第三節(jié) 花卉原料在干燥過程中發(fā)生的變化

食品在干燥過程發(fā)生的變化可歸納為物理變化和化學(xué)變化。Www.Pinwenba.Com 吧

一、物理變化

食品干燥過程中因受到加熱和脫水的雙重作用的影響，會發(fā)生顯著的物理變化，比較常見的物理變化有干縮、干裂、表面硬化和多孔性形成等。

1.干縮和干裂

食品在干燥時，會由于脫水而導(dǎo)致體積縮小，組織細胞的彈性部分或全部喪失的現(xiàn)象稱作干縮。干縮的程度與食品的種類、干燥方法及條件等因素有關(guān)。一般情況下，含水量多、組織脆嫩者干縮程度大，而含水量少、纖維質(zhì)食品的干縮程度較輕。與常規(guī)干燥制品相比，冷凍干燥制品幾乎不發(fā)生干縮。在熱風(fēng)干燥時，高溫干燥比低溫干燥所引起的干縮更嚴重；緩慢干燥比快速干燥引起的干縮更嚴重。

干縮有兩種情形，即均勻干縮和非均勻干縮。有充分彈性的細胞組織在均勻而緩慢地失水時，就產(chǎn)生了均勻干縮，否則就會發(fā)生非均勻干縮。干縮之后細胞組織的彈性都會或多或少地喪失掉，非均勻干縮還容易使干制品變得奇形怪狀，影響其外觀。彈性良好并呈飽滿狀態(tài)的新鮮食品物料全面均勻地失水時，物料將隨著水分消失均衡地進行線性收縮，即物體大小均勻地按比例縮小，質(zhì)量減少。果品干燥后的體積約為初始體積的20%~35%，質(zhì)量為原始質(zhì)量的6%~20%，蔬菜干燥后的體積約為初始體積的10%左右，質(zhì)量為原始質(zhì)量的5%~10%。但實際上被干燥的物料不是完全具有彈性的，干制時食品塊、片內(nèi)的水分也難以均勻地排除，故物料干燥時均勻干縮比較少見。隨食品物料不同，干制過程中它們的干縮也各有差異。圖中為干燥前胡蘿卜丁的切粒形態(tài)，為干燥初期食品表面的干縮狀態(tài)，胡蘿卜丁的邊和角逐漸變得圓滑，成圓角形態(tài)的物體，隨著干燥的繼續(xù)進行水分的排出向深處發(fā)展，最后到達中心處，干縮也不斷向物料中心進展，逐漸形成凹面狀的干胡蘿卜。

干縮之后還有可能產(chǎn)生所謂的多孔性結(jié)構(gòu)。在高溫快速干燥時，由于食品表面的干燥速度比內(nèi)部水分遷移速度快得多，因而被迅速干燥硬化。在內(nèi)部繼續(xù)干燥收縮時，內(nèi)部應(yīng)力將使組織與干硬的表層脫離從而出現(xiàn)內(nèi)裂、孔隙和蜂窩狀結(jié)構(gòu)，干制品就會出現(xiàn)大量的裂縫和孔隙，形成所謂的多孔性結(jié)構(gòu)。多孔性結(jié)構(gòu)的形成有利于干制品的復(fù)水和減小干制品的松密度，使其復(fù)原迅速，復(fù)原后與物料原狀相似。松密度是指單位體積的制品中所含干物質(zhì)的量。但是，多孔性結(jié)構(gòu)的形成使氧化速度加快，不利于干制品的儲藏。高密度的干制品復(fù)水緩慢，但包裝材料和貯運費用較為節(jié)省。

