应用冻干技术加工食用菌制品

摘要：简析了食用菌快速发展形势，概述了真空冷冻干燥技术原理及产品特点，以香菇为例阐述了应用冻干技术加工食用菌制品所需的主要设备、生产工艺流程及操作要点，并对冻干食用菌产品标准进行了研究介绍。
食用菌产品营养价值高，风味独特，具有“ 可食、可补、可药”三种功能，是联合国粮食组织和世界卫生组织推荐的21世纪最具发展潜力的食品种类之一。我国食用菌资源十分丰富，食用菌产量从1975年的5万t已发展到2005年的1200万t，占到世界总产量的65%，在国内农产品中占到第六位（粮、棉、油、果、茶、菌）。但是在国际上我国食用菌的产值并不是最高，2004年出口近100万t菇品，创汇仅9亿元，而1996年世界主要发达国家以菇类为原料制成的产品产值高达40亿美元。
原因在于我国的食用菌产品加工增值不够，产品质量缺乏竞争力。特别是近年来，一些国家日益严格的卫生质量、安全性能检验使得食用菌产品出口面临着“ 冲破了关税堡垒，树起了绿色屏障”的局面。同时由于国民生活水平的不断提高，人们对食品主观选择性加强，更加注重食品的营养、保健与安全。为此，传统的加工技术往往难以适应国内外市场的需求变化，必须依靠科学，采用新技术、新设备、新标准，完善质量监控体系，生产色、香、味、质构、营养等符合不同人群需要的食用菌产品。
真空冷冻干燥技术是将湿物料先冻结至冰点以下，使水分变成固态冰，然后在较高的真空度下直接将冰转化为蒸汽而除去的干燥方法。用此方法加工的食品叫真空冻干食品。由于冻干过程处于低温和真空条件下，且不需任何添加剂，所以冻干食品基本能保持原有的形、色、味和营养成分，而且产品保质期长，复水性能好，食用方便。近年来国际冻干食品市场逐年增大，甚至供不应求，因此，利用先进的真空冻干技术，加工发展具有高质量、高附加值的冻干食用菌产品，具有广阔的市场前景。

1 真空冷冻干燥技术原理概述
水有三种状态，即固态、液态、气态，三种相态之间既可以相互转化又可以共存。为水的相平衡图及三相点，A点为三相点，AB线为固相与液相的分界线，称为升华曲线。AD线为液相与气相的分界线，称为汽化曲线。AC线为固相与液相的分界线，称为溶解曲线。根据压力减小，沸点下降的原理，当压力降低到610pa时，温度在0℃以下，物料中的水分即可从冰不经过液相而直接升华成气态。但对一般食品而言，其中含有的水，基本都是一种溶液，冰点较纯水要低，因此选择升华的温度在-5℃~20℃左右，相应的压力在133.3pa左右。
将食品置于密封的冻干箱内，启动真空泵、制冷机及相关闸门，此时干燥室内压力下降，对应的水蒸气的饱和温度也随着下降，制品温度降低到冰点以下时，制品开始结冰。食品中的水在不同温度和压力可具有三态，当在水的三相点温下抽真空至饱和蒸汽压力以下时，食品中的冰开始升华。冻干过程是由周围逐渐向内部进行的，干燥层逐渐增厚，并形成多孔结构。升华热的加热体，通过干燥层不断传递给冻结部分，在干燥与冻结分界的升华面上，水分子得到加热后，脱离升华面，沿毛细孔跑到周围环境中，而周围环境中的气压因低于升华面上的饱和蒸汽压，这样就造成水分子向外迁移的动力。在干燥过程中，食物必须处于真空冷冻状态，且需维持物品温度低于三相点温度。升华的水蒸气被水蒸气捕集冷凝器捕获而附着于冷凝器的内壁上。

2 食用菌冻干设备与加工工艺
2.1冻干食用菌生产设备
2.1.1冷冻干燥设备组成示意图
2.1.2主要冻干设备
制冷压缩机、低压循环筒、氨泵、速冻库、冷藏库、干燥箱、捕水器、热水泵、罗茨泵、热筒、水环泵、冷却塔、冷却水泵等。
2.2食用菌冻干工艺（以香菇为例）
2.2.1工艺流程
香菇原料→预处理→冻结→升华干燥→解吸干燥→出机→包装→入库
2.2.2技术要点
2.2.2.1预处理
新鲜香菇采摘后首先应该按分级标准进行验收分级，然后进行防褐变处理，通常可进行漂烫或在柠檬酸或亚硫酸钠稀溶液中浸泡2min，然后沥干、切片。
2.2.2.2共晶点和共熔点测定
在冻干之前，采用电阻测量装置测定香菇的共晶点和共熔点。开启前箱冷冻电磁阀，启动压缩机I，香菇温度下降，当温度降至-22℃时，电阻值突然增大，此时为共晶点温度，表示香菇水分几乎全部冻结为冰。之后，给加热管通电，当温度上升到-18℃左右，电阻值突然减小，此时为香菇的共熔点。
2.2.2.3冻结
冻结速度不同会产生不同粒度的冰晶体，而直接影响升华干燥速度和风味物质的保留。因此，冻结速度是一个较重要的工艺参数。实验证明，香菇平均冻结速度为1℃/min左右，冻结时间约为90min。冻结终了温度在-30℃左右，确保无液体存在。否则，干燥过程中会出现营养流失，体积缩小等不良现象。
2.2.2.4升华干燥
启动真空泵，将箱体压力抽至30pa-60pa左右，然后启动管道泵，对前箱板进行加热，提供升华潜热。但加热不能太快或过量，否则香菇温度过高，超过共熔点，冰晶融化，会影响质量。所以，香菇温度在-25℃~-20℃之间，时间约为4h-5h。
2.2.2.5解析干燥
升华干燥后，香菇仍含有少部分的胶体结合水，很难脱掉。必须提高温度，才能达到产品所要求的水分含量。料温由-25℃升到45℃左右，最后压力为10pa左右。当料温与板层温度趋于一致时，干燥过程即可结束，时间为8h-9h。
2.2.2.6包装
因干菇含水量低，易吸潮，所以出机后应及时用铝箔复合袋填充氨气密封包装。

来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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