超音波前処理と凍結乾燥

フリーズドライは、果物や野菜の保存方法として広く普及しています。食品の水分を除去しながら、栄養素の大部分を保持する効果的な方法です。この方法では、軽くてサクサクとした食感で、日持ちの良い製品が作られ、おやつや料理に最適です。しかし、フリーズドライ製品の品質は、食品の元々の品質、乾燥温度と時間、前処理方法など、いくつかの要因に左右されます。

研究

Drying Technology誌に掲載された最近の研究では、ニンジンスライスの凍結乾燥と、超音波前処理が最終製品の品質をいかに大幅に向上させるかが研究されました[1]。研究者らは、この前処理方法により、乾燥時間が短縮され、再水和率が向上し、凍結乾燥したニンジンスライスの色と食感が向上することを発見しました。

研究者らは地元の市場で購入した新鮮なニンジンを2～3mmの厚さにスライスし、無作為に4つのグループ（対照群、超音波凍結乾燥群、従来型凍結乾燥群、赤外線凍結乾燥群）に分けた。対照群は前処理なしで凍結乾燥し、超音波凍結乾燥群は蒸留水に浸漬し、凍結乾燥前に20分間超音波処理を行った。従来型凍結乾燥法と赤外線凍結乾燥法は、異なる種類の装置を用いて行われた。

研究者らは、凍結乾燥ニンジンスライスの特性を評価した結果、超音波前処理によって従来の凍結乾燥法と赤外線凍結乾燥法の両方で乾燥時間が短縮されることを発見しました。また、超音波凍結乾燥法では、対照群と比較して、より高い水分補給率、より鮮やかな色、そして優れた食感が得られました。さらに、赤外線凍結乾燥法では、従来の凍結乾燥法と比較して、ビタミンCと総フェノール含有量の保持率が高くなりました。

理論的根拠

超音波前処理では、ニンジンのスライスに高周波の音波を照射します。これにより、食品内に機械的な振動とキャビテーションが発生します。これらの振動とキャビテーションにより、食品内に小さな気泡と亀裂が形成され、表面積が増加して水分の透過性が向上します。つまり、ニンジンのスライスをフリーズドライ加工する際に、水分をより容易に、より速く吸収し、水分補給率を高め、より柔らかくジューシーな最終製品が完成するのです。

さらに、超音波前処理は食品の細胞構造を破壊し、乾燥工程中の水分の放出を容易にすることで、乾燥時間を短縮するのに役立ちます。つまり、乾燥工程に必要な時間が短縮され、より迅速かつ効率的な生産プロセスが可能になります。さらに、超音波前処理は乾燥工程に必要なエネルギーを削減するのにも役立ち、より環境に優しい選択肢となります。

結論

結論として、本研究では、超音波前処理がフリーズドライニンジンスライスの品質向上に有望な方法であることが示されました。また、フリーズドライ工程に必要な乾燥時間とエネルギーを削減する効果的な方法でもあります。さらに、赤外線フリーズドライ技術を用いることで、保存工程における果物や野菜の栄養価の保持にも役立ちます。フリーズドライ果物や野菜の人気が高まる中、本研究はフリーズドライ工程の品質と効率を向上させるための貴重な知見を提供します。

[1] Dongcui Fan、Bimal Chitrakar、Ronghua Ju、Min Zhang （2021年） 従来の凍結乾燥技術および赤外線凍結乾燥技術による凍結乾燥ニンジンスライスの特性に対する超音波前処理の影響、 乾燥技術、 39:9, 1176-1183