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1、5 食品干藏,本章学习目的与要求 1掌握食品干藏的原理 2了解食品的干制过程 3熟悉食品常用的干燥方法 4了解食品干制过程中发生的变化,干制保藏的概念 食品的干制保藏是指将食品的水分降低至足以使食品能在常温下长期保存而不发生腐败变质的水平，并保持这一低水平的食品保藏过程。 干制的目的 延长保藏期; 干制后，食品重量大大减少、液体食品变为固体食品、食品的体积也会或多或少地减小（冷冻升华干燥等除外），使得食品的贮运费用减少，贮藏、运输和使用变得比较方便。 干制后，食品的口感、风味发生变化，可产生新的食品产品。 干藏与干制的关系,概述,5.1 干藏原理,5.1.1.1 水的作用及水分活度 水是微生物
2、生长活动的必需物质，微生物只能在有水溶液存在的介质中才能生长。 介质中水溶液的浓度只要处于0-100%之间就会有微生物生长，但浓度不同时，生长的微生物种类不同。 细菌、酵母只有在含水量达30%以上的食品中生长，而霉菌在水分低至12%以下，甚至5%时还能生长。 通常引起干制品腐败变质的微生物是霉菌。,5.1.1 水分和微生物的关系,严格地说，影响食品保质期的并不是水分的总量，而是水分中的有效水分，即能为微生物、生化反应和化学反应所利用的水分。这种可参与反应的水与水分活度aw有关。,水分活度（aw）的定义为食品表面测定的蒸汽压（ ）与相同温度下纯水的饱和蒸汽压（ ）之比。 此定义仅适合于热力学平衡
3、下的理想溶液。由于大多数食品不符合理想溶液的假设，因此，依据蒸汽压测量计算出的水分活度仅仅是一个近似值。,5.1.1.2 影响水分活度的因素 （1）温度 同一食品处于不同温度时，其水分活度是不同的。 （2）环境 （3）物质自身特性,5.1.1.3 最低水分活度 任何一种微生物都有其适宜生长的水分活度范围，这个范围的下限称为最低水分活度，当水分活度低于这个极限值时，该种微生物就不能生长、代谢和繁殖，最终可能导致死亡。 微生物的种类不同，其最低aw不同； 大多数重要的腐败菌在水分活度0.90以下停止生长; 细菌芽孢的形成要比营养细胞发育需要更高的水分; 产毒菌的毒素产生量一般亦随水分活度的降低而减
4、少。 此外，微生物对水分的要求还受环境条件的影响。,各种微生物的最低水分活度,新鲜食品的aw大多在0.99以上，对各种微生物均适宜，但最先导致牛乳、肉等低酸性食品腐败的是细菌。 只有将aw降到0.75以下，食品腐败变质的速度才能显著减慢。 为了延长干制品的储藏期，必须将其aw降到0.7以下。但在室温下，即使aw降到0.7以下，一些霉菌仍会缓慢生长。在水分活度低，而糖分高的食品中也常会有耐渗透压的酵母出现。 Aw降至0.65时，能生长的微生物很少，食品可贮存1.5-2年。 决定食品干制工艺参数时，首先应考虑aw的低限，同时，将食品的种类、贮藏条件、贮藏期要求等因素考虑在内。,干制并不能将微生物全
5、部杀死； 干制过程中，食品及其污染的微生物均同时脱水，使微生物处于休眠状态。 虽然微生物能忍受干制品中的不良环境，但在干藏过程中微生物的总数会慢慢下降； 因为微生物发生了“生理干燥现象”。干制品复水后，只有残存的微生物能复苏再次生长。 微生物的耐旱能力随菌种及生长期的不同而异； 若干制品污染有致病菌、寄生虫，因其能忍受不良环境，有对人体健康构成威胁的可能，应在干制前先行杀灭。,5.1.2 干制对微生物的影响,食品中固有的酶同样需要有水分才具有活性。 随着食品中水分含量的降低，酶的活性亦随之下降；然而随着水分的减少，酶与基质的浓度同时增加，酶促反应随它们的增浓而加速。 在低水分干制品中，酶仍会缓
6、慢活动，时间一长，仍有使食品品质恶化或变质的可能。 只有当干制品的水分含量在1%以下时，酶才会完全失活。但对绝大多数食品来说，如将水分降至1%以下，会影响其风味和复水性。 因此，在干制食品前常常设法使酶钝化、失活。,5.1.3 干制对酶的影响,干制对氧化反应、非酶褐变等化学反应均有影响。 对于脂质氧化反应，当食品的水分活度小于单分子吸附水所对应的水分活度时，脂质氧化反应速度随水分活度的降低而增大；当食品的水分活度大于该值时，脂质氧化反应的速度随水分活度的降低而减小。 非酶褐变有一适宜的水分活度范围，该范围与干制品的种类、温度、pH及Cu、Fe 2等因素有关。,5.1.4 干制对其他变质因素的影
