食品的干藏處理.ppt

第二章 食品干藏 第一節(jié) 概述,一、干燥食品的范圍 干燥制品包括蔬菜制品，果干制品，干魚貝類制品，干燥肉，干野菜，谷類，蛋制品等。,二、食品脫水加工的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： （1）食品經(jīng)脫水加工后，重量減輕、 體積縮小，可節(jié)省包裝、儲藏和運(yùn)輸費(fèi)用；帶來了方便性； （2）干燥食品可延長保藏期； 缺點(diǎn)： 復(fù)水慢；質(zhì)構(gòu)不如新鮮態(tài)；脂肪含量高的干制品易酸敗，哈?。ㄒ?yàn)楸砻娣e增大，多孔性）。,三、食品脫水加工的方法,在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發(fā)，依據(jù)食品組分的蒸汽壓不同而分離； 依據(jù)分子大小不同，用膜來分離水分，如滲透、反滲透、超濾； 本章中討論的是通過熱脫水的方法。,干燥就是在自然條件或人工控制條件下促使食品中水分蒸發(fā)的工藝過程。（drying） 一般來說，干燥包括自然干燥和人工干燥。自然干燥如曬干，風(fēng)干等，人工干燥如烘房烘干，熱空氣干燥，真空干燥等。 脫水（dehydration）就是為保證食品品質(zhì)變化最小，在人工控制條件下促使食品水分蒸發(fā)的工藝過程。因此，脫水就是指人工干燥。,四、食品干燥保藏,指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后并始終保持低水分的保藏方法。 是一種最古老的食品保藏方法。,五、食品干藏的歷史,我國北魏在齊民要術(shù)書中記載用陰干加工肉脯； 在本草綱目中，曬干制桃干； 大批量生產(chǎn)的干制方法是在1875年，將片狀蔬菜堆放在室內(nèi)，通入40度熱空氣進(jìn)行干燥，這就是早期的干燥保藏方法，差不多與罐頭食品生產(chǎn)技術(shù)同時(shí)出現(xiàn)。,六、食品干藏的特點(diǎn),設(shè)備簡單 生產(chǎn)費(fèi)用低，因陋就簡； 食品可增香、變脆； 食品的色澤、復(fù)水性有一定的差異。,七、脫水加工技術(shù)的進(jìn)展,除熱空氣干燥目前還在應(yīng)用外，還發(fā)展了紅外線、微波及真空升華干燥、真空油炸等新技術(shù)。 提高干燥速度； 提高干制品的質(zhì)量； 發(fā)展成食品加工中的一種重要保藏方法。,第二節(jié) 食品干藏原理,長期以來人們已經(jīng)知道食品的腐敗變質(zhì)與食品中水分含量（W）具有一定的關(guān)系。(W表示以干基計(jì)，也有用濕基計(jì)w，) 但僅僅知道食品中的水分含量還不能足以預(yù)言食品的穩(wěn)定性。有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質(zhì)的情況是明顯不同的，如鮮肉與咸肉，水分含量相差不多，但保藏卻不同，這就存在一個(gè)水能否被微生物酶或化學(xué)反應(yīng)所利用的問題；這與水在食品中的存在狀態(tài)有關(guān)。,一、食品中水分存在的形式,通常只是簡單地將食品物料中的水分分為結(jié)合水和非結(jié)合水。 按水分和物料間架的結(jié)合形式可將物料中的水分分為：,(1)化學(xué)結(jié)合水 是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，按嚴(yán)格的數(shù)量比例，牢固地同固體間架結(jié)合的水分 只有在化學(xué)作用或特別強(qiáng)烈的熱處理下(如煅燒)才能除去，除去它的同時(shí)會造成物料物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化，即品質(zhì)的改變。 化學(xué)結(jié)合水在物料中的含量很少，為5一10如葡萄糖、檸檬酸晶體中的結(jié)合水。 一般情況下食品物料干燥不能也不需要除去這部分水分?；瘜W(xué)結(jié)合水的含量通常是干制品含水量的極限標(biāo)準(zhǔn)。,(2)物理化學(xué)結(jié)合水 這部分水分包括吸附結(jié)合水、結(jié)構(gòu)結(jié)合水及滲透壓結(jié)合水. 吸附結(jié)合水與物料的結(jié)合力最強(qiáng)。,吸附結(jié)合水是指在物料膠體微粒內(nèi)、外表面上因分子吸引力而被吸著的水分。 膠體食品物料中的膠體顆粒與其他膠體相比，具有同樣的微粒分散度大的特點(diǎn)，使膠體體系中產(chǎn)生巨大的內(nèi)表面積，從而有極大的表面自由能，靠這種表面自由能產(chǎn)生了水分的吸附結(jié)合。,應(yīng)該指出，處于物料內(nèi)部的某些水分子受到各個(gè)方向相同的引力，作用的結(jié)果是受力為零； 而處在物料內(nèi)膠體顆粒外表面上的水分子在某種程度上受力不平衡，具有自由能；這種自由能的作用又吸引了更外一層水分子，但該層水分子的結(jié)合力比前一層要小。所以，膠體顆粒表面第一單分子層的水分結(jié)合最牢固，且處在較高的壓力下(可產(chǎn)生系統(tǒng)壓縮)。 吸附結(jié)合水具有不同的吸附力，在干燥過程中除去這部分水分時(shí)，除應(yīng)提供水分汽化所需要的汽化潛熱外，還要提供脫吸所需要的吸附熱。,結(jié)構(gòu)結(jié)合水是指當(dāng)膠體溶液凝固成凝膠時(shí)，保持在凝膠體內(nèi)部的一種水分，它受到結(jié)構(gòu)的束縛，表現(xiàn)出來的蒸汽壓很低。 果凍、肉凍凝膠體即屬此例。,滲透壓結(jié)合水是指溶液和膠體溶液中，被溶質(zhì)所束縛的水分。 這一作用使溶液表面的蒸汽壓降低。溶液的濃度越高，溶質(zhì)對水的束縛力越強(qiáng)，水分的蒸汽壓越低，水分越難以除去。,(3)機(jī)械結(jié)合水 是食品濕物料內(nèi)的毛細(xì)管(或孔隙)中保留和吸著的水分以及物料外表面附著的潤濕水分。 這些水分依靠表面附著力、毛細(xì)力和水分粘著力而存在于濕物料中，這些水分上方的飽和蒸汽壓與純水上方的飽和蒸汽壓幾乎沒有太大的區(qū)別，在干燥過程中既能以液體形式又能以蒸汽的形式移動。,食品濕物料在干燥中所除去的水分主要是機(jī)械結(jié)合水和部分物理化學(xué)結(jié)合水。 在干燥過程中，首先除去的是結(jié)合力最弱的機(jī)械結(jié)合水，然后是部分結(jié)合力較弱的物理化學(xué)結(jié)合水，最后才是結(jié)合力較強(qiáng)的物理化學(xué)結(jié)合水。在干制品中殘存的是那些結(jié)合力很強(qiáng)，難以用干燥方法除去的少量水分。 Eg. 方便面：多孔體、初表面結(jié)膜。內(nèi)部水分蒸發(fā)不出來，后突然冒出，控制它成多孔體。而掛面：均勻收縮。,二、水分活度,游離水和結(jié)合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（water activity） Aw。 f 食品中水的逸度 Aw = f0 純水的逸度,我們把食品中水的逸度和純水的逸度之比稱為水分活度。 水分逃逸的趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛肀硎?，在低壓或室溫時(shí)，f/f0 和P/P0之差非常?。?%），故用P/P0來定義Aw是合理的。,（1）定義 Aw = P/P0 其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。,（2）水分活度大小的影響因素 取決于水存在的量； 溫度； 水中溶質(zhì)的濃度； 食品成分； 水與非水部分結(jié)合的強(qiáng)度。