산업 생산에서 과일과 채소의 일반적인 건조 방법과 그 장단점

물은 신선한 과일과 채소의 주성분으로, 일반적으로 70%에서 95%의 함량을 함유하고 있습니다. 과일과 채소의 수분은 유리수, 콜로이드 결합 수분, 화학 결합 수분의 세 가지 상태로 존재합니다. 자유 수분은 모세혈관과 과일과 채소 내에서 삼투압을 통해 이동하며 이동성이 크고 건조 중에 쉽게 제거됩니다. 일부 콜로이드 결합 수분은 건조 중에 제거할 수 있지만, 화학적으로 결합된 수분은 일반적으로 건조 시 제거할 수 없습니다.

과일과 채소를 건조하는 주된 이유는 부패를 방지하고 유통기한을 늘리기 위해서입니다. 그 원리는 건조로 제거할 수 없는 결합 수분이 건조 조건에서 과일이나 채소 조직의 평형 수분 함량을 나타낸다는 것입니다. 탈수 건조 공정은 과일과 채소를 젖은 상태에서 건조한 상태로 전환하여 상당량의 자유 수분과 일부 콜로이드 결합 수분을 제거합니다. 내부 수분 함량이 감소함에 따라 수분 활성도 감소하여 과일과 채소의 미생물 성장과 효소 활동을 억제하거나 방해하여 저장 수명을 연장합니다.

기본 공정은 열원에서 과일과 채소로 열을 전달하여 조직과 세포 내의 수분을 지속적으로 이동시키고 표면 증발을 일으켜 건조 효과를 얻는 것입니다. 탈수된 과일과 채소는 대부분의 영양소를 유지하며 신선한 과일과 채소에 비해 맛과 외관에는 약간의 차이가 있지만 크기가 작고 무게가 가벼우며 운송이 편리하여 소비자들에게 인기가 있습니다.

1. 태양열 건조: 태양 에너지를 이용해 과일과 채소를 건조하는 가장 오래된 건조 방법입니다. 매우 비용 효율적이며 수작업으로 슬라이스하고 배치하기만 하면 됩니다. 그러나 건조 속도가 느리고 제품 색상과 외관이 크게 변하기 때문에 산업 대량 생산에는 적합하지 않으며 가정 기반 또는 소규모 생산에 더 적합합니다.
2. 열풍 건조: 이 기술은 비용이 저렴하고 작동이 간편하여 가장 널리 사용됩니다. 뜨거운 공기를 건조 매체로 사용하여 표면의 수분을 기화시키고 재료 내부에서 표면으로 수분을 서서히 전달합니다. 건조 중 표면 온도가 지속적으로 상승하면 온도 구배가 발생하여 수분 이동을 방해하고 건조 과정이 느려질 수 있습니다. 열풍 건조는 효과적이지만 과일과 채소의 색이 변하고 내부 영양소가 손실될 수 있으며, 긴 건조 시간, 낮은 에너지 효율, 보관 중 제품 품질 저하와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
3. 전자렌지 건조: 이 기술은 마이크로파 전자기장 아래에서 물과 같은 극성 분자의 방향과 빠른 진동을 유도하여 마찰과 같은 상호작용을 통해 상당한 열을 발생시키는 기술입니다. 마이크로파는 물 분자를 우선적으로 가열하여 수분이 내부에서 외부로 이동한 다음 증발하여 빠르게 건조되도록 합니다. 빠른 건조 속도와 내부 및 외부 동시 건조가 장점입니다. 그러나 단위당 높은 에너지 소비량, 상당한 초기 장비 투자 비용, 마이크로파 방사선으로 인한 잠재적 건강 위험은 단점으로 지적되고 있습니다. 일부 국가에서는 건강 우려로 인해 식품의 전자레인지 가열을 제한하고 있습니다.
4. 동결 건조: 이 기술은 재료의 수분을 얼음으로 빠르게 얼린 다음 저온의 고진공 조건에서 승화시켜 수분을 제거하는 방식입니다. 동결 건조 제품은 형태와 내부 구조를 유지하여 수분 함량이 우수하고 영양소가 보존되어 열에 민감하고 산화되기 쉬운 식품을 건조하는 데 특히 적합합니다. 고품질 건조 제품을 생산할 수 있지만 동결 건조는 느린 속도, 단위당 높은 에너지 소비량, 상당한 장비 투자로 인해 중소기업에서는 실현 가능성이 낮다는 한계가 있습니다.
5. 삼투 건조: 이 기술은 설탕이나 소금물과 같은 용액에 재료를 담가 삼투압을 통해 수분을 제거하는 것입니다. 삼투 탈수는 빠르고 재료의 구조적 무결성에 미치는 영향을 최소화하여 원래의 세포 구조, 색상, 맛, 영양소를 효과적으로 보존하는 동시에 미생물 성장을 억제하고 유통 기한을 연장합니다. 이 기술은 주로 설탕에 절인 과일과 절인 채소 생산에 사용됩니다.
6. 히트 펌프 건조: 낮은 온도의 열원에서 열을 추출하여 높은 온도에서 효과적으로 사용하는 기술입니다. 최근 수산물, 약재, 농산 부산물 건조에 히트펌프 기술이 점점 더 많이 적용되고 있습니다. 원리는 열풍 건조와 비슷하지만 열원이 달라 고품질 건조, 에너지 절약, 무공해 등의 장점이 있습니다.
7. 적외선 건조: 적외선은 재료의 물 분자를 직접 가열하여 온도를 상승시키고 수분을 증발시켜 탈수를 일으킵니다. 이 원리는 수분이 과일이나 채소의 내부에서 표면으로 확산되어 주변 환경으로 증발하는 것을 기반으로 합니다. 적외선은 과일과 채소의 특정 깊이까지 침투할 수 있습니다.

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