7、响,图51 食品中变质速度与 水分活度的函数关系,5.2 食品干制的基本原理,通常食品中的水分分为结合水分与非结合水分两大类。 结合水与非结合水的根本区别是其表现的蒸汽压不同。 非结合水与纯水相同，其蒸汽压即为同温度下纯水的饱和蒸汽压。 结合水分因化学和物理化学力的存在，所表现出的蒸汽压低于同温度下的纯水的饱和蒸汽压。 食品脱水干制时，最先除去的即是非结合水分。当水分减少，非结合水不存在时，被除去的首先是结合较弱的水分，其次是结合较强的水分。,5.2.1 食品中的水分,在一定的空气条件下，某食品在干制或吸湿过程中水分状态的变化可以在食品平衡水分和相对湿度的关系图中有所反映。,食品平衡水分和相对
8、湿度的关系,通常食品的水分含量是不会超过其吸湿水分的，只有当食品直接与水接触时，其水分含量才会超过吸湿水分，呈潮湿状态。这部分超过吸湿水分的食品水分称为湿润水分，即非结合水分。,蒸发水分 干制过程中食品水分从湿润水分下降到和空气状态相对应的平衡水分时所失去的水分为蒸发水分。所处的区域则为脱水干制区，即图中的B区和C区。 食品水分从吸湿水分下降到空气状态所对应的平衡水分所处的区域范围则称为去湿区，即图中B区。 自由水分 所有能被指定状态的空气带走的水分称为自由水分。,平衡水分 食品中不能为指定状态的空气带走的水分则称为平衡水分。 平衡水分即该食品在指定空气条件下物料被干燥的极限。 结合水分与非结
9、合水分，平衡水分与自由水分是两个不同的概念范畴。 水分结合与否与物质本身的性质有关，与空气的状态无关； 而平衡水分与自由水分除了与物质本身的性质有关外，还与接触的空气状态有关。,食品干制通常是以空气为干燥介质的。在稳定空气流中食品干制过程的特性可由干燥曲线、干燥速度曲线及食品温度曲线来描述。 食品不同，曲线的形状因水分和物料结合形式、水分扩散历程、物料结构及形状大小不同而异，但这些曲线的主要特征是一致的。归纳起来食品的干制过程可分为干燥初期、恒速干燥阶段和降速干燥三个阶段。,图522 食品干制过程曲线 1.干燥曲线 2.干燥速度曲线 3.食品温度曲线,5.2.2 食品干制过程的特性,（1）干燥
10、初期（AB段） 即被干燥食品的一个预热阶段。食品温度至与空气状态相对应的湿球温度，食品含水分量沿曲线逐渐下降，干燥速度从零最高值。 这一阶段持续的时间长短取决于物料的厚度。,（2）在恒速干燥阶段（BC段） 干燥速度恒定不变； 食品含水量随干燥时间的延长而直线下降； 食品温度（t食）不随时间的变化而变化，等于空气状态对应的湿球温度。 因此，即使在高温下容易变质、破坏的物料，亦可采用较高的空气温度来加速水分的蒸发。 此阶段持续的长短与食品含非结合水分的多少及食品内部水分扩散情况有关。,（3）降速干燥阶段 食品干制到某一水分，即第一临界水分时，干燥速率减慢，进入降速干燥阶段（CDE段）。 临界水分含
11、量与物料本身的结构、分散程度有关，也受干燥介质条件的影响。 食品温度（t食）会不断上升，直至空气的干球温度； 食品含水量（W食）的下降逐渐减慢，并按渐近线向平衡水分靠拢； 食品干燥速度（dW食/d）会迅速下降，当W食W平衡时，食品干燥速度（dW食/d）等于零。,引起干燥速度下降的原因,实际汽化表面减小。 随着汽化表面的内移，传热、传质途径加长，阻力增大，造成干燥速度下降。 食品表面的水分蒸汽压下降。 物料内部的水分扩散速率低于水分的汽化速率。 对于非多孔性物料，蒸发面不可能内移，当表面水分除去后，干燥速率取决于固体内部的水分扩散。内扩散是一个很慢的过程，且扩散速率随含水量的减少而下降。,由于降
12、速干燥末期，食品温度会逐渐上升到空气的干球温度。过高的温度会影响干燥食品的品质，因此在干燥末期食品表面水分蒸发接近结束时，应设法降低食品表面水分蒸发率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品表面层受热过度，导致不良后果。,5.2.3.1 影响湿热传递的因素 （1）物料的颗粒大小 为了提高干燥速率，通常在干制前将大块的食品分割成小块或薄片。 食品与外界环境进行湿热交换的表面积增大； 缩短了热量向食品中心传递和水分从食品中心外移的距离。 （2）干燥介质的温度 传热速率方程式： 传热介质与食品间的温度差越大，传热的速率越快，水分蒸发的速度因而加快。 但当加热介质为空气时，单纯提高空气温度，