,下圖為常見食品中水分含量與水分活度的關(guān)系,三、食品中水分含量（M）與水分 活度之間的關(guān)系,食品中水分含量（W）與水分活度之間的關(guān)系曲線稱為該食品的吸附等溫線； 水分吸附等溫線的認(rèn)識；,一般情況下，食品中的含水量越高，水分活度也越大。 從圖（11）曲線上可以看出，在含水量低的線段上，水分含量只要少許變動，即可引起水分活度較大的變動，這段曲線放大后，稱為等溫吸濕曲線。,在等溫吸濕曲線上，接照水分量和水分活度情況，可以為三段。 第個(gè)區(qū)段是單層水分子區(qū)。 水在溶質(zhì)上以單層水分子層狀吸附著，結(jié)合力很強(qiáng)，aw 也很低，在00.25之間，這種狀態(tài)的水稱為1型束縛水。在這個(gè)區(qū)段范圍內(nèi)，相當(dāng)與物料含水00.07/g干物質(zhì)。（水分多和食品組成中的羥基和氨基等離子基團(tuán)牢固結(jié)合，形成單分子層的結(jié)合水）。,第2個(gè)區(qū)段是多層水分子區(qū)。 在這狀態(tài)下存在的水是靠近溶質(zhì)的多層水分子。相互間以氫鍵結(jié)合，還有直徑1um的毛細(xì)管中的水）。Aw在0.250.8之間，這種狀態(tài)下的水稱為2型束縛水。在這個(gè)區(qū)段范圍內(nèi)，物料含水量在0.07至0.33g/g干物質(zhì)范圍內(nèi)。（水多與食品成分中酰氨基羥基等結(jié)合）。,第3個(gè)區(qū)段是毛細(xì)管凝結(jié)水區(qū)。 在此區(qū)間水分在物料上以物理截流的方式凝結(jié)在食物的多空性結(jié)構(gòu)中，eg直徑1um的毛細(xì)管中的水分和纖維絲上的水分都是，其性質(zhì)接近理想溶劑，aw 在0.800.99之間，這種狀態(tài)的水稱為3型束縛水。物料含水量最低為0.140.33g/g干物質(zhì)，最高為20g/g干物質(zhì)。 完全自由水即4型水。,四、水分活度與食品的保藏性,大多數(shù)情況下，食品的穩(wěn)定性（腐敗、酶解、化學(xué)反應(yīng)等）與水分活度是緊密相關(guān)的。,（1）水分活度與微生物生長的關(guān)系； 食品的腐敗變質(zhì)通常是由微生物作用和生物化學(xué)反應(yīng)造成的，任何微生物進(jìn)行生長繁殖以及多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)都需要以水作為溶劑或介質(zhì)。 干藏就是通過對食品中水分的脫除，進(jìn)而降低食品的水分活度，從而限制微生物活動、酶的活力以及化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，達(dá)到長期保藏的目的。,（2）干制對微生物的影響,微生物生長繁殖與水分活度之間的依賴關(guān)系見表131。,從食品的角度來看，大多數(shù)新鮮食品的水分活度在0.99以上，適合各種微生物生長。只有當(dāng)水分活度降至0.75以下，食品的腐敗變質(zhì)才顯著減慢；水分活度降到0.70以下，物料才能在室溫下進(jìn)行較長時(shí)間的貯存。,干制過程中，食品及其所污染的微生物均同時(shí)脫水，干制后，微生物就長期地處于休眠狀態(tài)，環(huán)境條件一旦適宜，又會重新吸濕恢復(fù)活動。 干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制其活動，但保藏過程中微生物總數(shù)會穩(wěn)步下降。,雖然微生物能忍受干制品中的不良環(huán)境，但是在干制品干藏過程中微生物總數(shù)仍然會穩(wěn)步地緩慢下降（見p18。圖112）。,干制品復(fù)水后，只有殘留微生物仍能復(fù)蘇并再次生長，微生物的耐旱力常隨菌種及其不同生長期而異。 （eg葡萄球菌、腸道桿菌、結(jié)核桿菌在干燥狀態(tài)下能保存活力幾周到幾個(gè)月；乳酸菌能保存活力為幾個(gè)月到一年以上；干酵母保存活力可達(dá)兩年之久；干燥狀態(tài)的細(xì)菌芽孢菌核，原膜孢子分生孢子可存活一年以上。黑曲霉菌孢子可存活達(dá)610年以上。）,干制并不能將微生物（病原菌）全部殺死，只能抑制他們的活動。 因此，干制品并非無菌，遇溫遇潮濕氣候，就會腐敗變質(zhì)。干制食品要求微生物污染低，質(zhì)量高的食品原料，清潔加工處理常用熱處理或化學(xué)滅菌。（即干制前設(shè)法將它滅菌）。,（3）干制對酶的影響 酶為食品所固有，它需要水分才具有活性，水分減少時(shí)，酶的活性也就下降，然而酶和基質(zhì)（底物）卻同時(shí)增濃，因而反應(yīng)速率隨兩者增濃而加速。 因此，在低水分干制品中，特別在他吸濕后，酶仍會緩慢地活動，從而引起食品品質(zhì)惡化或變質(zhì)。 只有干制品水分降低到1%以下時(shí)，酶的活性才會完全消失。,酶在濕熱條件下處理時(shí)易鈍化 因此，為了控制干制品中酶的活動，就有必要在干制前對食品進(jìn)行濕熱或化學(xué)鈍化處理，以達(dá)到酶失去活性為度。 為鑒定干制品中殘留酶的活性，可用過氧化物酶作為指示酶，因?yàn)楫?dāng)過氧化物酶完全失活時(shí)（它抗熱性較強(qiáng)）可以保證所有其它酶破壞。 eg、100瞬間即能破壞它的活性。但在干熱條件下難于鈍化，eg在干燥條件下，即使用204熱處理，鈍化效果極其微小。,五、食品干制的要求及干制食品的 品質(zhì)指標(biāo),1、干制要求 1）干制的食品原料應(yīng)微生物污染少，品質(zhì)高。 應(yīng)在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。 干制前通常需熱處理滅酶或化學(xué)處理破壞酶活并降低微生物污染量。有時(shí)需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。,2）水分越低越好（但口感會變差）。 3）干燥條件使食品所產(chǎn)生的物理變化，化學(xué)變化，質(zhì)構(gòu)感不良變化減得最小程度，營養(yǎng)損失最少。 4）品質(zhì)要求復(fù)水快，口感好。 冷凍升華干燥能做到。 5）要求干燥技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，能源消耗低。,2、品質(zhì)指標(biāo)控制,水分活度（aw） 復(fù)水性，復(fù)原性。 質(zhì)構(gòu)(硬度、粘性、韌性、彈性、酥脆 )、 感官品嘗(外觀：大小、形狀、色澤、光澤、稠度；) 風(fēng)味：氣味、香臭。 味道 酸、甜、苦、辣、咸、鮮、麻。 微生物（細(xì)菌）指標(biāo) 大腸桿菌、雜菌數(shù)。 理化指標(biāo)（重金屬指標(biāo)）,干制品一般都在復(fù)水后才食用。干制品復(fù)原性是用來衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。 干制品的復(fù)原性就是干制品重新吸收水分后，在重量、大小和形狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味、成分、結(jié)構(gòu)以及其它可見因素各個(gè)方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度。,干制品復(fù)水性就是新鮮食品干制后，能重新吸回水分的程度. 一般常用干制品吸水增重的程度來衡量，而且在一定程度上也是干制過程中某些品質(zhì)變化的反映。為此，干制品復(fù)水性也成為干制過程中控制干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。