2.表面硬化

表面硬化是指干制品外表干燥而內(nèi)部仍然軟濕的現(xiàn)象。表面硬化實際上是食品物料表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象。有兩種原因會造成表面硬化。其一是因食品內(nèi)還存在有大小不一的氣孔、裂縫和微孔，小的可細到和毛細管相同，故食品內(nèi)的水分會經(jīng)微孔、裂縫或毛細管上升，其中有不少能上升到物料表面蒸發(fā)掉，以致它所帶的溶質(zhì)殘留在表面上。這些物質(zhì)會將干制時正在收縮的微孔封閉。原料在微孔收縮和被溶質(zhì)堵塞的雙重作用下最終會出現(xiàn)表面硬化；其二是由于食品表面干燥過于強烈，內(nèi)部水分向表面遷移的速度滯后于表面水分汽化速度，從而使表層形成一層干硬膜所造成的。前者常見于含有高濃度糖分和可溶性物質(zhì)的食品的干燥。后者與干燥條件有關(guān)，是可以調(diào)控的，比如可以通過降低干燥溫度和提高相對濕度或減小風(fēng)速來控制。在出現(xiàn)表面硬化時若降低食品表面溫度使物料緩慢干燥，或適當“回軟”，再干燥，通常能減少表面硬化的發(fā)生。

發(fā)生表面硬化之后，干硬膜的滲透性極低，食品表層的透氣性將變差，將大部分殘留水分阻隔在食品內(nèi)，使干燥速度急劇下降，延長了干燥過程。另外，在表面水分蒸發(fā)后，其溫度也會大大升高，這將嚴重影響食品的外觀質(zhì)量。

3.溶質(zhì)遷移現(xiàn)象

食品在干燥過程中，其內(nèi)部除了水分會向表層遷移外，溶解在水中的溶質(zhì)也會隨水分一起遷移。溶質(zhì)的遷移有兩種趨勢：一種是由于食品干燥時表層收縮使內(nèi)層受到壓縮，導(dǎo)致組織中的溶液穿過孔穴、裂縫和毛細管向外流動；另一種是因遷移到表層的溶液蒸發(fā)后，其濃度將逐漸增大，就會在表層與內(nèi)層溶液間產(chǎn)生濃度差，在濃度差的作用下出現(xiàn)溶質(zhì)由表層向內(nèi)層遷移。上述兩種方向相反的溶質(zhì)遷移的結(jié)果是不同的，前者使食品內(nèi)部的溶質(zhì)分布不均勻，后者則使溶質(zhì)分布均勻化。干制品內(nèi)部溶質(zhì)的分布是否均勻，最終取決于干燥速度，也即取決于干燥的工藝條件。只要采用適當?shù)母芍乒に嚄l件，就可以使干制品內(nèi)部溶質(zhì)的分布基本均勻化。

4.熱塑性的出現(xiàn)

不少食品具有熱塑性，即溫度升高時會軟化甚至有流動性，而冷卻時變硬，具有玻璃體的性質(zhì)。糖分及果膠成分高的果蔬汁就屬于這類食品。例如橙汁或糖漿在平鍋或輸送帶上干燥時，水分雖已全部蒸發(fā)掉，殘留固體物質(zhì)卻仍像保持水分那樣呈熱塑性黏質(zhì)狀態(tài)，黏結(jié)在帶上難以取下，而冷卻時它會硬化成結(jié)晶體或無定形玻璃狀而脆化，此時就便于取下。為此，大多數(shù)輸送帶式干燥設(shè)備內(nèi)常設(shè)有冷卻區(qū)。

二、化學(xué)變化

眾所周知，干制品在復(fù)水和烹煮后，顯得較為老韌和缺乏汁液，與新鮮食品相比存在明顯的差別。究其原因，主要是食品干制過程中發(fā)生了各種化學(xué)變化和組織學(xué)變化。食品原料在脫水干燥的過程中，發(fā)生的一系列化學(xué)變化對干制品及其復(fù)水后的品質(zhì)，如色澤、風(fēng)味、質(zhì)地、黏度、復(fù)水率、營養(yǎng)價值和保藏期產(chǎn)生影響。這些變化還隨食品種類的不同而各異，有它自己的特點，不過其變化的程度卻常隨食品成分和干燥方法而有差別。

