冻干技术的原理是什么，可以应用在哪些方面？

一般来说，「冻干」就是「真空冷冻干燥（vacuum freeze drying）」的简称；真空冷冻干燥技术，是先通过冷冻，使湿物料中的水分冻结成固态的冰，再将这些固态的水分（也就是冰），直接升华成水蒸气，从而将这些水分排出物料。

那为啥要排出物料（例如食品）中的水分呢？

这通常是为了抑制微生物。

一、干燥、水与微生物

1、微生物是食物腐败变质的根源。

食品科学、食品加工技术的发展，大多都围绕着食品中的微生物而展开，或利用微生物（例如制作酒和奶酪）或防治微生物。

由于我们的食物都是有机物，这就给微生物提供了各种营养，例如碳源、氮源等。

以细菌为例，许多食物都是它们的栖身之地，尤其是蛋白质含量很高的食物，更是细菌的理想居所。

而「水」在微生物的生命活动中，是不可或缺的。

所以，干燥处理能抑制微生物的生长和繁殖。

2、水之于微生物，至关重要。

水之于微生物，主要有如下 5 个方面的作用：

维持细胞形态：水是微生物机体的重要成分（微生物体内质量的 70%~90%都是水分；

作为微生物所需营养物质的载体或溶剂：微生物对所需营养物质的吸收与代谢，必须依靠水作为介质，才可以完成（例如细菌就是如此）；

维持生物大分子的稳定：水通过类似「粘合剂」的作用，维持蛋白质、核酸等生物大分子物质稳定的天然构象和状态；

参与微生物细胞内一些列重要的生化反应（如：合成、水解等）；

帮助微生物应对温度变化：水作为良好的热导体，具有比热容较大等特点，可以吸收并散出微生物代谢过程中所产生的热，以帮助微生物应对温度变化。

低水活度（water activity），可以让微生物内部的蛋白质变性，进而使微生物的代谢活动停止（不同微生物对于干燥条件的抵抗能力也不同）；干燥虽然能抑制微生物，但通常并不能将其杀灭，微生物的细胞并没有去世，而是在休眠的状态下长期存活，如果水分恢复供应，则很快就可以复苏。

虽然干燥食品并不等于无菌，且相差很远，但由于在非常低的水活度、非常干燥的条件下，微生物无法生长，因此干燥依然成为了保藏食物等物品的有利方法，是一种非常重要的食品加工手段，例如，奶粉、速溶咖啡等脱水食品，在室温下的保存时间有时能够达到一年甚至一年以上。

二、真空冷冻干燥的优势

对食品进行干燥加工，是一种古老的加工方式，早在史前时代，日晒法就被应用于制作干燥肉片，可以将晒干归类为自然干燥法（区别于人工干燥法），自然干燥还包括阴干、风干等。

正如我们上面所说，干燥加工的主要目标之一就是抑制食物中的微生物；而干燥加工还有一个目标，就是在尽量排出水分的前提下，减少食物品质的负面变化；例如，传统的干燥方式通常会让食物损失较多营养。

而在诸多干燥方式中，真空冷冻干燥就将「排出水分」和「减少品质变化」这两大目标，兼顾得很好。

首先，真空冷冻干燥降低物料水活度的效果名列前茅，同时还能使物料的纤维结构变化较少，最大程度保持食品原有的物理结构和营养成分，且具有很好的复水性。

冻干技术可以应用于加工制作食品和猫粮；以及生物制品的保存（例如疫苗和菌种），还有药品、航天食品等领域。

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