【康沃真空網】我國真空行業起步于20世紀五六十年代,到90年代后進入快速發展期,近二十年真空技術應用領域快速發展,已經遍布國民經濟各行業,隨著社會消費習慣的改變以及對食品安全重視程度的提高,真空技術在食品行業的應用越來越廣泛,正逐步改變著我們的生活,那么真空技術在食品行業是怎樣應用的呢?這些技術都包含了哪些原理和特點?本篇中將一一揭曉。
1、食品真空貯藏保鮮技術
原理:真空貯藏又稱減壓貯藏或低氣壓貯藏等,是在普通冷藏或氣調貯藏的基礎上進一步發展起來的一種特殊的氣調貯藏方法,其是通過降低貯藏環境壓力,并維持一定低溫及相對濕度的保鮮技術。
特點:真空保鮮貯藏不會造成缺氧傷害,它能創造出一個低O2或超低O2條件,從而起到類似氣調貯藏的作用;真空處理能夠加速組織內乙烯以及其他揮發性氣體向外擴散;相比氣調貯藏,真空貯藏是形成一個低壓的貯藏環境,不會積累過量的乙醇、乙醛等有毒物質,造成組織中毒;可延長貨架期,經過真空貯藏的果蔬,在解除真空后的一定時間仍有保鮮效果,其后熟過程仍然緩慢。不過,真空貯藏庫的建造費用高,由于壓力過低及水蒸氣冷凝的問題對真空庫內壁材料的要求更高,從而加大了成本;低溫情況下,水蒸氣濕氣過大易凝成水滴,過少又不能保證濕度,貯藏環境的濕度不好控制。
2、食品真空預冷技術
原理:食品真空預冷技術是指液體蒸發時需要吸收自身和周圍環境的熱量即蒸發潛熱,使自身溫度和環境溫度降低。
1.壓力表2.真空室3.排水口4.真空泵5.排氣6.節流閥7.捕水器&冷凝器9.壓縮機
圖1 真空預冷裝置簡圖
研究表明,真空預冷技術是一項快速有效的冷卻技術。食品表面積與體積之比、食品自身組織構造的粗密、自由水含量的多少均決定了其真空預冷的效果,即表面積與體積比越大,組織構造越粗糙、自由水含量越高,就越適合于利用真空預冷。因此,葉菜類蔬菜的冷卻速率要高于非葉菜類的蔬菜和水果。真空冷卻的大部分水分是從食品外表面蒸發的,但也有一部分水分是在細胞之間蒸發的。當食品水分蒸發量占自身鮮重的5%以上時,商品價值便會下降,因此在真空預冷過程中必須對真空度加以控制,以避免因壓力過低而引起食品的凍傷。為防止水分的過多損失,提高冷卻效率,可在真空預冷前濕潤 食品表面,或在抽真空時噴水加濕。
特點:真空預冷主要有以下優點:冷卻速率快、冷卻均勻、保鮮效果好、相對清潔、抑制嗜溫細菌的滋生、能耗低、使用方便。
缺點:質量損失;對于不同種類的蔬菜,失重率也不盡相同;預冷所需設備成本較高、對于表皮太厚、水分較少的果蔬不太適用。
3、食品真空解凍技術
原理:真空解凍作為一種新型解凍方法,是指在真空條件下利用解凍室內水槽中的水蒸氣在凍結食品的表面凝結放出潛熱而使食品升溫解凍的方法。
特點:真空解凍溫度較低,適合熱敏性食品;解凍速度較快;真空低氧,可防止食品解凍過程中的氧化裂變,也可抑制一些好氧性微生物的繁殖;汁液流失較少。食品表面不受高溫介質影響,而且解凍快;解凍中減少或避免了食品的氧化變質;食品解凍后汁液流失少。缺點是投資高,設備無法現場組裝,后期維護費用較高等。
4、食品真空冷凍干燥技術
原理:真空冷凍干燥技術,也稱冷凍干燥,簡稱凍干。它是將物料冷凍到其共晶點以下,使物料中的水分凍結成冰,然后在較高真空條件下將冰升華為蒸氣再進行排出的一種干燥方法。它實質上是低溫低壓條件下水的物態變化和移動的一系列傳熱傳質過程。
圖2 水的相平衡圖
