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真空冷冻干燥技术在水产品加工中的应用

 更新时间:2023-05-11 点击量:790

随着现代社会的不断发展,真空冷冻干燥技术在众多行业领域得到推广,其中便包括食品加工行业。依据现阶段国内外水产品市场发展需求,结合我国水产品加工技术水平及设备条件,将真空冷冻干燥技术应用于水产品加工中是推动水产品加工行业有序快速发展的一项重要手段。

真空冷冻干燥技术,指的是依托调节冻干机隔板的控制温度,将样品冻结至共晶点温度以下,在确保样品中水分充分冻结为小冰晶的同时,对冷阱予以降温处理,并通过真空泵对箱体抽真空,进而在低温及真空状态下,将物料中的水分由固态升华成气态,再借助真空系统的捕水装置将水蒸气冷凝,除去物料中的水分,进而得到干燥脱水制品的干燥方法。


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作为一项半自动低压低温脱水的新型技术,真空冷冻干燥技术具备诸多优势:一是在低温低压低氧状态下,易氧化物质、热敏性物质不易于变性失活,所以可较好地保留物质中的营养物质及风味成分。二是与原料相比较,干制品复水后其基础成分、感官特性大致没有任何改变。三是干燥后不会引发收缩现象,体积基本不变,呈多孔海绵状结构,易复水溶解且复水后其品质与新鲜品基本相一致或者一致。四是制品重量轻便于运输,通过合理的包装即可实现长期稳定保存。

水产品的生产工艺流程


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01前处理

前处理的目的是保证优质原料以及利用冻干与贮藏。对于真空冷冻干燥,一般不宜带骨刺和脂肪干燥。由于骨刺会大大延长干燥所需的时间,而鱼类脂肪组织的熔点较低,在时间长、温度偏高的干燥过程中容易发生熔化现象。液化的油脂会使冻干层中的空穴堵塞,阻碍冰晶的升华,从而导致产品的崩塌。所以,冻干前应剔除水产品中过多的脂肪。其次,沥水过程也是水产品冻干中的一个步骤,它可以减少后续冻干的负荷,但沥水时间不宜过长,以免导致水产品氧化变质。

02预冻

真空冻干食品的质量与冻干速率受冻结的速率与最终温度影响。水产品开始冻结的温度为-0.6~-2℃,当通过最大冰晶生成带(-1~-5℃)后,越有80%的水分冻结,当温度下降到-18℃时,水产品的冻结率约为95%。因此,水产品预冻温度一般选为共晶点以下5℃为宜。由于缓慢冻结中,细胞间隙中的冰结晶会使水产品的细胞破坏从而影响产品的质量,而速冻有利于保持细胞的完整,避免细胞内液体外溢,能较好地维持产品的细胞组织结构,保持产品质量和复水性。综上所述,水产品的真空冷冻干燥预冻方式应选为快速冻结。

03升华干燥

升华干燥过程除去物料中的自由水所形成的冰晶体,这部分冰晶约占总含水分的80%~90%,是冻干过程的主体,但要以冰晶不融化为前提。真空箱内真空度一般在10min内应达到设定的真空度,以防止水分升华过慢而导致物料升温崩塌。当产品温度为-30℃时,冰所对应的饱和蒸气压约为38Pa以下,所以箱体真空度必须控制在38Pa以下,否则冰晶难以升华,无法完成一次干燥。

04解析干燥

解析干燥除去物料固形物的物理、化学吸附水,这部分水约占总含水量10%。这一过程以物料不过热变质为前提,为了获得理想的最终水分,次过程中冻干室的压强应该更低一些,以保证脱除与固体结合较强的吸附水。水产品组织中的肌动球蛋白在解析干燥过程中会催化腺嘌呤核苷酸(ATP)水解为闲篇灵核苷酸二磷酸和无机磷酸盐。当干燥温度为50℃时,水产品ATP-ase的活性残存率为75%~80%,持水能力约为100g水/(g固形物),但当干燥温度升高到80℃时,ATP-ase的活性残存率为55%~60%,持水能力下降为0.87g水/(g固形物)。由此可见,在解析干燥过程中,干燥温度将会大大影响水产品蛋白质的变性和持水能力。所以,此干燥阶段中,应控制产品的温度不超过50℃,且升温速度不宜过快,以免导致箱压过高使产品表面出现焦化糊化现象。

05后处理

后处理工艺是将已冻干的物料进行后期加工处理的过程。冻干食品具有多孔疏松、表面积大、易吸湿和破碎的特点,因此常采用真空包装或充入惰性气体包装。

真空冷冻干燥技术作为一项对食品进行保质、保鲜的新型技术,其所具备的一系列优点特征是其他干燥技术所无法取代的。真空冷冻干燥技术在水产品加工中的应用,可确保水产品营养、风味、色彩、香气等特性基本维持不变,并且因为对水产品进行了充分脱水,所以其在常温下即可实现长期贮存。真空冷冻干燥技术不仅可应用于水产品生制品原料加工,获取易于运输、贮存的生鲜干品,还可应用于水产品熟制品加工,获取食水产品、方便食品等体闲食品。另外,真空冷冻干燥技术还有助于提升鱼翅、海参、鲍鱼等名贵水产品的档次品质,以及可开拓提升中低档水产品的销售渠道和附加值。如今,人们将真空冷冻干燥技术应用于鱼翅、海参、鲍鱼、活虾、银鱼等水产品加工中,收获了可观的应用成效。

随着社会经济的不断发展,人们生活水平不断改善,社会大众对水产品品质提出了越来越高的要求。与此同时,随着全球经济一体化发展的不断推进,我国与其他国家地区的贸易往来变得越来越密切,提升产品在国际市场中的竞争力,满足人们的多元需求,这些无不给水产品加工带来巨大的考验,真空冷冻干燥技术凭借其一系列优势,势必会成为水产品加工业发展的重要方向。


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由富睿捷科技自主研发的Mercury 2.5L原位冻干机可用于小试及中试样品处理,适用于水产品加工过程中的冷冻干燥。直立式不锈钢冷阱的设计,能够大幅度提升真空效率。其隔板预冻温度可达-76°C,控温精度可达0.5°C,可放置2ml西林瓶约450个,5ml西林瓶约220个。标配高精度皮拉尼真空计,可确保真空度的准确性。自有的冻干终点判断系统,可直观了解样品的冻干情况。