食品凍干機(jī)在凍干食品研究中的應(yīng)用

   淺談?wù)婵諆龈杉夹g(shù)在鐵皮石斛干燥加工中的應(yīng)用

   在世界醫(yī)藥史上，中華醫(yī)學(xué)博大精深，中華醫(yī)學(xué)的根源是中藥材，而中藥材的加工首先要考慮的一個(gè)重要因素是如何使其干燥?從古自今，藥品和食品干燥是生產(chǎn)中非常重要的工藝環(huán)節(jié)之一。過(guò)去干燥的目的主要是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶劑，使藥品、食品等物料重量減輕、縮小體積、以便于加工、使用、運(yùn)輸和貯藏等。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的人們并不一定知道使促進(jìn)食品藥品發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)的酶類物質(zhì)、以及使引起食品藥品腐敗變質(zhì)的微生物等。而現(xiàn)代干燥加工的目的除了通過(guò)干燥減少物料中的水分含量，降低食品藥品的水分活度，使引起食品藥品腐敗變質(zhì)的微生物難以生長(zhǎng)繁殖，使促進(jìn)食品藥品發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)的酶類鈍化失活，從而延長(zhǎng)藥品食品的貨架期，達(dá)到安全保藏的目的外，在一定程度上注重于色、香、味、形回歸于自然形態(tài)和保持自然特質(zhì)以及食用方便的要求。

伴隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，無(wú)論是食品或是藥品，現(xiàn)代加工技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是最大限度地保持食品藥品的有效成分、營(yíng)養(yǎng)成分和物理特性。也就是說(shuō)，現(xiàn)代工業(yè)化下的中藥材加工已不僅僅是滿足“干燥”那么簡(jiǎn)單，用干燥工藝制成的食品藥品，不僅對(duì)色、香、味、形有一定的要求，而且對(duì)藥品中的有效成分(如生物堿、多糖等)以及維生素、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求也更高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如生物制品、新型高級(jí)食品和新型藥物制品等新產(chǎn)品的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的干燥方法和加工技術(shù)不一定都適應(yīng)。微波干燥技術(shù)和真空冷凍干燥技術(shù)已在輕工業(yè)、化工材料工業(yè)、食品與農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等行業(yè)的一些產(chǎn)品生產(chǎn)中得到了應(yīng)用并表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。其中，真空冷凍干燥無(wú)疑是適應(yīng)新產(chǎn)品要求的一項(xiàng)新技術(shù)。

一、傳統(tǒng)的 “楓斗”石斛的加工方法及其特點(diǎn)

楓斗，是利用蘭科石斛屬植物中的一些我國(guó)特有的石斛種類的莖，經(jīng)過(guò)多道工序加工而成的一種產(chǎn)品。石斛，自《神農(nóng)本草經(jīng)》做藥用記載至今，已有二千多年的歷史。

由于新鮮的石斛不能長(zhǎng)久保存，而通過(guò)藥工將新鮮石斛加工成楓斗后就不易霉?fàn)€、蟲蛀和變質(zhì)，同時(shí)由于石斛類植物的莖多含有黏液成分，加工成楓斗后其黏液成分被固化而穩(wěn)定，使有效成分不易分解，所以形成了今天有一定規(guī)模的加工生產(chǎn)，形成了流通石斛商品的大類。楓斗通常呈螺旋形或彈簧狀， 通常有2～6 個(gè)旋紋，莖拉直后長(zhǎng)3.5 ～ 8cm，直徑O.2～O.4cm。表面黃綠色或略帶金黃色，表面黃綠色、棕綠色或金黃色;質(zhì)地堅(jiān)實(shí)僵硬，氣微，味淡，嚼之有黏性。楓斗在歷史上最早是以霍山產(chǎn)者為最著名，來(lái)源僅限于霍山石斛及少數(shù)石斛屬它種植物加工而成。但長(zhǎng)期來(lái)主要為鐵皮石斛，目前的植物來(lái)源趨于復(fù)雜。無(wú)論哪種石斛加工而來(lái)的楓斗，傳統(tǒng)的干燥加工法主要有：沸水燙曬法、直接烘干法和楓石斛加工法。其加工過(guò)程主要經(jīng)過(guò)文火烘焙、使之軟化;搓揉、去薄膜狀葉鞘;再經(jīng)手工扭曲定型，搓扭成條形或卷曲成緊密及疏松團(tuán)狀、螺旋狀、彈簧狀等再自然晾曬或烘干。如此反復(fù)加工2～3次，直到干燥成形不變時(shí)，即得“楓斗”產(chǎn)品。

