凍結乾燥機と凍結乾燥について学ぶ

研究者や食品業界は、食品の栄養価や官能特性を維持する方法を模索しており、凍結乾燥による食品の乾燥は高付加価値製品を生み出す[1]。今日、食品業界では乾燥食品の品質向上のために前処理が行われている。凍結乾燥された果物の多くは、風味と色を非常に良好に保ち、イチゴのように高い吸水能力も備えている[2]。しかし、この高い吸水能力は、食感の崩壊を招くため、液体媒体への使用を制限する可能性がある。  このような状況では、凍結乾燥製品に適切なコーティングを施し、水分の戻りを抑制して製品の風味を保つ必要があります。そのため、野菜や果物の凍結乾燥前処理として用いられる食用コーティング剤の開発が継続的に進められています。 食用コーティングはどのように機能するのでしょうか? 食用コーティングは通常、食品の表面に薄い層として塗布され、溶質が食品に侵入するのを効果的に遮断します。この薄い層は優れたバリア機能を発揮し、食品を環境の影響から保護します。食用コーティングは食品への酸素の拡散を抑制し、栄養価と物理化学的特性を向上させます[3-5]。その結果、乾燥工程における色、香り、抗酸化物質、栄養成分の損失が減少します[6]。 コーティング材として使用される薬剤 食用コーティングとして使用される物質は、多糖類（マルトデキストリン、加工デンプン、ガム、カルボキシメチルセルロースなど）および／またはタンパク質（ホエイ、カゼインナトリウム、グルテン、タンパク質分離物、ゼラチンなど）をベースとしています。食用コーティングは、良好な機械的強度、良好な官能特性、高い水分拡散性、そして低い溶質拡散性を有することが求められます[7]。過去の研究によると、一般的に多糖類は、脂質やタンパク質単独のコーティングやフィルムよりもこれらの基準をより良く満たしています[8]。 フリーズドライ製品における食用コーティングの効果 フリーズドライ食品の安全性と外観は、環境に優しい食用コーティングによって向上します。コーティングは、食品の取り扱い、加工、保管中に食品に影響を及ぼす可能性のあるガスや水分に対するバリアとして機能します。また、抗菌物質を配合することで、水分や酸素による大気の影響、摩耗や破砕、そして微生物の侵入からもフリーズドライ食品を保護します。 その他の利点としては、フリーズドライ製品の安定化による保存期間の延長、包装廃棄物の削減、二酸化炭素、酸素、香り、水分、味覚化合物の食品システムへの移動維持による環境への有害影響からの保護などが挙げられます。さらに、コーティングには、香料や栄養素、抗酸化剤などの機能性成分も含まれており、フリーズドライ食品の品質、安全性、安定性、機能性の向上に役立ちます。コーティング材は、一般的に野菜や果物をコーティング材に浸すか、食品にコーティング材をスプレーまたはブラシで塗布することで塗布されます。コーティング材は、食品の表面に薄い半透膜を形成します。この薄い層は、水分の損失を抑制し、呼吸速度を抑制し、その他の必要な機能を提供します。 フリーズドライ製品のコーティングは通常、商業施設で行われます。しかし、フリーズドライ機が家庭用としても手頃な価格になったため、キッチンでフリーズドライ食品を調理し、この記事で紹介したコーティングのテクニックを試してみるのも良いでしょう。 参考文献 Huang L lue、Zhang M、Mujumdar AS、Sun D feng、Tan G wei、Tang S. リンゴスライスの凍結乾燥工程におけるエネルギー消費量の削減に関する研究。Dry Technol. 2009年8月18日;27(9):938–46。 Shishehgarha F, Makhlouf J, Ratti C....

