一、凍干食品
凍干食品以前是VIP級(jí)別的食物,最開(kāi)始的時(shí)候,一般人是吃不起凍干食品的,因?yàn)槌杀咎吡?,價(jià)格貴。但長(zhǎng)期駐扎在空間站的宇航員吃不到足夠新鮮營(yíng)養(yǎng)健康的食物,對(duì)他們的身體健康是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而凍干的優(yōu)勢(shì)非常明顯:一、不添加任何防腐劑;二、含水量?jī)H在5%以內(nèi);三、保留住了食品本身營(yíng)養(yǎng)成分的96%以上;四、產(chǎn)品復(fù)水性好,加水5分鐘后即可恢復(fù)食材本來(lái)的色、香、味、形和美味。
所以凍干是宇航員的食物,被冠以航天食品中的“貴族”。隨著時(shí)間的推進(jìn),工藝的普及,如今凍干工藝已經(jīng)飛入尋常百姓家,凍干蔬菜,凍干藥品、凍干水果等等層出不窮,而鏟屎官們最熟悉的還是自己家寵物的凍干食品。
所謂凍干就是真空冷凍干燥的簡(jiǎn)稱,其原理是將含有水分的物料(新鮮的原料)在低溫真空環(huán)境中急速凍結(jié)(零下40度的真空環(huán)境),使冰直接升華成水蒸氣并排掉食物物料中的水分使其物料干燥的過(guò)程。不過(guò),真正制作凍干的流程比這個(gè)要復(fù)雜很多。
二、凍干雞肉蛋黃粒的工藝流程
1、預(yù)凍之前需要通過(guò)真空滾揉技術(shù)讓每一粒雞肉都與雞蛋黃充分融合。蛋黃液進(jìn)入雞肉粒內(nèi)部的肌肉纖維,充分和雞肉融合在一起。
2、第一階段:預(yù)凍
預(yù)凍的目的就是要讓雞肉蛋黃里面的自由水完全結(jié)冰、固化。這時(shí)候需要足夠的低溫自由水才能完全結(jié)冰。而預(yù)凍時(shí)候的溫度可以讓品溫達(dá)到共晶點(diǎn),此時(shí)的溫度約在-30度。
凍干工藝滅菌、滅活的原理:當(dāng)?shù)蜏剡_(dá)到某一數(shù)值時(shí),生物的細(xì)胞中的水分會(huì)結(jié)冰,當(dāng)溫度達(dá)到共晶點(diǎn)的時(shí)候,水全部結(jié)冰,體積會(huì)隨之膨脹并刺破細(xì)胞壁,升華干燥的過(guò)程中,細(xì)胞中的水分會(huì)直接升華,從而達(dá)到細(xì)菌、病菌等滅活的目的。
第一階段的預(yù)凍完成,此階段大約需要120分鐘。
3、第二階段:升華干燥
①三相點(diǎn)
水在低壓與高壓情況下在氣液固三種形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化大致相同,但轉(zhuǎn)化時(shí)的溫度是不同的。例如在1kPa壓力下,冰轉(zhuǎn)化為水的溫度為0度,水轉(zhuǎn)化為水蒸氣溫度約為6.3度。而壓力降低后,冰點(diǎn)變化不大,而沸點(diǎn)會(huì)大大降低。舉個(gè)例子,在上海煮一壺水沸點(diǎn)為100度,而在拉薩水的沸點(diǎn)是87度左右。
可以想象,當(dāng)壓力降到某一個(gè)數(shù)值,沸點(diǎn)和冰點(diǎn)重合,所以固體的冰可以直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣。
這時(shí)候的壓力被稱之為三相點(diǎn)壓力,相對(duì)應(yīng)的溫度為三相點(diǎn)溫度。水的三相點(diǎn)壓力為611.73Pa,三相點(diǎn)溫度約為0.01度。也就是說(shuō)在壓力低于611.73Pa,溫度低于0.01度的時(shí)候,冰可直接升華為水蒸氣,升華時(shí)所吸收的熱為升華熱。
②升華干燥
升華干燥之前需要開(kāi)啟真空泵把凍干機(jī)箱體內(nèi)的空氣抽出,從而達(dá)到接近真空環(huán)境。
產(chǎn)品熱量的轉(zhuǎn)移方式有三種:傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。而在真空環(huán)境下熱的傳遞方式以熱傳導(dǎo)為主,熱輻射為輔。
