水果凍幹，絕對是懶人的福音。
不用切就能食用，除了沒有水分，其他與正兒八經的水果幾乎沒差別。
它們都是通過凍幹技術製成，在去除水分的同時，足足保留95%左右的營養。
凍幹技術的英文俗稱為“Freeze-dried”，直譯便是冷凍乾燥。
要論起凍乾的歷史，可以追溯到公元前1250年以前。
有趣的是，為了便於存儲食物，在美洲、亞洲和北歐各自發展出了自己的凍乾土法。
美洲秘魯地區的特有食物“Chuño”，就是自古傳承下來的凍乾土豆。
在還沒有科技加持的古代，原住民全靠陽光和寒冷。
安第斯山脈的寒冷使土豆凍結、6月的太陽再使其解凍蒸發，再用腳踩出多餘水分，製成凍幹食物。
在收成不佳的過去，Chuño能讓他們全年吃得飽。
白色的Chuño：浸泡在冰冷的河流中，再曬乾而製成
而在大西洋彼岸，北歐的維京人使用類似的技術來保存鱈魚。
他們建造了三角形的木架，用於製作凍魚乾。
這種土法能讓魚類保存長達兩年，在當時來說已經很不可思議。
無獨有偶，距今數百年前，一位日本僧侶利用高山低壓乾冷的環境，製作了名為作“koyadofu”的豆腐。
這些利用自然的土法，許多至今盛行。
而凍幹技術進入科學領域，卻已經是1890年。
這一年，德國病理學家理查德·阿爾特曼（Richard Altmann）在進行線粒體研究時，設計了一種可用於冷凍乾燥的方法與配套設備。
然而，由於技術限制，該方法難以複製，直到20世紀30年代前都幾乎沒被注意到。
理查德·阿爾特曼
讓人始料未及的是，第二次世界大戰會是凍幹技術的重要轉折點。
在前線，輸血是傷員治療中的重要一環。
但缺少保存血液的方法，採集到的全血只能冷藏，即便是這樣也需要儘快使用。
苛刻的儲存條件，導致治療時常出現血液供應不及的情況。
前線需求緊迫，血液保存的研究，自然如火如荼地進行中。
血液在體外環境下，蛋白質會被微生物降解。
而用當時的工業技術處理，也會導致蛋白質結構被破壞，發生變性。
唯有克服變性與降解，才能極大提高血液的儲存時間。
降低含水量，能減少微生物滋生。
這在當時已經不是什麼新鮮概念，例如加熱乾燥、風乾等常規乾燥手段，早在商業得到運用。
要如何瀝乾血液中的水，又能不使其變性？
1927年，一個美國專利中，首次提到了真空條件下的冷凍乾燥，引起了科學家們的關注。
1935年，弗洛斯多夫和穆德兩人研究出了真空凍幹技術。
這個及技術主要包含兩個階段：
首先，是將血液凍結，在-9℃至-12℃的環境下，利用高壓蒸汽噴射，讓冰昇華為水汽直接泵出。
二次乾燥後，血液樣本中含水僅有0.5%。
弗洛斯多夫（右）
冷凍乾燥的核心，是讓冰昇華，從固態直接變作氣態。
水蒸氣會帶走血液原有的熱量，保證溫度不會過高。
這種狀態下，蛋白質便不會變性而被破壞。
之所以可以達到這種效果，要從水的三種狀態——冰、水、水蒸氣說起。
我們都知道，水在常溫下是液態的；100℃時達到沸點，會轉變成水蒸氣；低於0℃時達到凝點，會變成冰。
而這都是在一個標準大氣壓的情況下，才會發生的變化。
在氣壓低、溫度低的情況下，冰就會升華為水蒸氣。
這一系列的過程可以繪製成如下三相圖。
當水處於固態時，抽掉空氣（氣壓變低），低溫低壓則發生昇華。
不過水從血液中流失，同時昇華會帶走熱量，再降低溫度，使昇華變慢。
只要繼續給血液提供適當熱量，維持溫度一直在三相點臨界處。
低溫不會傷及血液中的蛋白質，還能持續去除水分。
昇華時，如果熱量過高，出現液態水，則會導致“物料崩解”。
水分蒸發難以帶走熱量，不斷積累後，高溫就會破壞血液。
一般而言，昇華去水能夠減少90%左右的含水量。
餘下的水量，則需要在更低的氣壓、略高的溫度下，使水分散逸。