基本から始めましょう。脱水機と凍結乾燥機はどちらも食品から水分を除去するために使用されますが、動作原理が異なり、目的も異なります。 ディハイドレーターは、加熱装置とファンを使って食品の周囲に温風を循環させ、水分を除去します。十分な高温は、バクテリアの増殖を著しく抑制、あるいは死滅させ、食品の「腐敗」を引き起こす他の要素を弱めます。これにより、ディハイドレーターは食品を数週間、時には数ヶ月も保存できるように調理することができ、生鮮食品では到底保存できないほど長持ちします。 一方、フリーズドライは、より多くの水分と、バクテリア、カビ、酵素に必要な酸素を多く除去することで、劣化プロセスをより徹底的に阻止します。これらの2つの重要な要素がなければ、食品の劣化は数か月ではなく数十年にわたって停止し、いわば仮死状態になります。このプロセスでは、食品を凍結させた後、圧力を下げることで、食品中の凍結した水分が液体状態を経ることなく、氷から直接蒸気へと昇華します。 乾燥機は通常38℃から74℃と、はるかに高い温度で作動するため、食品を「調理」するのでしょうか？と疑問に思う方もいるかもしれません。答えは、従来の意味での調理ではありません。乾燥機の主な目的は、食品の水分含有量を減らし、バクテリア、酵母、カビの増殖を抑制することで食品を保存することです。 水分を除去することで、食品の食感と風味を変えることができます。これは特に果物、野菜、ハーブの保存、さらにはビーフジャーキーなどの食品を作る際に有効ですが、製品が硬くなったり、革のように硬くなったり、色が濃くなったりすることがあります。また、高温のため、栄養素が失われる可能性もあります。 一方、フリーズドライ機は、凍結段階でははるかに低い温度で、乾燥段階ではさらに低い温度で動作します。これにより、従来の乾燥方法よりも食品の色、食感、栄養価をより良く保存できます。 食品は最初の状態とほとんど変わらず、最初に除去した水分を補給することで元の状態に戻すことができます。そのため、フリーズドライを行う前に冷凍食品の重量を測り、処理完了時にその重量を記録します。こうすることで、食品を再び水分補給する際に、どのくらいの水を加えればよいかを正確に把握できます。 ディハイドレーターはドライフルーツ、ジャーキー、一部の乾燥野菜、そしてもちろんハーブの調理に適していますが、フリーズドライほど多用途ではありません。フリーズドライはディハイドレーターで作れるものすべてを扱えますが、果物、野菜、肉、乳製品、さらには食事など、より幅広い食品に適しています。 あなたにぴったりなのはどれでしょうか? 乾燥機と凍結乾燥機のどちらを購入するかは、具体的なニーズ、好み、予算によって異なります。購入を決める際に役立つ考慮事項をいくつかご紹介します。 乾燥機を購入する 予算を考慮すると、フリーズドライ機（2000～4000ドル）よりもはるかに手頃な価格（50～200ドル）なのでお勧めです。 純粋にシンプルであることを選択し、接続するための知識以外はほとんど必要としません。 ドライフルーツ、ジャーキー、特定の種類の乾燥野菜などを主に作りたい場合は、乾燥機で十分でしょう。 フリーズドライ機を購入する さまざまな食品の本来の色、風味、栄養成分の保存を優先する場合、乾燥機よりもフリーズドライ機の方が優れたツールです。 保存したい食品の種類が幅広い場合、フリーズドライ機は果物、野菜、肉、乳製品、そして食事など、より幅広い食品に対応できるため、特におすすめです。多様な食品を保存したい場合は、フリーズドライ機の方が汎用性が高いでしょう。 保存食品の保存期間を長くしたい場合は、フリーズドライ機がおすすめです。フリーズドライ食品は、一般的に乾燥食品に比べて保存期間が大幅に長くなります。 乾燥機でフリーズドライキャンディーを作れますか？ 答えは「いいえ」です。フリーズドライキャンディーは、サクサクとした食感と濃厚な風味で人気を博しています。