食品微波干燥过程中的化学变化

食品微波干燥过程中的化学变化食品干燥过程中，会发生一系列的化学变化，如色泽，风味，营养成分等均会产生不同程度的变化，这些变化的程度因食品种类、干燥方式、干燥时间、干燥程度等的不同而异，食品干燥的目的之一就是要采用一些新技术以尽量减少食品的变化，提高食品质量。一、干燥对食品营养成分的影响食品失去水分，使单位质量干燥食品营养成分的含量相对增加，但与新鲜食品相比，干燥食品的营养价值有所下降。表1-5干燥对食品营养成分的影响/%营养成分牛肉青豆新鲜干燥新鲜干燥水分6810745蛋白质2055725脂肪103013碳水化合物111165灰分14121、碳水化合物水果含有较丰富的碳水化合物，而蛋白质和脂肪含量相对较少，果蔬中的果糖和葡萄糖在高温加工情况下，已于分解损失，且高温条件下，碳水化合物含量高的食品，极易焦化，而缓慢晒干过程中初期的呼吸作用也会导致糖分分解。在高温和储藏过程中，海原糖还会和氨基酸发生美拉德反应而产生褐变。因此，碳水化合物的变化会引起果蔬变质和成分损耗。粮食类食品富含淀粉，淀粉老化是此类食品出现的主要质量问题，老化后的淀粉食品松软程度降低，并且影响酶对淀粉的分解，使食品变得难以消化吸收。影响淀粉老化的主要因素除温度外，水分活度也有很大影响，水分含量在30%~60%（水分活度高，如面包水分含量35%时，水分活度为0.96），范围内，淀粉容易老化。若水分含量降低到10%以下（水分活度低，如饼干水分含量5%时，水分活度为0.20），淀粉的老化则不容易进行。生产实践中，富含淀粉的即食类食品（如方便面），就是将淀粉在糊化状态下，迅速脱水至10%以下，使淀粉固定在糊化状态，使其不回生（不老化），复水性好。动物食品组织内碳水化合物含量低，除乳蛋制品外，碳水化合物的变化不会造成食品明显的变化。2、蛋白质食品在干燥过程中，常常会引起蛋白质变性，降低溶解性和生物学价值，影响食用品质。蛋白质变性的程度在于干燥温度、湿度关系密切。如肌肉中的肌球蛋白的凝固温度是45~50℃，肌溶蛋白的热凝固温度是55~60℃。肌纤维蛋白由于变性凝固，进而发生收缩，保水性下降，口感较差。3、脂肪含油脂的食品在干燥过程中容易氧化“哈变”，造成食品危害，因为干燥会造成食品形态结构的变化，如液体食品干燥后成粉末，片状或多孔状食品干燥后增加了表面积，增大了与氧气接触的机会。高温干燥时脂肪氧化更为严重，干燥前添加抗氧化剂能有效地抑制脂肪氧化。4、维生素在食品干燥过程中维生素容易损失，所以如何减少维生素的损失、提高干燥食品质量是干燥食品的研究重点。干燥过程会造成部分水溶性维生素的破坏，维生素损耗程度取决于干燥前物料预处理条件及选用的脱水干燥方法和条件。维生素C和胡箩卜素疑因氧化而遭受损失；核黄素对光极其敏感；硫胺素对热敏感，故干燥处理市场会有所损失，胡萝卜素在日晒加工时损耗极大，在喷雾干燥时损耗小。水果晒干时维生素C损失也很大，而升华干燥却能将维生素C和其他营养素大量地保存下来。日晒或人工干燥时，蔬菜中营养成分损耗程度大致和水果相似，加工时未经酶钝化的蔬菜中胡萝卜素损耗量可达80%，用最好的干燥方法微波干燥将其损耗量可以下降到5%，预煮处理时蔬菜中硫胺素的损耗量15%，而未经处理其损耗量可达75%。维生素C在迅速干燥时的保存量则大于缓慢干燥，通常蔬菜中维生素C将在缓慢日晒干燥过程中损耗。工业微波，广泛应用，真诚至上，小蔡服务18688455449乳制品中维生素含量将取决于原料乳的含量及其加工技术。奶牛饲料中维生素含量高，如饲喂青草、胡萝卜等饲料，原料奶中胡萝卜素等维生素含量就高，传统的平锅等加热干燥的奶粉维生素损失大，而采用现代滚筒或喷雾干燥，则维生素损失相对少，若使用微波干燥，则能将维生素降低至最低。