真空冷凍干燥技術原理及其在食用菌加工方面的應用
鄭秀蓮
(福建省三明真菌研究所，三明365000)
摘要：介紹了真空冷凍干燥技術的原理、設備和干制品特點，以及食用菌真空冷凍干燥的加工要點，并對真空冷凍干燥技術在食用菌加工方面的應用前景進行了展望。
關鍵詞：真空冷凍;升華干燥 食用菌加工;輻射加熱
1真空冷凍干燥原理及干制品特點
1.1原理[1]
水的氣態、液態和固態三相共存點，稱為三相點。水的三相點壓力為610.%5Pa，三相點溫度為0.%0098r。在三相點以上冰需要轉化為水，水再轉化為氣，其過程稱為蒸發。只有在三相點壓力線以下，冰才能由固相直接轉變為氣相，這個過程稱為升華。因此，若想得到凍干食品，只能采用升華干燥，否則得到的是蒸發干燥食品。
1.2干制品特點
凍干食品干燥在一40℃一十55℃下進行，且處于高真空狀態，因此，特別適用于熱敏性高和極易氧化的食品。該技術不但不改變加工物品的物理結構，且加工物品的化學結構變化也很小，可以保留新鮮食品的色、香、味及營養成分，復水時，速度快，比其它干燥方法生產的食品更接近新鮮食品的風味。
凍干食品往往采用真空或充氮包裝，避光保存，可保持5年不變質。與一般干燥的食品相比，保藏時間長一倍以上。
2真空冷凍干燥技術及工藝要點
2.1技術簡介(2)
加工物品放人真空室里，置于兩塊加熱板之間，利用低溫激發遠紅外線，保證均勻干燥，加熱板溫度按干燥過程的加熱曲線精確控制，選擇的真空度要保證整個干燥過程中所有水分都以冰的形式凝住而不熔融。對于大多數菇類來說，選擇66.661一133.322Pa的真空度和一25℃左右的升華溫度較為合適。
真空冷凍干燥的工藝流程為：原料——品選——清洗——分切——凍結——升華干燥——真空包裝——成品，其中凍結和升華干燥是加工的關鍵工序。
升華干燥由真空干燥裝置進行。真空干燥裝置的系統見圖。
2.2工藝要點(3)
2.2.1前處理工序
前處理指食用菌的選料、清洗、切分、漂燙、殺菌、添加反應抑制劑和抗氧化劑。其目的是清除雜物，清除霉菌引起的變質，防止脂肪氧化及酵母引起的化學變化，使之易升華干燥。在前處理中應避免加熱過度。在冷凍干燥過程中，組織結構厚而細密的菇，如香菇、猴頭菌，其干燥速度慢，需要切片處理，可相對加速冷凍干燥速度;而組織結構疏松的菇，如竹蓀、金針菇，冰晶界面后移快，不需切片處理，可直接冷凍干燥。只有把好前處理關，才能產出高品質的凍干食用菌食品。
2.2.2速凍
經過前處理的食用菌，需要凍結后再升華干燥，凍結溫度必須低于食物中溶液的三相點溫度。要速凍，凍結時間短，蛋白質處于凝聚和濃縮狀態，凍結得越快，物品中結晶越小，對食用菌組織，尤其對毛細管，破壞就小。凍結可在升華干燥室中進行，批量大時，可采用專用速凍設備。
2.2.3升華干燥
凍結后的物品須迅速進行真空升華干燥，要求真空度很快達到升華壓力，保持升華壓力低于三相點壓力。在升華過程中，由于物品中的熱量不斷被升華熱帶走，如不能及時供給升華熱，物品的溫度就不斷降低。為此，在整個升華過程中，要供給升華熱能來維持升華溫度不變，幾種食用菌凍干時干燥板溫度及總干燥時間如表所示。
一般冷凍干燥多采用輻射加熱方式，熱量由上下兩加熱板以輻射形式傳給物料，真空度壓力低于0.61Kpa時，才能升華。
2.2.4包裝
凍干食品的包裝是很關鍵的，由于凍干食品是在低溫低壓下加工，所得到的凍干食品組織呈多孔狀，表面組織比原來擴大100-150倍，與氧氣接觸的機會增加，所以恢復常壓應在充溢氮氣的環境中進行。粉碎、包裝應在相對濕度30%一40%,25℃下進行。為保持干燥食品含水量在5%以下，包裝袋內應放人干燥劑以吸附微量水分。包裝材料以透氣性差、強度高、顏色深的為好。
3.凍干設備現狀及主要指標
據調查，國內可以生產大中型凍干機的有廣州、深圳、杭州、上海、撫順、蘭州等地有ZDG一100%,%ZDG一60等型號;%可生產中小型凍干機的有武漢、天津、沈陽等地，有ZDG一40%,%ZDG一20等型號。從國內一般企業投資能力、操作水平、維修保養能力來看，國產設備還是能適應生產需要和發展的?，F以ZDG一20型真空冷凍干燥一體機為例，將其主要技術指標介紹如下:干燥食品有效面積20時，板層塊數12塊，脫水能力200kg/批，擱板凍結溫度一30℃，冷凍溫度一60℃，真空度30一50Pa，加熱溫度12090，總功率65%Kw，制冷工質F13,F502，循環水10M3%/h，占地面積60，板層間有效距離80mm。
4凍干食用菌效益展望
凍干食品目前在歐、美、日本迅速流行，美國、日本凍干食品的比重達40%以上。由于凍干食品是采用現代脫水技術與工藝加工而成的集方便、保健、純天然為一體的高品質綠色食品，因此，凍干食品價格在國際市場上是熱風干燥食品的4-6倍，是速凍食品價格的7一8倍(4)。凍干產品主要可用于飲料、蔬菜、湯料、快餐食品、醫藥、保健品等領域(5)。凍干食用菌產品的生產剛剛起步，真空冷凍干燥食用菌對發展我國食用菌深加工，將其產品推向國際市場，將起到決定性的推動作用，具有較高的經濟效益和社會效益。
參考文獻
1天津輕工業學院.食品的干制方法.食品工藝學(下冊).北京:輕工業出版社，1984.87.
2項敏，秦兆虎.凍干食品在食用菌深加工的應用.中國食用菌，1995,42.
3姜延舟，孫宏波.香菇真空冷凍干燥工藝的研究.中國食用菌，1998,(l):39-40
4孔凡真.食品真空冷凍干燥設備.食品工業科技，1998,(1):74.
5劉頻等.保加利亞冷凍干燥技術和宇航食品的發展考察報告，食品工業科技，1994,(3):59-61.
The Principle of Vacuum Cold Drying Technique and
Its Application in Edible Mushroom Processing
Zhen Xiulian
(Sanming Mycological Institute,Fujian, Sanming 365000)
Abstract:The principle of vacuum cold drying technique(VCDT)，the required equipments%for VCDT,the characteristics of dried products as well as the main points of VCDT of mush-rooms were described in detail in this paper.And the prospect of VCDT application in edible mushroom processing was also reviewed.
Key words: Vacuum cold;Sublimation drying; Edible mushroom processing;Radiation heating
注：原文發表于《食用菌學報》1999.6(3):43一45。