13、其作用有限。,5.2.3 干制过程的湿热传递及其影响因素,（3）空气流速 以空气为加热介质和干燥介质时，加速空气的流速可以加快干燥的速度。 （4）空气相对湿度 以空气作干燥介质时，食品干燥的条件是空气的水分分压应低于食品表面的水分蒸汽压。 空气的相对湿度越低，则食品表面与干燥空气之间的水蒸汽压差越大，传质速度也就越快。 空气的相对湿度除了能够影响湿热传递的速度外，还决定了食品的干燥程度。,(5)真空度 在真空条件下采用与常压下同样的加热强度干燥食品，可以加速食品的干燥、得到质地较疏松的产品； 干制可以在较低温度下进行，对于热敏性食品的脱水干制尤其重要。,5.2.3.2 食品干制过程的湿热传递
14、(1) 物料的给湿过程 给湿过程 当物料的水分含量高于吸湿水分时，物料表面的水分受热向周围介质中扩散，而物料表面又被其内部向外扩散的水分所湿润。此时，水分从物料表面向外扩散的过程称为给湿过程。 给湿过程的干燥强度大于自由液面水分蒸发强度 给湿过程的水分蒸发与自由液面的水分蒸发相似，但食品表面粗糙，水分蒸发面积大于其几何面积； 毛细管多孔性物料内部也有水分蒸发,给湿过程水分蒸发强度可以用下列公式进行计算：,W 食品表面水分蒸发强度，kg/m2hr P0w 和潮湿物料表面湿球温度相对应的饱和水蒸汽压，mmHg Pv 空气的水蒸汽压，mmHg C 潮湿物料表面的给湿系数,kg/m2hrmmHg,可按
15、C= 0.0229+0.0174v 进行计 ，空气垂直流向液面时值加倍 。 v空气流速，m/s B大气压，mmHg 由上式可见，给湿过程的水分蒸发强度主要取决于空气的温度、相对湿度、流速以及食品表面向外扩散蒸汽的条件（如蒸发面积和形状等）。,(2) 物料内部水分的扩散过程 导湿过程 在水分梯度的作用下，食品内部水分将以液体或蒸汽形式由高水分区域向低水分区域迁移，这就是所谓的导湿过程。,导湿过程中的水分迁移量可以按下列公式计算： S水 物料内单位时间单位面积上的水分迁移量，kg/m2hr K导湿系数，m2/hr 0单位潮湿物料容积内绝干物质重量，kg干物质/ m3 水分梯度，kg/kg干物质m
16、式中，负号表示水分迁移方向与水分梯度方向相反。,水分梯度和水分流向的关系,导湿系数K在干燥过程中并不是一个定值，它随物料结合水分的状态而变化的。 K与温度也有关，K值与温度的n次方成正比，n值通常在10-14之间。,图56 物料水分和导湿系数间的关系 I.吸附水分 .毛细管水分 .渗透水分,导湿温性 在对流干燥过程中，物料表面的温度常常高于物料中心的温度，在物料内部建立起一定的温度差。 温度梯度会促使水分从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性，又叫雷科夫效应。 导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂的现象： 首先，高温会使水分的蒸汽压升高，促使水分以蒸汽的形式向温度低处转移； 其次，由于表面
17、张力随温度的升高而降低，从而使毛细管势增加，水分就以液体形式由较热进到较冷层。 再者，在温差的作用下，由于毛细管内挤压空气扩张的作用会使毛细管水分顺着热流方向转移。,由导湿温性所引起的水分转移量可以用下式计算： S温物料内单位时间单位面积上的水分迁移量，kg/m2hr 湿物料的导湿温系数，即温度梯度为1/m时，物料内部建立起来的水分梯度 。 温度梯度，/m2 导湿温系数取决于食品的含水量与物性。,S温K0,图 57 导湿温性和物料水分的关系,一般说来，干制过程中湿物料内部导湿现象和导湿温性同时存在。若二者方向相同，则它们所推动的水分转移总量为： SS水S温 在干燥过程中往往是物料表面的温度高于
18、物料中心的温度，表面水分含量低于中心水分含量，即温度梯度与水分梯度的方向正好相反，两者所推动的水分转移也方向相反。,若导湿情况比导湿温现象传导强，则水分由水分含量高处向水分含量低处转移，导湿温性成为水分扩散转移的阻碍因素。 在大多数干制情况下，湿物料内部的情况属于这种情况。此时，水分的总转移量为： 若导湿温性比导湿情况强，则水分由水分含量低处向水分含量高处转移，导湿过程成为水分扩散转移的阻碍因素。 即物料表面水分会向物料内部转移，而物料表面同时进行着水分的蒸发，这样物料的表面会很快被干燥，温度也迅速上升，只有当物料内部因水分的蒸发而建立起足够的压力，水分转移方向才会改变。这种情况一般出现在降速
