真空冷凍干燥是將物料預(yù)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(jié)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(guān)鍵因素,嚴(yán)格控制溫度是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在,在物料凍干過程中,需要將溫度嚴(yán)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(jié)構(gòu)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(zhì)。另外,經(jīng)真空冷凍干燥技術(shù)加工具有較好的復(fù)水性,在吸收水分后,能較好地恢復(fù)其原來的理化性質(zhì)[1]。
真空冷凍干燥過程分為預(yù)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(yù)凍階段 根據(jù)不同果蔬的共晶點確定其預(yù)冷溫度,將果蔬中大部分自由水分凍結(jié)至共晶點以下。物料的預(yù)冷速率會對品質(zhì)造成影響,快速預(yù)冷易形成細小的冰晶顆粒,對組織結(jié)構(gòu)破壞較??;過慢會使水分形成顆粒較大的冰晶,使得物料內(nèi)部形成直徑過大的孔狀結(jié)構(gòu),對組織結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)物質(zhì)破壞性較嚴(yán)重[2]。 2. 升華干燥階段 在真空環(huán)境中以適當(dāng)壓力處理并進行緩慢升溫,保持產(chǎn)品溫度較塌陷溫度低2~3 ℃,也可測定玻璃化轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)合水解析。解析干燥階段從升華干燥階段結(jié)束起至干燥過程完全結(jié)束需要維持約2~3 h,干制品含水量應(yīng)符合加工產(chǎn)品要求,但解析時間因物料種類、形狀、生產(chǎn)設(shè)備性能及干制品水分含量的加工要求而存在一定差異[4]。