これらはフリーズドライ製法特有の特徴です。フリーズドライキャンディーのこの独特の食感は、強力な真空条件下でのみ実現されます。乾燥機には真空機構がないため、「フリーズドライ」キャンディーの製造には適していません。 両方必要ですか? もしお金に糸目をつけないなら…両方持っていたらどうでしょう？「トレイルフード」が必要なら、乾燥は手早くて簡単です。食事は保存に少し手間がかかりますが、その見返りとして、必要な時にすぐに食べられるインスタントフードが手に入ります。コンロで調理したばかりのものとほとんど区別がつきません！ フリーズドライ機は場所を取り、装備も充実していますが、最近の機種はしっかりと作られており、耐久性も抜群です。初期モデルの中には、20年以上も愛用されているものもあります。価格は高めですが、一生使えるので、その価値は十分にあります。 フリーズドライは投資です。野菜を栽培していて、すぐに使えない野菜を無駄にしたくないなら、保存食は最適です。フリーズドライを使えば、より長く、より多様な野菜を保存できます。 まとめ 乾燥機はよりシンプルで、より速く、より安価ですが、フリーズドライ機は色、風味、栄養素の保存性に優れ、保存期間もはるかに長くなります。そのため、より長期の保存に適しており、価格が高騰している時期には安価な食品を、年間を通してより幅広い食品を、そしてもしあなたが備蓄食品愛好家であれば、電力網から何年も自立して生活するための十分な備蓄と物資を確保することができます。 フリーズドライは、長期保存可能な食品を調理することで知られています。真空システムは、単に加熱して乾燥させるよりも、水分を除去するのに非常に優れています。サクサクとした軽い食感で、色、風味、栄養素を保ち、出来上がった食品はほぼ永久に保存できます。最大の例外は、どちらのシステムにも適さない高糖質・高脂肪食品ですが、事前にその点を知っておくことで、何を保存すべきか判断しやすくなります。 面白い話ですが、アイスクリームサンドイッチ12個入りのパックはスーパーで数ドルで買えるかもしれませんが、フリーズドライすれば、道端の屋台やお店、あるいは家族で食べるのにぴったりの、とても人気のある商品になります。1個あたり1箱分の値段で売れるかもしれませんし、きっと喜んでくれるでしょう。こうした商品を副業にすれば、自分用に使うよりもずっと早くフリーズドライ機の費用を回収できるでしょう！それに、乾燥機でキャンディーを作ることはできませんが、フリーズドライ機はまさにその工程に最適です… そして、私たちの個人的な意見ですが、乾燥バナナチップスはプラスチックのポーカーチップを食べようとしているようなものですが、フリーズドライバナナは軽くておいしい、家族全員が大好きなおやつであり、食事に欠かせないカリウムも摂取できます。 ステイフレッシュフリーズドライをチェックしてください。

新生児に必要な生理活性化合物とすべての必須栄養素は母乳によって供給されます。これらの栄養素はすべて、発育、成長、そして免疫力の強化による保護に重要です。しかし、母親が赤ちゃんの必要量を満たすのに十分な母乳を生産できない場合があります。そのような場合、母乳バンクが新生児に母乳を提供します[1]。 母乳バンクでは通常、寄付された母乳を低温殺菌します。低温殺菌では、母乳は低温（例えば65℃）で長時間加熱されます。これにより微生物に対する安全性は確保されますが、同時に多くの重要な生理活性栄養素が劣化してしまいます[2]。母乳から長期間保存しても重要な栄養素の損失を最小限に抑える方法が求められており、その方法の一つが凍結乾燥です。 フリーズドライ技術とは何ですか? 凍結乾燥（フリーズドライ）は、凍結に加え、昇華と水分抽出を伴うプロセスです。これにより、凍結される製品の成分の変化は最小限に抑えられます。このプロセスにより水分活性が低下し、結果として細菌の増殖が抑制されます。また、酵素の不利な作用も抑制されます[3–5]。    