谢邀 @麋鹿先生 。
本回答只介绍原理,不做猫粮推荐。
一般来说,「冻干」就是「真空冷冻干燥(vacuum freeze drying)」的简称[1][2];
那么「冻干猫粮」即是指:经真空冷冻干燥技术制作而成的猫食品。
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[1][2][3][4][5]。
那为什么要排出物料(食物)中的水分呢?
这是为了抑制微生物。
(一)干燥、水与微生物
(1)微生物是食物腐败变质的根源[6]。
食品科学、食品加工技术的发展,大多都围绕着食物中的微生物而展开[5],或利用微生物(例如制作酒和奶酪[7])或防治微生物。
由于我们和猫的食物都是有机物,这就给微生物提供了各种营养[7],例如碳源、氮源等[8][9]。
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[10];而为猫这样严格的食肉动物[11][12][13][14][15]所准备的食物:猫粮,通常蛋白质含量就很高。
而「水」在微生物的生命活动中,是不可或缺的[5][16][17][18][19]。
所以,干燥处理能抑制微生物的生长和繁殖[20][21][8]。
(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:
①维持细胞形态[16]:水是微生物机体的重要成分[9][18](微生物体内质量的70%~90%都是水分[18][20][9][17][19]);
②作为微生物所需营养物质的载体或溶剂[16][17][22][18][19]: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[16][19](例如细菌就是如此[23][24]);
③维持生物大分子的稳定[17]:水通过类似「粘合剂」的作用[19],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[16][19];
④参与微生物细胞内一些列重要的生化反应[16][17](如:合成、水解等[19]);
⑤帮助微生物应对温度变化[22]:水作为良好的热导体[16][9],具有比热容较大等特点[16][22][17],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[16][9]。
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[18][25](不同微生物对于干燥条件的抵抗能力也不同[18][8]);干燥虽然能抑制微生物,但通常并不能将其杀灭[20],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[18]。
虽然干燥食品并不等于无菌,且相差很远[20],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[18],是一种非常重要的食品加工手段[5],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[20]。
(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[21][26],早在史前时代,日晒法就被应用于制作干燥肉片[26],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[21]。
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[5][20][27];例如,传统的干燥方式通常会让食物损失较多营养[25]。
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[25],同时还能使物料的纤维结构变化较少[25],最大程度保持食品原有的物理结构[7][5][1][4][26]和营养成分[4][28],且具有很好的复水性[4][25][2]。
那么冻干猫粮相比其他猫粮又有什么好处呢?
(三)冻干猫粮的主要优势
与膨化猫粮相比,冻干猫粮不需要添加淀粉类原料。
我们日常所说的猫粮,通常指的都是膨化型猫干粮,要生产膨化猫粮,就必须加入一定量的淀粉[14][29][30],而淀粉是一种高分子碳水化合物[31],因此在膨化猫粮中,就一定会存在一定量的碳水化合物,通常淀粉含量越高的猫粮品质也就越差。
猫作为严格的肉食动物[11][12][13][14][15],几乎不需要摄入多少碳水化合物[15],但也可以通过碳水化合物获得能量[13][15]。
而如果猫粮中的淀粉含量太高,在其他条件的共同作用下,就可能会危害猫咪的健康,详见我的下面这篇回答:
另外,由于冻干产品具有很好的复水性[4][25][2],用温水浸泡冻干食品后,可以让其重新吸入水分并增大一定的体积。如果将冻干猫粮复水后喂食还能增加猫咪的摄水量(但要注意及时食用,避免复水后更快变质)。
除食品之外,冻干技术还应用于生物制品的保存(例如疫苗和菌种),以及药品、航天食品等领域[1][3][32]。
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