果蔬干制加工技術(shù)

第四章 果蔬干制加工果蔬干制〔Drying〕---是指果蔬原料經(jīng)預(yù)處理后，在自然或人工條件下脫除肯定水分，使產(chǎn)品到達(dá)可以長(zhǎng)期保藏程度的工藝過程。自然枯燥：利用自然條件枯燥的過程。如利用太陽、風(fēng)力曬干或陰干。人工枯燥(脫水 Dehydration)：在人工控制條件下,促使食品水分蒸發(fā)的過程。第一節(jié)果蔬干制原理一、果蔬中水分的狀態(tài)1．果蔬中水分存在的狀態(tài)一般果品含水量為70%～90%；蔬菜為75%～95%。果蔬中除水分以外的物質(zhì)，統(tǒng)稱為干物質(zhì)，包括可溶性物質(zhì)與不溶性物質(zhì)。化學(xué)結(jié)合水：按定量比結(jié)實(shí)地和化學(xué)物質(zhì)結(jié)合的水分，即存在于化合物中的水分?！芍埔话悴荒艹?。物化結(jié)合水：不按定量比于物質(zhì)結(jié)合，主要有兩種形式：吸附結(jié)合水〔膠體結(jié)合水：被膠體微粒外表力場(chǎng)所吸附的水分。——干制很難除去。滲透結(jié)合水：因滲透壓的作用而保持在細(xì)胞內(nèi)的水分。結(jié)合力較吸附結(jié)合水小，可以因滲透壓的差異經(jīng)細(xì)胞壁向外集中。——干制時(shí)可局部除去。機(jī)械結(jié)合水(游離水)布滿在物料組織內(nèi)毛細(xì)管中和附著在物料外表的潮濕水分，呈游離狀態(tài)，可溶解可溶性固形物，占果蔬水分總量的絕大局部。干制時(shí)很簡(jiǎn)潔除去。水分含量的表示方法〔1〕濕基含水量(相對(duì)含水量) 〔2〕干基含水量(確定含水量)平衡水分和自由水分①平衡水分——在肯定的枯燥條件下，當(dāng)果蔬排出的水分與吸取的水分相等時(shí)，果蔬的含水量稱為該枯燥條件下的平衡水分，也稱平衡濕度或平衡含水量。②自由水分——在肯定枯燥條件下，能夠排解的水分，自由水分是果蔬中所含的大于平衡水分的水。果蔬中除水分以外的物質(zhì)，統(tǒng)稱為干物質(zhì)，包括可溶性物質(zhì)與不溶性物質(zhì)。4．果蔬中的水分活度與干制品的保藏由運(yùn)動(dòng)的水分子與純水中的自由水分子之比度下純水的蒸汽壓之比。水分活度范圍：0～1，純水的AW=1。水分活度表示水與食品的結(jié)合程度；Aw值越小，結(jié)合程度越高，脫水越難；水分活度只有在水未凍結(jié)前有意義，此時(shí)水分活度是食品組成與濕度的函數(shù)。第Iw0～0.250～0.7g/g第Ⅱ區(qū)段是多層水分子區(qū)：水是靠近溶質(zhì)的多層水分子，它通過氫鍵與鄰近的水以及產(chǎn)品中極性較弱的基團(tuán)締合，其Aw在0.25～0.8之間，這種狀態(tài)下的水稱為Ⅱ型束縛水。這0.07g-0.14～0.33g／gI區(qū)和Ⅱ區(qū)的水通常占總水分含量的5%以下。第Ⅲ區(qū)段包括產(chǎn)品組織內(nèi)和組織間隙中的水以及細(xì)胞內(nèi)的水和凝膠中束縛的水，除流淌性受到阻礙外，在其他方面與稀鹽溶液中水具有類似的性質(zhì)，其Aw在0.80～0.99之間，這0.14～0.33g/g干物質(zhì)，20g/g95%以上。水分活度與微生物每種產(chǎn)品都有肯定的AwAw閾值水分活度與酶的活性水分活度降低，酶的活性也降低；1因此，在干制前，需進(jìn)展熱燙處理，以鈍化果蔬中的酶。二、枯燥機(jī)理3.水分的集中作用水分移動(dòng)的動(dòng)力溫度梯度 物料的溫度沿某一方向遞減或遞增的趨勢(shì)。升溫：外高內(nèi)低——阻力 降溫：外低內(nèi)高——?jiǎng)恿穸忍荻?