1.對食品營養(yǎng)成分的影響

食品在干燥后會失去大量的水分，因此單位質(zhì)量的干制食品中營養(yǎng)成分的含量反而增加。但復(fù)水干制品和新鮮食品相比，其品質(zhì)總是不如新鮮食品。

花卉原料含有較豐富的碳水化合物，而蛋白質(zhì)和脂肪的含量卻較少。果糖和葡萄糖在高溫下易于分解，高溫加熱碳水化合物含量較高的食品，極易焦化；而緩慢曬干過程中初期的呼吸作用也會導(dǎo)致糖分分解。還原糖還會和氨基酸反應(yīng)而產(chǎn)生褐變。干燥過程中部分水溶性維生素會被氧化。維生素損耗程度取決于干燥前物料預(yù)處理的條件及選用的干燥方法和條件。維生素C和胡蘿卜素易因氧化而遭受損失，核黃素對光極其敏感，硫胺素對熱敏感，故干燥處理時常會有所損耗。胡蘿卜素在日曬加工時損耗極大，在噴霧干燥時則損耗極少。曬干時維生素C損失也很大，但升華干燥卻能將維生素和其他營養(yǎng)素大量地保存下來。

2.對食品色素的影響

食品干制后會因所含色素物質(zhì)如類胡蘿卜素、花青素、葉綠素等的變化而出現(xiàn)各種顏色的變化，比如變黃、變褐、變黑等。其中最常見的變色是褐變。

引起褐變的原因有兩種，其一是多酚類物質(zhì)如單寧、酪氨酸等在組織內(nèi)酚氧化酶的作用下生成褐色的化合物類黑素而引起的褐變；其二是非酶褐變。在干制品中引起褐變的原因主要是后者。非酶褐變包括兩種情形：一種是美拉德褐變，即還原糖與氨基酸反應(yīng)引起的相交；另一種是由脂質(zhì)氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)反應(yīng)引起的。

新鮮花卉的色澤通常都比較鮮艷。干燥會改變其物理和化學(xué)性質(zhì)，使其反射、散射、吸收和傳遞可見光的能力發(fā)生變化，從而改變了花卉原料的色澤。花卉原料中存在的天然葉綠素a和葉綠素b的混合物。葉綠素呈現(xiàn)綠色的能力和其色素分子中的鎂有關(guān)。在濕熱條件下葉綠素分子中的鎂元素會丟失，轉(zhuǎn)化成脫鎂葉綠素呈現(xiàn)橄欖綠色，不再呈現(xiàn)草綠色。

干燥過程溫度越高，處理時間越長，色素變化量也就越多。類胡蘿卜素、花青素也會因干燥處理有所破壞。硫處理會促使花青素褪色，應(yīng)加以重視。酶或非酶褐變反應(yīng)是促使干燥品褐變的原因。花卉細胞組織受損傷后，組織內(nèi)氧化酶活動能將多酚或其他如鞣質(zhì)、酪氨酸等一類物質(zhì)氧化成有色色素。這種酶褐變會給干制品品質(zhì)帶來不良后果。為此，干燥前需進行酶鈍化處理以防止變色。可用預(yù)煮或巴氏殺菌對果蔬進行熱處理，或用硫處理也能破壞酶的活性。酶鈍化處理應(yīng)在干燥前進行，因為干燥過程物料的受熱溫度常不足以破壞酶的活性，而且熱空氣還具有加速褐變的作用。

