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技术文章
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更新时间：2026-02-02
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一、实验背景与目的
苹果汁富含维生素、矿物质及苹果多酚等活性成分，口感清甜、营养易吸收，是广受欢迎的果蔬饮品。但新鲜苹果汁水分含量高，常温下易发生褐变、微生物滋生及营养成分氧化流失，货架期短，且冷链储运成本高、运输损耗大，极大限制了其深加工与远距离流通。
冻干技术通过低温真空环境实现水分升华，可保留苹果汁的天然风味、营养活性成分，制成的冻干苹果汁含水量低、稳定性强，无需冷链即可长期储存，同时具备复水快速、食用便捷的特点。
1.确定适配100%纯苹果汁、苹果汁:水=2:1稀释液的真空冻干工艺参数（预冻保温时间、真空度、升华/解析温度及时间），验证-45℃预冻条件的适用性，确保两种样品均能稳定成型。
2.对比两种浓度苹果汁冻干后的品质指标（形态、复水性、感官特性等），分析浓度对冻干效果的影响。
3.为冻干苹果汁产品的产业化生产提供标准化工艺方案与质量参考，明确不同浓度样品的适配场景，助力产品多元化开发。
实验样品（各2托盘）：①100%纯苹果汁：新鲜苹果榨汁后过滤，去除果肉残渣，获得纯净苹果汁；②苹果汁:水=2:1稀释液：取纯苹果汁与纯净水按体积比2:1混合，搅拌均匀，确保浓度一致。
图1 两种苹果汁冻干前
（二）实验设备
图2 真空冷冻干燥机 FD - 503.LT
1. 核心设备：503.LT冻干机（图2），适配果蔬汁冻干，控温控压精准，可匹配两种浓度苹果汁（含高粘度纯苹果汁）的冻干需求。设备冷阱温度低至-85℃，能快速构建超低温环境，确保两种样品快速均匀冻结，避免营养成分氧化及形态塌陷，为升华干燥奠定基础。其凝冰量达6kg，可高效捕获冻干过程中产生的水蒸气，维持腔体内低水汽分压，保障升华过程稳定，显著提升冻干效率。同时，优异的冷凝性能可减少水汽残留，降低设备负荷，保障冻干过程的安全性与稳定性。设备可稳定实现≤5Pa极低真空度，既能降低水分升华能耗、加速自由水与结合水脱除，高效解决纯苹果汁水分难脱除难题，又能留存维生素、苹果多酚等活性成分，保障冻干苹果汁的色泽、口感与营养品质。
2. 辅助工具：304不锈钢冻干盘（用于摆放样品，各样品分2托盘平铺）、电子天平、密封铝箔袋、食品级脱氧剂。
三、实验方法与步骤
表1 部分冻干工艺
图3 FD-503.LT苹果汁冻干工作曲线
四、实验结果与分析
图4 两种苹果汁冻干后
图5 苹果汁冻干后粉末状
两种浓度苹果汁均成功冻干，同一种样品的2托盘产物形态、色泽一致性良好，无明显差异，呈疏松多孔的冻干块状。其中，100%纯苹果汁冻干样品呈均匀淡黄色，质地稍紧实，表面孔隙细密均匀，用手轻捏可掰碎，粉碎后为细腻粉末；苹果汁:水=2:1稀释液冻干样品呈浅淡黄色，质地更轻盈，表面孔隙更发达，易掰碎、易分散，粉碎后粉末流动性优于纯苹果汁样品。整体而言，两种样品均成型良好，说明所选冻干工艺适配两种浓度苹果汁，且同一样品的2托盘冻干效果稳定，实验重复性良好。
（二） 复水性检测结果
图6 两种苹果汁复溶前
图7 两种苹果汁复溶后
采用1:8（冻干样品:常温纯净水）比例进行复溶实验，搅拌速率为150r/min，记录溶解时间并观察复水后状态，结果如下：①100%纯苹果汁冻干样品：10s内溶解，复水后溶液澄清透明，呈淡黄色，与新鲜纯苹果汁色泽、口感相似度高，无沉淀、悬浮颗粒；②苹果汁:水=2:1稀释液冻干样品：10s内溶解，复水后溶液呈浅淡黄色，澄清度良好，口感清甜，无杂质。两种样品复水效果均优异，无难溶结块现象，满足便捷食用需求。
两种样品均具有苹果的清甜香气，无异味、焦糊味；100%纯苹果汁样品复水后口感醇厚、清甜浓郁，贴合新鲜纯苹果汁风味；稀释液样品复水后口感清爽、清甜适中，风味略淡但无杂味，均符合优质冻干苹果汁的感官要求。
1.工艺可行性：采用济南骏德冻干机FD-503.LT，以-45℃预冻2h、初级干燥（10Pa，-5℃，12h）、次级干燥（5Pa，30℃，3h）的工艺参数，可成功制备高品质冻干苹果汁产品。两种浓度样品（各2托盘）均成型良好，实验重复性优异，产品水分含量达标、营养保留完好、复水效果优异，工艺稳定性与适配性良好，可满足工业化生产需求。
2.应用价值：本实验确定的工艺参数为冻干苹果汁工业化生产提供了标准化技术蓝本，产品兼具营养、便捷、常温耐储存的核心优势，解决了新鲜苹果汁易变质、储运不便的痛点，可广泛应用于便捷饮品、代餐食品、户外应急食品、保健品加工等领域，在果蔬冻干快消行业具有很高的产业化转化价值与广阔市场推广前景。
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