物料的濕度度沿某一方向遞減或遞增的趨勢(shì) 果蔬干制過程中始終是動(dòng)力。水分的集中作用水分移動(dòng)的過程水分的外集中(外表汽化)作用：在溫度梯度和濕度梯度的作用下，物料外表水分向枯燥介質(zhì)集中的現(xiàn)象。水分的內(nèi)集中作用：在溫度梯度和濕度梯度的作用下，水分從物料內(nèi)部向物料外表集中的現(xiàn)象。外表汽化掌握與內(nèi)部集中掌握外表汽化掌握---在恒速枯燥階段，物料內(nèi)部還存在大量水分，物料外表為水分所飽象稱為外表汽化掌握。內(nèi)部集中掌握---在降速枯燥階段，隨著物料水分含量的削減，水分的內(nèi)部集中速度內(nèi)部集中掌握。三、影響枯燥速度的因素1．枯燥的環(huán)境條件枯燥介質(zhì)的溫度：溫度上升，空氣所能夠容納的水蒸氣就會(huì)增多，空氣的濕含量就增大。果蔬的水分就簡(jiǎn)潔蒸發(fā)，枯燥速度就會(huì)加快。反之，溫度低，空氣的濕含量小，枯燥速度就慢。果蔬干制不宜承受過高溫度的緣由流失；原料中的糖分和其他有機(jī)物因高溫而分解或焦化，有損成品外觀和風(fēng)味；高溫低濕會(huì)引起原料外表結(jié)殼，阻礙內(nèi)部水分的進(jìn)一步蒸發(fā)?？菰锝橘|(zhì)的濕度：空氣的相對(duì)濕度愈小，水分蒸發(fā)的速度就愈快；相對(duì)濕度又受溫度的影響：空氣溫度上升，相對(duì)濕度就會(huì)削減；反之，溫度降低，相對(duì)濕度就會(huì)增大；在溫度不變時(shí)，相對(duì)濕度愈低，則空氣的飽和差就愈大；在干制過程中，可以承受上升溫度和降低相對(duì)濕度來提高果蔬的枯燥速度?？菰锝橘|(zhì)的相對(duì)濕度也打算干制品的終點(diǎn)含水量。相對(duì)濕度愈低，干制品的含水量也愈低?？諝獾牧魈仕俣瓤菰锟諝獾牧魉僭酱?，果蔬的枯燥速度越快可以將外表蒸發(fā)出的、聚攏在果蔬四周的水蒸氣迅速帶走，準(zhǔn)時(shí)補(bǔ)充未飽和的空氣；促使枯燥介質(zhì)所攜帶的熱量快速傳遞給果蔬原料，以維持水分蒸發(fā)所需的溫度；3m/s以下時(shí)，水分的蒸發(fā)速度與風(fēng)速大體成正比例增加。2．原料性質(zhì)和狀態(tài)果蔬種類：不同原料，所含各種化學(xué)成分的保水力不同，組織和細(xì)胞構(gòu)造性的差異，品，枯燥速度慢；反之，枯燥速度快。果蔬干制前預(yù)備處理 如：去皮、切分、熱燙、浸堿、熏硫等，對(duì)干制過程均有促進(jìn)作用。原料裝載量裝載量和裝載厚薄裝載量的多少、厚薄要以不阻礙空氣流通為原則，以便于熱量的傳遞和水蒸氣的外逸；枯燥過程中物料體積會(huì)發(fā)生變化，調(diào)整其厚薄，枯燥初期宜薄些，枯燥后期可適當(dāng)厚些。五、原料在脫水過程中的變化1．物理變化20%～35%，質(zhì)量約為鮮重的6%～20%?？菰锫剩涸硝r重與枯燥成品之比，即生產(chǎn)一份干制品所需穎原料的份數(shù)。干縮果蔬組織均勻而緩慢地失水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生均勻收縮，使產(chǎn)品保持較好的外觀；當(dāng)用高溫枯燥形，且易消滅干裂和裂開等現(xiàn)象；在干制品塊、片不同部位上所產(chǎn)生的不相等收縮，又往往造成奇形怪狀的翹曲，進(jìn)而影響產(chǎn)品的外觀。透亮度的轉(zhuǎn)變食品透亮度打算于果蔬組織細(xì)胞間隙存在的空氣，空氣排解得愈徹底，則干制品愈透亮；穎果蔬細(xì)胞間隙中的空氣在干制時(shí)受熱排解使優(yōu)質(zhì)的干制品呈半透亮狀態(tài)； 排除組織內(nèi)及細(xì)胞間的空氣，既可改善外觀，又能削減氧化，增加制品的保藏性。