雞肉蛋黃粒是被均勻放在托盤(pán)里的,然后分層放在華然騰業(yè)凍干機(jī)倉(cāng)內(nèi)。凍干機(jī)每一層都有一塊304不銹鋼的隔板,隔板是可以被加熱的,隔板所顯示的溫度稱之為板溫。在升華干燥階段,需要不斷分批次的逐級(jí)給隔板加溫,從而通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱輻射的方式供給雞肉蛋黃粒熱量。這時(shí)品溫是高于捕溫的,大量升華過(guò)程即將開(kāi)始。此階段品溫是低于0度的,也就是說(shuō)雞肉蛋黃里面的水分一直是以冰晶狀態(tài)存在的,冰的升華熱約為2811.65J/g。
這種熱升華現(xiàn)象類似于東北地區(qū)在冬天里戶外晾衣服,衣服里的水分會(huì)先結(jié)冰。但由于太陽(yáng)所產(chǎn)生的輻射熱,冰會(huì)直接升華成水蒸氣,衣服同樣會(huì)晾干,但這個(gè)過(guò)程是漫長(zhǎng)的。
③升華干燥
升華干燥是從雞肉蛋黃粒的表面開(kāi)始逐步向內(nèi)推移的,冰晶升華后會(huì)殘留下空隙。類似海綿一樣,而這些空隙便成了雞肉蛋黃粒內(nèi)部冰升華逸出的通道。已干燥層和仍有冰晶的分界面稱之為升華界面。
當(dāng)冰晶全部除去時(shí),第一階段的升華干燥完成。而這一階段大約需要10小時(shí)。
為了保持品溫與捕溫之間的溫差一直存在,那么就需要不斷的分批次的逐級(jí)給隔板加溫。目的是為了每一次加溫,雞肉蛋黃里的冰就會(huì)有一部分升華成水蒸氣并被捕水器捕獲。如果加溫過(guò)快會(huì)造成真空度上升,雞肉蛋黃的溫度也會(huì)上升過(guò)快,一旦雞肉蛋黃溫度超過(guò)共晶點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致凍干失敗。而加溫過(guò)慢所造成的問(wèn)題就是生產(chǎn)周期大大增加,生產(chǎn)效率低下。
所以針對(duì)不同產(chǎn)品的特性和共晶點(diǎn)的不同,其凍干生產(chǎn)工藝均不相同,力求找到最佳的凍干曲線。這樣不僅能生產(chǎn)出最成功的凍干產(chǎn)品,同時(shí)也把成本降到了最低。
【①捕溫:在凍干過(guò)程中,冷凝器是一直處在工作狀態(tài)中,不斷給凍干機(jī)箱體提供冷氣,而捕溫就是捕捉到冷凝器所提供給凍干機(jī)箱體內(nèi)的溫度。
②凍干倉(cāng)、凍干機(jī)箱體:凍干倉(cāng)是在凍干機(jī)箱體內(nèi)部的一個(gè)單獨(dú)空間,可以密封。凍干機(jī)箱體是包含了凍干倉(cāng)、冷卻系統(tǒng)裝置等一體的機(jī)器。
③捕水器:凍干工藝過(guò)程中物料里的水分會(huì)由冰升華成水蒸氣排出,同時(shí)需要一種設(shè)備來(lái)吸收這些水蒸氣,這種設(shè)備被稱之為捕水器?!?
4、第三階段:解析干燥,也稱為第二階段干燥
第一階段結(jié)束之后,雞肉蛋黃粒內(nèi)部固態(tài)冰的水分已經(jīng)排完,并被捕水器捕獲,排除的水分大約在90%。但在干燥物質(zhì)的毛細(xì)管壁等位置還存在一部分水分。此階段即使品溫超過(guò)雞肉蛋黃的共晶點(diǎn)溫度也不會(huì)造成凍干失敗。
所以此時(shí)要不斷給雞肉蛋黃加熱,但前提是不破壞雞肉蛋黃的生物活性物質(zhì)為前提,通常不可以超過(guò)35度。此階段結(jié)束后,產(chǎn)品內(nèi)部的殘余水分含量根據(jù)產(chǎn)品的種類和要求而定。一般對(duì)產(chǎn)品終點(diǎn)判斷方法有壓力升高法、溫度趨近法、稱重法等。由于此階段主要的水分是結(jié)合水,因此水的蒸發(fā)速度很慢,大約需要11.5小時(shí)。
凍干工藝結(jié)束之后,需要立即把雞肉蛋黃粒密封常溫保存,分裝成盒。凍干雞肉蛋黃開(kāi)封后建議立即喂食,以免氧化、吸潮。