糖的焦糖化和美拉德反應(yīng)是干燥過程中常見的非酶褐變反應(yīng)。前者首先將糖分解成各種羰基化合物，然后再聚合成褐色的聚合物。后者是氨基酸與還原糖中的羰基反應(yīng)，產(chǎn)生褐色物質(zhì)。這兩種反應(yīng)在花卉的干燥過程中經(jīng)常出現(xiàn)。干燥時的高溫和殘余水分中反應(yīng)物質(zhì)的濃度對美拉德反應(yīng)有促進作用。經(jīng)過硫熏處理不僅能抑止酶褐變，而且還能延緩美拉德反應(yīng)。原因為還原糖中的醛基和二氧化硫反應(yīng)形成磺酸，能阻止褐色聚合物的形成。美拉德褐變反應(yīng)在水分含量下降到20%~25%時反應(yīng)最迅速，水分繼續(xù)下降則反應(yīng)速率逐漸減慢，當水分含量下降到1%時，褐變反應(yīng)可減慢到長期儲存也難以覺察的程度；水分含量在30%以上時褐變反應(yīng)隨水分的增加而減緩，低溫保藏也有利于減緩褐變反應(yīng)速率。

3.對食品風(fēng)味的影響

干燥對食品風(fēng)味的影響主要是由于干燥過程中花卉中的揮發(fā)性成分散失所造成的，食品失去恢復(fù)性風(fēng)味成分是干燥時常見的一種現(xiàn)象。

要完全防止干燥過程風(fēng)味物質(zhì)損失是比較難的。解決的有效辦法是從干燥設(shè)備中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便盡可能保存它的原有風(fēng)味。此外，也可從其他來源取得香精或風(fēng)味制劑再補充到干制品中，或干燥前在某些液態(tài)食品中添加樹膠和其他包埋物質(zhì)將風(fēng)味物微膠囊化以防止或減少風(fēng)味損失。

總之，食品干燥設(shè)備的設(shè)計應(yīng)當根據(jù)前述各種情況加以慎重考慮，盡一切努力在干燥速率最高，食品品質(zhì)損耗最小而干制成本最低的情況下，找出最合理的干燥工藝條件。

三、組織變化

干制品在復(fù)水后，其口感、多汁性及凝膠形成能力等組織特性均與生鮮食品存在差異。這是由于脫水降低了食品的持水力，增加了組織纖維的韌性，導(dǎo)致干制品復(fù)水性變差，復(fù)水后的口感較為老韌，缺乏汁液。食品干制過程中組織特性的變化主要取決于干燥方法。真空冷凍干燥能夠很好地保持原料的組織結(jié)構(gòu)，使原料復(fù)水后的品質(zhì)更佳。

第四節(jié)花卉干燥方法

食品干燥有不同的方法，有曬干與風(fēng)干等自然干燥方法，但更多的是采用人工干燥，如箱式干燥、窯房式干燥、隧道式干燥、輸送式干燥、輸送帶式干燥、滾筒干燥、流化床干燥、噴霧干燥、冷凍干燥等。它們主要是按干燥設(shè)備的特征來分類的，按干燥的連續(xù)性則可分為間歇干燥與連續(xù)干燥。此外也有常壓干燥、真空干燥等，是以干燥時空氣的壓力來分類的。也有對流干燥、傳導(dǎo)干燥、能量場作用下的干燥及綜合干燥法，是以干燥過程向物料供能的方法來分類的

干燥方法的合理選擇，應(yīng)根據(jù)被干燥食品物料的種類、干燥制品的品質(zhì)要求及干燥成本，綜合考慮物料的狀態(tài)以及它的分散性、黏附性能、濕態(tài)與干態(tài)的熱敏性、黏性、表面張力、含濕量、物料與水分的結(jié)合狀態(tài)等以及其在干燥過程的主要變化。干制品的質(zhì)量要求常常是選擇干燥方法的首要依據(jù)。最佳的干燥工藝條件是指在耗熱、耗能量最少情況下獲得最好的產(chǎn)品質(zhì)量，即達到經(jīng)濟性與優(yōu)良食品品質(zhì)。干燥經(jīng)濟性與設(shè)備選擇、干燥方法及干燥過程的能耗、物耗與勞力消耗等有關(guān)，也與產(chǎn)品品質(zhì)要求有關(guān)。