可以說(shuō)，傳統(tǒng)的石斛“楓斗”加工，其工藝技術(shù)一定程度上完全靠手法、憑經(jīng)驗(yàn)，看誰(shuí)更好地掌握了加工過(guò)程中的“火候”。因此，在加工過(guò)程中受人為因素的影響較大。其加工技術(shù)熟練者，成品率高，品質(zhì)優(yōu)越;不熟練的，很難做出像樣產(chǎn)品。其加工過(guò)程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，有的甚至不能完全達(dá)到衛(wèi)生和環(huán)保要求的加工。而且，目前行業(yè)中加工技術(shù)好者，每公斤的加工費(fèi)高達(dá)幾百元甚至上千元。加上石斛野生資源匱乏、種植成本高、原料價(jià)格高，因此，目前產(chǎn)品價(jià)格十分昂貴。由于目前缺乏行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，象“楓斗”這樣一種稱得上是“國(guó)粹”的石斛加工品也就難免出現(xiàn)“五花八門”的產(chǎn)品了。不過(guò)，即將問(wèn)世的《中國(guó)藥用石斛標(biāo)準(zhǔn)化研究與應(yīng)用》一書，相信為我國(guó)石斛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到積極的帶動(dòng)作用。

追溯石斛的藥用歷史以及“楓斗”的干燥加工歷史，一些歷代的加工方法一直保留延用或傳承發(fā)展至今。傳統(tǒng)的加工方法具有其歷史意義。在當(dāng)時(shí)沒(méi)有發(fā)達(dá)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的條件下，古人對(duì)石斛“楓斗”的加工干燥方法的發(fā)明，可以說(shuō)是智慧的。一方面其加工方法達(dá)到了干燥、保存、運(yùn)輸?shù)刃枰哪康?，另一方面，?jīng)過(guò)加工后的產(chǎn)品因色澤、質(zhì)地、形狀等一些特質(zhì)近乎于“黃金”或得名于人們對(duì)某種事物(如“龍頭鳳尾”)的美好追求，作為地方特產(chǎn)，無(wú)論是作為宮廷皇朝的進(jìn)貢品或是作為百姓的“救命草”都十分適宜。因此，受到歷代的青睞，成為我國(guó)名貴、傳統(tǒng)中藥和保健品。

現(xiàn)代科學(xué)研究表明，石斛的其藥效成分主要是石斛多糖、石斛堿和總氨基酸等，還含有比例很高的植物纖維、水分和其它有效活性成份。傳統(tǒng)的石斛“楓斗”加工方法，因其屬于熱干產(chǎn)品，產(chǎn)品不可避免地出現(xiàn)收縮、硬化、色變和難以復(fù)水等現(xiàn)象。在現(xiàn)實(shí)生活中，很多人知道“楓斗”石斛的功效與作用及食用方法。但是，使用方法有些讓人不解，因?yàn)?ldquo;楓斗”至少要幾個(gè)小時(shí)的溫煮或包燙，食用起來(lái)很不方便。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)食物的品質(zhì)要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的加工方法所造成的色、香、味劣變，營(yíng)養(yǎng)成分和生理活性成分的損失，以及食品安全性問(wèn)題，日益被消費(fèi)者所關(guān)注。

但是，目前我國(guó)石斛的加工率較低，加工產(chǎn)品單一，加工技術(shù)含量不高，致使石斛產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展受到制約。在現(xiàn)代生活和工業(yè)化的條件下，我國(guó)石斛產(chǎn)品必須利用更好的加工方法來(lái)生產(chǎn)石斛干品。探討新的加工方法，以多元化發(fā)展尋求新的消費(fèi)群體和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。通過(guò)開(kāi)發(fā)凍干產(chǎn)品，提升我國(guó)石斛產(chǎn)品的檔次，提高產(chǎn)品附加值，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、 真空冷凍干燥的原理和特點(diǎn)

真空冷凍干燥也稱升華干燥，簡(jiǎn)稱凍干，是集真空技術(shù)、冷凍技術(shù)以及干燥技術(shù)為一體的新加工方法。其原理是將含水物料預(yù)先進(jìn)行降溫凍結(jié)，使其內(nèi)部水分固定在最初的位置上，并形成均勻細(xì)小的冰晶，然后在適當(dāng)?shù)臏囟群驼婵斩认率贡苯由A為水蒸氣以除去物料內(nèi)部的水分，從而獲得干品，最大限度保持物料原有的特性并便于長(zhǎng)期保存。因此，整個(gè)真空冷凍干燥過(guò)程可分為預(yù)凍、升華干燥和解吸干燥3個(gè)階段。