外表硬化現(xiàn)象產(chǎn)品外表水分的汽化速度過快，而內(nèi)部水分集中速度慢，不能準(zhǔn)時(shí)移動(dòng)到產(chǎn)品外表，從而使外表迅速形成一層干硬殼的現(xiàn)象。產(chǎn)品干制時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部的溶質(zhì)分子隨水分不斷向外表遷移，積存在外表上形成結(jié)晶，從而造成硬殼?！a(chǎn)品外表硬殼產(chǎn)生以后，水分移動(dòng)的毛細(xì)管斷裂，水分移動(dòng)受阻，大局部水分封閉在產(chǎn)品內(nèi)部，形成外干內(nèi)濕的現(xiàn)象，干制速度急劇下降多孔性產(chǎn)品內(nèi)部不同部位水分含量的顯著差異造成了干燥過程中收縮應(yīng)力的不同；枯燥很慢枯燥產(chǎn)品內(nèi)就消滅大量的裂縫和孔隙，常稱為蜂窩狀構(gòu)造。物質(zhì)不均一化枯燥過程中的水分流——水分不均一化：外干內(nèi)濕； 枯燥過程中的物質(zhì)流——物質(zhì)不均一化：可溶性物質(zhì)外高內(nèi)低；當(dāng)回軟——即物質(zhì)的均一化過程2．化學(xué)變化〔1〕顏色變化 酶促褐變：在有氧的狀況下，由氧化酶類引起果蔬所含的酚類物質(zhì)〔單寧、兒茶酚、綠原酸等、酪氨酸等成分氧化而產(chǎn)生褐色物質(zhì)的變化。防止措施： 隔絕或削減與氧接觸 滅酶或者抑酶 抗氧化劑處理2．化學(xué)變化顏色變化非酶褐變：美拉德反響金屬離子引起的褐變，金屬對(duì)褐變作用的促進(jìn)挨次是錫、鐵、鉛、銅。蔬菜中含有的胡蘿卜素、葉綠素因受熱與其他物質(zhì)反響變色。焦糖化作用。養(yǎng)分成分的變化糖分的變化果蔬中含果糖和葡萄糖均不穩(wěn)定，易氧化分解；糖的焦糖化反響也會(huì)導(dǎo)致糖分的損失；干制時(shí)間越長(zhǎng)，糖分損失越多，產(chǎn)品質(zhì)量越差；糖分損失隨溫度的上升和時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，溫度過高時(shí)糖分焦化，顏色加深，味道變差。維生素的變化在干制時(shí)，以維生素C氧化破壞最快。維生素C的破壞程度除與干制環(huán)境中的氧含量使維生素免遭破壞，此外；在酸性溶液或者在高濃度糖溶液中則較穩(wěn)定。其他維生素在干制時(shí)也有不同程度的破壞。風(fēng)味物質(zhì)的變化果蔬通過干制加工，常由于高溫加熱使其揮發(fā)性芳香物質(zhì)損失較多，從而使得干制品食用時(shí)芳香氣味和鮮味缺乏——為此常從干制設(shè)備中回收或冷凝外逸的蒸汽再加回到干制品中，以便盡可能保存它的原有風(fēng)味。其次節(jié) 干制方法與主要設(shè)備一、干制方法概述自然干制：方法簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)潔，但自然干制受氣候條件影響大。人工干制：人工枯燥是人為掌握枯燥環(huán)境和枯燥過程而進(jìn)展枯燥的方法。人工干制可大大縮短枯燥時(shí)間，并獲得高質(zhì)量的干制產(chǎn)品。設(shè)備費(fèi)用高，操作技術(shù)比較簡(jiǎn)單，本錢較高。按枯燥時(shí)的熱作用方式分為：借助空氣加熱的對(duì)流式枯燥設(shè)備 借助熱輻射的熱輻射式枯燥設(shè)備 借助電磁感應(yīng)加熱的感應(yīng)式枯燥設(shè)備依據(jù)加工操作分為：間歇式烘干室 連續(xù)式通道烘干室二、常用的干制設(shè)備1．隧道式枯燥機(jī)〔1〕逆流式枯燥機(jī) 〔2〕順流式枯燥機(jī)〔3〕混合式枯燥機(jī)2．