經過二次乾燥後，最終含水量可以降低到1%~3%。
在大洋彼岸，另一位科學家也為凍幹技術添磚加瓦。
羅納德·格里夫斯曾在英國劍橋的血液乾燥部門工作，並致力於冷凍乾燥工廠化。
他提出了離心真空旋轉冷凍的方法：通過離心作用，將血液均勻擴散到容器內壁上，將其凍結。
這種方法在加拿大和英國得到了更廣泛的應用。
正是這三個人的工作，挽救了二戰戰場上無數士兵的生命。
凍幹技術在青黴素的發現中，也起到了關鍵作用。
青黴素是20世紀最偉大的醫學發現，弗萊明也被稱作是一個“走了狗屎運”的諾獎得主。
事實上，弗萊明很早就發現了青黴素，青黴素在實驗室裡沉睡10年之久，他卻始終無法將其成功分離。
青黴素不能加熱，它在高溫條件下很快失活，但不去除它的水分，在常溫下也保存不了多久。
直到1939年，弗萊明的論文被弗洛裡和錢恩看到。
兩人恰巧懂得凍幹技術，既然不能加熱，那就讓水分昇華吧！
最終，他們得到了不含水分的青黴素粉末。
弗洛裡、弗萊明、錢恩（從左到右）
同一時期下，凍幹技術也被運用與疫苗生產。
1909年2月，第一個天花疫苗的冷凍乾燥配方在美國發表。
隨後，卡介苗（結核病疫苗）和天花疫苗都被製成乾粉。
而在歐洲，也有實驗室將卡介苗製成凍幹疫苗。
這也進一步使各國接受了凍幹疫苗。
到1970年，凍幹技術已經是科學研究中的基本操作。
例如在醫學領域，在1980年就有科學家使用凍幹技術來製備組織切片。
如今，凍幹也被廣泛應用於生物技術、製藥和生物醫藥行業。
抗生素、電解質、蛋白質、激素、病毒、疫苗……你能想到的生物材料，都得依賴冷凍乾燥來保存。
在我們生活中，同樣也有著凍幹技術的影子。
凍幹食品就是最大分支，凍幹咖啡是最著名的凍乾產品。
雀巢公司最早在瑞士，推出了凍幹咖啡產品。
在1966~1971年期間，舊金山的希爾斯兄弟咖啡公司進憑著凍幹咖啡，還獲得了47項美國和外國專利。
新的凍幹技術，比那些凍乾土法，更能保住食物的營養價值*。
同時凍幹食品還具有覆水性，只要加些水，就能恢復成原本的狀態。
1968年，NASA還開發了專供宇航員的凍乾冰淇淋。
因為凍幹食品的各樣特性，如今也是太空旅行、居家常備。
*注：1960年至今，超過400種凍幹食品投入商業化生產。另外，生菜和西瓜被認為是最不適合冷凍乾燥的食品，因為它們的含水量太高了。
不得不說，民以食為天。
無論是經驗中領悟的冷凍乾燥，還是實驗中發明的凍幹技術，最終都運用在了食品上。
人類對於吃的執念，大抵是可以貫穿今古的吧。
丁丁蟲. 沒有這項技術，青黴素只能在實驗室裡沉睡. 果殼.
Freeze-drying, Wikipedia.
Meryman HT. Historical recollections of freeze-drying. Dev Biol Stand. 1976.
Alexandru Micu.Meet Chuño, a space worthy food that the Incas made eight centuries ago. ZME Science.
Dushyant Varshney, Manmohan Singh. Lyophilized Biologics and Vaccines：Modality-Based Approaches.
HOW FOOD IS DRIED. dutchwaregear.
Joe Wahler. A World Where Blood Was Made Possible.
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