真空冷凍干燥技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，真空冷凍干燥技術(shù)在眾多行業(yè)領(lǐng)域得到推廣，其中便包括食品加工行業(yè)。依據(jù)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展需求，結(jié)合我國(guó)水產(chǎn)品加工技術(shù)水平及設(shè)備條件，將真空冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品加工中是推動(dòng)水產(chǎn)品加工行業(yè)有序快速發(fā)展的一項(xiàng)重要手段。

真空冷凍干燥技術(shù)，指的是依托調(diào)節(jié)凍干機(jī)隔板的控制溫度，將樣品凍結(jié)至共晶點(diǎn)溫度以下，在確保樣品中水分充分凍結(jié)為小冰晶的同時(shí)，對(duì)冷阱予以降溫處理，并通過(guò)真空泵對(duì)箱體抽真空，進(jìn)而在低溫及真空狀態(tài)下，將物料中的水分由固態(tài)升華成氣態(tài)，再借助真空系統(tǒng)的捕水裝置將水蒸氣冷凝，除去物料中的水分，進(jìn)而得到干燥脫水制品的干燥方法。

作為一項(xiàng)半自動(dòng)低壓低溫脫水的新型技術(shù)，真空冷凍干燥技術(shù)具備諸多優(yōu)勢(shì)：一是在低溫低壓低氧狀態(tài)下，易氧化物質(zhì)、熱敏性物質(zhì)不易于變性失活，所以可較好地保留物質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及風(fēng)味成分。二是與原料相比較，干制品復(fù)水后其基礎(chǔ)成分、感官特性大致沒(méi)有任何改變。三是干燥后不會(huì)引發(fā)收縮現(xiàn)象，體積基本不變，呈多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，易復(fù)水溶解且復(fù)水后其品質(zhì)與新鮮品基本相一致或者一致。四是制品重量輕便于運(yùn)輸，通過(guò)合理的包裝即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定保存。

水產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程

01前處理

前處理的目的是保證優(yōu)質(zhì)原料以及利用凍干與貯藏。對(duì)于真空冷凍干燥，一般不宜帶骨刺和脂肪干燥。由于骨刺會(huì)大大延長(zhǎng)干燥所需的時(shí)間，而魚(yú)類(lèi)脂肪組織的熔點(diǎn)較低，在時(shí)間長(zhǎng)、溫度偏高的干燥過(guò)程中容易發(fā)生熔化現(xiàn)象。液化的油脂會(huì)使凍干層中的空穴堵塞，阻礙冰晶的升華，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的崩塌。所以，凍干前應(yīng)剔除水產(chǎn)品中過(guò)多的脂肪。其次，瀝水過(guò)程也是水產(chǎn)品凍干中的一個(gè)步驟，它可以減少后續(xù)凍干的負(fù)荷，但瀝水時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免導(dǎo)致水產(chǎn)品氧化變質(zhì)。

02預(yù)凍

真空凍干食品的質(zhì)量與凍干速率受凍結(jié)的速率與最終溫度影響。水產(chǎn)品開(kāi)始凍結(jié)的溫度為-0.6~-2℃，當(dāng)通過(guò)最大冰晶生成帶（-1~-5℃）后，越有80%的水分凍結(jié)，當(dāng)溫度下降到-18℃時(shí)，水產(chǎn)品的凍結(jié)率約為95%。因此，水產(chǎn)品預(yù)凍溫度一般選為共晶點(diǎn)以下5℃為宜。由于緩慢凍結(jié)中，細(xì)胞間隙中的冰結(jié)晶會(huì)使水產(chǎn)品的細(xì)胞破壞從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而速凍有利于保持細(xì)胞的完整，避免細(xì)胞內(nèi)液體外溢，能較好地維持產(chǎn)品的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，保持產(chǎn)品質(zhì)量和復(fù)水性。綜上所述，水產(chǎn)品的真空冷凍干燥預(yù)凍方式應(yīng)選為快速凍結(jié)。

03升華干燥

升華干燥過(guò)程除去物料中的自由水所形成的冰晶體，這部分冰晶約占總含水分的80%~90%，是凍干過(guò)程的主體，但要以冰晶不融化為前提。真空箱內(nèi)真空度一般在10min內(nèi)應(yīng)達(dá)到設(shè)定的真空度，以防止水分升華過(guò)慢而導(dǎo)致物料升溫崩塌。當(dāng)產(chǎn)品溫度為-30℃時(shí)，冰所對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓約為38Pa以下，所以箱體真空度必須控制在38Pa以下，否則冰晶難以升華，無(wú)法完成一次干燥。

