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1、第二章 果蔬干制, 干制基本原理 干燥方法与设备 干制品的包装 、贮藏和复水,食品干燥（Drying） 在自然条件或人工控制条件下促使食品中水分蒸发的工艺过程。 食品脱水（dehydration） 为保证食品品质变化最小，在人工控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程。 因此，脱水就是指人工干燥。脱水食品不仅应达到耐久贮藏的要求，而且要求加水复原（复水）后基本上能恢复原状。,一 果蔬干制的基本原理,1 食品中的水分 a、游离水 （自由水） b、胶体结合水（束缚水） c、化合水(化学结合水) 干燥过程中被除去的水分为:自由水分和部分胶体结合水。,2 平衡水分 果蔬与一定温度、湿度的干燥介质相接触，当
2、果蔬排除水分与吸收水分相等时，只要干燥介质情况不变，即使继续加热，那么果蔬中所含水分也将维持不变，不会因与干燥介质长时间接触而变化，这时果蔬所含有的水分则称该干燥介质下果蔬的平衡水分。 3自由水分 在干燥作用中能除去的水分，是果蔬所含有的大于平衡水分的水，这一部分水称为自由水分(主要是游离水，也有少量胶体结合水）。,4 干制机理,5 食品干燥阶段,a.恒速干燥阶段(表面气化控制阶段) b.降速干燥阶段(内部扩散控制阶段)。,a,b,6 影响干燥作用的因素 a 干燥介质的湿度 b干燥介质的温度 一般温度不宜过高，否则有不良现象： 含水量高的果蔬破裂而使内容物流失； 果蔬中糖分和其它有机物因高温分
3、解或焦化，有损外观和风味； 高温低湿下，果蔬原料表面易结壳；,c 干燥介质流速 d 原料的种类和状态 e 原料的装载量（生产效率和生产周期兼顾）,7 合理选用干制工艺条件,果蔬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。,例1若温度和湿度同时进行，有两个效果：干燥快；平衡水分含量更低（尤其在干燥后期）。 例2温度低而干燥时间长，则易发生氧化褐变，甚至生霉变质。,二、 干制对制品品质的影响,（ 一）物理变化 1 体积缩小，重量减轻 2 干缩（均匀干缩、非均匀干缩） 3 表面硬化 4 多孔性 5复水性,水分率：一份干物质所有水分的份数（了解水分减少情况或干
4、制速度） 公式：M=m /（100-m） M水分率； m湿重时的含水量,例：鲜果含水量72%；干燥后果干含水量为16.5%，问由鲜果制果干，每1 kg干物质蒸发掉的水分是多少kg？ 鲜果水分率M1=72/(100-72)=2.57； 果干水分率M2=16.5/(100-16.5)=0.2 故，鲜果3.57kg（M1+1)中有水分2.57kg； 果干1.20kg(M2+1)中有水分0.20kg。 由鲜果制成果干，每1kg干物质蒸发掉水分=2.57-0.20=2.37kg,干燥率生产一份干制品所需新鲜原料份数之间的比例 公式： D=(100-M1 )/(100-M2 )= S2 / S1 = (M
5、1 +1)/(M2 +1) D干燥率 S1新鲜品的干物质（%） S2干制品的干物质（%） M1新鲜品的含水量（%）或水分率 M2干制品的含水量（%）或水分率 则上例，D=(100-16.5)/(100-72)=2.98 或D=(257+1)/(0.20+1)=2.98,（ 二）化学变化 1 色泽变化 酶褐变(Enzymatic browning) 三要素：底物、酶、氧气 b. 非酶褐变(Non enzymatic browning) 羰氨反应或美拉德反应（Maillard reaction ） 色素变化：叶绿素、花青素、胡萝卜素、叶黄素 金属变色、糖的焦化变色、丹宁与碱作用变色等,2 营养成分