19、干燥阶段。,SS水 S温,5.3 食品的干制方法,5.3.1 自然干燥 5.3.2 人工干燥,5.3.1 自然干燥,自然干燥就是在自然环境条件下干制食品的方法，如晒干、风干等。 晒干 即直接在阳光下曝晒物料，利用辐射能进行干制的过程。炎热干燥和通风是最适合于晒干的气候。 风干 即利用的是大风干燥的气候，由于物料周围的介质中水分含量低，物料表面和周围介质之间形成蒸汽压差，在蒸汽压差的推动下，水分由物料表面扩散到周围空气中，空气的流动使其扩散系数增大，加速了物料的干燥。,自然干燥的特点,优点 自然干燥方法简单、管理粗放； 设备要求不高、不需要特别的能源、生产费用低； 还能使尚未完全成熟的原料在干燥
20、过程中进一步成熟。 缺点 自然干燥的干燥时间较长，食品质量较差； 受到气候条件的限制； 需要较大的场地； 生产者的劳动强度大，劳动生产率低； 食品很容易受到灰尘、杂质、昆虫的污染，鸟类及啮齿动物的侵袭，食品的卫生也很难保证，物料的损耗较大。,5.3.2 人工干燥,人工干燥就是在人工控制的条件下对食品进行干燥的方法。 人工干燥的最大优点是不受气候限制，干燥时间短，产品清洁、卫生、质量好。 根据供热方式的不同对干燥机进行分类可以分为： 直接加热式干燥 间接加热式干燥 红外或高频干燥 在每种类型中，干燥机都能在常压下操作或在真空的条件下操作。,5.4 干制对食品品质的影响,5.4.1 干制对食品物理
21、性质的影响 5.4.2 干制对食品化学性质的影响,5.4.1 干制对食品物理性质的影响,5.4.1.1 干缩 干缩是物料失去弹性时出现的一种变化，这是不论有无细胞结构的食品干制时最常见的、最显著的变化之一。 理想的干缩是物料几何尺寸随着水分的消失而均衡地呈线性收缩。但实际上由于物料内水分分布的不均匀性、物质结构的不均匀性以及物料各部位受热的不均匀性的影响，物料干燥时均匀干缩几乎是不可能的。 物料不同，干制工艺条件不同，干制过程中产品的干缩程度和干缩后的形状也各有差异。,干制过程中，被干燥物的形状变化,蔬菜丁的形状变化,干燥速度对产品干缩程度的影响,缓慢干燥的食品干缩程度高，有深度内凹的表面层和
22、较高的密度。 这类产品由于密度大、内部孔洞少，不易氧化，贮存期长，包装材料和贮运费用较为节省，但其复水性差。 快速干燥的食品干缩程度相对较低，具有轻度内凹的干硬表面、为数较多的内裂纹和气孔，密度小。 这类产品复水性好，但包装和贮运费用大，易氧化，贮存期短。,5.4.1.2 表面硬化,表面硬化是指干制品外表干燥硬化而内部仍然软湿的现象。 导致干燥过程中物料表面硬化的主要原因 （1）干燥过程中，物料内部的溶质随水分向物料表面的不断迁移和积累,在表面产生结晶，这些物质会将干制时正在收缩的微孔和裂缝加以封闭，在微孔收缩和溶质堵塞的双重作用下出现了表面硬化； （2）由于干燥初期，食品物料与干燥介质间温差
23、和湿度差过大，致使物料表面温度急骤升高，水分蒸发过于强烈，内部水分向食品表面迁移的速度滞后于表面水分汽化速度，从而使物料表面迅速干燥，形成层干硬膜，造成物料表面的硬化。,后果 物料表面出现的干硬膜是热的不良导体，且渗透性差，又阻碍了物料内部水分的蒸发，以致将大部分残留水分保留在食品内，同时使干燥速率急剧下降，对进一步干燥造成困难。 避免物料表面发生硬化的方法 调节干燥初期水分的外逸速度，保持水分蒸发的畅通性。一般是在干燥初期采用高温、含湿较大的介质进行脱水，使物料表层附近的湿度不致变化太快。,5.4.1.3 物料内多孔性的形成,物料内部多孔性的产生是由于物料中的水分在干燥进程中被去除，原来被水
24、分所占据的空间由空气填充而成为空穴，干制品组织内部就形成一定的孔隙而具有多孔性。 多孔性食品复水迅速、口感好是其主要优点。 为了加速传质，不少干燥技术或干燥前的预处理力求促使物料形成多孔性结构。实际上多孔结构物料是很好的绝热体，而任何一个干燥过程都是传热和传质相结合的过程，因此，通过使物料形成多孔性结构来加速干燥是否有效，要视其对传热和传质过程的综合影响而论。,5.4.1.4 溶质迁移现象,食品在干燥过程中，由于食品表层的收缩使其内部受压，促使其内部水溶液穿过孔隙、裂缝和毛细管向外流动。 表面水分蒸发后，其水溶液的浓度逐渐升高，导致食品表面溶液与食品内部溶液之间现出浓度差，在这个浓度差的推动下
25、，溶质由物料表面向内部扩散。 上述两种方向相反的溶质迁移，导致了溶质在食品内的重新分布。干制品内溶质分布是否均匀，最终取决于干制工艺条件是否选择控制得当。,5.4.2 干制对食品化学性质的影响,干制过程中发生的化学变化对干制品及其复水后的品质，如色泽、风味、质地、粘度、复水性、营养价值、贮藏性等都会产生影响。 食品种类不同，所发生的变化不同，变化程度亦随食品成分和干制工艺条件而异。,5.4.2.1 营养成分,在干制过程中，食品的营养成分多少会有一些损耗。复水干制品与新鲜食品相比，其品质总是低于新鲜食品。 （1）碳水化合物 果糖和葡萄糖不很稳定，易于分解，高温长时间的脱水干制会导致糖分损耗 链接