干燥設(shè)備的類型有多種形式，各有特點，根據(jù)原料的性質(zhì)、制品的干燥特性、干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和干燥費用等因素。

人工干燥根據(jù)干燥介質(zhì)和傳熱方式的不同可以分成空氣對流干燥、接觸干燥、真空干燥、輻射干燥和冷凍干燥等。目前，我國在花卉干燥工藝中采用最多的仍然是利用陽光和風(fēng)力的自然干燥，自然干燥是最經(jīng)濟、最簡單方便的干燥工藝，但自然干燥也有很多明顯的缺點，如干燥易受環(huán)境條件的限制，有許多無法嚴格控制的因素；干燥速度慢；干燥產(chǎn)品含水量偏高從而影響后續(xù)儲藏；加工產(chǎn)品質(zhì)量差，質(zhì)量不穩(wěn)定；需要很大的干燥長度；干燥是暴露式，容易受到灰塵、蟲、鳥的侵害等等。現(xiàn)代的干燥技術(shù)采用新型的干燥設(shè)備和更先進的干燥工藝，使產(chǎn)品的品質(zhì)有了極大的提高。特別是冷凍干燥法，干燥溫度低，花卉的營養(yǎng)物質(zhì)和香氣成分損失很少，加工產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高，是最有發(fā)展前途的一種加工方法。這里主要介紹新型的干燥技術(shù)。

一、真空冷凍干燥

冷凍干燥又稱冷凍升華干燥或升華干燥，是將食品預(yù)凍后，在真空條件下通過升華的方式使原料中的水分由固態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)從而達到干燥目的的操作。食品在較低的溫度凍結(jié)狀態(tài)下，在高真空干燥室內(nèi)接受輻射熱或傳道熱，其熱量相當于水分升華所需的潛熱，食品始終保持凍結(jié)狀態(tài)。在冰的蒸汽壓和真空氣壓之間的壓力差的推動下，水分升華逸出。這種干燥方法由于處理溫度低，對熱敏性物質(zhì)特別有利。目前已廣泛應(yīng)用于食品干燥。

冷凍干燥的原理

根據(jù)水的相平衡關(guān)系，我們知道，在一定的溫度和壓力條件下，水的三種相態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化。當水的溫度和壓力與其二相點溫度和壓力相等時，水就可以同時表現(xiàn)出三種不同相態(tài)。而在壓力低于三相點壓力時，或在溫度低于三相點溫度時，改變溫度或壓力，就可以使冰直接升華成水蒸氣，這實際上就是升華干燥的原理。液態(tài)水和固態(tài)水在不同溫度下都具有不同的飽和蒸汽壓，如果固態(tài)水處在低于其飽和蒸汽壓的真空環(huán)境下，水分即以升華的方式轉(zhuǎn)移。一般在冷凍干燥時所采用的真空度約為對應(yīng)溫度下冰的飽和蒸汽壓的1/4~1/2，例如-40℃干燥時采用的真空度為2.67~6.67Pa。升華時所需要的熱量如果由所處理的物料供給，物料的溫度降隨干燥的過程而降低，以至于冰的飽和蒸汽壓過分降低而使升華速度降低，因此在干燥操作中既要向物料供熱，又要避免固體物的融化。

冷凍干燥的過程

冷凍干燥包含兩個過程，即凍結(jié)和升華過程。凍結(jié)的目的是使食品具有合適的形狀與結(jié)構(gòu)，以利于升華過程的進行。升華過程是食品吸熱升華成水蒸氣，通過冷凝系統(tǒng)而除去的過程。

1.物料的凍結(jié)

原料的凍結(jié)可以通過自凍和預(yù)凍實現(xiàn)，自凍是利用水分在高度真空下因瞬間蒸發(fā)吸收蒸發(fā)潛熱而使原料的溫度降到冰點以下，獲得凍結(jié)。由于瞬間蒸發(fā)會引起原料的變形或發(fā)泡甚至飛濺，因此不適合外觀形態(tài)要求高的原料，一般僅用于干粉末狀干制品的冷凍。

