果蔬微波冷凍干燥關鍵技術研究

隨著果蔬休閑食品的快速發展，干燥技術的研究也不斷深入。 冷凍干燥（Freeze-drying ，FD）過程是在真空、低溫環境下進行，不會破壞熱敏性物質，且還抑制了酶的生物活性和微生物的生長繁殖，可以較好地保留新鮮果蔬的色、香、味、形及營養成分，可制備出高品質的果蔬凍干制品，但傳統果蔬凍干加工普遍存在高成本、高能耗、低產率等突出問題。 為實現規模化產業化生產，需進一步優化或者采取更有效的聯合干燥技術以達到高品質、低能耗的要求。

研究證明，微波凍干具有縮短凍干周期、節能降耗、清潔環保、高效低成本加工等優勢。 目前國內外相關研究主要集中在加工裝置、 加工工藝及其工藝參數、 干燥動力學以及果蔬干品質等方面。 中國專利CN202010296987.1 公開了一種激光預處理協同微波噴動提升漿果凍干高效節能的方法， 其將經過特殊預冷凍的漿果物料進行激光多點穿孔處理，并協同微波噴動冷凍干燥技術脫水，然后包裝。 該發明利用特殊速凍以及激光穿孔技術顯著增加物料的物理性擴散通道，利用微波噴動技術均勻化物料干燥熱點分布，通過協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，提升產品品質，與傳統凍干相比，時間縮短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的碎花為原料，經過預處理、護色、薯泥超聲波預處理、與輔料混勻、調味、模具定型后于-70 ℃預凍8 h 后先用脈沖噴動微波冷凍干燥至樣品含水量（質量分數）為10%～15%，后用脈沖噴動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行真空包裝。 CN201610670295.2 公開了一種再造型復合果蔬脆片的制備方法，包括以下步驟：將多種果蔬原料預處理后混合輔料并打漿獲得復合果蔬漿；將復合果蔬漿經再造形成復合果蔬片；將復合果蔬片經真空微波冷凍預干燥至半干狀態，將半干的復合果蔬片壓差膨化處理；將壓差膨化后的復合果蔬片真空微波干燥獲得復合果蔬脆片。 該方法采用真空微波冷凍預干燥、壓差膨化和真空微波聯合技術，以及原料復配技術，同時利用添加輔料改善產品的膨化度和脆度等品質，研制了綠色、安全、營養均衡、方便的非油炸再造形成復合果蔬脆片。CN201710590729.2 提供了一種浸漬預處理與真空微波聯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，然后進行高功率瞬時真空微波預膨化預脫水處理，以及真空冷凍干燥等步驟，可顯著提高草莓產品干燥后的硬度和脆度。CN201810301119.0 公開了微波噴動凍干智能檢測高糖分水果含水率及質構的方法，采用微波噴動凍干技術對新鮮果蔬進行干燥。 經過清洗、去皮去核、切塊后的果蔬樣品在-67 ℃下速凍處理2 h，之后進行微波噴動凍干直至干燥結束。 在凍干過程中階段性取樣進行低場核磁共振分析，用質構分析儀對物料的硬度進行測定，同時測定水分含量，建立核磁響應信號參數與物料含水量及硬度的關系方程。 CN201210518887.4 公開了一種用于顆粒狀調理食品的脈沖噴動微波凍干裝置及均勻化高效加工方法，其由進料閥、擋板閥、微波加熱腔體、微波源、水負載、真空干燥管、氣體分布器、氣體流量調節器、氣-固分離器、卸料器、捕水器、制冷機、真空貯罐、真空泵、控制面板和水循環裝置構成。 該裝置實現物料在微波凍干條件下噴動、旋轉，達到物料高效、均勻干燥的目的，縮短凍干周期接近50%，降低了大規模生產的成本。 史揚杰等（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CO2作為制冷媒，通過合理布局實現CO2的循環利用，采用噴淋冷凍技術，設計了翅片式冷阱管。 呂為喬等（2021）以微波干燥的負壓水平和干燥模式為主線，闡述高水分農產品物料在低真空度的負壓微波脈沖噴動干燥(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，同時研究了農產品物料“熱風-微波真空”組合干燥、“微波真空-真空含浸”加工、脈沖噴動微波真空冷凍干燥工藝的應用。 Jiang 等（2017）研究比微波-冷凍聯合、熱風-微波聯合、單一熱風、冷凍和微波真空干燥5 種干燥方法對秋葵干燥品質和速率的影響，發現在抗氧化性能和色澤的保護上，微波-冷凍聯合與FD 相似，顯著優于其他3 種，但微波-冷凍聯合處理秋葵干燥品硬度、脆度較高，干燥時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性成分，發現微波、冷凍組合的干燥產品不僅味覺活性氨基酸含量高，與新鮮產品更為接近，且干燥效率高、能耗低。

聯合干燥技術優勢互補，可以避免單一干燥技術的缺點，研究人員對其已有了較多研究。 但產品干燥過程中熱質傳遞與動量傳遞調控、最佳轉換點的確定、生產線的自動控制、在線智能檢測等關鍵技術問題仍需深入研究解決，以推動果蔬食品凍干行業升級換代，提高農產品加工附加值及國際市場競爭能力。