26、 加热时碳水化合物含量较高的食品极易焦化； 仍具有生命活动的食品在自然干燥过程初期的呼吸作用也会导致糖分分解； 还原糖会和有机酸反应而出现褐变。,（2）脂肪 食品中的油脂在干制过程中极易被氧化，干燥温度越高、时间越长，氧化程度越严重。 （3）蛋白质 现象：含蛋白质较多的干制品在复水后，其外观、含水量及硬度等均不能回复到新鲜时的状态。 影响因素：干燥温度、时间、水分活度、pH值、脂肪含量及干燥方法等因素。 （4）维生素（影响因素：预处理的小心程度、脱水干制方法、操作严格程度等。 ）,5.4.2.2 色泽 干制过程中食品发生色泽变化主要是由以下因素所引起的： a.食品干制后其物理和化学性质的变化；
27、 b.食品中色素的变化； c.酶促褐变和非酶褐变。 5.4.2.3 风味 食品失去部分挥发性风味成分是脱水干制时常见的化学变化。 措施：,5.合理选择食品干制工艺条件和干制方法,食品的干燥过程涉及复杂的化学、物理和生物学的变化，对产品品质和卫生标准要求很高，有些干燥制品还要求具有良好的复水性。 应根据物料的性质、产品的品质要求，并考虑投资费用、操作费用等因素，正确合理地选择干燥方法和相应的干燥工艺条件。 食品干制工艺条件主要由控制干燥速率、物料临界水分和干制食品品质的主要参变数组成。 如干制过程中所用的工艺条件能达到最高技术经济指标的要求，即干燥时间最短，热能、电能消耗量最低和干制品质量最高，
28、则称为最适宜的干制工艺条件。 在具体干燥设备中很难实现最理想的干制工艺条件，为此，作必要修改后的适宜干制工艺条件称为合理干制工艺条件。,在选用合理工艺条件时主要应考虑以下几个方面：,（1）应使食品表面水分蒸发速度尽可能等于食品内部水分扩散率，同时力求避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部水分扩散速度。 （2）在恒速干燥阶段，应在保证食品表面水分蒸发不超过物料内部导湿性所能提供的扩散水分的原则下，尽可能提高空气温度，以加速食品的干燥。 （3）食品表面水分蒸发接近结束时，应降低食品表面水分蒸发率，使它能和逐步降低的内部水分扩散率一致，以免食品表面层受热过度，导致不良后果
29、。 （4）干燥末期干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。,5.6 干制食品的包装和贮藏 5.6.1 包装前干制品的处理,5.6.1.1 分级除杂 目的 使产品合乎规定，便于包装，提高产品的商品价值。 常用的分级设备 振动筛 除杂方法 大小合格的产品在移动速度为3-7mmin-1的输送带上进行人工挑选，剔除变色、残缺和不良成品。 金属块、石块、泥块等杂质常用筛选、风选法除去，也常采用磁铁吸除金属杂质。,5.6.1.2 均湿处理 均湿处理常称为回软或发汗，即成品在密闭室或容器内进行短暂贮藏，以便水分在干制品内部或干制品之间进行扩散或重新分布，最后达到均匀一致。 5.6.1.3 灭虫 果蔬
30、干制品和包装材料在包装前都应经过灭虫处理。 物理的方法：低温贮藏（2-10） 、高温热处理 化学的方法：烟熏是常用的化学方法。,5.6.1.4 速化复水处理,目的：缩短干制品重新吸回水分的时间。 压片法 即将颗粒制品压制成薄片，薄片比颗粒复水速度快得多。经过压片处理的产品只受到挤压，它的细胞结构未受到破坏，复水后能迅速恢复原来的形状和大小。在进行压片处理时也常采用破坏细胞的速化复水处理方法（1230%210%）。 刺孔法 将半干的果片先行刺孔后再进行干制，使其水分进一步降低。这种方法不仅可以加速干制品的复水速度，同时还可以加快干制时干制的速度，缩短干制的时间。,5.6.1.5 压块处理,目的
31、为了有效地节省装运、贮藏、包装材料及搬运费，防止或减缓产品的氧化，在不影响干制品品质的前提下，常常对干制品进行压块处理。 注意事项 压块时应注意破碎和碎屑的形成、压块的大小、形状、密度和内聚力以及压块制品的耐藏性、复水性和食用品质等问题。 复水后仍需保持块状的干制品压块处理后应能恢复原来的形状、大小，其中复水后能通过4目筛的碎屑应低于5%. 否则，复水后就会出现糊化的倾向，且色、香、味也不能和未压制的复水干制品一样。,5.6.2 干制品的贮藏,良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要因素。 未经特殊包装或密封包装的干制品在不良环境因素的影响下很容易发生变质现象。 水分对于干制品的保藏性影响很大(