預(yù)凍法是采用常見的凍結(jié)方法如空氣凍結(jié)法、平板凍結(jié)法、浸漬凍結(jié)法、擠壓膨化凍結(jié)法等，預(yù)先將食品凍結(jié)成一定形狀的方法，再進行凍干操作。該法可較好地控制食品的形狀及冰晶的狀態(tài)，因此適合大多數(shù)食品的凍結(jié)。

凍結(jié)過程對食品的冷凍干燥效果會產(chǎn)生一定的影響。當凍結(jié)過程較快時，食品內(nèi)部形成的冰晶較小，冰晶升華后留下的空隙也較小，這將影響內(nèi)部水蒸氣的外逸，從而降低冷凍干燥的速度。但是，由于食品組織所受損傷較輕，所以干制品的質(zhì)量更好。如果凍結(jié)過程較慢則情況與上述相反。不過，凍結(jié)過程對食品冷凍干燥效果的影響究竟如何，目前尚存爭議。一方面，在許多情形下，決定冷凍干燥速度的因素是傳熱速度而非水分擴散速度，另一方面凍結(jié)速度對凍干制品的質(zhì)量的影響會因食品種類而異，有很大不同。

2.物料的干燥

食品凍結(jié)后即在干燥空內(nèi)升華干燥。冰晶升華時要吸收升華熱，因此，干燥室內(nèi)有加熱裝置提供這部分熱量。加熱的方法有板式加熱、紅外線加熱及微波加熱等。實際上冷凍干燥的物料干燥過程包括兩個不同的步驟：升華和解析，它可以在同一干燥室內(nèi)進行，也可以在不同的干燥室內(nèi)進行。

升華也稱初步干燥，是冷凍干燥的主體部分，凍結(jié)物料中的水分在真空條件下要達到純粹的強烈的升華需要注意3個主要的條件：干燥室內(nèi)的絕對壓力、熱量供給和物料溫度。真空室內(nèi)的絕對壓力應(yīng)保持低于物料內(nèi)冰晶體的飽和水蒸氣壓，保證物料內(nèi)的水蒸氣向外擴散。因此凍結(jié)物料溫度的最低極限不能低于冰晶體的飽和水蒸氣相平衡的溫度。熱量的提供可來自不同的系統(tǒng)，應(yīng)用較多的是接觸式冷凍干燥設(shè)備。裝有物料的淺盤位于兩塊加熱板之間，為了保證干燥過程中加熱板和物料能始終均勻地相互接觸，常用水壓系統(tǒng)使加熱板可垂直地位移，以便將物料夾緊，加速熱的傳遞。但物料的升華干燥完全在冰晶體表面進行。干燥過程物料內(nèi)冰層界面不斷地移向物料中心，而升華干燥時物料形態(tài)固定不變，水分子外逸后留下的是孔隙，形成海綿狀多孔性結(jié)構(gòu)。它具有良好的絕熱性，不利于熱量的傳遞。因此，冰層界面后移，多孔層的增長不僅進一步降低了傳熱速率，而且延緩了冰層界面上升華水分子的外逸速率，使干燥速率下降。此時，若能利用遠紅外線、微波等能直接穿透干燥層到后移的冰層界面上的方法，就能加速熱量傳遞，有效增加總的干燥速率。過度加熱會引起物料溫度升高，當料溫超過冰晶的融化溫度使物料融化時，溶液產(chǎn)生自由沸騰，使溶液中揮發(fā)性的芳香物質(zhì)損失增加，容易引起泡沫或充氣膨脹，液相沸騰的蒸汽氣流帶走一些顆粒而造成損失。

