동결 건조 식품

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배경

동결 건조는 식품을 보존하는 비교적 최근의 방법입니다. 식품을 얼린 다음 진공 챔버에서 거의 모든 수분을 제거하고 마지막으로 밀폐 용기에 식품을 밀봉하는 작업이 포함됩니다. 동결건조 식품은 상온에서 쉽게 운송이 가능하고 장기간 보관이 가능하며 최소한의 준비로 섭취할 수 있습니다. 일단 준비되면 동결 건조 식품은 원래의 천연 제품과 모양과 맛이 거의 동일합니다.

동결 건조 공정은 냉장을 필요로 하지 않거나 혈장의 유기적 특성을 손상시키지 않고 전장 비상 사태를 위해 혈장을 보존하는 방법으로 제2차 세계 대전 중에 개발되었습니다. 이 기술은 전쟁이 끝난 후 소비자 식품에 적용되었습니다. 커피는 대규모로 판매된 최초의 동결 건조 제품 중 하나였습니다. 오늘날 많은 과일, 야채, 고기, 계란 및 식품 향료가 동결 건조됩니다.

동결 건조 식품에는 많은 장점이 있습니다. 수분을 98% 이상 제거하였기 때문에 식품이 매우 가벼워 운송비를 대폭 절감할 수 있습니다. 이것은 또한 음식을 가지고 가야하는 보트 타는 사람과 등산객에게 인기가 있습니다. 냉장보관이 필요 없기 때문에 운송 및 보관 비용이 더욱 절감됩니다. 동결 건조 식품은 탈수 과정으로 인해 효모와 잠재적으로 유해한 박테리아가 생존하는 것이 사실상 불가능하기 때문에 비교적 오염이 없습니다. 마지막으로 동결건조 과정에서 식품의 물리적 구조가 변하지 않기 때문에 물을 재도입하여 섭취할 때 식품의 색상, 모양, 질감 및 풍미가 많이 유지됩니다. 이것은 다른 방법으로 보존된 식품보다 소비자에게 더 매력적입니다.

동결 건조 식품의 주요 단점 중 하나는 비용입니다. 이 공정에 필요한 장비는 막대한 자금 투자가 필요하고 공정 자체가 시간과 노동 집약적이다. 이러한 비용은 일반적으로 소비자에게 전가되기 때문에 통조림이나 냉동과 같은 다른 식품 보존 방법과 비교할 때 동결 건조 식품은 매우 비쌉니다.

원자재

일부 식품은 동결 건조 공정에 매우 적합하고 다른 식품은 잘 작동하지 않습니다. 액체, 고기의 얇은 부분, 작은 과일과 채소는 쉽게 동결 건조될 수 있습니다. 커피는 가장 일반적인 동결 건조 액체입니다. 새우, 게, 랍스터, 쇠고기, 닭고기 조각 또는 조각을 동결 건조할 수 있습니다. 그들은 종종 수프 또는 메인 코스 앙트레의 일부로 야채와 혼합됩니다. 콩, 옥수수, 완두콩, 토마토, 딸기, 레몬, 오렌지, 파인애플을 포함한 거의 모든 과일과 야채는 동결 건조가 가능합니다. 올리브와 밤과 같은 품목도 이 방법으로 처리할 수 있습니다.

고기의 두꺼운 부분과 더 큰 전체 야채와 과일은 냉동 건조로 성공할 수 없습니다. 다른 많은 식품의 경우 동결 건조로 보존하는 것은 경제적이지 않습니다.

제조
프로세스

동결 건조 처리 시설은 일반적으로 현대식 장비를 갖춘 대규모 공장입니다. 그것의 식품 취급 구역은 미국 농무부의 승인을 받아야 하며 회사와 직원은 다음을 준수해야 합니다. 정부 규제 절차에. 공장에는 대량으로 공장에 도착하는 생식을 위한 수용 및 저장 구역이 포함될 수 있습니다. 가공 전에 조리되어야 하는 식품을 위한 식품 조리 구역; 여러 개의 대형 동결 및 건조 챔버가 있는 넓은 지역; 및 포장 영역. 시설에는 식품의 개선된 동결 건조 방법이 개발된 연구 영역과 식품의 최종 맛, 품질 및 질감을 개선하기 위한 새로운 준비 기술을 시도하는 테스트 키친도 포함될 수 있습니다. 일부 식물은 동결 건조 커피와 같이 한 가지 제품만을 동결 건조하는 데 전념합니다. 다른 곳에서는 다양한 육류, 야채 및 과일을 가공합니다. 화학 물질 및 의약품과 같은 비식품 제품은 일반적으로 식품과 별도의 공장에서 처리됩니다.

