果蔬微波冷凍干燥關(guān)鍵技術(shù)研究

隨著果蔬休閑食品的快速發(fā)展，干燥技術(shù)的研究也不斷深入。 冷凍干燥（Freeze-drying ，F(xiàn)D）過(guò)程是在真空、低溫環(huán)境下進(jìn)行，不會(huì)破壞熱敏性物質(zhì)，且還抑制了酶的生物活性和微生物的生長(zhǎng)繁殖，可以較好地保留新鮮果蔬的色、香、味、形及營(yíng)養(yǎng)成分，可制備出高品質(zhì)的果蔬凍干制品，但傳統(tǒng)果蔬凍干加工普遍存在高成本、高能耗、低產(chǎn)率等突出問(wèn)題。 為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，需進(jìn)一步優(yōu)化或者采取更有效的聯(lián)合干燥技術(shù)以達(dá)到高品質(zhì)、低能耗的要求。

研究證明，微波凍干具有縮短凍干周期、節(jié)能降耗、清潔環(huán)保、高效低成本加工等優(yōu)勢(shì)。 目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究主要集中在加工裝置、 加工工藝及其工藝參數(shù)、 干燥動(dòng)力學(xué)以及果蔬干品質(zhì)等方面。 中國(guó)專利CN202010296987.1 公開(kāi)了一種激光預(yù)處理協(xié)同微波噴動(dòng)提升漿果凍干高效節(jié)能的方法， 其將經(jīng)過(guò)特殊預(yù)冷凍的漿果物料進(jìn)行激光多點(diǎn)穿孔處理，并協(xié)同微波噴動(dòng)冷凍干燥技術(shù)脫水，然后包裝。 該發(fā)明利用特殊速凍以及激光穿孔技術(shù)顯著增加物料的物理性擴(kuò)散通道，利用微波噴動(dòng)技術(shù)均勻化物料干燥熱點(diǎn)分布，通過(guò)協(xié)同處理從而解決普通冷凍干燥高能耗、微波干燥均勻性差的難題，提升產(chǎn)品品質(zhì)，與傳統(tǒng)凍干相比，時(shí)間縮短50%以上，均勻性提升60%以上，能耗減少30%以上。 CN201910156391.9 公開(kāi)了一種帶紅玫瑰花瓣的高脆度薯泥脆片的制作方法，其以玫瑰花種植企業(yè)的碎花為原料，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、護(hù)色、薯泥超聲波預(yù)處理、與輔料混勻、調(diào)味、模具定型后于-70 ℃預(yù)凍8 h 后先用脈沖噴動(dòng)微波冷凍干燥至樣品含水量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為10%～15%，后用脈沖噴動(dòng)射頻真空干燥至最終含水量5%以下，成品用不透光的鋁箔袋進(jìn)行真空包裝。 CN201610670295.2 公開(kāi)了一種再造型復(fù)合果蔬脆片的制備方法，包括以下步驟：將多種果蔬原料預(yù)處理后混合輔料并打漿獲得復(fù)合果蔬漿；將復(fù)合果蔬漿經(jīng)再造形成復(fù)合果蔬片；將復(fù)合果蔬片經(jīng)真空微波冷凍預(yù)干燥至半干狀態(tài)，將半干的復(fù)合果蔬片壓差膨化處理；將壓差膨化后的復(fù)合果蔬片真空微波干燥獲得復(fù)合果蔬脆片。 該方法采用真空微波冷凍預(yù)干燥、壓差膨化和真空微波聯(lián)合技術(shù)，以及原料復(fù)配技術(shù)，同時(shí)利用添加輔料改善產(chǎn)品的膨化度和脆度等品質(zhì)，研制了綠色、安全、營(yíng)養(yǎng)均衡、方便的非油炸再造形成復(fù)合果蔬脆片。CN201710590729.2 提供了一種浸漬預(yù)處理與真空微波聯(lián)合冷凍干燥制備草莓休閑脆的方法，將清洗瀝干后草莓在混合浸漬液中超聲真空浸漬，然后進(jìn)行高功率瞬時(shí)真空微波預(yù)膨化預(yù)脫水處理，以及真空冷凍干燥等步驟，可顯著提高草莓產(chǎn)品干燥后的硬度和脆度。