純水結冰時的溫度隨條件的變化而不同,在有冰晶核存在的條件下,結冰過程在略低于0℃(常壓下)下即開始進行,對于含有雜質的普通水(或溶液),發生凍結的溫度范圍要更低,約為-6℃~-25℃。凍干物料的水溶液可以看作含有多種溶質(有蛋白質、脂肪、無機鹽、糖等)的溶液,在凍結過程中,隨著溫度的不斷降低中析出溶質,不同溶質的溶解度隨之發生變化,若濃度過高時,則首先從溶液若濃度過低時溶液,水與溶質達到平衡,則首先從溶液中析出冰晶體,剩下的溶液形成共晶之后再開始凍結。
特點:最大程度地保留食品的色、所以非常適用于熱敏性物料以及香、味;冷凍干燥的產品具有多孔結構,具有非??焖俚娜芙庑院蛷退?,復水之后的產品比其它干燥方法所得的產品更接近于新鮮產品;冷凍干燥產品保留了原有的組織結構構架,保留了物料凍結后的形態;在升華過程中,溶于水的可溶性物質析出,避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面遷移而將無機鹽和營養物攜帶到物料表面造成的表面硬化和營養損失的現象;凍干食品含水量很低,重量很輕,便于運輸。但由于吸濕性較強需要密封包裝。為避免食品中的營養成分見光分解以及被空氣氧化,以及避免凍干食品在運輸中破碎,最好采用充氮包裝。
5、食品真空浸漬技術
原理:真空含浸主要是由壓力變化引起,利用了由壓差引起的流體動力學(HDM)機理和變形松弛現象(DRP)使得多孔物料內部的氣體和液體與外部溶液進行交換,以此來提高含浸效率。
特點:真空含浸與常壓含浸相比,其最顯著的特點在于它能夠保持原料原有的色澤、風味,提高產品的質量。
6、食品真空油炸技術
原理:真空油炸技術的原理是指在真空條件下,也就是相對大氣壓低于標準大氣壓即為負壓的條件下,降低密閉系統中的壓力,將真空技術和油炸脫水技術結合,使水分在較低溫度下蒸發溢出,完成產品脫水干燥和熟化的一種技術。
特點:真空油炸技術優點
?。?)減少營養物質破壞和損失,極大的保留了食品原有的色澤和風味。
(2)膨化度高、口感酥脆。
(3)能夠降低食品的含油量。
?。?)降低油脂的劣變程度。
?。?)具有廣泛適用性。
真空油炸技術也存在一些缺點,包括企業對真空油炸技術宣傳不到位,使人們對此技術和產品了解不全面;真空油炸食品的含油量仍很高,長期食用,會對人體產生不良影響;工業化生產用油量大,增加生產成本,加重企業和消費者負擔;真空油炸技術適用范圍廣,不同產品之間差異顯著,缺乏對不同產品油炸工藝和參數的研究;真空油炸過程中油脂長時間使用易發生不良反應,產生有毒有害物質,難以控制;缺乏對不同真空油炸食品進行深入系統的貯藏穩定性及品質變化規律的研究。
7、總結
上述真空技術的應用分析僅是目前有關文獻報道的或是有企業正在研發應用的總結與概括,當然隨著食品科技的發展,會不斷地有食品真空技術方面的新方法、新應用涌現出來,本報告也可根據真空技術的發展不斷更新、擴充。同時鑒于資源與時間的關系,一些技術的研究與應用團隊未能調查完全,在日后的中會盡可能的關注上述領域,將研究團隊盡可能補充完整,跟蹤進展。此外,由于國外的科研模式與國內不同,所以研究方向與領域與國內劃分方式也有很大區別,所以在國外研究團隊的資料上只寫了在研的項目而非研究方向,望理解。
縱觀本報告中所涉及的真空技術,歸根結底主要是由于真空狀態可以滿足食品生產中某些工藝上的特殊要求,因而真空技術在農產品加工和食品工業上被廣泛的應用。