母乳をフリーズドライするメリット フリーズドライ製法では、重要な栄養素がすべて閉じ込められ、液体のまま冷凍した牛乳に比べて保存期間が長くなります。牛乳は脱水されているため、冷蔵庫での保存も心配する必要がなく、水分が少ないため細菌の増殖を防ぎ、脂肪の酸化を遅らせます[6]。 アスコルビン酸やトコフェロールなど、熱に敏感な抗酸化物質には、凍結乾燥法が特に適しています。この技術は、牛乳の栄養特性と風味を維持しながら、保管に必要なスペースを削減し、輸送を容易にすることで、従来の凍結に伴う制約を解消します[7,8]。 凍結乾燥が牛乳の栄養素に与える影響 赤ちゃんの食事の大部分は脂肪で構成されるべきです。脂肪は脳の健全な発達を支え、脂溶性のビタミンA、D、E、Kの吸収を助け、神経系を保護するからです。2014年の研究では、フリーズドライ母乳の脂肪組成は抗酸化物質トコフェロールと同様に変化していないことが報告されています[9]。 別の研究では、母乳を凍結乾燥した後、酵素活性とタンパク質量に大きな変化は見られなかったことが分かりました。凍結乾燥は、加熱保存では失われがちな母乳中のタンパク質の機能性を保護します[10]。 母乳に含まれる糖タンパク質は、病原性微生物との戦いにおいて重要な役割を果たしています[11]。ラクトフェリンは、母乳を3ヶ月以上冷凍すると減少する糖タンパク質として知られています[12]。2020年の研究では、母乳を凍結乾燥させてもラクトフェリンのレベルに有意な影響は見られないことが示されています[13]。 結論 母乳バンクが市販のフリーズドライ機、あるいは家庭用の小型フリーズドライ機を用いて母乳をフリーズドライすることで、母乳の栄養価をより長期間保存できるだけでなく、保管もより容易かつ便利になります。つまり、フリーズドライ技術は双方にとってメリットのある技術なのです。 出典 WHO. 乳幼児栄養に関する世界戦略 [インターネット]. 2003 [2022年9月3日参照]. 入手先：https://www.who.int/publications-detail-redirect/9241562218 Peila C, Moro GE, Bertino E, Cavallarin L, Giribaldi M,...

食品保存の分野では、缶詰、乾燥、塩漬け、冷凍、発酵、ピクルス漬け、 フリーズドライなど、様々な方法が用いられています。食品を保存するための様々な乾燥技術が、最終製品の微生物学的特性、レオロジー特性、物理化学的特性に影響を与える要因を考慮しながら研究されてきました。フリーズドライのプロセスは、乳製品および食品業界ではよく知られており、主にスターター培養物、プロバイオティクス、生物学的材料の保存に使用されています。高価な方法ではありますが、その効果は保存期間、品質、生存率の向上に繋がります。Stay Freshは、工業グレードの性能を備えた手頃な価格の家庭用フリーズドライ機を提供することで、この問題に対処しています。このブログでは、コンブチャ、ヨーグルト、ケフィアをフリーズドライするメリットについて簡単に説明します。 凍結乾燥したスターター培養物により、アルコール含有量の低いコンブチャができた。 コンブチャは、健康に良い効果をもたらす可能性のある発酵茶です。コンブチャの発酵過程において、コンブチャの栄養価を高める有益な抗酸化物質が生成されます。コンブチャの発酵に使用されるスターターカルチャーは、この伝統的な飲料の抗酸化活性に影響を与えます。コンブチャのスターターカルチャーを凍結乾燥すると、バクテリアの組成が変化します。その結果、バクテリアの組成が変化し、エタノール濃度が低下し、酢酸の生成量も減少します。 凍結乾燥したスターター培養物により、コンブチャ中のグルコノバクター属に属する細菌の数が増加した。 しかし、グルコノバクター属は凍結乾燥後に増殖します。グルコノバクター属には抗真菌作用があり、コンブチャ中の酵母の増殖を抑制します。