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第四章食品的干燥与干藏第一节食品干藏原理食品干藏实例回顾？植物农产品应用范围？优缺点？市场？与其它方法比较！一、食品中水分存在的形式•1自由水或游离水•2结合水或被束缚水•2.1化学结合水；•2.2物理化学结合水。•2.3机械结合水。二、水分活度（≤0.7食品安全）•水分活度（≤0.7食品安全）表示微生物可利用的水分•游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度（wateractivity）Aw。•水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示，在低压或室温时，f/f0和P/P0之差非常小（1%），故用P/P0来定义Aw是合理的。•定义Aw=P/P0；其中P：食品中水的蒸汽分压；•P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）•2.1取决于水存在的量；•2.2温度；•2.3水中溶质的浓度；•2.4食品成分；•2.5水与非水部分结合的强度。•糖、盐2、水分活度大小的影响因素3.1、利用平衡相对湿度的概念•3.2、数值上Aw=相对湿度/100•但两者的含义不同；•3.3、水分活度仪。3、水分活度的测量•大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、化学反应等）与水分活度是紧密相关的。•食品中水分含量与水分活度之间的关系。三、水分活度对食品的影响•（1）水分活度与微生物生长的关系；•（2）干制对微生物的影响；•（3）干制对酶的影响；•（4）对食品干制的基本要求。•干制的食品原料应微生物污染少，品质高。应在清洁卫生的环境中加工处理，并防止灰尘以及虫、鼠等侵袭。•干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。表示微生物可利用的水分第二节食品干制的基本原理•一、影响干制的因素化工原理？•干制过程就是水分的转移和热量的传递，即湿热传递，对这一过程的影响因素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。•干制条件的影响因素•（1）温度•（2）空气流速•（3）空气相对湿度•（4）大气压力和真空度食品性质的影响（1）表面积水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。小颗粒，薄片，易干燥，快。（2）组分定向水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。（3）细胞结构细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去。合理选用干制工艺条件食品干制工艺条件主要由干制过程中控制干燥速率、物料临界水分和干制食品品质的主要参变数组成。比如：以热空气为干燥介质时，其温度、相对湿度和食品的温度时它的主要工艺条件。最适宜的干制工艺条件为：使干制时间最短、热能和电能的消耗量最低、干制品的质量最高。它随食品种类而不同。第三节、干制对食品品质的影响一、干制过程中食品的主要变化1、物理变化（1）干缩、干裂；（2）表面硬化；牛肉干（3）多孔性；（4）热塑性加热时会软化的物料如糖浆或果浆。2、化学变化（1）营养成分①蛋白质；②碳水化合物；③脂肪；高温脱水时脂肪氧化比低温时严重④维生素。（2）色素；①色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递可见光的能力）；②天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素。③褐变：糖胺反应(Maillard)、酶促褐变、焦糖化、其他。。•（3）风味•①引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去处；•②热会带来一些异味、煮熟味。•防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物质，使风味固定•二、干制品的复原性和复水性•干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量干制品品质的重要指标。•干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。•干制品的复水性：新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示。复水比：R复=G复/G干。三、食品的干制方法的选择要求①干制时间最短；②费用最低；③品质最高。选择方法时要考虑：①不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、颗粒；②性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传递的感受性；③最终干制品的用途；④消费者的要求不同。干制方法可以区分为自然和人工干燥两大类。自然干制：在自然环境条件下干制食品的方法：晒干、风干、阴干。人工干制：在常压或减压环境重用人工控制的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设备。常见设备有空气对流干燥设备、喷雾干燥、真空干燥设备、冷冻干燥设备。第四节、食品的干制方法空气对流干燥是最常见的食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气则自然或强制地对流循环。流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置。一、空气对流干燥•（1）特点：间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高。•（2）操作条件：空气温度94℃，空气流速2-4m/s。•（3）适用对象：①果蔬或价格较高的食品。②作为中试设备，摸索物料干制特性，为确定大规模工业化生产提供依。（一）柜式干燥设备•（二）隧道式干燥设备•一些定义：•①高温低湿空气进入的一端——热端•②低温高湿空气离开的一端——冷端•③湿物料进入的一端——湿端•④干制品离开的一端——干端•⑤热空气气流与物料移动方向一致——顺流•⑥热空气气流与物料移动方向相反——逆流•湿端即冷端，干端即热端。•湿物料遇到的是低温高湿空气，虽然物料含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心有能保持湿润状态，因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂——适合于干制水果。