CN201810301119.0 公開(kāi)了微波噴動(dòng)凍干智能檢測(cè)高糖分水果含水率及質(zhì)構(gòu)的方法，采用微波噴動(dòng)凍干技術(shù)對(duì)新鮮果蔬進(jìn)行干燥。 經(jīng)過(guò)清洗、去皮去核、切塊后的果蔬樣品在-67 ℃下速凍處理2 h，之后進(jìn)行微波噴動(dòng)凍干直至干燥結(jié)束。 在凍干過(guò)程中階段性取樣進(jìn)行低場(chǎng)核磁共振分析，用質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)物料的硬度進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)測(cè)定水分含量，建立核磁響應(yīng)信號(hào)參數(shù)與物料含水量及硬度的關(guān)系方程。 CN201210518887.4 公開(kāi)了一種用于顆粒狀調(diào)理食品的脈沖噴動(dòng)微波凍干裝置及均勻化高效加工方法，其由進(jìn)料閥、擋板閥、微波加熱腔體、微波源、水負(fù)載、真空干燥管、氣體分布器、氣體流量調(diào)節(jié)器、氣-固分離器、卸料器、捕水器、制冷機(jī)、真空貯罐、真空泵、控制面板和水循環(huán)裝置構(gòu)成。 該裝置實(shí)現(xiàn)物料在微波凍干條件下噴動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，達(dá)到物料高效、均勻干燥的目的，縮短凍干周期接近50%，降低了大規(guī)模生產(chǎn)的成本。 史揚(yáng)杰等（2021）基于微波真空冷凍干燥原理研制了CO2冷阱微波真空干燥裝置，其采用液態(tài)CO2作為制冷媒，通過(guò)合理布局實(shí)現(xiàn)CO2的循環(huán)利用，采用噴淋冷凍技術(shù)，設(shè)計(jì)了翅片式冷阱管。 呂為喬等（2021）以微波干燥的負(fù)壓水平和干燥模式為主線，闡述高水分農(nóng)產(chǎn)品物料在低真空度的負(fù)壓微波脈沖噴動(dòng)干燥(PS-MVD)、中真空度的微波真空干燥(MVD)、高真空度的微波真空冷凍干燥(MVFD)的干燥模式及物料特性，同時(shí)研究了農(nóng)產(chǎn)品物料“熱風(fēng)-微波真空”組合干燥、“微波真空-真空含浸”加工、脈沖噴動(dòng)微波真空冷凍干燥工藝的應(yīng)用。 Jiang 等（2017）研究比微波-冷凍聯(lián)合、熱風(fēng)-微波聯(lián)合、單一熱風(fēng)、冷凍和微波真空干燥5 種干燥方法對(duì)秋葵干燥品質(zhì)和速率的影響，發(fā)現(xiàn)在抗氧化性能和色澤的保護(hù)上，微波-冷凍聯(lián)合與FD 相似，顯著優(yōu)于其他3 種，但微波-冷凍聯(lián)合處理秋葵干燥品硬度、脆度較高，干燥時(shí)間和能耗分別降低了約753.6%%和719.2%。 Pei 等(2016) 研究了干燥香菇揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)微波、冷凍組合的干燥產(chǎn)品不僅味覺(jué)活性氨基酸含量高，與新鮮產(chǎn)品更為接近，且干燥效率高、能耗低。

聯(lián)合干燥技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以避免單一干燥技術(shù)的缺點(diǎn)，研究人員對(duì)其已有了較多研究。 但產(chǎn)品干燥過(guò)程中熱質(zhì)傳遞與動(dòng)量傳遞調(diào)控、最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)的確定、生產(chǎn)線的自動(dòng)控制、在線智能檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題仍需深入研究解決，以推動(dòng)果蔬食品凍干行業(yè)升級(jí)換代，提高農(nóng)產(chǎn)品加工附加值及國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。