帶式枯燥機(jī)帶式枯燥機(jī)適應(yīng)于單品種、整季節(jié)的大規(guī)模生產(chǎn)。圖流化床枯燥機(jī)多用于顆粒狀物料的干制。可以用于連續(xù)化生產(chǎn)，物料顆粒和枯燥介質(zhì)親熱接觸，并且不經(jīng)攪拌就能到達(dá)枯燥均勻的要求。三、其他枯燥方法1．紅外線枯燥利用輻射傳熱枯燥的一種方法；紅外線輻射元件發(fā)出的紅外線輻射到物體外表時(shí)，可被物體吸取、折射或反射；當(dāng)紅外線的波長(zhǎng)和被枯燥物料的吸取波長(zhǎng)相匹配時(shí)，引起物料中的分子猛烈振動(dòng)，在物料內(nèi)部發(fā)生劇烈摩擦產(chǎn)生熱而到達(dá)枯燥的目的。微波枯燥微波枯燥就是利用微波為熱輻射源，加熱果蔬原料使之脫水枯燥的一種方法。具有較強(qiáng)穿透性，能夠深入到內(nèi)部進(jìn)展均勻加熱不會(huì)轉(zhuǎn)變和破壞物質(zhì)分子構(gòu)造及分子中發(fā)，而固形物則不易過熱，養(yǎng)分物質(zhì)及色、香、味不易遭到破壞?？菰锼俣瓤?、干制品質(zhì)好、熱效率高。真空冷凍枯燥也被稱為冷凍升華枯燥、升華枯燥。常被簡(jiǎn)稱為“凍干”分先凍結(jié)成冰，然后在較高真空度下，將冰直接轉(zhuǎn)化為蒸汽而除去，從而使食品獲得枯燥的方法。冷凍枯燥的原理水分升華當(dāng)環(huán)境壓力低于610Pa，則溫度的上升將直接導(dǎo)致水由固態(tài)變成汽態(tài)，這就是升華過程。冷凍枯燥原理當(dāng)溫度和壓力均低于三相點(diǎn)〔A點(diǎn)〕時(shí)，假設(shè)溫度不變，壓力降低；或者壓力不變，溫度上升，均可以促進(jìn)冰的升華，加速凍干過程。冷凍枯燥過程凍結(jié)及凍結(jié)過程對(duì)凍干的影響自凍法——利用物料外表水分蒸發(fā)時(shí)從物料本身吸取汽化潛熱，促使物料溫度下降，直至到達(dá)凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，物料水分自行凍結(jié)的方法。由于快速蒸發(fā)會(huì)引起食品變形或發(fā)泡現(xiàn)象，因此，不適合于外觀形態(tài)要求高的食品。預(yù)凍法——枯燥前用一般的凍結(jié)方法將食品預(yù)先凍結(jié)成肯定的外形。凍結(jié)及凍結(jié)過程對(duì)凍干的影響影響凍干產(chǎn)品的含水量：凍結(jié)率低或未凍結(jié)水分較多者，凍干品的含水量也高；影響凍干速度和凍干品質(zhì)量：凍結(jié)速度慢，降低干制品的彈性和復(fù)水性，但有利于凍干時(shí)水蒸氣逸出；食品被凍結(jié)成什么外形，影響到能否有效地吸收熱量和排出升華氣體。枯燥枯燥的兩個(gè)根本過程即熱量由熱源通過適當(dāng)方式傳給凍結(jié)體的過程和凍結(jié)體冰晶吸熱升華變成蒸汽并逸出〔升華面以外的區(qū)域〕和凍結(jié)層〔升華面以內(nèi)的區(qū)域。枯燥過程中，熱量向內(nèi)部傳入和內(nèi)部水蒸氣外散的阻力越來越大，使整個(gè)升華過程格外緩慢，枯燥本錢很高。冷凍枯燥過程的傳熱方式熱傳導(dǎo)：常用的熱源有電、石油、煤氣、自然氣和煤等，常用的載熱劑有水、水蒸氣、礦能降低枯燥本錢。(3)冷凍枯燥法的特點(diǎn)可以最大限度保存食品的顏色、風(fēng)味及養(yǎng)分，適合熱敏性食品以及易氧化食品的枯燥；可以最大限度保持食品固體框架構(gòu)造，維持原有的外形；產(chǎn)品復(fù)水性好；投資和操作費(fèi)用都大，因而產(chǎn)品本錢高,枯燥成本為一般枯燥的2～5倍以上?！?