（1）逆流式隧道干燥设备干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，虽然遇到的是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，因此物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了避免焦化，干端处的空气温度不易过高，一般不宜超过66-77℃。•由于在干端处空气条件高温低湿，干制品的平衡水分将相应降低，最终水分可低于5%。（2）顺流隧道式干燥湿端即热端，冷端即干端。湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可允许使用更高一些的空气温度如80-90℃，进一步加速水分蒸干而不至于焦化。干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到10%以下，因此吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。顺流干燥，国外报道只用于干制葡萄。（3）双阶段干燥（混流式干燥）顺流干燥：湿端水分蒸发率高；逆流干燥：后期干燥能力强；双阶段干燥：取长补短。①特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好②用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）特点：操作连续化、自动化、生产能力大。（1）多层输送带特点：物料有翻动；物流方向有顺流和逆流；操作连续化、自动化、生产能力大、占地少。（2）双带式干燥（三）输送带式干燥（四）气流干燥用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥。特点：干燥强度大，悬浮状态，物料最大限度地与热空气接触；干燥时间短，0.5~5秒，并流操作；散热面积小，热效高，小设备大生产；适用范围广，物料(晶体)有磨损，动力消耗大。适用对象：水分低于35%~40%的物料。（五）流化床干燥使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（与液态相似）。适用对象：均匀颗粒或者粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）。气力悬浮速度一致是关键。单层流化床干燥器；多层流化床干燥器；卧式多室流化床干燥器；喷动流化床干燥器；振动流化床干燥器。（八）喷雾干燥喷雾干燥就是将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程。设备主要由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等主要部分组成。•①压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状，一般这种液滴颗粒大小约100-300μm，其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来控制。•②离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（5000-20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm。（1）常用的喷雾系统有两种类型（2）空气加热系统蒸汽加热；电加热。温度150~300℃，食品体系一般在200℃左右。奶粉165℃3）干燥室液滴和热空气接触的地方，可水平也可垂直，为立式或卧式，室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速度达50m/s,滞留时间5~100秒，根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流。干燥时的温度变化：空气200℃，产品湿球温度80℃。并且热空气接触时间短。（4）旋风分离器将空气和粉末分离，大粒子粉末由于重力而将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完成。。（5）喷雾干燥的特点：蒸发面积大；干燥过程液滴的温度低；过程简单、操作方便、适合于连续化生产；耗能大、热效低。（6）喷雾干燥的典型产品：奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制剂。（7）喷雾干燥的发展：与流化床干燥结合的两阶段干燥法。三、真空干燥①基本结构：干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置。②特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨化。③设备类型：间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送）。适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精。。四、冷冻干燥将食品在冷冻状态下，食品中的水变成冰，再在高真空度下，冰直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，故又称为升华干燥。－35℃、60Pa以下•（2）冻结方法：自冻法，预冻法•（3）冷冻干燥设备基本结构•冷冻干燥设备组成和真空干燥设备相同，但要多一个制冷系统,主要是将物料冻结成冰块状。•设备类型：间歇式冷冻干燥设备：隧道式连续式冷冻干燥设备（4）冷冻干燥特点：在-35℃以下冻结情况下，绝对压力5毫米以下的真空条件下，使食品中的冰晶升华，从而达到干燥的目的。由于在低温下操作，能最大限度地保存食品的色香味，如蔬菜的天然色素基本保持不变，各种芳香物质的损失可减少到最低限度。因低温操作，特别适合热敏性高和极易氧化的食品干燥，能保存食品中的各种营养成分。冻干食品具有多种结构，因此具有理想的速溶性和快速复水性。复水后的冻干食品比其他干燥方法生产的食品更接近于新鲜食品。能最好地保持原物料的外观形状。在低温脱水过程中，抑制了氧化过程和微生物的生命活动。升华过程中避免了果蔬内部成分的迁移。保存期长，食用方便。五、干燥方法的发展空气对流干燥或热传导的干燥中都存在着一个温度梯度或传热界面，要使物料升高温度，必然使物料表面受到一个过度热量（高温），若物料的损失和传导慢，必然需要提高物料温度（提高热源温度），使物料受到高温影响而妨碍质量。近年来为了消灭这个影响，减少这个缺陷，则发展了红外线干燥技术和微波干燥技术。压块（片）：将干制品压缩成密度较高的块状或片状，如紫菜。减小体积。但应对有韧性的果蔬产品。干制品的包装1、干制品包装的要求：卫生、密封2、干制品的包装容器①纸箱和盒②塑料袋③金属罐④玻璃瓶第五节、干制品的包装和贮藏三、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。环境相对湿度是水分的主要决定因素。①避光；②干燥地方，相对湿度65%；③温度低温，冷暗处贮藏。