當冰晶體全部升華完畢后，升華階段就完成。但此時物料仍有5%以上被物料吸附?jīng)]有凍結(jié)的水，此時必須用比初期干燥較高的溫度和較低的絕對壓力才能促使這些水分的轉(zhuǎn)移，使產(chǎn)品的含水量降至能在室溫下長期儲藏的水平，這就需第二次干燥。

影響二次干燥速率及時間的因素與升華過程相同，即溫度和絕對壓力。允許的最高溫度取決于物料、所需時間及加熱系統(tǒng)的狀況。溫度過高極易造成營養(yǎng)成分的損失、降低產(chǎn)品質(zhì)量；而溫度太低會導(dǎo)致干燥時間增加，加大生產(chǎn)成本。解析所要求的絕對壓力低于升華壓力，通常在13.3~27Pa，有時甚至更低。

冷凍干燥的特點

冷凍干燥具有許多顯著的優(yōu)點：

整個干燥過程處于低溫和基本無氧狀態(tài)，因此，干制品的色、香、味及各種營養(yǎng)素的保存率較高，非常適合極熱敏和極易氧化的食品干燥。

干燥過程對物料物理結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)破壞極小，能較好保持原有體積及形態(tài)，制品具有極佳的速溶性、快速復(fù)水性和多孔性結(jié)構(gòu)。

由于凍結(jié)對食品中的溶質(zhì)產(chǎn)生固定作用，因此在冰晶升華后，溶質(zhì)將留在原處，避免了一般干燥方法中常出現(xiàn)的因溶質(zhì)遷移造成的表面硬化現(xiàn)象。

冷凍干燥制品的最終水分極低，能夠排除95%~99%以上的水分，因此具有極好的儲藏穩(wěn)定性，在有良好包裝的情況下儲藏期可達2~3年。

冷凍干燥過程所要求的加熱溫度較低，干燥室通常不必絕熱，熱損耗少。

冷凍干燥也有明顯的缺點，主要是干燥速度慢，成本高，是常規(guī)干燥的2~5倍，干制品極易吸潮和氧化，因此對包裝有很高的防潮和透氧率的要求。但由于干燥制品的優(yōu)良品質(zhì)，仍廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。

目前國內(nèi)使用該法裝置的主要部分是一臥式鋼質(zhì)圓筒，配有冰凍、抽氣、加熱和控制測量系統(tǒng)。干制品要求避光密封，抽空充氮保藏。

二、微波干燥

微波是指頻率為300MHz~300kMHz，波長為1m至1mm的高頻交流電，是一種電磁波，具有介電感應(yīng)的加熱效應(yīng)，通過高頻電場在空間不斷變換方向，是物料中的極性分子隨電磁波做高頻振動，從而產(chǎn)生熱量。常用來加熱的微波頻率為915MHz和2450MHz。微波干燥具有一系列優(yōu)點：

1.干燥速度快

將含水量從80%烘干到20%，用熱空氣干燥需要20h，而用微波干燥僅需2h。如將兩者結(jié)合起來，即先用熱空氣干燥到含水20%，再用微波干燥到2%，既可縮短時間，又可降低費用。

2.加熱響應(yīng)快，易于控制

微波加熱的時間延遲極短，加熱與升溫幾乎是同時進行的。微波加熱時，由于外部水分的蒸發(fā)，外部溫度會略低于內(nèi)部溫度，從而極大地提高了干燥速率。微波還能降低水分子，尤其是結(jié)合水與物料分子間的親和力，使水分子更容易脫離物料分子而向外擴散。

3.穿透性

微波可以直接穿透物體，因此微波加熱不是從外部向內(nèi)部加熱的，而是在被加熱物內(nèi)部直接產(chǎn)生熱量來加熱，所以盡管被加熱物料形狀復(fù)雜，加熱也是均勻的，因此不會引起花卉外焦內(nèi)濕的現(xiàn)象。