32、脱水？；吸湿微生物、水分10%昆虫卵发育)。 干制品在贮存过程中还会发生一系列化学反应，使产品颜色、香味和溶解度发生不良变化。较高的贮存温度和光线会加速这种变化。 因此，干制品应贮藏在光线较暗、干燥和低温的地方，并注意防止虫鼠的侵害。,5. 干制品水分、干燥比和复水性 5.7.1 干制品的水分、水分蒸发量和干燥比,干制品的耐藏性主要取决于干制后它的水分含量。只有干制品水分降低到一定程度，才不致于发生腐败变质，并有可能保持良好的品质。 各种食物成分和性质不同，对干制程度的要求并不一样。通常在不损害干制品质量的条件下，含水量越低保藏效果越好。 水果干制品水分可以高一些，因为太干将有损于品质而且目前
33、干制技术也难以达到，一般为15-20%，最高可达24-25%。 蔬菜干制品多为复水后食用，除瓜类、块根类干制品的水分可略高外，其他都应低于6%以下，如水分大于8%，耐藏性将显著缩短。,食品水分百分率（W）一般都按湿重计算。若食品中干物质以G干计，水分以G水计，则食品水分百分率（W）则为：,以干重计的食品水分百分率We为： WeG水G干100% W与We之间的关系为：,水分蒸发量是干制过程中物料被蒸发的水分量，则：,W蒸发G1W1G2W2 （G2W蒸发）W1G2W2 G2（W1W2）W蒸发W1 则有 W蒸发（W1）G2（W1W2）,干燥比（R）即干制前原料重量和干制品重量的比值，即每生产1kg干
34、制品需要的新鲜原料量（kg）。,5.7.2 干制品的复水性和复原性,干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和形状、质地颜色、风味、成分、结构以及其它可见因素等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。 在上述衡量品质的因素中，有些可用数量来衡量，而另一些只能用定性方法来表示。 干制品复水性就是新鲜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来衡量，而且这在一定程度上也是干制过程中某些品质变化的反映。为此，干制品复水性也成为干制过程中衡量干制品品质的重要指标。,通常干制品都不可能吸回干制过程中失去的全部水分。因为物料干燥过程中发生的某些不可逆变化。 干制品复水性下降有些是细胞
35、和毛细管萎缩和变形等物理变化的结果，但更多的还是干制过程中物理化学变化造成的。这些变化包括： 食品失去水分后盐分增浓和热的影响促使蛋白质部分变性，食品失去了再吸水的能力或与水分的相互结合能力，同时还会破坏细胞壁的渗透性； 淀粉和树胶在热力的影响下发生变化，以致它们的亲水性有所下降； 细胞受损伤如干裂和起皱后，在复水时因糖分和盐分流失而失去保持原有饱满状态的能力等。,复水试验,复水试验主要是测定复水试样的沥干重。应按照预先制定的标准方法，在严密控制的温度和时间的条件下，用浸水或沸煮方法让定量干制品在过量水中复水，用水量可随干制品干燥比而不同，但干制品应始终浸没在水中，复水的干制品沥干后即称取它的
36、沥干重或净重。 为了保证所得数据的可靠性和可比较性，复水试验方法应根据试验对象和具体情况预先标淮化，操作时严格遵守。,复水比（R复）简单来说就是复水后沥干重（G复）和干制品试样重（G干）的比值。 对于同一种食品，干制品的复水性部分受原料加工处理的影响，部分则因干燥方法而有所不同。 工业生产时应经常检查复水比，以便及时有效地控制干制品的品质。,平衡水分,一定温度下，当食品与周围环境达到平衡状态，即aw100%时，食品既不被干燥，也不吸湿，食品水分含量恒定不变，此时，食品的水分称为与相对湿度相对应的食品的平衡水分。 如 aw100%，食品会从空气中吸取水分；当100时，食品能从空气中吸取的水分达到
37、最高值，此时的平衡水分称为吸湿水分。返回,干制工艺条件对葡萄糖损耗的影响 返回,例如将L牛奶雾化成直径40m的液滴，其表面积可增大至300m2左右，在高温气流中，瞬间就可蒸发95%-98%的水分，完成干燥一般仅需5-40s。 返回,出库 经冷藏的禽蛋，因库内外温差较大，出库时应将蛋放在特设的房内，使蛋的温度逐渐回升，当蛋温升到比外界温度低34时便可出库。如果未经过升温而直接出库，由于蛋温较低，外界温度较高，鲜蛋突然遇热，蛋壳表面就会凝结水珠（俗称“出汗”），容易造成微生物的生长繁殖而导致蛋变质。,冷藏保鲜法,石灰水贮藏法,贮藏方法 贮藏鲜蛋需要有密闭的库房或容器，以保持一定的CO2浓度。先将鲜