,選用和控制干制工藝必須遵循的準(zhǔn)則： 就是盡可能減少不可逆變化給食品造成的損害。干制品復(fù)水性下降，有些是細(xì)胞和毛細(xì)管萎縮、變形等物理變化的結(jié)果，但更多的是膠體中物理變化和化學(xué)變化所造成的結(jié)果。,復(fù)水試驗(yàn)主要是測定復(fù)水試樣的瀝干重。復(fù)水試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)方法測定。 復(fù)水比（R復(fù)），簡單說就是復(fù)水后瀝干重（g復(fù)）和干制品試樣重（g干）的比值。 R復(fù)= g復(fù)/ g干 復(fù)水時(shí)，干制品常含有一部分糖分和可溶性物質(zhì)流失而失重。 復(fù)重系數(shù)（k復(fù)）：就是復(fù)水后制品的瀝干重（g重）和同樣干制品試樣量在干制前的相應(yīng)原料重（g原）之比。 k復(fù)= g重/ g原100%,第三節(jié) 食品干制的基本原理,一、干燥機(jī)制 干燥過程是濕熱傳遞過程： 表面水分?jǐn)U散到空氣中，內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面； 而熱則從表面?zhèn)鬟f到食品內(nèi)部。 干制過程中潮濕物料傳遞具體表現(xiàn)為給濕和導(dǎo)濕兩個(gè)過程。,（一 ）物料給濕過程（恒率干燥階段） 水分從物料表面向外的擴(kuò)散過程稱為給濕過程。它和自由液面蒸發(fā)水相類似，為恒率干燥階段的干制過程。 物料水分大于吸濕水分時(shí)，物料表面受熱蒸發(fā)水分（氣態(tài)），形成飽和水蒸氣層，而后水蒸汽越過物料表面分界層（即飽和蒸汽向空氣的蒸汽分壓過渡層）,向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，于是物料表面和它內(nèi)部各區(qū)即建立了水分梯度，促使物料內(nèi)部水分不斷地向表面移動（擴(kuò)散）。,給濕過程實(shí)現(xiàn)的條件為： 表面水分蒸發(fā)速率內(nèi)部水分遷移速率。 表面水分蒸發(fā)強(qiáng)度的估算： w=c（psp） 760/b 式中：w食品表面水分蒸發(fā)強(qiáng)度(千克/米2.小時(shí)) ps和潮濕物料表面濕球溫度相應(yīng)的飽和水蒸氣壓（mmHg柱） p熱空氣的水蒸氣壓（mmHg柱） b大氣壓（mmHg柱） c潮濕物料表面的給濕系數(shù)（kg/m2. h.mm.hg），可按c=0.0229+0.0174v進(jìn)行計(jì)算（v為空氣流速m/s）。,給濕過程中的干燥速率與熱空氣的t、v以及食品表面向外部擴(kuò)散蒸汽的條件（例如物料表面粗糙度，毛細(xì)管多孔型（物料內(nèi)部），表面積等有關(guān)。,（二 ）導(dǎo)濕過程或內(nèi)部水分的擴(kuò)散 過程,物料內(nèi)部水分?jǐn)U散分為: （1）導(dǎo)濕現(xiàn)象（2）導(dǎo)濕溫現(xiàn)象 固體干燥時(shí)，（物料內(nèi)水份）會出現(xiàn)蒸汽或液體狀態(tài)的分子擴(kuò)散狀水分移動，以及毛細(xì)管勢能和其內(nèi)擠壓空氣作用下的毛細(xì)管水分轉(zhuǎn)移，這樣的水分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移稱為導(dǎo)濕現(xiàn)象。 導(dǎo)濕過程傳質(zhì)過程，其推動力為濃度差（濕含量差）。,1、導(dǎo)濕性,均質(zhì)物料內(nèi)水分通?？偸菑母咚痔幭虻退痔帞U(kuò)散。 對流干燥時(shí)，物料中心濕含量比物料外表面高，即存在著濕含量差。外表面上的水分蒸發(fā)掉后則從鄰層得到補(bǔ)充。而后者則由來自物料內(nèi)部水分補(bǔ)充。因此，物料干燥過程中，在它的斷面上就會有水分梯度出現(xiàn)。,水分梯度：干制過程中潮濕食品表面水分受熱后首先有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，水蒸氣從食品表面向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，此時(shí)表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差異，即存在水分梯度。 水分?jǐn)U散一般總是從高水分處向低水分處擴(kuò)散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面方向移動。這種水分遷移現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕性。,（1） 水分梯度 若用W表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距n的另一等濕面上的濕含量為W+ w ，那么物體內(nèi)的水分梯度grad W則為：,式中：W絕 物體內(nèi)的濕含量，即每千克 干物質(zhì)內(nèi)的水分含量（千 克）； n 物料內(nèi)等濕面間的垂直距離 （米）。,(2)導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量 可按照下述公式求得：,其中： i水 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時(shí)）。 K 導(dǎo)濕系數(shù)（米小時(shí)）。 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量（kg 干物 質(zhì)/米3 ）。 W絕 物料水分（kg/kg干物質(zhì)） 水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負(fù)號。 需要注意的一點(diǎn)是：導(dǎo)濕系數(shù)在干燥過程中并非穩(wěn)定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。,導(dǎo)濕系數(shù)(K)與物料水分間的關(guān)系 K值的變化比較復(fù)雜。 當(dāng)物料處于恒率干燥階段時(shí)，排除的水分基本上為滲透水分，以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)穩(wěn)定不變（DE段）； 再進(jìn)一步排除毛細(xì)管水分時(shí)，水分以蒸汽狀態(tài)或以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（CD段）； 再進(jìn)一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先為多分子層水分，后為單分子層水分。導(dǎo)濕系數(shù)先上升(CB段)后下降(BA段)。,導(dǎo)濕系數(shù)與溫度的關(guān)系 若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，就能顯著地加速干制過程。因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時(shí)可以增大導(dǎo)濕系數(shù)，以加速水分轉(zhuǎn)移。,2.導(dǎo)濕溫性,在對流干燥中，物料表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫度梯度。 溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。