6、变化 糖分的变化 a. 果糖和葡萄糖均不稳定易分解 b. 自然干制时，酶活未完全抑制时，呼吸作用耗一部 分糖等。 c. 人工干制时，依温度升高和时间的延长而加快加大糖分的损失。 维生素变化 VA1、VA2、VC 的变化 维生素的热稳定性: VB1、 VB2 、 VP VA1、VA2 VC,三、 食品的干制方法,干制方法：干制方法可以区分为自然和人工干燥两大类 自然干制：晒干、风干、阴干 人工干制：在常压或减压环境中用人工控制的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设备,（一）人工干燥方法的类型,(二) 蒸发干燥,1、热风干燥 2、滚筒干燥 3、带式干燥 4、 喷雾干燥 5、转鼓干燥 6、热泵干燥(
7、内循环式干燥) 7、流化床干燥 8、气流干燥 9、真空干燥,1 滚筒干燥（drum drying） 滚筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。 适用条件：耐热的果蔬浆类（如番茄酱、马铃薯泥等）,原理：采用雾化器将原料分散为雾滴，并用热汽体（如空气、氮气或过热水蒸汽）使雾滴失水，达到干燥的目的。 适用范围：一定浓度的液体物料。 如：果粉、奶粉、番茄粉等,2 喷雾干燥,3 输送带式干燥(belt drying),特点: 操作连续化、自动化、生产能力大,4. 气流干燥,原理：用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干
8、燥 适用对象：水分低于35%40%的物料 例糯米粉、马铃薯颗粒,5. 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：粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）,原理：热泵干燥技术是利用热泵除去干燥室内湿热空气中水分并使热湿后的空气重新加热的技术。 优点：a 充分利用水蒸气的蒸发潜热，降低能源损失； b 无需向外排湿空气，也无需补充新鲜空气，可以避免换气导致的物料污染。 应用：热泵干燥温度低，通常只有20 - 80，特别适用于热敏性物 料的干燥。,6 热泵干燥（内循环式干燥）,原理：水的汽化温度随压力的下降而降低。 工作条件：气压332-665Pa，温度37-82
9、 适用范围：高温下易氧化或发生化学变化而导致变质的食品。 优点：能基本保持食品原有的结构、质地、外观和风味，并可制成轻微膨化制品。,7 真空干燥(vacuum drying),真空干燥的苹果片,几种常见干燥设备照片,真空微波连续干燥设备,真空膨化干燥设备,相对高的真空度有利于降低油炸温度，提高物料内的热量和水分的传导效率，从而提高产品的品质，降低能源的消耗。 高真度尤其是脱油时，避免油脂渗入脆片内部深层组织的重要保证，如若油脂过量渗入脆片内部组织，便会导致炸制出的脆片含油率过高不脆、不香。,高真空度油浴脱水技术,核心设备真空油浴脱水机组，其真空度能达到0.098MPa。,真空油炸脱油机组,真空
10、油炸的芒果片,（三）升华干燥,升华干燥（Sublimation Drying）, 是将被干燥物料中的水分冷冻成固体的冰，然后在高真空条件下，使冰直接升华变成水蒸汽，从物料中逸出，达到干燥的目的，所以也称为真空冷冻干燥（Vacuum-Freeze Drying Lyophilization），简称为冻干。,1 冻干工艺流程,升华干燥工艺过程一般分为：前处理阶段、冻结阶段、升华干燥阶段、解析干燥阶段、后处理阶段等五个过程。,2.冻干设备流程,冻结装置,前处理,干燥仓,后处理设备,加热系统,制冷系统,捕水器,制 冷,制 冷,水蒸汽,加热,放 空,干空气,物 料,物 料,物 料,真空泵组,成 品,真空