38、蛋装入箱内，并通过CO2置换箱内空气，然后将蛋箱放在含有3CO2的库房内贮藏。 此法最好与冷藏法配合使用，效果更理想。 用这种方法贮存鲜蛋，霉菌一般不会侵入蛋内。浓厚蛋白很少水化，蛋黄膜弹性较好且不易破裂，即使贮藏10个月，品质也无明显下降。,CO2气调贮藏法,CO2气调贮藏法,日本1979年公布的“禽蛋二氧化碳保持法”专利指出，将鲜蛋置于含CO2气体3060的环境中，保持6h以上，之后可在室温下贮藏。每次处理至少可使禽蛋的保鲜期延长2星期。经CO2保鲜的禽蛋哈夫单位值可达78，而对照组为48。（哈夫单位是衡量鸡蛋品质的一个标准。） 如果始终将蛋贮藏在高于大气压的富含CO2 气体环境中，可实现
39、较长期保鲜。如法国曾试验将30万只鸡蛋贮放在充有88的CO2和12的N2、压力为0.2 MPa的密闭容器内，经历6个月仍然保持新鲜。,The end！,（2）环境 食品的水分活度与它所处的环境有关。 食品与周围的环境之间是不断地进行着物质传递扩散过程的，食品中的水分不断的向周围环境扩散，同时，环境中的水分也不断地冷凝下来，进入食品中。 当食品周围空气的相对湿度 aw100%时，食品吸湿。 食品与周围环境最终会达到平衡状态，即aw100%。此时，食品既不被干燥，也不吸湿，食品水分含量恒定不变。,（3）物质自身特性 根据拉乌尔定律，当溶液为理想溶液时： 溶剂克分子数 溶质克分子数 对于理想溶液：
40、对于非理想溶液：,(1)箱式干燥,厢式干燥器属间歇性干燥设备，广泛应用于干燥时间较长和数量不多的物料或多种物料同时干燥，也可用于易生成碎屑的物料的干燥，如各种散粒状物料、膏糊状物料和纤维状物料等。 厢式干燥机也可以在真空条件下进行干燥。真空厢式干燥适用于干燥热敏性物料、易氧化物料或大气压下水分难以蒸发的物料以及需要回收溶剂的物料。,图531 水平气流厢式干燥机结构示意图 1.新鲜空气进口 2.排管加热器 3.送风机 4.滤筛 5.料盘 6.排气口,热空气与湿物料的接触面积大，内部水分扩散距离短，干燥效果较水平气流厢式干燥机好，其干燥速度是水平气流式的3-10倍。 动力消耗大，对设备密封性要求较
41、高； 热风形成穿流气流容易引起物料飞散，要注意选择适宜风速和料层厚度。 支架或小车上置放的料层厚度为10-100mm。 空气速度以被干燥物料的粒度而定，要求物料不致被气流所带出，一般气流速度为1-10。,图532 穿流气流箱式干燥机结构示意图 1.送风机 2.排气口 3.空气加热器 4.整流板 5.料盘 6.台机固定件,(2)隧道式干燥,隧道式干燥器属于连续式干燥设备，使物料沿隧道移动，物料处理量大，生产成本降低。 移动物料的装置可以是传送带式的，亦可是链板式的或车厢式的。 高温低湿空气进入的一端称为热端； 低温高湿空气离开的一端称为冷端； 湿物料进入的一端称为湿端； 干制品离开的一端称为干端
42、； 按物流与气流运动的方向，隧道式干燥器可分为顺流式、逆流式、顺逆流组合式和横流式。,A.顺流式,顺流式隧道干燥设备的热端就是湿端，而冷端则为干端。 在湿端，物料水分蒸发异常迅速，空气温度也急剧降低，因此，即使使用较高温度的空气，物料也会产生过热焦化现象。但此时物料水分汽化过快，物料内部湿度梯度增大，物料外层会出现轻微收缩现象和硬结，即表面硬化。进一步干燥时，物料内部容易开裂并形成多孔状结构。 在干端，水分蒸发极其缓慢，干制品的平衡水分也将相应增加，即使延长干燥通道，也难以使干制品水分降到10%以下。因此，吸湿性较强的食品不宜选用顺流式干燥方法。,B. 逆流式,逆流隧道干燥装置的湿端为冷端，而
43、干端则为热端。 在湿端，水分蒸发速度比较缓慢，但仍能大量蒸发。此时物料内部湿度梯度也比较小，不易出现表面硬化和收缩现象。这对干制软质水果非常适宜，不会产生干裂流汁现象。 在干端，水分蒸发加速。但接近干燥末期，物料水分含量少，实际水分蒸发仍然比较缓慢。因热空气温度下降不大，而干物料的温度将上升到和高温热空气相近的程度，则干端空气的进口温度不宜过高，否则，停留时间一长，物料容易焦化。在高温低湿空气条件下，干制品的平衡水分也将相应降低，可低于5%。,C.顺逆流组合式,最常见的顺逆流组合式是第一阶段采用顺流，第二阶段采用逆流。 该方式吸取了顺流式湿端水分蒸发速率高和逆流式后期干燥能力强两个优点，整个干
