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食品干制与脱水概述干制的基本原理干制原料的选择与处理干制方法与设备常规干制工艺技术第一节概述一，食品干制的定义干制------又称干燥，是指在自然或人工控制的条件下促使食品中水分蒸干，使其水分活度降低到微生物难以生存的程度，产品具有良好的保藏性，且复水后能基本恢复原状的工艺过程。干制包括自然干制和人工干制，产品为果干或脱水蔬菜。二，食品干制的发展历史1.远古时期自然干制果品，蔬菜及谷物2.1780年，烫漂后的蔬菜干制方法产生于英国3.第一次世界大战期间，脱水蔬菜的生产得到迅猛发展4.二战期间，脱水蔬菜生产得到进一步发展5.科学技术及生活节奏的变化，使食品干制技术得到快速发展，产品种类迅速扩大。三，食品干制生产情况果干的主要品种有葡萄干，红枣，柿饼，荔枝干，桂圆，梨干，苹果干，桃干等。脱水蔬菜主要品种有甘蓝，洋葱，葱，胡萝卜，萝卜，辣椒，大蒜，马铃薯，黄花菜，刀豆，番茄，白菜，山野菜类，食用菌类和姜等。全球葡萄干产量约150万吨，美国，英国均超过35万吨，我国约13万吨。全球红枣干产量约50万吨。全球脱水蔬菜年产量约40万吨，我国年产量约13万吨，占世界脱水蔬菜贸易总额的60%。四，食品干制品的用途休闲食品食品配料调味料新鲜果蔬替代品五，食品干制的意义延长食品储藏时间；能基本保持原有形状，色泽，营养成分和风味；食用方便；体积小，重量轻，便于携带和运输；能有效调剂果蔬生产淡旺季，保证周年供应。食品干制原理一，食品中水分含量及存在状态食品中的水分含量水果名称水分%蔬菜名称水分%苹果84.6辣椒92.4葡萄87.9萝卜91.7梨89.3洋葱88.3桃87.5大蒜69.8梅91.1金针菇82.3枣73.4马铃薯81.5柿82.4姜87.0荔枝84.8冬笋88.1食品中水分存在的状态：游离水、结合水、化合水A游离水-----以游离状态存在于食品组织中的水分。游离水是充满在毛细管中的水分，故也称为毛细管水。游离水是主要的水分状态，它占果蔬含水量的70%左右，如马铃薯的总含水量为81.5%，游离水就占64.0%，结合水仅占17.5%，苹果总含水量为88.7%，其中游离水占64.6%，结合水占24.1%。游离水的特点是能溶解糖，酸等多种物质，流动性大，借毛细管和渗透作用可以向外或向内迁移，所以干燥时排除的主要是游离水。B结合水——通过氢键与食品组织中化学物质相结合的水分。由于胶体的水和作用和膨胀的结果，围绕着胶粒形成一层水膜，水分与其结合成为胶体状态。胶体结合水对那些在游离水中易溶解的物质不表现溶剂作用，干燥时除非在高温下才能排除部分胶体结合水。C化合水——存在于食品化学物质中的水分，一般不能因干燥而排除食品中的水分，还可以根据过程中能否被除去而分为平衡水分和自由水分。A平衡水分——在一定的干燥条件下，当食品排出的水分与吸收的水分相等时，食品的含水量称为该干燥条件下某种食品的平衡水分，也称平衡含水量。平衡水分随温度、湿度的变化而变化。相对湿度不变，温度上升，平衡水分下降（冬夏）温度不变，相对湿度上升，平衡水分下降（梅雨）平衡水分是在某一干燥条件下，食品干燥的极限。B自由水分——在一定的干燥条件下，食品中所含的大于平衡水分的水。自由水分=游离水+部分结合水=含水量—平衡水分平衡水分=？！（三）、食品中水分存在的状态表2几种果蔬中不同形态水分的含量名称总水量%游离水%结合水%苹果88.7064.6024.10甘蓝92.2082.909.30马铃薯81.5064.0017.50胡萝卜88.6066.2022.40二、食品中的水分活度和保藏性水分活度指溶液中水的逸度和纯水逸度之比。食品中的Aw可近似地表示为食品的水蒸汽压于同温度下纯水的蒸汽压之比。Aw=ERH（平衡相对湿度）Aw不是食品的绝对水分含量，而是以热力学表示的水的自由度，即能在水中自由运动的水分子比例。