11、冷冻干燥设备,豆角,草莓,黄秋葵,FD蔬菜加工产品,2 冷冻速度对干制品品质的影响,冻结速度影响干制品的多孔性。 冻结速度愈快，物料内形成的冰晶体愈微小，其孔隙愈小。 冷冻速度还会影响物料的弹性和持水性。 -30经15 min 冻结的芦笋和在-15温度中冻结的相比，前者具有较好的弹性和持水性。 缓慢冻结时形成颗粒较大的冰晶体，会破坏干制品的质地并引起细胞膜和蛋白质（如鱼肉）变性。,3.冻干的干燥过程,升华干燥的干燥过程包括两个不同的步骤：升华和解吸，它可以在同一干燥室中进行，也可在不同干燥室进行。 升华 升华也称初步干燥，是冷冻干燥的主体部分。升华温度与压力有密切联系，冻结物料中的水分在真空条
12、件下要达到纯粹的、强烈的升华, 要注意三个主要条件：即干燥室绝对压力，热量供给和物料温度.,解吸 当冰晶体全部升华后，第一干燥阶段即完成。但此时的物料仍有5以上没有冻结而被物料牢牢吸附着的水，必须用比初期干燥较高的温度和较低的绝对压力，才能促使这些水分转移，使产品的含水量降至能在室温下长期储藏的水平，这就需二次干燥。影响二次干燥的速度及时间的因素与升华过程相同，即温度和绝对压力。,4.冻干的优点,(1) 冻干是在较低温下干燥，不会使蛋白质物质发生热变性，特别适于热稳定性差的生物活性物质的干制品； (2) 被干燥物质中挥发性成分、易受热变性的营养成分及芳香成分损失较少； (3) 在低温干燥过程中
13、，微生物的生长和酶的作用几乎无法进行，使制成品能长时间保存； (4) 干燥后物质呈海绵状结构，体积、形状基本不变，无干缩现象，复水时与水的接触面积大，复原性好； (5) 干燥是在真空条件下完成，故氧气分压极小，使易氧化的物质得到了保护； (6) 物料最终含水量较少，一般在以下，只要包装得当，可在常温下长期贮存。,5.冻干的缺点,(1) 真空冷冻干燥生产周期长，产品成本高，产量低； (2) 工艺及设备复杂，对操作者的技术技能在求高。 (3) 由于制成品为多孔状极易吸潮，对包装材料要求较高。,1 包装前的处理 1）回软（均湿、水分平衡） 目的：使干制品变软，使水分均匀一致。 条件：密闭容器（果干2
14、-3周，菜干1-3天） 2）分级： 分成标准成品、废品和未干品。 3） 防虫处理,（五） 干制品的包装和贮藏,4）压块,原因 蔬菜干制后，体积蓬松，容积很大，不利于包装和运输。 例：脱水蔬菜压块常用螺旋压榨机。当脱水蔬菜从干燥机中取出后，不经回软，立即趁热压块。,2 干制品的包装 干制品的包装 -能防止干制品吸湿回潮以及结快和长霉; -能防止外界空气、灰尘、虫、鼠等入侵； -避光 3 贮藏： 干制品必须贮藏在较暗处、干燥处（r65%）， 低温（T 10 C）,4 复 水 复水性：食品干制后能重新吸收水分的程度（吸水增重）。 方法：干菜浸泡(12-16倍重量冷水，0.5 h) 迅速煮沸 (5-7
15、min) 常法烹调食用。 影响复水的主要因素： 水量 水过多易使花色素和其他黄酮类色素溶出而损失。 水质 硬水使豆类质地粗硬，影响品质；并且水降低复水率。,复水的几个概念： 复水率(R复)复水后沥干质量(m复)与干制品质量(m干)的比值。即： R复= m复/ m干 复重系数(K复)复水后沥干质量(m复)与干前前相应原料质量(m原)之比。 即：K复= m复/ m原 100% = R复/ R干 100% 干燥率(R干)生产一份干制品与所需新鲜原料份数的比值。 即： R干=(1- W干) / (1- W原) W干干制品水分含有率; W原原料水分含有率,例题：食品干制前含水率88.4%,干制品含水率4
16、.6%,干制品和复水后沥干重各为2.3kg和13.8kg,试计算它的干燥率、复水率和复重系数。 干燥率：R干=(1-0.046) /(1-0.884)=8.224 复水率：R复= M复/ M干= 13.8/2.3= 6 复重系数：K复=6/8.224 100% =72.95% 注：复水率、复重系数说明了干制品的复水性，而复水性受原料、干制方法等因素影响。在实际生产中应经常检测，以便及时有效地控制干制品的质量。,一 出口脱水蔬菜生产加工中存在的问题,对于脱水蔬菜产品有的国家所要求的微生物检测项目已达六种。 1有害菌类污染 原料损伤处极易出现腐烂现象,被霉菌所污染。生产加工清洗原料用水如不使用流动水并多次使用，不注意定期更换是造成细菌和大肠杆菌污