동결 건조 과정은 온도, 시간, 압력 및 식품 간 중간 단계의 세부 사항에 따라 다릅니다. 다음은 언급된 몇 가지 특정 예외와 함께 프로세스에 대한 일반화된 설명입니다.

테스트 및 준비

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1 먼저 식품의 오염과 순도를 확인합니다. 과일, 육류 및 기타 식품에 대해 박테리아 수와 부패 여부를 테스트합니다. 식물이 하는 일의 대부분은 각 식품의 수확기에 달려 있습니다. 예를 들어, 1월에 공장은 셀러리, 올리브, 레몬, 오렌지, 파인애플을 가공할 것입니다. 7월에는 녹두, 완두콩, 딸기 등을 처리할 예정입니다.

2 해산물, 육류와 같은 일부 식품은 냉동 건조 전에 조리해야 합니다. 그들은 일반적으로 이미 작은 조각으로 잘라 구입합니다. 미리 조리하여 냉동하지 않은 식품은 산업용 크기의 대형 주전자에 넣고 적절하게 조리합니다. 과일과 채소는 일반적으로 이미 자르고, 씨를 빼고, 껍질을 벗기고 구입합니다. 이러한 식품은 단순히 물 스프레이로 세척됩니다. 완두콩과 옥수수와 같은 일부 야채는 얼기 전에 빠르게 데우거나 데칩니다. 커피는 미리 양조된 농축 액체로 구입합니다. 커피의 향은 소비자에게 중요하기 때문에 소량의 커피콩기름이 액체에 첨가될 수 있습니다. 물과 달리 건조 과정에서 기름이 제거되지 않습니다.

동결

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3 음식 조각은 바퀴 달린 카트의 슬롯에 20~30개의 높이로 쌓인 평평한 금속 쟁반에 펼쳐져 있습니다. 사전 조리 및 냉동된 식품의 경우 트레이를 사전 냉각하여 취급 중 부분적인 해동을 방지합니다. 커피와 같은 액체의 경우 미리 끓인 커피를 얕은 팬에 붓습니다. 카트는 온도가 -40°F(-40°C)만큼 낮을 수 있는 대형 워크인 냉장실로 이동됩니다. 이 극도로 추운 온도에서 음식은 빨리 얼게 됩니다. 일반적으로 12개 이상의 냉장실이 작동 중이며 카트는 건조실로 이동할 때까지 거기에 보관됩니다.

건조

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4 카트는 냉각실에서 나와 진공 건조실로 옮겨집니다. 커피와 같은 액체의 경우 냉동 커피는 먼저 저온 분쇄기에서 작은 입자로 분쇄됩니다. 건조 챔버는 끝이 반 타원형인 크고 긴 수평 실린더입니다. 한쪽 끝은 경첩으로 열고 닫을 수 있습니다. 냉동 식품 조각의 트레이가 내부에 있으면 챔버가 닫히고 밀봉됩니다. 대형 플랜트에서는 언제든지 20~30개의 건조 챔버가 작동할 수 있습니다.

5 건조 과정에는 승화라는 과정이 포함됩니다. 승화에서 고체 물질은 액체가 되지 않고 기체 물질로 상태가 강제로 변경됩니다. 동결건조식품의 경우, 냉동식품 조각에 갇힌 단단한 얼음 결정이 액체 상태의 물이 되지 않고 강제로 수증기로 변하게 됩니다. 건조실에서 진공 펌프로 공기를 빼내어 압력을 약 0.036psi(0.0025bar)로 낮추면 됩니다. 음식의 온도는 트레이 바닥을 통한 직접 전도, 열 램프의 복사 또는 전자레인지 가열에 의해 약 100°F(38°C)까지 올라갑니다. 챔버에서 공기를 빼낼 때 압력은 물이 동시에 고체, 액체 및 기체(증기) 상태로 존재할 수 있는 임계값 미만입니다. 이 임계값을 물의 삼중점이라고 합니다. 압력이 이 지점 아래로 떨어지면 열로 인해 냉동 식품 조각에 갇힌 얼음 결정이 직접 수증기로 바뀝니다. 증기는 배출되고 챔버 내에서 응축되어 음식을 남깁니다. 건조 식품은 스펀지처럼 얼음 결정이 한때 존재했던 작은 공극으로 채워져 있습니다. 이렇게 하면 음식을 먹을 준비를 할 때 음식이 물을 더 쉽게 재흡수할 수 있을 뿐만 아니라 건조 음식이 원래 크기와 모양을 유지합니다. 이 건조 과정의 시간은 다양합니다. 동결 건조 액체는 준비하는 데 약 4시간 밖에 걸리지 않지만 반고체 및 수프 및 얇게 썬 고기와 같은 고체는 12시간 이상이 소요될 수 있습니다.