,導(dǎo)濕溫性是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象。 高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細(xì)管內(nèi)水分還將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響。結(jié)果是毛細(xì)管內(nèi)水分將順著熱流方向轉(zhuǎn)移。,（1）溫度梯度 導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過下式計(jì)算求得：,i溫 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時(shí)）。,（2）導(dǎo)濕溫系數(shù)() 就是溫度梯度為1/米時(shí)物料內(nèi)部能建立的水分梯度，即 導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)濕性一樣，會因物料水分的差異（即物料和水分結(jié)合狀態(tài)）而異。,=（dw/dn）/（dt/dn）,干制過程中，濕物料內(nèi)部同時(shí)會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分流動的方向?qū)⒂蓪?dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。 i總=i濕+i溫,兩者方向相反時(shí)(對流干燥)： i總=i濕 - i溫 當(dāng)i濕 i溫 ,水分將按照物料水分減少方向轉(zhuǎn)移，以導(dǎo)濕性為主，而導(dǎo)濕溫性成為阻礙因素，水分?jǐn)U散則受阻。 當(dāng)i濕 i溫 ,水分隨熱流方向轉(zhuǎn)移，并向物料水分增加方向發(fā)展，而導(dǎo)濕性成為阻礙因素。,對流干制時(shí)，主要在降率階段，常會出現(xiàn)導(dǎo)濕溫性大于導(dǎo)濕性(i濕 i溫 )，于是物料表面水分就會向它的深層轉(zhuǎn)移，可是物料表面仍然進(jìn)行著水分蒸發(fā)，以致它的表面迅速干燥而溫度也迅速上升，這樣水分就會轉(zhuǎn)移至物料內(nèi)部深處蒸發(fā)。 只有物料內(nèi)層因水分蒸發(fā)而建立起足夠的壓力，才會改變水分轉(zhuǎn)移的方向，擴(kuò)散到物料表面進(jìn)行蒸發(fā)，這就不利于物料干制，延長了干制時(shí)間。 如：烤面包的初期,二、干制過程的特性,食品干制過程的特性可由食品干燥曲線來反映。干燥曲線可由干制過程中水分含量、干燥速率、食品溫度的變化組合在一起較全面地加以表達(dá)。 水分含量曲線就是在干制過程中食品水分含量變化和干制時(shí)間的關(guān)系曲線；干燥速率曲線反映食品干制過程中任何時(shí)間內(nèi)水分減少的快慢或速度大小，即dM/dt=f(M)的關(guān)系曲線；食品溫度曲線可反映干制過程中食品本身的溫度的高低，對于了解食品質(zhì)量有重要的參考價(jià)值。,（一）干燥曲線 1、食品水分含量曲線(AE),干制過程中食品絕對水分和干制時(shí)間的關(guān)系曲線(AE)。 當(dāng)潮濕食品被置于加熱的空氣中進(jìn)行干燥時(shí)，首先食品被預(yù)熱，食品表面受熱后水分就開始蒸發(fā)，但此時(shí)由于存在溫度梯度會使水分的遷移受到阻礙，因而水分的下降較緩慢(AB)； 隨著溫度的傳遞，溫度梯度減小或消失，則食品中的自由水(毛細(xì)管水分和滲透水分)蒸發(fā)和內(nèi)部水分遷移快速進(jìn)行，水分含量出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降(BC)；,當(dāng)達(dá)到較低水分含量(C點(diǎn))時(shí)，水分下降減慢，此時(shí)食品中水分主要為多層吸附水，水分的轉(zhuǎn)移和蒸發(fā)則相應(yīng)減少，該水分含量被稱為干燥的第一臨界水分；當(dāng)水分減少趨于停止或達(dá)到平衡(DE)時(shí)，最終食品的水分含量達(dá)到平衡水分。,平衡水分取決于干燥時(shí)的空氣狀態(tài)如溫度、相對濕度等。 水分含量曲線特征的變化主要由內(nèi)部水分遷移與表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散所決定。,2、干燥速率曲線(AE),干燥速率曲線就是干制過程中任何時(shí)間的干燥速率（dw絕/dt）和該時(shí)間食品絕對水分（w絕）的關(guān)系曲線，而dw/dt=f（w絕）。 因?yàn)閣絕=f（t）所以dw絕/dt=f（t），可按它畫圖 又dw絕/dt=w（t），即在干燥曲線各點(diǎn)畫出切線所得的斜率即為該點(diǎn)食品絕對水分時(shí)的相等的干燥速率。,食品被加熱，水分開始蒸發(fā)，干燥速率由小到大一直上升，隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達(dá)到最高值(AB)，為升速階段； 達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，干燥速率為最大，此時(shí)水分從表面擴(kuò)散到空氣中的速率等于或小于水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面的速率，干燥速率保持穩(wěn)定不變，是第一干燥階段，又稱為恒速干燥階段(BC)。 在此階段，食品內(nèi)部水分很快移向表面，并始終為水分所飽和，干燥機(jī)理為表面汽化控制，干燥所去除的水分大體相當(dāng)于物料的非結(jié)合水分。,干燥速率曲線達(dá)到C點(diǎn)，對應(yīng)于食品第一臨界水分(C)時(shí)，物料表面不再全部為水分潤濕，干燥速率開始減慢，由恒速干燥階段到降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)C，稱為干燥過程的臨界點(diǎn)。干燥過程跨過臨界點(diǎn)后，進(jìn)入降速干燥階段(CD，)，這就是第二干燥階段的開始。 干燥速率的轉(zhuǎn)折標(biāo)志著干燥機(jī)理的轉(zhuǎn)折，臨界點(diǎn)是干燥由表面汽化控制到內(nèi)部擴(kuò)散控制的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，是物料由去除非結(jié)合水到去除結(jié)合水的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。該階段開始汽化物料的結(jié)合水分，干燥速率隨物料含水量的降低，遷移到表面的水分不斷減少而使干燥速率逐漸下降。此階段的干燥機(jī)理已轉(zhuǎn)為被內(nèi)部水分?jǐn)U散控制。,當(dāng)干燥速率下降到D點(diǎn)時(shí)，食品物料表面水分已全部變干，原來在表面進(jìn)行的水分汽化則全部移入物料內(nèi)部，汽化的水蒸氣要穿過已干的固體層而傳遞到空氣中，使阻力增加，因而干燥速率降低更快。 在這一階段食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率小于食品表面水分蒸發(fā)速率，干燥速率下降是由食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率決定的，當(dāng)干燥達(dá)到平衡水分時(shí)，水分的遷移基本停止，干燥速率為零，干燥就停止(E)。