スターターカルチャーを凍結乾燥するとコンブチャのアルコール度数が低くなるのは、酵母が発酵に必要な酵素を供給し、ひいてはアルコール生成を促進するためと考えられます。 凍結乾燥したスターター培養物により、コンブチャ中の果糖とブドウ糖の濃度が上昇した。 さらに、発酵過程において、凍結乾燥スターター培養物から還元糖（果糖、ブドウ糖など）の放出が増加しました。これは、凍結乾燥処理によって細胞の酵素活性が低下していないことを示しています。コンブチャのスターター培養物を凍結乾燥することで、酢酸の生成量が減少し、ショ糖が果糖やブドウ糖などの単糖類に効率的に分解されます。これがコンブチャ特有の甘味を生み出します。 ケフィアを凍結乾燥する際に凍結保護剤を加えると、細菌と酵母の生存率が向上します。 ケフィアは、ケフィアグレインを用いて作られる人気のプロバイオティクス飲料です。ケフィアを凍結乾燥する際に、凍結保護剤の濃度を高めると、酵母と乳酸菌の生存率が向上します。   フリーズドライヨーグルトは栄養価を保っている 凍結乾燥工程はヨーグルトのタンパク質含有量に影響を与えませんが、ヨーグルトの脂質含有量は凍結乾燥後に大幅に減少します。脂質濃度の減少は、凍結乾燥によって水分が除去されたためと考えられます。また、ヨーグルトの炭水化物含有量も凍結乾燥後も変化しません。 フリーズドライヨーグルトは保存期間が長くなります ここで注目すべきもう一つの重要な点は、ヨーグルトを凍結乾燥した後も、生存可能な乳酸菌の濃度は変化しないということです。  これにより、ヨーグルトの保存期間、食感、栄養価、そして健康効果が向上します。ヨーグルトパウダーは、最終製品における物理的・化学的特性と生乳酸菌の濃度を維持しながら、フリーズドライ製法で製造することができます。 コンブチャ、ヨーグルト、ケフィアを自宅でフリーズドライするのが、これまでになく簡単になりました。StayFreshテクノロジーは、家庭用と小規模事業用の両方に手頃な価格のフリーズドライソリューションを提供します。 出典 凍結乾燥コンブチャ培養物の微生物組成への影響​​と発酵中の代謝動態の評価 凍結乾燥と再水和がケフィア中の微生物の生存に与える影響 凍結乾燥ヨーグルトおよび再乾燥ヨーグルトの物理的化学的および微生物学的特性の評価

凍結乾燥機とは何ですか? 簡単に言えば、フリーズドライとは真空冷却装置です。食品の水分を除去することで、通常の劣化プロセスを事実上停止させ、食品を保存することができます。バナナは黒くなりませんし、トマトは腐りませんし、ジャガイモは芽も根も生えません。食品の仮死状態と考えてみてください。科学的に言えば、これは「凍結乾燥（lyophilization）」という適切な用語です。 例えば、買い物に行くとき、輸送中に傷みにくいという理由で、硬いバートレット梨を買うかもしれません。カウンターに置いて数日経つと、梨は緑から黄色に変わり、柔らかくなり、美味しく食べられるようになります。 親指で軽く押してへこむくらいの、まさに食べ頃の状態で保存したいなら、今が旬です。四つ割りにして芯を取り、フリーズドライにしましょう。フリーズドライにすれば、何十年も新鮮な状態で保存できます！ これはほぼすべての野菜や果物、そして調理済みの食品にも当てはまります。必要なのは、フリーズドライ前の元の重量とフリーズドライ後の新しい重量だけです。そうすれば、元の状態に戻すためにどれだけの水を加えればよいかが正確に分かります。 多くの人は、フリーズドライ機に入れる前に各トレイの重さを量り、小さなメモを各トレイに貼って、包装時に差を記録できるようにしています。一度水分を補給すれば、農産物や食事全体を夕食のゲストに気づかれることはほとんどなく、作りたての食感と風味が戻ってきます。まさにwin-winの関係です！ 購入前に知っておくべきこと 業務用のフリーズドライ機は、一般的な家庭では到底手が届きません。