〕冷凍枯燥設(shè)備冷凍枯燥裝置的組成包括枯燥室、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、低溫冷凝系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)等局部。第三節(jié) 果蔬干制技術(shù)一、原料的選擇干制時(shí)對(duì)果品原料的要求是：干物質(zhì)含量高，風(fēng)味色澤好，肉質(zhì)致密，果心小，果皮薄，肉質(zhì)厚，粗纖維少，成熟度適宜。對(duì)蔬菜原料的要求是：干物質(zhì)含量高，風(fēng)味好，菜心及粗葉等廢棄局部少，皮薄肉厚，組織致密，粗纖維少。二、原料的處理洗滌——除去外表的污物和泥沙，保持制品清潔。分級(jí)——依據(jù)原料的品質(zhì)、大小、成熟度進(jìn)展選擇，剔除不合格的局部，以獲得質(zhì)量全都的干制品。去皮——有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，利于水分蒸發(fā)。切分——多承受機(jī)械進(jìn)展。熱燙處理 原料經(jīng)過熱燙后——鈍化氧化酶削減氧化變色和養(yǎng)分物質(zhì)的損失排解內(nèi)部空氣；其次使細(xì)胞透性增加，有利于水分蒸發(fā)，縮短干制時(shí)間。熱燙會(huì)損失一局部可溶性物質(zhì)，特別是用沸水熱燙的損失更大。切分愈細(xì)，損失愈多。0.5%的碳酸氫鈉使水呈中性或微堿性。硫處理熏硫法或亞硫酸、亞硫酸鹽類進(jìn)展浸硫。為提高硫處理的效果，應(yīng)將溶液pH調(diào)到酸性范圍。浸堿脫蠟可用氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉。目的：除去果皮上附著的蠟質(zhì)，果面上消滅微小裂紋，利于水分蒸發(fā)。留意：堿液處理時(shí)，應(yīng)保持沸騰狀態(tài)，浸堿后應(yīng)馬上用清水沖洗，或用0.25%～0.5%的檸檬酸或鹽酸浸幾分鐘以中和殘堿，再用水漂洗。三、干制技術(shù)1．工藝流程熱枯燥工藝原料→選擇、整理→清洗→切分→燙漂〔硫處理〕→裝盤烘烤→干制品→回軟→包裝冷凍枯燥工藝原料→凍干前處理→凍干→壓塊→包裝→貯藏2．技術(shù)要點(diǎn)〔1〕升溫及升溫方式低-高-低55～60℃——70～75℃——50℃左右，直到枯燥完畢。適宜于可溶性固形物含量高的果蔬，或不切分整果干制的紅棗、柿餅。高-低升溫方式在干制初期急劇上升溫度，最高可達(dá)95～100℃，——溫度可降低到70℃左右，維持一段時(shí)間后——視產(chǎn)品枯燥狀態(tài)，逐步降溫至干燥完畢。適宜于可溶性固形物含量較低的果蔬，或切成薄片、細(xì)絲的果蔬。中間方式：升溫方式介于以上兩者之間。即在整個(gè)干制期間，溫度在55～60℃的恒定狀態(tài)，直至枯燥接近完畢時(shí)再逐步降溫。此法操作技術(shù)簡(jiǎn)潔把握，成品質(zhì)量好。由于在枯燥過程中長(zhǎng)時(shí)間維持較均衡的溫度，耗能比第一種高，生產(chǎn)本錢也相應(yīng)高一些。這種升溫適宜于大多數(shù)果蔬的干制加工。通風(fēng)排濕一般當(dāng)枯燥室內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)70%以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)展通風(fēng)排濕操作。 一般還應(yīng)把握干制的前期相對(duì)濕度應(yīng)適當(dāng)高些，后期相對(duì)濕度應(yīng)低些。倒盤及物料翻動(dòng)均勻，干燥程度全都。第四節(jié)干制品的包裝、貯藏和