（二）、水分活度与保藏性Aw与微生物表三食品中常见微生物生长繁殖的Aw下限值微生物细菌酵母菌霉菌嗜盐细菌耐干性细菌Aw下限0.90.880.80.70.65新鲜果蔬的Aw大于0.99Aw小于0.80时，食品的微生物腐败变质显著受到抑制Aw小于0.65时，保藏1到2年一般认为，干制品的安全贮藏Aw为0.7表5Aw=0.7时若干食物的含水量食物含水量食物含水量食物含水量凤梨0.28干淀粉0.13聚甘氨酸0.13苹果0.34干马铃薯0.15卵白0.15香蕉0.25大豆0.10鳕鱼肉0.21米糊0.14燕麦片0.13鸡肉0.18Aw下降，微生物的耐热性上升，产毒菌的毒素产生量下降食品的干制虽是加热过程，但也不能代替杀菌，或者说脱水食品并非无菌，但不一定有毒素产生。2、Aw与酶酶活性与Aw是正相关性变化。但是，干制时酶和底物的浓度同时增加，使得生化反应变得较为复杂；自然晒干或低温干燥时，随着Aw降低，变色等酶促褐变加重。当干制品的水分降低到1%以下时，酶才会失去活性，故许多果蔬原料干制前需要热烫处理。酶在湿热条件下处理时易钝化干制品吸湿后，酶活性缓慢恢复，引起食品品质恶化或变质干制基本原理食品干制是借助热力的作用，通过热传递、水分扩散和渗透过程，使原料中的水分降低到微生物不能利用的程度，使产品能够长期保藏并具有良好的商品性状。干制机理借助热力的作用，使食品组织中的水分通过转移（渗透）和汽化（扩散、蒸发），而降低到一定的限度。水分外扩散：水分从产品表面蒸发（表面汽化）。水分内扩散：表面汽化导致产生含水率梯度（湿度梯度），使内部水分向表面移动。含水率梯度使水分的动力。温度梯度：变温处理导致原料从表面向内部形成温度梯度（低-高或高-低）。温度梯度也是干燥的一个动力。表面汽化控制：对于含水率高，切分体积小或很薄的原料，干制时存在表面汽化控制。内部扩散控制：对于含水率低或体积较大的原料，干制时存在内部扩散控制。许多食品在干制后期也存在内部扩散控制。具有内部扩散控制特性的食品原料，干制时易产生硬壳(表面硬化）和表面开裂现象，从而影响干燥速度和产品质量。对此类原料可采取热烫、缓慢升温、低温干燥、变温干燥等，以控制硬壳和表面开裂。影响干燥速度的因素干燥的环境条件1空气温度温度越高，干燥速度越快；应选择适宜的干燥温度。2空气湿度空气相对湿度越大，干燥速度越慢，反之，则越快。3空气流速空气流速越大，干燥速度越快。4大气压力或真空度原料性质和状态1食品种类及品种2水分或干物质含量高低3组织结构致密程度工艺技术措施1干制前预处理（热、碱、硫、切）2原料装载量3升温技术4排湿技术食品在干燥过程中的变化物理变化1体积减小，重量减轻体积为鲜料的20-50%，重量为鲜重的10-30%，用干燥率（即生产单位重量干制品所要消耗原料的重量）表示原料的出品率高低或重量减轻的多少。如苹果的干燥率为6-8:1，甘蓝为14-20:1.2透明度增加3表面硬化4多孔性（孔洞出现）5复水性（复水减弱）6芳香物质挥发损失化学变化1．颜色变化酶褐变、非酶褐变、色素物质变色《1》食品中的酶促褐变酶促褐变即酚酶催化酚类物质形成醌及其深色聚合物的反应过程。酚酶以Cu为辅基，以氧为受氢体，可以用一元酚（甲酚酶）或邻二酚（儿茶酚酶）作为底物。马铃薯中酚酶作用底物是酪氨酸，其反应过程如下：---酶促褐变的抑制食品加工中控制酶促褐变的方法主要从控制酶和氧两方面入手。a热处理法：通过水煮，蒸汽蒸煮或微波处理，可钝化酶并驱除氧气。多酚氧化酶不属于非常耐热的酶，70-90度下短时间热处理，即可使其全部或部分的失活。b酸处理法：酚酶的最适PH为6—7，低于PH3时完全丧失活力。因此利用酸来控制酶促褐变是简便有效的做法。有机酸除了调节PH外，还可螯合铜离子（酚酶的辅机），钝化酶。c驱除或隔绝氧气：将半加工的物料浸没在清水或糖水、盐水中用真空渗入法驱除组织中的氧气。d加入酶促褐变抑制剂：抗坏血酸是理想的酶促褐变抑制剂，它既可作为醌的还原剂，又可作为酶分子中铜离子的螯合剂，甚至可以被直接氧化（竞争性抑制剂）。二氧化碳及亚硫酸盐通过与醌生成无色加成产物，或把醌还原，可有效抑制酶促褐变。美拉德反应美拉德反应是一种非酶褐变，即食品中的氨基化合物（胺、氨基酸、肽和蛋白质）和羰基化合物（还原糖类）在食品加工和储藏过程中在一定温度下发生的层层叠叠的反应，从而赋予食品新的色、香、味。