乾燥技術是一門古老的技術，早在舊石器時代，"人類"就已經懂得將木材、肉、獸皮等曬乾，它是人類智慧的結晶。關於工業化乾燥的加工技術則在《天工開物》一書中就有詳細的記載，可見人類對於乾燥技術的應用歷史非常久遠。但技術的發展與時代的進程是分不開的，長期以來，乾燥技術的發展是停滯不前的，仍然以熱乾燥為主。即便到了當下，熱乾燥仍然是主流乾燥方式，只不過熱乾燥的技術已經得到提升，微波、超聲波、真空等輔助方式大大提高了乾燥效率。
隨著技術的發展及加工的需要，常規的熱乾燥已不能滿足現代化的加工要求，低溫乾燥這種較為"保守"的方式反而在當下受到追捧。同樣，低溫乾燥技術也並不是什麼高科技，早在公元前3500年前，位於南美安第斯山脈的秘魯印第安部落就通過晚上冷凍和白天陽光下解凍的交替操作來保存土豆。脫離大自然力量的低溫乾燥技術則起源於20世紀早期，1909年沙克爾通過真空凍幹的方式將菌種、病毒及血清成功保存，從而開啟了工業化的應用。後來，二戰時期通過將血漿凍幹脫水以達到便攜應用的特色。而食品工業的應用則要晚的多，20世紀60年代，美國率先開啟凍幹技術在食品行業的應用，通過凍幹技術生產太空人食品。
低溫乾燥技術主要指真空冷凍乾燥，是將需乾燥的物料在低溫下先行凍結至其共熔點以下，使物料中的水分變成固態的冰，然後在適當的真空度下逐漸升溫，使冰直接升華為水蒸氣而除去，再利用真空系統中的冷凝器，將水蒸汽冷凝，使物料低溫脫水而乾燥。這種乾燥方式的加工，物料全程都處於低溫狀態，通常不會超過40℃，物料的分子活躍度較低，不易發生劣變，從而提高產品質量。
從物料最終效應角度出發，冷凍乾燥技術在食品行業有三大應用特點：保持色、香、味及營養成分，提高產品復水性以及保留活性成分的功能。
色、香、味及營養是評價食品優劣的常規標準，真空冷凍乾燥技術恰好能夠滿足食品加工的嚴苛要求。首先，食品中的色素、香味物質及維生素等屬於熱敏性物質，在高溫下極易發生變性，從而使色澤降低、香味散失及營養物質流失，低溫環境則能夠最大程度的保護這些成分，使其能夠儘可能的保持天然狀態，提高價值及利用率。比如咖啡風味的保持，通過冷凍乾燥製作的速溶咖啡被認為是最接近於現磨咖啡的製品；其次，真空冷凍乾燥與其他方式相比，能夠更大程度的降低食品基質的水分活度，抑制內源性酶及微生物的活性，降低食品發生自發反應和微生物活動的汙染風險，顯著提高了產品的新鮮度。
隨著消費者對新鮮產品需求的不斷提升，以及提高資源利用率客觀需求的日益強化，對食品進行乾燥保存的需要也越來越多。早在上世紀末，美國的新鮮果蔬中就有30%以上被用於凍幹保存，不僅滿足了產品的儲存要求，降低損耗，更保存了產品的天然狀態。真空冷凍乾燥方式可以提高物料內部水分的蒸發速度，使乾燥過程迅速且連續，並降低物料外部在乾燥過程中受到的溫度影響。在復水性實驗中，大部分物料的復水效果都趨於一致，即真空冷凍乾燥的復水率較高且復水時間較短。復水率高意味著物料內部細胞的完整性較好，對口感的恢復有很大助益。
大健康時代的到來使消費者更關注產品的功能性，而分子的活性及穩定性就尤為重要。活性分子往往屬於熱敏成分，高溫乾燥過程勢必會加速成分的劣變，導致產品的質量下降。真空冷凍的乾燥方式則能起到穩定效果，使活性分子始終位於低活躍地帶，不僅留下了更多的活性成分，而且能夠使成分不喪失活性。實驗指出，在同樣的物料條件下，冷凍乾燥對活性成分的保留量高於熱乾燥30%以上，最終有效率則高於熱乾燥50%以上。
消費者的精益求精、生產企業的產品角逐、市場競爭環境的擠壓等多種因素在不斷的促使技術發展，冷凍乾燥技術也在不斷進化。"活性"時代給真空冷凍乾燥提出了更高的要求，薄膜凍幹技術應運而生。薄膜凍幹技術與真空凍幹的機理相同，但薄膜凍幹技術的速度更快，其通過將物料混合物冷凍成薄膜的方式，加快物料的乾燥過程，其凍幹速度是普通凍幹方式的100倍以上。此外，這種方式還能有效提高物料的均勻性，使產品的定量效果更突出，顯著提升活性成分的生物利用率，對於有功能要求的保健食品、特醫食品等增益效果顯著。
關鍵詞：食品加工、乾燥技術、冷凍乾燥、薄膜冷凍
文/Huer
作者簡介：
Huer，從事熟肉製品產品研發10年，糕點生產線產品開發3年。
來源：食品加工包裝在線
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