4.選擇性加熱

不同的物料對微波的吸收程度并不相同，通常物料分子的極性越強，對微波的吸收也就越強。因水分子的極性非常強，會對微波產(chǎn)生強吸收從而產(chǎn)生大量的熱。含水量越高，其微波吸收能力就越強。所以當物料進行干燥時，其中的水分對微波的吸收會比干物質(zhì)大得多，溫度就會高很多，很容易蒸發(fā)，此時可通風(fēng)以排除蒸發(fā)出的水氣，而物料本身對微波吸收量少，保持相對較低的溫度，因此能夠更好地保持原有的色、香、味，對提高產(chǎn)品質(zhì)量有好處。

正是這些優(yōu)點使得微波干燥成為一種很有前途的干燥工藝。目前大部分微波干燥系統(tǒng)都結(jié)合了傳統(tǒng)的干燥手段，已有的研究表明，微波干燥適用于低速階段或者水分含量低時來完成干燥，采用強制對流干燥和微波干燥的二段式干燥過程可以在節(jié)約能源和時間的同時得到品質(zhì)更好的產(chǎn)品；微波技術(shù)與真空技術(shù)相結(jié)合，使干燥過程既具有高效率，又具有低溫、隔絕氧氣的特點，非常適合熱敏性物料的干燥。

三、遠紅外干燥

紅外干燥技術(shù)是基于水分吸收紅外輻射的特性所開發(fā)的一種干燥工藝。它是利用紅外輻射元件發(fā)出的紅外線被加熱物體所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏_到加熱干燥。每種物質(zhì)的分子都是以自己固有的頻率在振動，當入射的紅外線頻率和物質(zhì)分子的振動頻率相同時，該物質(zhì)就會吸收紅外線并產(chǎn)生共振，使物質(zhì)溫度升高。食品中很多成分在3~10μm都有強烈的吸收，而紅外線的波長范圍是0.75~1000μm，所以通常食品的干燥選擇在紅外區(qū)域進行。

利用紅外線輻射技術(shù)進行食品干燥的優(yōu)點是干燥時間短、熱效高，終產(chǎn)品品質(zhì)較好，產(chǎn)品干燥過程中穩(wěn)定均一，不需要有氣流穿過物料。

第五節(jié) 花卉干燥實例

一、真空冷凍干燥陳德經(jīng)

研究發(fā)現(xiàn)在真空度為0.06Mbar，溫度為零下58℃條件下采用真空冷凍干燥對金銀花進行干燥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥后的金銀花色澤為褐色，相比其他干燥方法較差，可能原因是干燥后金銀花蓬松而易氧化所致；綠原酸含量較其他干燥方法也很低，同樣可能是因氧化導(dǎo)致；對金銀花所帶的微生物影響較小。

蘭偉等人研究發(fā)現(xiàn)將玫瑰花瓣用20%氯化鎂+5g檸檬酸組成的溶液處理5h，再放入1∶1的乙醇+正丁醇溶液中處理1h，用冰箱慢凍4h，液氮速凍5min后采用真空冷凍干燥6h，能夠得到花色花形良好的玫瑰花瓣。

李凌云等人對真空冷凍干燥的月季和康乃馨進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在預(yù)凍條件為零下60℃，0.5h，冷凍干燥條件為50Pa，零下80℃，6h的情況下得到的干制品收縮率為20%左右，基本保持原來的形狀，收縮和形狀保持方面均優(yōu)于烘干得到的產(chǎn)品；同時凍干后的花瓣鼓成了氣泡使花瓣看上去更加飽滿；色澤方面月季略微變淺，康乃馨略微加深，兩種花的整體色澤穩(wěn)定。

梁凌云等人對月季進行冷凍干燥研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用10%酒石酸溶液進行護色30min，采用速度法進行預(yù)凍，預(yù)凍溫度為零下40℃，預(yù)凍2h，冷凍干燥條件為冷阱溫度零下70℃，加熱板溫度35℃，干燥室壓強40Pa，干燥時間10h，得到色澤和花形均非常好的月季干花。