,3、食品溫度曲線(AE),就是干制過程中食品溫度（T食）和干制時(shí)間（t）的關(guān)系曲線.,干制初期食品接觸空氣傳遞的熱量，溫度由室溫逐漸上升達(dá)到B點(diǎn)，是食品初期加熱階段(AB)； 達(dá)到B點(diǎn)，此時(shí)干燥速率穩(wěn)定不變，該階段熱空氣向食品提供的熱量全部消耗于水分蒸發(fā)，食品物料沒有受到加熱，故溫度沒有變化。物料表面溫度等于水分蒸發(fā)溫度，即和熱空氣干球溫度和濕度相適應(yīng)的濕球溫度。在恒速階段，食品物料表面溫度等于濕球溫度并維持不變(BC)；,達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，干燥速率下降，在降速階段內(nèi)，水分蒸發(fā)減小，由于干燥速率的降低，空氣對物料傳遞的熱量已大于水分汽化所需的潛熱，因而物料的溫度開始不斷上升，物料表面溫度比空氣濕球溫度越來越高，食品溫度不斷上升(CD)； 當(dāng)干燥達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速率為零，食品溫度則上升到和熱空氣溫度相等，為空氣的干球溫度(E)。,（二）干燥階段,在典型的食品干燥中，干燥過程經(jīng)歷干燥速率恒定階段和干燥速率降低階段。 1、恒速期 在大部分食品中，干燥速率就是水分子從食品表面跑向干燥空氣的速度，在這種情況下，食品表面水分含量被認(rèn)為是恒定的，因?yàn)樗畯漠a(chǎn)品內(nèi)部遷移的速度足夠快，可保持恒定的表面濕度。也就是說水分子從食品內(nèi)部遷移到表面的速率大于(或等于)水分子從表面跑向干燥空氣的速率，于是干燥速率是由水分子從產(chǎn)品表面向干燥空氣進(jìn)行對流質(zhì)量傳遞的推動力所決定的，表達(dá)式如下：,w=c（psp） 760/b,在恒速期的干燥推動力是食品表面的水分蒸汽壓(pws)和干燥空氣的水分蒸汽壓(pwa)兩者之差。 在這一時(shí)期，影響干燥速率的其他因素有空氣流速、溫度、相對濕度、初始水分含量和食品與干燥空氣接觸的表面積。 描述水分如何跑向表面的對流質(zhì)量傳遞系數(shù)K，主要是受干燥空氣條件(速度和溫度)的影響。,水分子從產(chǎn)品表面釋放到干燥空氣中所需的能量是來自于熱量傳遞。 然而，在干燥的恒速期，熱量傳入產(chǎn)品的速率剛好與蒸發(fā)水量所需要的熱量相平衡。在最簡單的情況下，干燥的全部熱量來自于吹向食品的干燥空氣，干燥空氣和食品表面之間屬對流熱量傳遞。 但是，有時(shí)在某些干燥室的頂部表面可以有輻射熱量傳遞，或甚至有引起食品內(nèi)部熱量傳遞的微波輻射。如果食品放在一個(gè)固體盤中，除食品表面接觸干燥空氣流外，還有通過對流和傳導(dǎo)兩種方式使熱量傳遞到食品的底部的情況。因此，實(shí)際干燥體系也許涉及到復(fù)雜的熱量傳遞，使干燥分析十分困難。,在只存在對流熱量傳遞這種最簡單的情況時(shí)，在恒速期所有的熱能都能用于汽化水分。也就是說，熱量傳遞到食品的速率與水汽化的能量消耗速率相平衡。 已知干燥速率和汽化潛熱，就能夠求出水汽化消耗熱量的速率。也就是說，對于表面(液與汽)每汽化一個(gè)水分子，就需要一定量與汽化潛熱相當(dāng)?shù)哪芰?。在這些條件下，它們的關(guān)系如下式：,式(2-11),在恒速期，傳遞到食品的所有熱量都進(jìn)入汽化的水分中。因此，溫度保持在某一恒定值，該值取決于熱量傳遞機(jī)制。如果干燥僅以對流方式進(jìn)行，可以看到食品表面的溫度穩(wěn)定為干燥空氣的濕球溫度，也就是說，表面溫度穩(wěn)定在空氣完全被水分所飽和的這一點(diǎn)上。 然而，如果其他熱量傳遞機(jī)制(輻射、微波、傳導(dǎo))提供一部分熱量給食品，那么表面溫度不再是濕球溫度，而是稍微高些(但仍然為恒定值)，有時(shí)稱為假濕球溫度。,只要水分從食品內(nèi)部遷移到表面的速率足夠快，以至于表面水分含量為恒定時(shí)，恒速干燥期就會持續(xù)。 當(dāng)水分從內(nèi)部遷移比表面蒸發(fā)慢時(shí)，恒速期就停止。此時(shí)食品的水分含量表示為Mc。此時(shí)公式(211)不再適用。 然而，在恒速期的干燥時(shí)間（tcrp）可通過該公式從初始水分含量(M)到臨界水分含量(Mc)積分而得到。,（式2-12） 注意這個(gè)方程式只有在對流熱傳遞時(shí)才適用。當(dāng)應(yīng)用其他熱傳遞機(jī)制時(shí)，這個(gè)方程式需修正以解釋這些作用。,恒速階段的長短取決于干制過程中食品內(nèi)部水分遷移(決定于它的導(dǎo)濕性)與食品表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散速度的大小。 若內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速度大于表面水分?jǐn)U散速度，則恒速階段可以延長；否則，就不存在恒速干燥階段。 例如水分為7590的蘋果干制時(shí)需經(jīng)歷恒速和降速干燥階段，而水分為9的花生米干制時(shí)僅經(jīng)歷降速干燥階段。,2降速期(FRP) 在干燥后期，一旦達(dá)到臨界水分含量Mc，水分從表面跑向干燥空氣中的速率就會快于水分補(bǔ)充到表面的速率。在降速期，食品中水分含量分布取決于干燥條件，在塊狀中央水分含量最高，在表面為最低。,在這樣的條件下，內(nèi)部質(zhì)量傳遞機(jī)制影響了干燥快慢。在食品中水分遷移有幾種方式，在某一給定的干燥條件下，可存在一種或多種干燥機(jī)制。 (1)液體擴(kuò)散； (2)蒸汽擴(kuò)散； (3)毛細(xì)管流動； (4)壓力流動；(5)熱力流動 一旦表面的水分含量減少到低于食品中剩余水分的含量時(shí)，水分遷移到表面的推動力是擴(kuò)散，擴(kuò)散的速率取決于食品的性質(zhì)、溫度和表面與體相之間的濃度差。 有時(shí)在產(chǎn)品表面之下存在汽化作用(特別在長時(shí)間干燥時(shí))，此時(shí)水分子以蒸汽形式擴(kuò)散通過食品到干燥空氣中。蒸汽擴(kuò)散是因?yàn)檎羝麎翰?，干燥空氣的蒸汽壓決定擴(kuò)散速率。 表面張力也能影響食品結(jié)構(gòu)中水分遷移，特別是對于多孔狀的食品。根據(jù)多孔食品基質(zhì)的性質(zhì)和定向，毛細(xì)管流動可通過其他機(jī)制增加或阻止水分遷移。 干燥空氣和食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的壓力差會引起水分遷移。 食品表面和食品內(nèi)部之間的溫度差會阻止水分遷移到表面，這方面在干燥后期尤其重要。,在干燥過程中，可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)機(jī)制，每種機(jī)制的相關(guān)作用在干燥過程中可以變化。 例如，在降速期的早期，液體擴(kuò)散是內(nèi)部質(zhì)量傳遞的控制機(jī)制，而在干燥后期，由熱力流動和蒸汽擴(kuò)散共同控制干燥。因此，在降速期要預(yù)測干燥速率常常是困難的。,一旦食品中水分含量與干燥空氣達(dá)到平衡(這可通過解吸等溫線來測定)，則干燥不再發(fā)生。 然而，干燥在食品達(dá)到平衡前停止，那么在干燥過程中存在的濕度梯度就會逐漸平衡，直到整塊食品達(dá)到相同的平均水分含量。,對于食品干燥過程特性以導(dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性解釋如表24。,干燥曲線的特征因水分和物料結(jié)合形式、水分?jǐn)U散歷程、物料結(jié)構(gòu)和形狀大小而異。 外部擴(kuò)散速率取決于溫度、空氣、濕度、流速以及表面蒸發(fā)面積、形狀等。 