04解析干燥

解析干燥除去物料固形物的物理、化學(xué)吸附水，這部分水約占總含水量10%。這一過(guò)程以物料不過(guò)熱變質(zhì)為前提，為了獲得理想的最終水分，次過(guò)程中凍干室的壓強(qiáng)應(yīng)該更低一些，以保證脫除與固體結(jié)合較強(qiáng)的吸附水。水產(chǎn)品組織中的肌動(dòng)球蛋白在解析干燥過(guò)程中會(huì)催化腺嘌呤核苷酸（ATP）水解為閑篇靈核苷酸二磷酸和無(wú)機(jī)磷酸鹽。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，水產(chǎn)品ATP-ase的活性殘存率為75%~80%，持水能力約為100g水/（g固形物），但當(dāng)干燥溫度升高到80℃時(shí)，ATP-ase的活性殘存率為55%~60%，持水能力下降為0.87g水/（g固形物）。由此可見(jiàn)，在解析干燥過(guò)程中，干燥溫度將會(huì)大大影響水產(chǎn)品蛋白質(zhì)的變性和持水能力。所以，此干燥階段中，應(yīng)控制產(chǎn)品的溫度不超過(guò)50℃，且升溫速度不宜過(guò)快，以免導(dǎo)致箱壓過(guò)高使產(chǎn)品表面出現(xiàn)焦化糊化現(xiàn)象。

05后處理

后處理工藝是將已凍干的物料進(jìn)行后期加工處理的過(guò)程。凍干食品具有多孔疏松、表面積大、易吸濕和破碎的特點(diǎn)，因此常采用真空包裝或充入惰性氣體包裝。

真空冷凍干燥技術(shù)作為一項(xiàng)對(duì)食品進(jìn)行保質(zhì)、保鮮的新型技術(shù)，其所具備的一系列優(yōu)點(diǎn)特征是其他干燥技術(shù)所無(wú)法取代的。真空冷凍干燥技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用，可確保水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、色彩、香氣等特性基本維持不變，并且因?yàn)閷?duì)水產(chǎn)品進(jìn)行了充分脫水，所以其在常溫下即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期貯存。真空冷凍干燥技術(shù)不僅可應(yīng)用于水產(chǎn)品生制品原料加工，獲取易于運(yùn)輸、貯存的生鮮干品，還可應(yīng)用于水產(chǎn)品熟制品加工，獲取食水產(chǎn)品、方便食品等體閑食品。另外，真空冷凍干燥技術(shù)還有助于提升魚(yú)翅、海參、鮑魚(yú)等名貴水產(chǎn)品的檔次品質(zhì)，以及可開(kāi)拓提升中低檔水產(chǎn)品的銷(xiāo)售渠道和附加值。如今，人們將真空冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用于魚(yú)翅、海參、鮑魚(yú)、活蝦、銀魚(yú)等水產(chǎn)品加工中，收獲了可觀的應(yīng)用成效。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷改善，社會(huì)大眾對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)提出了越來(lái)越高的要求。與此同時(shí)，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的不斷推進(jìn)，我國(guó)與其他國(guó)家地區(qū)的貿(mào)易往來(lái)變得越來(lái)越密切，提升產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，滿足人們的多元需求，這些無(wú)不給水產(chǎn)品加工帶來(lái)巨大的考驗(yàn)，真空冷凍干燥技術(shù)憑借其一系列優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必會(huì)成為水產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展的重要方向。

由富睿捷科技自主研發(fā)的Mercury 2.5L原位凍干機(jī)可用于小試及中試樣品處理，適用于水產(chǎn)品加工過(guò)程中的冷凍干燥。直立式不銹鋼冷阱的設(shè)計(jì)，能夠大幅度提升真空效率。其隔板預(yù)凍溫度可達(dá)-76°C，控溫精度可達(dá)0.5°C，可放置2ml西林瓶約450個(gè)，5ml西林瓶約220個(gè)。標(biāo)配高精度皮拉尼真空計(jì)，可確保真空度的準(zhǔn)確性。自有的凍干終點(diǎn)判斷系統(tǒng)，可直觀了解樣品的凍干情況。