크기 조정 및 혼합

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6 건조된 식품 조각을 건조실에서 꺼내 수분 함량과 순도를 테스트합니다.

7 일부 음식 조각은 더 작은 크기로 갈거나 가루로 만들 수 있습니다. 다른 것들은 선별하여 크기별로 구분할 수 있습니다. 고객의 특정 사양을 충족시키기 위해 둘 이상의 다른 제품을 함께 혼합할 수도 있습니다.

포장

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8 동결건조 식품은 공기 중의 수분을 흡수하지 않도록 밀폐 용기에 밀봉해야 합니다. 플라스틱 적층 호일 파우치, 금속 및 플라스틱 캔, 대량 포장용 금속 및 섬유 드럼과 같은 여러 유형의 용기를 사용할 수 있습니다. 일부 동결 건조 식품은 밀봉 전에 용기에서 공기를 빼내는 진공 포장됩니다. 다른 식품에는 공기 중의 산소를 대체하고 식품의 산화 또는 부패를 방지하기 위해 밀봉하기 전에 용기에 질소와 같은 불활성 가스가 주입되어 있습니다. 포장은 식품이 건조실에서 나오는 즉시 동결 건조 공장에서 이루어집니다. 플랜트는 최종 사용자가 원하는 중량으로 패키지를 형성, 채우고 밀봉할 수 있습니다. 소비자에게 직접 판매되는 패키지는 상자에 포장되어 팔레트에 쌓여 식료품 창고로 운송됩니다. 기타 동결건조 식품은 대량으로 포장되어 다른 식품에 혼합하기 위해 2차 가공업체에 판매됩니다. 예를 들어, 동결 건조된 블루베리는 팬케이크와 머핀 믹스를 만드는 회사로 보내질 수 있습니다.

품질 관리

각 식품에는 처리, 저장 및 재수화 요구 사항이 다릅니다. 일부 변수에는 냉동 전 날 식품의 크기, 조리 또는 데치는 시간 및 온도, 냉동 속도 및 최종 냉동 온도, 진공 인가 속도 및 건조 중 최종 진공 압력, 속도 및 방법 등이 포함됩니다. 가온 및 최종 건조 제품 온도, 건조 후 허용 잔류 수분 함량, 건조 후 보관 온도 및 분위기(진공, 질소 등), 재수화 절차. 대형 동결 건조 시설에서 전자 마이크로프로세서는 공정의 각 단계에서 시간, 온도 및 압력을 조절합니다. 중앙 컴퓨터는 이 데이터를 수집하고 통계적 품질 관리 방법을 사용하여 분석하고 나중에 참조할 수 있도록 저장합니다. 이것은 소비를 위해 대중에게 보내지는 식품이 정부 지침을 충족하고 배치마다 약간만 다른 엄격하게 통제된 프로세스를 거쳤음을 보장합니다. 컴퓨터는 또한 공장으로 들어오는 대량의 원시 식품과 최종 동결 건조 제품의 박테리아 및 수분 수준에 대한 데이터를 수집합니다. 특수 장비에는 컴퓨터 가스 크로마토그래프와 산소 분석기가 포함될 수 있습니다. 포장재조차도 수증기와 산소 투과를 방지하는 능력을 테스트합니다.

미래

냉동 건조되는 재료는 식품만이 아닙니다. 항생제 및 백신과 같은 의약품은 종종 이러한 방식으로 보존됩니다. 특수 화학 물질, 안료 및 세라믹 분말도 동결 건조를 통해 생산됩니다. 현재 다양한 에어로졸 스프레이를 동결건조하는 개발 작업이 진행 중이다. 가장 흥미로운 응용 프로그램 중 하나는 꽃을 동결 건조하여 "신선한" 꽃을 만들기 위해 다시 활성화되기 전에 몇 달 동안 보관할 수 있는 꽃다발을 생산하는 것입니다. 이것은 특히 짧은 계절에만 피는 꽃을 원하는 사람들에게 유용할 것입니다.