作者：小汤营养研究院
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守护活性、锁住营养，冻干技术这个buff可是有点厉害喔！
冻干果蔬、冻干酸奶块、益生菌冻干粉、冻干面膜……近些年，“冻干技术”的应用边界不断延伸，逐渐渗透到更多元化的生活场景中，更成为产品品质化、便捷化的黑科技代名词。
随着相关产品受到的关注度急速上升，大家除了惊叹于“冻干魔法”所带来的优质产品体验，也不禁对这项黑科技产生更多疑问。接下来，不妨跟着小汤的脚步，一起解开“冻干技术"的神奇密码！
冻干技术是什么？
冻干技术，又称真空冷冻干燥技术，这项技术将含水的原料先快速冷冻成固体，然后利用水的升华性能，在真空条件下令水分以水蒸汽的形式从原料中排出，从而实现干燥的目的[1]。
由于整个冻干过程一直处于低温、真空和低氧环境,这极大抑制了好氧微生物的繁殖和某些生物酶的活性，可以很好地保留住原料中的生物活性成分和热敏性成分。因此，在现代食品加工中，冻干工艺具有独特优势且被广泛应用[2]。
冻干技术的多维应用
随着技术不断成熟，目前冻干技术在食品界的应用品类已十分丰富。
1、果蔬脆片
果蔬营养价值较高，可提供丰富的维生素、无机盐和膳食纤维等营养成分[3]。但由于水分较高，果蔬容易变质腐烂，难以长期储存，一般需要通过深加工脱去所含的过多水分[4]。
根据相关研究，冻干技术能够更好地保留果蔬本身的营养且加工后的口感较其他干燥方式更好。以日常膳食中常见的蘑菇为例，有研究表明冻干后蘑菇的复水性、维生素保留率均高于热风干燥，形变和褐变程度则低于热风干燥[5]。
因此，冻干技术不仅让果蔬的贮存运输更加便利，也最大限度保留了果蔬原生的色泽、营养和风味。在零食健康化、方便化的趋势下，冻干果蔬脆片作为一种新兴的休闲食品正受到越来越多消费者的欢迎。
2、咖啡类饮料
咖啡，是打工人日常提神的“续命神器”，冻干技术则让咖啡获得了“品质+营养双buff”。
冷冻干燥法可以很好地保留咖啡的色、香、味、形态等，也极大地降低了咖啡中营养成分及不稳定性物质的损失。由于冻干后咖啡本身的构架更加稳定，得到的产品呈多孔状海绵型，因此它的溶解性和复水性效果都有不错的表现[6]。
相比其他干燥方法，冷冻干燥咖啡脱水更加彻底、贮存时间更长、贮存稳定性更好[7]。近年来，由于冻干咖啡加工层次低且留香明显，受到了很多消费者的喜爱[8]。
3、膳食补充剂
由于冻干技术具有保护热敏性物质和防止功效成分被氧化的双重优势，符合高品质健康食品的发展潮流,因此市场上也涌现越来越多的冻干类营养品，其中最为人所熟知的便是益生菌冻干粉。
目前传统的液体和半固体保藏方式易造成过多的菌体失活，并对保藏温度具有较高要求，限制了相关产品的流通[9]，而真空冷冻干燥法将益生菌发酵液制成活菌制剂，是较为理想的一种保藏方法[10]。
冷冻干燥技术不仅方便益生菌运输、销售和应用[11], 而且可以降低其贮藏期内菌体免遭外界侵害,使益生菌粉性状和菌数保持相对稳定, 进而更好发挥益生功效[12]。
益生菌被冻干还能“活力满满”？——拆解益生菌冻干技术
冻干技术的介入并不会让益生菌“失活”，而更像进入一种“休眠”状态。
益生菌冷冻干燥技术,是冷冻和干燥技术的有机结合，细菌在冻干过程中要经受冷冻和干燥两种激烈因素的作用,绝大部分水分被除去，导致细胞膜物理条件或敏感蛋白结构的变化，使得细菌活力下降[13], 从而实现减慢或抑制菌体生长的目的。
但冷冻干燥法在冻干过程中难免会对细菌造成机械损伤[14]，并且影响其自身代谢调节，因此需要使用合适的冻干保护剂。
冻干保护剂可改变益生菌冻干时的环境,减少冷冻干燥过程中对细胞的损害,尽可能保持微生物原有的各种生理生化特性和生物活性[15], 从而发挥出较好的保护作用。
目前较常使用的保护剂有糖类(乳糖、葡萄糖、木聚糖、海藻糖等)、氨基酸类(丙氨酸、L-丝氨酸、甘氨酸等)和复合物(脱脂乳、明胶)等, 它们以不同的方式成为菌体的“护卫甲”。
例如，甘油可减少菌体中的活性物质在冷冻干燥中的损害；木聚糖对益生菌增殖效果较明显,且有保护作用；脱脂乳粉则可以通过在菌体外面形成一层保护膜, 阻挡外界恶劣环境[16]。
在冻干保护剂的加持下，益生菌冻干技术得到进一步完善，冻干益生菌的整体组织结构和外观形态被较好地保存了下来，并具有优异的复水性，能在短时间内恢复干燥前的状态[17]，很好地解决益生菌不耐贮藏, 进入人体后的活菌数少等问题。
现在你有没有对冻干技术更熟悉一点了呢？
目前，冻干技术的应用空间正在扩充，它给食品行业带来了工艺突破，给终端产品带来了品质保证，也给我们营养健康的食品消费需求带来了更多可能，相信未来我们会在食品界愈发见到冻干技术的身影！
参考文献
1. Encyclopedia of Food and Health. Published online 2016:99-103.
2. Journal of Controlled Release. 2021;336:480-498.
3. 包装工程,2023,44(07):85-95.
4. 食品安全质量检测学报,2016,7(09):3470-3476.
5. 蘑菇冷冻干燥工艺的研究[D].安徽农业大学,2007.
6. 品牌与标准化,2018(06):71-74.
7. 饮料工业,2019,22(06):71-74.
8. 食品工业科技:1-11[2023-05-14].
9. Trends in Food Science & Technology. 1999;10(12):387-392.
10. 植物乳杆菌培养及冻干技术研究[D].陕西科技大学,2016.
11. Journal of Microbiological Methods. 2006;66(2):183-193.
12. Cryo Letters. 2004;25(6):425-434.
13. 食品科学,2006(06):76-78.
14. Cryobiology. 2004;48(1):8-21.
15. 农业工程学报,2015,31(21):285-294.
16. 食品安全质量检测学报,2021,12(15):6208-6212.
17. 中国乳品工业,2010,38(03):47-50.