真空冷凍干燥產(chǎn)品的特點(diǎn)有：

1、在低溫下干燥，能有效保護(hù)熱敏性物質(zhì)，使其不致變性或失去活力，物質(zhì)中揮發(fā)性成份損失少。

2、在真空缺養(yǎng)的條件下干燥，易氧化物質(zhì)得到了保護(hù)，而微生物生長(zhǎng)和酶作用無(wú)法進(jìn)行，而且能抑制某些細(xì)菌的有害作用，能保持原來(lái)性質(zhì)狀態(tài)。

3、在凍結(jié)下干燥，干燥后體積幾乎不變，不會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，物質(zhì)呈疏松多孔海綿狀，加水后溶解迅速，幾乎立即恢復(fù)原來(lái)性質(zhì)。

4、在低溫下脫水，干燥時(shí)排除物料中95%以上的水分，不僅熱敏性成分不受破壞，而且色素和芳香物質(zhì)損失極少。干燥后產(chǎn)品能在室溫下不易吸濕發(fā)霉， 并且避光保存，可保持長(zhǎng)年不變質(zhì)。凍干制品采用真空或充氮包裝，便于攜帶運(yùn)輸，易實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。

5、在整個(gè)凍干過(guò)程中，只有物理變化，沒(méi)有化學(xué)變化， 因此如果原料是環(huán)保安全的，干品也必然是綠色食品。

因此，真空凍干產(chǎn)品與蒸發(fā)脫水的熱干產(chǎn)品相比，具有許多非常明顯的優(yōu)點(diǎn)。熱干產(chǎn)品不可避免地出現(xiàn)收縮、硬化、色變及營(yíng)養(yǎng)成分嚴(yán)重破壞和難以復(fù)水等現(xiàn)象。凍干產(chǎn)品的優(yōu)越性可以簡(jiǎn)單概括為：形狀、顏色、口味和營(yíng)養(yǎng)成分都同鮮品基本上一樣，而且復(fù)水性好。 三、真空凍干技術(shù)在鐵皮石斛加工中的應(yīng)用

許多中藥材的生物活性物質(zhì)及性味在干燥方法不當(dāng)時(shí)會(huì)有較大損失。干燥方式、干燥溫度、干燥時(shí)間等因素的不同，對(duì)藥物中許多化學(xué)成分會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，導(dǎo)致藥物藥效迥異。在中藥制劑中，制劑工藝是影響藥物質(zhì)量的重要因素，而干燥則為制劑工藝中的主要環(huán)節(jié)和必要的操作步驟。在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，干燥方法按照不同的分類方法可以進(jìn)行如下劃分，按操作壓力的不同可分為常壓干燥和真空干燥;按操作方式的不同可分為間歇式干燥和連續(xù)式干燥;按熱能對(duì)濕物料傳遞方式的不同可分為對(duì)流干燥、傳導(dǎo)干燥和輻射干燥。其中，輻射干燥按傳熱機(jī)理的不同又可分為遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥。在以上幾種干燥技術(shù)中，遠(yuǎn)紅外干燥、微波干燥和真空冷凍干燥是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新干燥技術(shù)。其中，真空速凍干燥技術(shù)被認(rèn)為是生產(chǎn)高品質(zhì)制品的理想的加工方法。

