真空冷凍干燥是將物料預冷凍,然后在真空狀態(tài)下,將物料中水分從固態(tài)升華為氣態(tài),再通過解析干燥除去部分結合水,從而達到低溫脫水干燥的目的。溫度是影響真空冷凍干燥效果的關鍵因素,嚴格控制溫度是確保產品質量的關鍵所在,在物料凍干過程中,需要將溫度嚴格控制在-40~-55 ℃。同時,還要確保整個加工過程都處于高度真空的狀態(tài),這樣才能保證物料組織結構在冷凍干燥過程中不被破壞,且能最大限度地保留營養(yǎng)物質。另外,經(jīng)真空冷凍干燥技術加工具有較好的復水性,在吸收水分后,能較好地恢復其原來的理化性質[1]。
真空冷凍干燥過程分為預凍階段、初級干燥階段(升華干燥階段)及二次干燥階段(解析干燥階段)。
1. 預凍階段 根據(jù)不同果蔬的共晶點確定其預冷溫度,將果蔬中大部分自由水分凍結至共晶點以下。物料的預冷速率會對品質造成影響,快速預冷易形成細小的冰晶顆粒,對組織結構破壞較??;過慢會使水分形成顆粒較大的冰晶,使得物料內部形成直徑過大的孔狀結構,對組織結構及營養(yǎng)物質破壞性較嚴重[2]。 2. 升華干燥階段 在真空環(huán)境中以適當壓力處理并進行緩慢升溫,保持產品溫度較塌陷溫度低2~3 ℃,也可測定玻璃化轉變溫度維持溫度差,將果蔬水分中80%~90%自由水升華為水蒸氣排出。升華干燥過程中可持續(xù)利用真空系統(tǒng)中的水汽凝結器將升華后的水蒸氣冷凝[3]。 3. 解析干燥階段 解析干燥階段持續(xù)去除果蔬中剩余10%~20%的結合水。解析階段需保證較高的真空壓力,干燥壓力一般在20~30 Pa,使得結合水有充足的動能在解析后從果蔬中逸出。同時,干燥過程中需要提供一定的解析溫度,確保果蔬組織中的結合水解析。解析干燥階段從升華干燥階段結束起至干燥過程完全結束需要維持約2~3 h,干制品含水量應符合加工產品要求,但解析時間因物料種類、形狀、生產設備性能及干制品水分含量的加工要求而存在一定差異[4]。