かさばり、常に監視が必要で、家庭では到底作れない量のフリーズドライが可能です。家庭用市場は確かに存在しますが、使い勝手の良いサイズのフリーズドライ機を販売しているメーカーはごくわずかで、ほとんどが未開拓のニッチ市場でした。 一部のメーカーから販売されている小型ユニットは、処理する製品の種類が少ない場合は便利ですが、実際に使ってみると、もっと多くの処理能力が欲しいと思うことがよくあります。一般的には、予算内で購入できる最大のユニットを購入するのが賢明ですが、すべての人に合うとは限りません。実際に提供できるもの、処理できるものについて考えてみてください。 もちろん、不正確なオンラインアドバイスに惑わされて、フリーズドライ機を使わずに食品をフリーズドライしようとした人もいます。当然、その結果はパッとせず、魅力に欠け、あるいは全くの失敗に終わりました。冷凍庫から冷凍鶏もも肉を取り出した時に、容器に穴が開いてしまった時のことを覚えていますか？冷凍焼けは欠陥であり、解決策ではありません。そして、フリーズドライの本質はそこではありません。 当社の創業者である董湖江は、家庭用フリーズドライ業界の欠陥を認識し、自身のエンジニアリングスキルを活かしました。彼はジョンズ・ホプキンス大学ホイッティング工学部で博士号を取得しており、独自の研究開発により、完全自動化フリーズドライプロセスの特許も取得しています。 他のメーカーが追いつくのに苦労するのを待つか、最高の製品から始めるのも良いでしょう。この住宅オーナー向けのカスタム設計は、スピード、電気効率、そして完全自動化を兼ね備えており、Stay Fresh Technologyはお客様のニーズに最適な選択肢です。1日あたり1.25ドルから2.50ドルの電気代を節約しながら、安い時に料理をして、高い時に食べることで、これほど節約できる場所は他にありません。 災害に備える人もいれば、電力網から遠く離れた場所での生活に備える人もいます。四半世紀もの間食糧を備蓄できることは、彼らにとって魅力的です。農家や中小企業経営者などは、魅力的で売れ筋の商品を道端の屋台（宇宙飛行士アイスクリームは大人気！）に販売したり、地元の商店に供給したりしています。 たくさんの食料を持ち運びたいけれど、重くしたくないというハイカーにも最適です。水はほとんどどこにでも手に入るのに、食料の中に入れておく必要はありません。40ポンドもの水を背負って歩くよりも、浄水タブレットを持参して近くの小川を探す方がずっと楽です！ フリーズドライできるものとできないもの できる： フルーツ： リンゴ、アプリコット、アボカド、バナナ、ブルーベリー、チェリー、柑橘類、ドラゴンフルーツ、ブドウ、ライチまたはランブータン、マンゴー、ナシ、桃、パイナップル、ラズベリー、イチゴ、スイカなど、ほとんどの果物は良いものです。 野菜とハーブ: アスパラガス、バジル、ブロッコリー、ニンジン、カリフラワー、セロリ、コリアンダー、ディル、ナス、ショウガ、インゲン、唐辛子（例：ハラペーニョ） 、ケール、ミント、マッシュルーム、オクラ、玉ねぎ、オレガノ、パセリ、エンドウ豆、カボチャ、セージ、ほうれん草、ネギ、カボチャ、ピーマン、ワックスビーンズ。 魚介類: タラ、サバ、サーモン、イワシ、ホタテ、エビ、マグロ、スズキ、カワカマス、ティラピア、マスなどの白身魚などが候補に挙がります。 タンパク質： 牛肉、鶏肉、デリミート、卵（生または調理済み）、ラム肉、豚肉、鹿肉は問題なくフリーズドライできます。ベーコンなどの高脂肪食品は数年しか保存できません。保存する場合は、フリーズドライする前に余分な脂肪をすべて取り除くことで、できるだけ長持ちさせることができます。 乳製品: 多くのチーズ、例えばチェダーチーズは約40%が水分です。同様に、フリーズドライはサワークリーム、ヨーグルト、無脂肪牛乳、アイスクリーム、そしてコーヒーを飲む方ならヘビークリームにも使えます。 できません:...