在我國(guó)，凍干食品生產(chǎn)起步較晚，上規(guī)模的凍干食品生產(chǎn)線到20世紀(jì)80年代后期才出現(xiàn)，而且設(shè)備還是進(jìn)口的。在凍干食品的發(fā)展初期，由于產(chǎn)量低、價(jià)格貴，僅限于宇航、遠(yuǎn)洋航海、極地考察、山區(qū)作業(yè)等特殊工作人員享用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，凍干食品的品種和數(shù)量都迅猛增長(zhǎng)，對(duì)絕大部分的蔬菜、水果、肉食、豆?jié){、果汁、蜂蜜等均可采用凍干技術(shù)。發(fā)展至今，凍干技術(shù)在食品藥品原料處理、軟飲料加工、方便食品、調(diào)味品、保健品生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。而凍干農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的價(jià)格是同類熱風(fēng)干燥農(nóng)產(chǎn)品的4～6倍， 是速凍農(nóng)產(chǎn)品的7～8倍，且其產(chǎn)量正以每年30%的速度遞增，正成為國(guó)際食品貿(mào)易中的大宗貿(mào)易。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)石斛干燥產(chǎn)品一直徘徊在出口原料或初級(jí)加工階段，給人一種技術(shù)含量低的總體感覺(jué)。傳統(tǒng)的工藝在現(xiàn)今的社會(huì)顯然不能符合時(shí)下的要求。石斛要從一個(gè)傳統(tǒng)的中藥產(chǎn)品上升到現(xiàn)代中藥保健品行業(yè)，需要對(duì)其加工工藝方法做進(jìn)一步的提升和優(yōu)化。為解決傳統(tǒng)干燥方法生產(chǎn)鐵皮石斛干燥品的缺點(diǎn)，我們研究探討了真空冷凍干燥技術(shù)在生產(chǎn)鐵皮石斛莖段、切片等干燥加工的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)鐵皮石斛含水率、凍干速率、表面積收縮率、復(fù)水比、多糖含量、色澤、香氣和外觀等多因素進(jìn)行了計(jì)算測(cè)試和感官評(píng)價(jià)等。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同干燥對(duì)石斛總多糖的含量有較大的影響，采用真空冷凍干燥技術(shù)加工鐵皮石斛，產(chǎn)品含水量低，能最好地保存鐵皮石斛的色、香、味、形及有效成分;復(fù)水后更加接近新鮮品、避免產(chǎn)品表面硬化、營(yíng)養(yǎng)損失和增長(zhǎng)保質(zhì)期等特點(diǎn)，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的熱干燥法，為工業(yè)化生產(chǎn)和工藝優(yōu)化提供了一定的參考依據(jù)。

　　在現(xiàn)代社會(huì)，食品的保鮮和儲(chǔ)存一直是人們關(guān)注的重要問(wèn)題。隨著科技的不斷進(jìn)步，人們發(fā)明了各種各樣的食品冷藏和儲(chǔ)存設(shè)備，其中食品凍干機(jī)是一種常用來(lái)制作凍干食品的設(shè)備。

　　食品凍干機(jī)是一種通過(guò)控制溫度和壓力，將食品中的水分轉(zhuǎn)化為氣體并排出的設(shè)備。其工作原理基于凍干技術(shù)，即在低溫環(huán)境下，將食品迅速冷凍，然后通過(guò)真空狀態(tài)下的低溫加熱，使水分直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，繞過(guò)液態(tài)階段。這樣，食品中的水分被蒸發(fā)掉，同時(shí)保留了食品的營(yíng)養(yǎng)成分和口感。

　　該設(shè)備在食品行業(yè)和科研領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。它被廣泛用于食品加工和儲(chǔ)存。通過(guò)凍干技術(shù)，食品的重量和體積大幅度減小，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。同時(shí)，凍干的食品具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期，可以有效地保持食品的原始風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分。因此，該設(shè)備被用于制作各種凍干食品，如凍干蔬菜、凍干水果和凍干草藥等。

　　該設(shè)備在科研領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用?？茖W(xué)家們利用該設(shè)備進(jìn)行凍干實(shí)驗(yàn)，研究食品中的微生物活性、營(yíng)養(yǎng)成分和抗氧化性等方面的變化。凍干技術(shù)的應(yīng)用，使得科學(xué)家們能夠更好地理解食品的特性和變化規(guī)律，為食品加工和保鮮技術(shù)的改進(jìn)提供了重要的參考依據(jù)。

　　該設(shè)備對(duì)食品保鮮有著重要的意義。首先，通過(guò)凍干技術(shù)，食品中的水分被大大減少，從而降低了微生物的活動(dòng)和生長(zhǎng)速率。這樣可以有效地延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，減少了食品腐敗和變質(zhì)的可能性。

　　該設(shè)備可以保持食品的原始風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分。在凍干的過(guò)程中，食品的口感和香氣往往能夠得到很好的保留，使得凍干食品更加美味可口。同時(shí)，凍干技術(shù)能夠保留食品中的營(yíng)養(yǎng)成分，如維生素、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)等，使得凍干食品更加健康和營(yíng)養(yǎng)。

　　食品凍干機(jī)作為一種重要的食品加工和保鮮設(shè)備，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著重要的作用。通過(guò)控制溫度和壓力，該設(shè)備能夠?qū)⑹称分械乃洲D(zhuǎn)化為氣體并排出，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，保持食品的原始風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分。該設(shè)備在食品行業(yè)和科研領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，為人們提供了更多美味和健康的食品選擇。