---美拉德反应的机理还原糖，如葡萄糖、氨基酸和蛋白质中的自由氨基失水缩合生成N-葡萄糖基胺，葡萄糖基胺经Amadori重排反应生成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。包括形成Amadori重排产物（ARP）、Heyns重排产物（HRP）、脱氧糖铜（Done）。产物不产生香味，无色，不吸收紫外光，是重要的非挥发性香味前体物质。---美拉德反应的影响因素反应体系的组成反应温度反应时间水分活度pH缓冲液与盐类B、焦糖化反应糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到溶点以上也会变成黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用以蔗糖为例的焦糖色素形成示意图-H2O-H2O蔗糖熔融起泡异蔗糖酐焦糖酐加热加热加热-H2O-H2O起泡、脱水焦糖烯焦糖素影响花青素稳定性的因素1.高温、氧气、抗坏血酸、光、低浓度的糖都可引起花青素降低（紫菜苔）2.花青素的色泽会随pH的变化而变化。矢车菊在酸性呈红色，中性呈蓝紫色，pH8-10呈蓝色，pH大于11时，它很快水解呈完全离子化的无色或浅黄色的查耳酮。3.金属离子能与花青素形成紫色或暗灰色色素4.糖苷水解酶和多酚氧化酶可引起花青苷降解（荔枝褐变）5.二氧化硫或亚硫酸盐可使花青素褪色或变成微黄色2．营养成分的变化糖类的变化和维生素的变化营养物质的浓缩：热碱性（vc、vb1等）、光碱性（vb2等）物质被破坏；胡萝卜素受高温易氧化而破坏。糖类物质的氧化分解，蛋白质、脂肪。（三）微生物的变化能量大为减少，存活的主要是耐干性霉菌。（四）虫第三节干制原料的选择及处理原料选择干物质含量高，风味色泽好，不易褐变，可食部分比例大，肉质致密，粗纤维少，成熟度适宜，新鲜完整，干制性状好，商品价值高。干制对果品原料的要求：干制物含量高，风味色泽好，肉质致密，果心小，果皮薄，肉质厚，粗纤维少，成熟度适宜。干制对蔬菜原料的要求：干制物含量高，风味好，菜心及粗叶等废弃部分少，皮薄肉厚，组织致密，粗纤维少。果品原料枣选择皮薄、肉质肥厚致密，糖分高，含水量低，果型大，核小的品种。如金丝小枣、无核小枣、灵宝大枣、临泽小枣、缓德木枣、大荔圆枣等。柿要求果型大、呈圆形、无沟纹、肉质致密、含糖量高、种子少而小或无核品种、充分成熟、颜色转红但肉质坚硬而不软。如河南荥阳水柿、山西牛心柿、山东菏泽镜面柿等。蔬菜原料辣椒果实细长或中等大小，皮薄肉厚，汁少，辛辣味，香味浓厚，色泽深红，充分成熟。适宜的品种有长角椒和簇生椒类，如四川的二金条。陕西大角椒、四川七星椒等。甘蓝要求结球大而紧密、心部小、皱叶、干物质和糖分含量高‘适宜的品种有黄绿色的大、小平头品种。如丹麦圆球、光荣、皱叶等品种。白色种次之，尖头种不适宜。胡萝卜要求表面光滑、须根少、钝头、心髓部不明显，皮肉橙红色、干物质大于11%，糖分不低于4%，胡萝卜素含量高。适宜的品种有大将军、长橙、无敌、天红2号等。黄花菜要求花蕾黄色或黄绿色，长约10厘米，花蕾充分发育，花朵未开放时采收，糖分达10%以上。适宜的品种有河南荆州花、茶子花、山西大荔花、江苏大乌嘴、山西大荔黄等。原料处理挑选与分级剔除腐烂及病虫害果蔬，其次是畸形、品种不一、成熟度不一致、破碎或机械损伤的果蔬，并根据原料大小、色泽、成熟度、新鲜度、品质等进行分级。清洗用稀盐酸溶液、高锰酸钾溶液或漂白粉溶液在常温下浸泡5~10min，再用清水清洗，去除表面尘土及泥沙、减少农药残余及微生物污染。洗时用流动水，或使果品震动摩擦，以提高洗涤效果。····清洗方法浸泡法清洗化学法清洗：用5~10mg/kg氯（NaClO)防止微生物，用0.5~1%NaOH去除虫卵，用0.05~0.1%盐酸去除农药残留。鼓泡法清洗：用机械吹气泡使果蔬相互摩擦、碰撞而达到清洗目的。喷淋去清洗：距离17~18cm,水压0.8~0.9MPa,流量20~30L/min。超声波去