物料內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移機(jī)制、水分蒸發(fā)的推動力以及水分從物料表面經(jīng)邊界層向周圍介質(zhì)擴(kuò)散的機(jī)制都將對物料干制過程的特性產(chǎn)生影響；此外，食品干燥是把水分蒸發(fā)簡單地限定在物料表面進(jìn)行，事實(shí)上水分蒸發(fā)也會在它內(nèi)部某些部分或甚至于全面進(jìn)行，因而，其情況比所討論的要復(fù)雜得多。,三、影響干制的因素,干制過程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。,（一）干制條件的影響,（1）溫度 對于空氣作為干燥介質(zhì)，提高空氣溫度，干燥加快。 由于溫度提高，傳熱介質(zhì)與食品間溫差越大，熱量向食品傳遞的速率越大，水分外逸速率因而加速。 對于一定相對濕度的空氣，隨著溫度提高，空氣相對飽和濕度下降，這會使水分從食品表面擴(kuò)散的動力更大。 另外，溫度高水分?jǐn)U散速率也加快，使內(nèi)部干燥加速。,注 意： 若以空氣作為干燥介質(zhì)，溫度并非主要因素，因?yàn)槭称穬?nèi)水分以水蒸汽的形式外逸時(shí)，將在其表面形成飽和水蒸汽層,若不及時(shí)排除掉，將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸，從而降低了水分的蒸發(fā)速度.故溫度的影響也將因此而下降。,（2）空氣流速 空氣流速加快，食品干燥速率也加速。 不僅因?yàn)闊峥諝馑苋菁{的水蒸氣量將高于冷空氣而吸收較多的水分；還能及時(shí)將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；同時(shí)還因和食品表面接觸的空氣量增加，而顯著加速食品中水分的蒸發(fā)。,（3）空氣相對濕度 脫水干制時(shí)，如果用空氣作為干燥介質(zhì)，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。近于飽和的濕空氣進(jìn)一步吸收水分的能力遠(yuǎn)比干燥空氣差。飽和的濕空氣不能在進(jìn)一步吸收來自食品的蒸發(fā)水分。,脫水干制時(shí)，食品的水分能下降的程度也是由空氣濕度所決定。食品的水分始終要和周圍空氣的濕度處于平衡狀態(tài)。 干制時(shí)最有效的空氣溫度和相對濕度可以從各種食品的吸濕等溫線上尋找。,（4）大氣壓力和真空度 氣壓影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當(dāng)真空下干燥時(shí)，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。 氣壓下降，水沸點(diǎn)相應(yīng)下降，氣壓愈低，沸點(diǎn)也愈低，溫度不變，氣壓降低則沸騰愈加速。 但是，若干制由內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移限制 ，則真空干燥對干燥速率影響不大。,（二）食品性質(zhì)的影響,（1）表面積 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。 小顆粒，薄片，易干燥，快。,（2）組分定向 水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。 例如：芹菜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沿著長度方向比橫穿細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方向干燥要快得多。在肉類蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)中，也存在類似行為。,（3）細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的水分比細(xì)胞內(nèi)的水更容易除去。 （4）溶質(zhì)的類型和濃度 溶質(zhì)與水相互作用，抑制水分子遷移，降低水分轉(zhuǎn)移速率，干燥慢。,四、合理選用干制工藝條件,食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主要參變數(shù)組成。比如：以熱空氣為干燥介質(zhì)時(shí)，其溫度、相對濕度和食品的溫度為它的主要工藝條件。 最適宜的干制工藝條件為：使干制時(shí)間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量最高。它隨食品種類而不同。,如何選用合理的工藝條件：,（1）使食品表面的蒸發(fā)速率盡可能等于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，同時(shí)力求避免在食品內(nèi)部建立起和濕度梯度方向相反的溫度梯度，以免降低食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率。 在導(dǎo)熱性較小的食品中，若水分蒸發(fā)速率大于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，則表面會迅速干燥，表層溫度升高到介質(zhì)溫度，建立溫度梯度，更不利于內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，而形成干硬膜。 辦法 需降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度。,（2）恒率干燥階段，為了加速蒸發(fā)，在保證食品表面的蒸發(fā)速率不超過食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。 此時(shí)，所提供的熱量主要用于水分的蒸發(fā)，物料表面溫度是濕球溫度。,（3）降率干燥階段時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低表面蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的內(nèi)部水分?jǐn)U散率一致，以免食品表面過度受熱，導(dǎo)致不良后果。 為此，可降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度(如加入新鮮空氣)進(jìn)行控制。 要降低干燥介質(zhì)的溫度，務(wù)使食品溫度上升到干球溫度時(shí)不致超出導(dǎo)致品質(zhì)變化（如糖分焦化）的極限溫度（一般為90）。,（4）干燥末期干燥介質(zhì)的相對濕度應(yīng)根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。 一般達(dá)到與當(dāng)時(shí)介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分。 如干制品水分低于當(dāng)時(shí)介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分時(shí)，這就要求降低空氣相對濕度，才能達(dá)到最后干制品水分的要求。,第四節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響,一、干制過程中食品的物理變化 物理變化形式： 食品干制時(shí)常出現(xiàn)的物理變化有干縮、干裂、表面硬化、多孔性形成和熱塑性的出現(xiàn)。