44、燥过程比较均匀，传热传质速率稳定，干制品质量好。 组合方式灵活多变； 与等长的单一式干燥器相比，此种形式生产能力高、干燥时间短； 但其投资和操作费用高于单一式隧道干燥器。 食品工业生产普遍采用这种组合方式。,D. 横流式隧道干燥,提供了极为灵活的控制条件，可使食品处于几乎是所要求的任何温度、湿度、速度条件的气流之下，故特别适用于试验工作。 另一个优点是，每当料车前进一步，气流的方向便转换一次，故干制品的水分含量更加均匀。 设备结构复杂、造价高、维修不便，工业应用受到一定限制。,(3) 气流干燥,气流干燥就是将呈泥状、粉粒状或块状的湿物料送入热气流中，与之并流，从而得到分散成粒状的干燥产品的干燥
45、方法。 采用此法，一般须先用其他干燥方法将物料干燥到水分低于35%或40%。 不适用于干制时易结块或交错互叠的物料。,图536 气流干燥流程图 1.抽风机 2.袋式除尘器 3.排气管 4.旋风除尘器 5.干燥管 6.螺旋加料器 7.加热器 8.鼓风机,（4）喷雾干燥,喷雾干燥即将液态或浆状的食品喷成雾状液滴，使之悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程。 喷雾干燥具有下列优点： （1）使传热和水分蒸发十分迅速，干燥时间大大缩短。 （2）干燥温度低，干燥产品质量较好。 （3）产品具有良好的分散性、疏松性和溶解性。 （4）生产过程简单，操作控制方便，产品的粒径、密度、水分在一定范围内可以通过改变操作条
46、件进行调整。 （5）产品不易受外界污染、纯度高；且避免了干燥产品在车间里飞扬。 （6）喷雾干燥能适应工业化大现模生产的要求，可结合冷却器和风力输送，组成连续生产作业线。,常用的喷雾系统,压力喷雾 将物料用高压泵压送入喷雾头内，以旋转运动方式经喷嘴向外喷成雾状，在干燥室内遇热空气后，被瞬间干燥。 离心喷雾 利用水平方向高速旋转的离心盘给予液体以离心力，使其从离心盘周围的小孔高速甩出，同时受到周围空气的摩擦而形成液滴。 气流喷雾 利用高速压缩空气将液体吸入喷嘴并摩擦雾化。,喷雾干燥室内物料与空气的流动型式,顺流型喷雾干燥器 适宜于热敏性物料的干燥。,这类干燥器的特点是高温热风进入干燥室内首先与将要
47、完成干燥的物料接触，使其内部水分含量达到较低的程度，物料在干燥室内悬浮时间长，适用于含水量高的物料干燥。,逆流型喷雾干燥器,其干燥性能介于顺流和逆流之间。这类干燥器的特点是液滴运动轨迹较长，适用于不易干燥的物料。但如果设计不好，往往造成气流分布不均匀、内壁局部粘粉严重等弊病。,混合流型喷雾干燥器,5.3.2.1 直接加热式干燥,直接加热式干燥常被称为对流式干燥，是一种最常见的干燥方法。 这种干燥方法热效率较低，但仍有大约85%的工业干燥机为此种类型。 在直接加热式干燥机中，干燥介质直接接触被干燥物料，并且把热量通过对流方式传递给物料，干燥所产生的水蒸汽则由干燥介质带走。 （1）箱式干燥 （2）
48、隧道式干燥 （3）气流干燥 （4）喷雾干燥,5.3.2.2 间接加热式干燥机,指那些加热介质与被干燥物料不直接接触的机型，即热量通过传导方式从传热介质传递给湿物料。 因为在湿物料侧没有气流，所以在干燥室中需要提供真空或微气流将蒸发出的湿分带走，以避免干燥室中的蒸汽达到饱和。,（1）真空干燥 即在真空条件下，对物料进行干燥。 特点： 适宜于热敏性的物料、高温条件下容易氧化或发生化学变化而变质的食品的干燥。 可用直接冷凝的方式回收干燥过程中挥发的风味成分，对粉尘的回收也很简便。 产品孔隙率较高，复水性较好。 操作费用较高，因此，真空干燥只适用于高价值的物料或水分要求降得非常低时易受损的物料。,（2
49、）冷冻干燥 （Freeze drying） 冷冻干燥是一种特殊的真空干燥方法，其真空度比一般的真空干燥还要高，以使食品中的水分保持在三相点以下，食品中已经冷冻凝结的水分直接由固态（冰）升华成水蒸汽，所以冷冻干燥通常又称为升华干燥。,特点 冷冻干燥保留了真空干燥在低温和缺氧状态下干燥的优点，冷冻干燥后的食品能够最大程度保持原有的物理、化学、生物学和感官性质，其色泽、形状和外观只有轻微变化，制品呈海绵状多孔性结构，加水复原后，可恢复到原来的形状和结构； 冷冻干燥花费大； 冷冻干燥费用高的缺点能够被一些特殊的市场优点（如高质量、鲜美和重量轻等）所弥补。 空气容易进入冷冻干燥食品的多孔性海绵状结构，使产品易回潮和氧化，从而影响产品的贮藏性，产品需要采用真空密闭包装或充气（惰性气体）包装来增强其耐贮性。