二、干燥对食品色素的影响新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳，干燥会改变其物理和化学性质，使食品反射、散射、洗手和传递可见光的能力发生变化，从而改变了食品的色泽。高等植物中存在的天然绿色物质是叶绿素A和叶绿素B的混合物，也绿色呈现绿色的能力和色素分子中的酶有关。湿热条件下叶绿素将失去镁离子而转化成脱镁叶绿素，呈橄榄绿。微碱性条件下能控制镁的转移，但难以改善食品的其他品质。干燥程度越高温，处理时间越长，色素变化量也就越多，类胡萝卜素，花青素也会因干燥处理有所破坏，硫化物处理促使花青素褪色。酶促褐变和非酶褐变反应是促使干燥食品干燥褐变的主要原因。植物组织受损时候，组织内氧化酶活动能将多酚或起塔如鞣质、络氨酸等一类物质氧化成有色色素，这类酶促褐变会给干制品品质带来不良后果。为此，干燥前需进行酶敦化处理，以防止变色。，可用烫漂对果蔬进行热处理，或用硫酸盐处理也能破坏酶的活性，酶敦化处理应在干燥前进行。因为干燥过程物料的受热温度场不足以破华酶的活性，而且热空气还具有加速霉变的作用。烫漂又叫杀青，是防止蔬菜酶促褐变的一种简单易行的方法。由于酶对高温十分敏感，用热水或蒸汽处理，可达到破坏蔬菜中的酶活性，防止酶促褐变的目的。如经烫漂的菠菜，在干燥后能保持较好的绿色。经研究发现，若在热水中添加氧化钙或复合磷酸盐，则能增进原料的硬度和口感。烫漂的缺点是用热水处理会导致维生素C和可溶性物质的损失，所以采用超高温瞬逝灭酶处理效果更好，但对相关的设备和技术有较高的要求。一般在热处理完毕后，要立即移入5~10℃的冷水中迅速冷却，以防止食品成分的变化。此外，对一些水果的褐变，可采用硫磺熏蒸或亚硫酸处理，硫磺燃烧后形成二氧化硫气体，渗入细胞后形成的二氧化硫水溶液具有很强的还原性，如10mg/kg的二氧化硫即可完全控制水果粉酶的活性。同事，硫磺熏蒸有利于杀灭微生物和害虫，但硫的残留会使食品产生异味，造成食品的安全隐患，应该严格控制使用量。美拉德反应和焦糖化反应是干燥过程中常见的非酶褐变反应，焦糖化反应中糖分首先分解成各种翔集中间物，然后再聚合反应生成褐色聚合物，美拉德反应为氨基酸和还原糖的互相反应，常出现于水果脱水干燥过程中。脱水干制时高温和参与水分中反应物质的浓度对美拉德反应有促进作用。水果熏硫处理不仅能抑制酶褐变，而且还能延缓美拉德反应，糖分中醛基和二氧化硫反应形成硫磺，能阻止褐色聚合物的形成。美拉德反应在水分下降到20%25时最迅速，水分继续下降则其反应速度会逐渐减缓，当干燥品水分低于1%时河边反映可见慢到长期储藏几乎不变化的程度，水分在30%以上时褐变反应也会岁水分增加而减缓，低温储藏有利于减缓褐变反应的速率。一般可通过添加亚硫酸盐，、抗坏血酸等物质防止非酶褐变。由于亚硫酸盐与美拉德反应的翔集发生作用，组织碳氨反应的进行。添加L-坏血酸或D-抗坏血酸及食盐对防止褐变有一定的作用。在果蔬罐头加工过程中，物料去皮或破碎后很容易褐变，可用含抗坏血酸0.05%~0.1%、食盐0.5A%~1.0%的水溶液浸渍。采用真空干燥，特别是连续式的真空干燥，可显著的改善果干以及果酱一类分装水果制品的品质，对生产晶态果粉特别适宜。三、干燥对食品风味的影响脱水干燥通常会使食品失去挥发性风味成分，如牛乳中的地基脂肪酸的挥发，特别是微量成分硫化甲基的损失，会使产品失去鲜奶中的风味。牛乳中的乳清蛋白不耐高温，在加热70℃时，β-乳球蛋白和脂肪球蛋白发生热变性而产生毓基，出现“蒸煮味”。防止食品干燥过程中风味物品的损失具有一定的难度。通常可以从干燥设备中回收或冷凝处理外逸的蒸汽，再加回到干燥食品中，以尽可能保持其原有风味。此外，也可通过添加该食品风味剂，或干燥前在某些也提食品中添加树胶和其他包埋物质，将风味物质微胶囊化，以防止或减少风味损失。总之，食品脱水干燥设备的设计应当根据前述各种情况加以考虑，尽可能做到在干燥速度最高、食品品质损耗最小、干燥成本最低的情况下，找出最合理的干燥工艺条件。