,（1）干縮、干裂,細(xì)胞失去活力后，它仍能不同程度地保持原有的彈性，但受力過大，超出彈性極限，即使外力消失，它也難以恢復(fù)原有狀態(tài)， 干縮正是物料失去彈性時(shí)出現(xiàn)的一種變化，是食品干制時(shí)最常見最顯著變化之一。,A均勻收縮： 物料全面均勻的失去水分時(shí)，物料將隨水分的消失均衡地進(jìn)行線性收縮，即物料大小均勻地按比例收縮。變的結(jié)構(gòu)致密不易干燥，例如掛面。復(fù)水緩慢、包裝材料和儲運(yùn)費(fèi)省。,B 非均勻收縮： 高溫快速干燥時(shí)，食品塊片表面層遠(yuǎn)在物料中心干燥前已干硬。之后中心干燥和收縮時(shí)就會脫離干燥膜而出現(xiàn)內(nèi)裂，孔隙和蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面干硬膜不出現(xiàn)凹面。疏松，多孔性，內(nèi)部可出現(xiàn)干裂。 例如方便面 容易吸水，復(fù)原迅速。和物料原狀相似，但包裝儲藏費(fèi)用高，內(nèi)部多孔易氧化，以至儲藏期短。 表面蒸發(fā)率大于內(nèi)部擴(kuò)散率會出現(xiàn)干裂。,（2）表面硬化,表面硬化實(shí)際上是食品表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象。 當(dāng)干制速率很高時(shí)，內(nèi)部水分來不及轉(zhuǎn)移到物料表面，使表面迅速形成一層干燥薄膜，它的滲透性極低，以至將大部分殘留水分保留在食品內(nèi)，使干燥速率急劇下降。,塊片狀和漿質(zhì)態(tài)食品內(nèi)通常存在有大小不一的氣孔，裂縫和微孔。食品內(nèi)的水分經(jīng)微孔，裂縫和微孔或毛細(xì)管上升，其中有不少能上升到物料表面蒸發(fā)掉，以至它的溶質(zhì)殘留在表面上。干制初期某些水果表面上積有含糖的粘質(zhì)滲出物，其原因就在于此。這些物質(zhì)會將干制時(shí)正在收縮的微孔和裂縫封閉。 在微孔收縮和被溶質(zhì)堵塞的雙重作用下表面硬化。 此時(shí)，若降低食品表面溫度使物料緩慢干燥，一般就能延緩表面硬化。,（3）物料內(nèi)部多孔性的形成,快速干燥時(shí)表面硬化及內(nèi)部蒸汽壓的迅速蒸發(fā)會促使物料成為多孔性制品。加有不會消失的發(fā)泡劑并經(jīng)攪打發(fā)泡而形成穩(wěn)定泡沫狀的液體或漿質(zhì)體食品干燥后，也能成為多孔性制品，真空干燥時(shí)的高度真空也會促使水蒸氣迅速蒸發(fā)并向外擴(kuò)散，從而制成多孔性的制品?？裳杆購?fù)水。,（4）熱塑性的出現(xiàn),熱塑性物料：加熱時(shí)會軟化的物料。 不少食品是熱塑性物料。如糖分含量高的果蔬汁就屬于這類食品，例如橙汁在坩堝干燒時(shí)，水分雖以全部蒸發(fā)掉，殘留固體物質(zhì)仍象保持水分那樣是熱塑性粘質(zhì)狀態(tài)，黏結(jié)在上難以取下，冷卻時(shí)會硬化成結(jié)晶體而僵化，便于取下。為此，大多數(shù)常式干燥設(shè)備內(nèi)常設(shè)有冷卻區(qū)。,二、干制過程中食品的化學(xué)變化,1、營養(yǎng)物的損失 脫水干制后，食品失去水分，故殘留物中營養(yǎng)成分的含量增加。,蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)損失小。 碳水化合物； 加熱時(shí)碳水化合物含量高的食品極易焦化。曬干初期呼吸作用導(dǎo)致糖分分解。還會發(fā)生糖與氨基酸反應(yīng)而出現(xiàn)褐變。 果蔬中碳水化合物含量較高，它的變化會引起果蔬變質(zhì)和成分損耗。動物制品則不會。,脂肪；高溫脫水時(shí)脂肪氧化比低溫時(shí)嚴(yán)重。脂肪氧化可加抗氧化劑控制。 維生素；維生素?fù)p失多，部分可溶性維生素易被氧化掉。預(yù)煮和酶鈍化處理也使其含量下降。,（2）色澤變化 干制時(shí)天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素會變化?；ㄇ嗨赝瑯?，葉綠素（綠色）脫鎂葉綠素（橄欖綠）。,褐變：糖胺反應(yīng)(Maillard)、酶促褐變、焦糖化、其他。酶性和非酶性褐變反應(yīng)是促使干制品褐變的原因。 植物組織受損傷后，組織內(nèi)氧化物活力能將多酚或酚氨酸等一類化合物氧化成有色色素。為此，干制前需進(jìn)行酶鈍化處理，可用預(yù)煮和巴氏殺菌對果蔬進(jìn)行熱處理，或硫處理破壞酶活性。酶鈍化應(yīng)在干制前，因?yàn)楦芍频奈锪蠝囟炔皇菧缑笢囟?，且熱空氣還有加速褐變反應(yīng)的作用。,非酶褐變糖分焦化和美拉得反應(yīng)是脫水干制過程中常見的非酶褐變反應(yīng)。水分在10-15%時(shí)，非酶褐變快，如何使干制品快速越過這一階段？ 硫熏能延緩美拉得反應(yīng)。低溫儲藏也使美拉得反應(yīng)速度下降。,（3）風(fēng)味的變化 引起水分除去的物理力，也會引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去處； 熱會帶來一些異味、煮熟味。類脂物質(zhì)氧化哈敗、酸敗。酶引起的風(fēng)味變化。 防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收、低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定。,第五節(jié) 食品的干制技術(shù),干制技術(shù)的基本工藝過程： 干制前處理 干制 包裝儲藏,一、干制加工處理,普通加工處理 （1）去掉不可食部分 （2）清洗 （3）分級揀選除雜 （4）切片，切塊,特定加工處理,（1）熱燙處理 目的： A、氧化酶失活。減少組織內(nèi)空氣（蔬菜）。 B、軟化脫水，增加脫水速率。 C、祛除澀味成分，蠟質(zhì)。 在95-100 的熱水中浸漬幾分鐘，用冷水迅速冷卻。 添加硬化劑CaCl2，增加咀嚼性。用普通熱水或蒸汽，使原料中氧化酶失活，除去原料表面雜質(zhì)，排除空氣。,（2）硫熏 防止酶引起的褐變，糖與氨基酸的反應(yīng)，控制酶褐變和非酶褐變，對蟲及蟲卵有殺死作用。,注意控制食品中SO2殘留量（蘑菇70ppm，干制品200ppm）。 方法：亞硫酸鹽浸泡、硫熏煙。在硫熏室內(nèi)加入0.10.8%硫磺粉燃燒30min5h。抑制氧化酶作用和化學(xué)性氧化。,（3）浸堿 李子，葡萄等水果表面蓋有較厚的護(hù)膜和疏水性石蠟。為提高干燥效率，在沸騰0.5-1.0%NaOH 或（Na2CO3、NaHCO3）液中浸泡5-20s。,（4）嫩化處理：為防止干燥中組織變脆、崩裂，常放于甘油，山梨醇溶液浸泡嫩化。 （5）保色處理：浸在食鹽中防色變；對花色素變色有一定效果。,二、干制方法,干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類。 自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法：曬干、風(fēng)干、陰干。,曬干和風(fēng)干,曬干就是直接在陽光暴曬物料，利用輻射能進(jìn)行干制的過程。 物料獲得從太陽中來的輻射能后，其溫度就隨之而上升，物料內(nèi)水分受熱而向它表面的周圍介質(zhì)蒸發(fā)，物料表面附近的空氣即處于飽和狀態(tài)，并和周圍空氣形成水蒸氣分壓差，于是在空氣自然對流循環(huán)中就不斷促使食品中水分向空氣中蒸發(fā)，直至它的水分含量降低到和空氣溫度及其濕度相適應(yīng)是平衡水分為止。,炎熱和通風(fēng)是最適宜曬干的氣候條件。 