应用则要晚的多，20世纪60年代，美国率先开启冻干技术在食品行业的应用，通过冻干技术生产宇航员食品。

       低温干燥技术主要指真空冷冻干燥，是将需干燥的物料在低温下先行冻结至其共熔点以下，使物料中的水分变成固态的冰，然后在适当的真空度下逐渐升温，使冰直接升华为水蒸气而除去，再利用真空系统中的冷凝器，将水蒸汽冷凝，使物料低温脱水而干燥。这种干燥方式的加工，物料全程都处于低温状态，通常不会超过40℃，物料的分子活跃度较低，不易发生劣变，从而提高产品质量。

       从物料最终效应角度出发，冷冻干燥技术在食品行业有三大应用特点：保持色、香、味及营养成分，提高产品复水性以及保留活性成分的功能。

       保持色、香、味及营养成分

       色、香、味及营养是评价食品优劣的常规标准，真空冷冻干燥技术恰好能够满足食品加工的严苛要求。首先，食品中的色素、香味物质及维生素等属于热敏性物质，在高温下极易发生变性，从而使色泽降低、香味散失及营养物质流失，低温环境则能够最 大 程 度的保护这些成分，使其能够尽可能的保持天然状态，提高价值及利用率。比如咖啡风味的保持，通过冷冻干燥制作的速溶咖啡被认为是最接近于现磨咖啡的制品；其次，真空冷冻干燥与其他方式相比，能够更大程度的降低食品基质的水分活度，抑制内源性酶及微生物的活性，降低食品发生自发反应和微生物活动的污染风险，显著提高了产品的新鲜度。

       提高产品复水性

       随着消费者对新鲜产品需求的不断提升，以及提高资源利用率客观需求的日益强化，对食品进行干燥保存的需要也越来越多。早在上世纪末，美国的新鲜果蔬中就有30%以上被用于冻干保存，不仅满足了产品的储存要求，降低损耗，更保存了产品的天然状态。真空冷冻干燥方式可以提高物料内部水分的蒸发速度，使干燥过程迅速且连续，并降低物料外部在干燥过程中受到的温度影响。在复水性实验中，大部分物料的复水效果都趋于一致，即真空冷冻干燥的复水率较高且复水时间较短。复水率高意味着物料内部细胞的完整性较好，对口感的恢复有很大助益。

       保存活性分子

       大健康时代的到来使消费者更关注产品的功能性，而分子的活性及稳定性就尤为重要。活性分子往往属于热敏成分，高温干燥过程势必会加速成分的劣变，导致产品的质量下降。真空冷冻的干燥方式则能起到稳定效果，使活性分子始终位于低活跃地带，不仅留下了更多的活性成分，而且能够使成分不丧失活性。实验指出，在同样的物料条件下，冷冻干燥对活性成分的保留量高于热干燥30%以上，最终有效率则高于热干燥50%以上。

       消费者的精益求精、生产企业的产品角逐、市场竞争环境的挤压等多种因素在不断的促使技术发展，冷冻干燥技术也在不断进化。"活性"时代给真空冷冻干燥提出了更高的要求，薄膜冻干技术应运而生。薄膜冻干技术与真空冻干的机理相同，但薄膜冻干技术的速度更快，其通过将物料混合物冷冻成薄膜的方式，加快物料的干燥过程，其冻干速度是普通冻干方式的100倍以上。此外，这种方式还能有效提高物料的均匀性，使产品的定量效果更突出，显著提升活性成分的生物利用率，对于有功能要求的保健食品、特医食品等增益效果显著。

       关键词：食品加工、干燥技术、冷冻干燥、薄膜冷冻

       文/Huer

       作者简介：Huer，从事熟肉制品产品研发10年，糕点生产线产品开发3年。