曬干主要用于干制固態(tài)食品如果蔬魚肉。曬干需要場地。食品的曬干有采用懸掛架的；有曬盤（放在曬架上）；曬席（鋪在地上）。曬干時(shí)間一般需2-3天，長的10days，最長達(dá)3-4weeks.,人工干制,在常壓或減壓環(huán)境利用人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品，有專用的干燥設(shè)備。 常見設(shè)備有空氣對流干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備。,（一）空氣對流干燥,空氣對流干燥是最常見的食品干燥方法，這類干燥在常壓下進(jìn)行，食品也分批或連續(xù)地干制，而空氣則自然或強(qiáng)制地對流循環(huán)。 流動的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時(shí)還要為載料盤或輸送帶增添補(bǔ)充加熱裝置。 采用這種干燥方法時(shí)，在許多食品干制時(shí)都會出現(xiàn)恒率干燥階段和降率干燥階段。因此干制過程中控制好空氣的干球溫度就可以改善食品品質(zhì)。,1）柜式干燥設(shè)備,（1）特點(diǎn)：間歇型，小批量、設(shè)備容量小、操作費(fèi)用高。 （2）操作條件： 空氣溫度94，空氣流速2-4m/s。 （3）適用對象 果蔬或價(jià)格較高的食品。 作為中試設(shè)備，摸索物料干制特性，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。,2）隧道式干燥設(shè)備,為了提高產(chǎn)量，擴(kuò)大柜式干燥設(shè)備的容量，出現(xiàn)了隧道式干燥設(shè)備，它長達(dá)10-15米的干燥室，可容納5-15輛裝料小車。 操作屬半連續(xù)性；結(jié)構(gòu)簡單，有廣泛適應(yīng)性，干燥迅速，不易受損，各物料的干燥過程基本一致。是目前國內(nèi)外廣泛使用的一種干燥設(shè)備。,一些定義： 高溫低濕空氣進(jìn)入的一端熱端 低溫高濕空氣離開的一端冷端 濕物料進(jìn)入的一端濕端 干制品離開的一端干端 熱空氣氣流與物料移動方向一致順流 熱空氣氣流與物料移動方向相反逆流,（1）逆流式隧道干燥設(shè)備,濕端即冷端，干端即熱端。 濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂適合于干制水果。,干端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍然比較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫?zé)峥諝庀嘟某潭?。此時(shí)，若干物料的停留時(shí)間過長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過66-77。 由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應(yīng)降低，最終水分可低于5%。,注意問題： 逆流干燥，濕物料載量不宜過多，因?yàn)榈蜏馗邼竦目諝庵?，濕物料水分蒸發(fā)相對慢，若物料易腐敗或菌污染程度過大，有腐敗的可能。 載量過大，低溫高濕空氣接近飽和，物料增濕的可能。,（2）順流隧道式干燥,濕端即熱端， 冷端即干端。 濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空氣溫度如80-90，進(jìn)一步加速水分蒸干而不至于焦化。,干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應(yīng)增加，干制品水分難以降到10%以下，因此吸濕性較強(qiáng)的食品不宜選用順流干燥方式。 順流干燥，國外報(bào)道只用于干制葡萄。,（3）雙階段干燥,順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高； 逆流干燥：后期干燥能力強(qiáng)； 雙階段干燥：取長補(bǔ)短。 特點(diǎn)：干燥比較均勻，生產(chǎn)能力高，品質(zhì)較好 用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等）,3）輸送帶式干燥,特點(diǎn)：操作連續(xù)化（減輕體力勞動）、自 動化、生產(chǎn)能力大。適宜生產(chǎn)單一 產(chǎn)品（因?yàn)樯a(chǎn)初始和結(jié)束時(shí)制品 品質(zhì)不好控制）。 可分單干燥段和雙干燥段。,蔬菜脫水干制時(shí)第一段所用的加熱溫度比隧道式干燥設(shè)備低一些，因?yàn)闊峥諝獯┻^物料層，以致于水分蒸發(fā)速度較大，為了避免因蒸發(fā)速度高而發(fā)生表面硬化、蛋白質(zhì)變性和焦化等，就必須嚴(yán)格控制溫度。第二段的溫度比第一段低5-8 ，第三段的溫度比第二段低5 。,4）氣流干燥,用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品（含水低于35-40%）在熱空氣中干燥。 特點(diǎn)： 干燥強(qiáng)度大，懸浮狀態(tài)，物料最大限度地與熱空氣接觸； 干燥時(shí)間短，0.55秒，并流操作； 散熱面積小，熱效高，小設(shè)備大生產(chǎn)； 適用范圍廣，物料(晶體)有磨損，動力消耗大。 適用對象：水分低于35%40%的物料。,熱空氣溫度121-190 ，流速7.2-13米/秒。,8）流化床干燥,使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。 適用對象：粉態(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）。 單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動流化床干燥器；振動流化床干燥器。,9）噴霧干燥,噴霧干燥就是將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進(jìn)行脫水干燥過程。 設(shè)備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等主要部分組成。 噴霧干燥的特點(diǎn)： 蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低。 噴霧干燥的典型產(chǎn)品： 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。,（1）常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型 壓力噴霧：液體在高壓下（700-1000kPa）送入噴霧頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方式經(jīng)噴嘴孔向外噴成霧狀，一般這種液滴顆粒大小約100-300m，其生產(chǎn)能力和液滴大小通過食品流體的壓力來控制。 離心噴霧：液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的盤中（5000-20000rpm），在離心力的作用下經(jīng)圓盤周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小10-500m。,（2） 空氣加熱系統(tǒng) 蒸汽加熱；電加熱。溫度150300，食品體系一般在200 左右。 （3） 干燥室 液滴和熱空氣接觸的地方，可水平也可垂直，為立式或臥