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1、第四章食品的脱水加工概述第一节食品干藏原理第二节食品干制的根本原理第三节干制对食品品质的影响第四节食品的干制方法第五节干制品的包装和贮藏第一页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。概述1 食品的脱水加工 dehydration 从食品中去除水分，在该条件不导致或几乎不导致食品性质的其它变化除水分外，是一种用于长期保藏食品的极其重要的食品加工操作。浓缩(concentration)产品是液态，其中水分含量较高。枯燥(drying)产品是固体，最终水分含量低。第二页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。2食品脱水加工的方法u在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而别离；u依据分子大小
2、不同，用膜来别离水分，如渗透、反渗透、超滤；u本章中讨论的是通过热脱水的方法。第三页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。3食品枯燥保藏指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分进行长期贮藏的方法。枯燥食品可延长保藏期，是一种最古老的食品保藏方法。食品脱水干制后，延长了保藏期，从而延长了食品的供给季节，平衡产销顶峰，交流各地特产，贮备供救急、救灾和战备的物资。是从自然界各种现象中认识和从实践中得到的，如稻谷、麦子、玉米、水果蔬菜等。第四页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。4食品干藏的历史我国北魏在?齐民要术?一书中记载用阴干加工肉脯的方法。在?本
3、草纲目?中，用晒干制桃干的方法。大批量生产的干制方法是在1875年，将片状蔬菜堆放在室内，通入40热空气进行枯燥，这就是早期的枯燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时出现。许多著名的土特产如红枣、柿饼、葡萄干、金花菜、香菇、笋干等。第五页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。5食品干藏的特点设备简单、生产费用低、因陋就简；重量减轻、体积变小，节省包装、贮藏和运输费用，带来了方便性；如：果汁12左右浓缩果汁70以上；牛奶奶粉重量变为原来的1/8左右。食品可增香、变脆；如：炒芝麻、烤肉、烤面包。食品的色泽、复水性有一定的差异。如：干制蔬菜。第六页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。6脱水加工技术的
4、进展除热空气枯燥还在应用外，目前还开展了红外线、微涉及真空升华枯燥、真空油炸等新技术。提高枯燥速度；提高干制品的质量品质。开展成为食品加工中的一种重要保藏方法如速溶咖啡、豆奶粉、油炸方便面、果蔬脆片第七页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。第一节食品干藏原理长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品中水分含量M具有一定的关系。M表示以干基计，也有用湿基计m但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言食品的稳定性。如：花生油M0.6时变质淀粉M20不易变质第八页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。还有一些食品具有相同水分含量，但腐败变质的情况是明显不同的，如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差不多，但保
5、藏状况却不同，这就存在一个水能否被微生物、酶或化学反响所利用的问题；这是与水在食品中的存在状态有关。第九页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。食品中水分存在的形式自由水或游离水是指组织细胞中容易结冰，也能溶解溶质的这局部水。大致分为滞化水Immobilizedwater、毛细管水Capillarywater和自由流动水Fluidalwater三种类型。结合水或被束缚水不易结冰40，不能作为溶剂P161162化学结合水：按严格的数量比例，牢固地同固体间架结合的水；物理化学结合水：包括吸附结合水、结构结合水及渗透压结合水机械结合水：毛细管？第十页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。游离水和结合水可
6、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第十一页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。1.水分活度 f 食品中水的逸度 Aw = f0 纯水的逸度我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度。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。第十二页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。(1)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。第十三页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。(2)水分活度大小
7、的影响因素取决于水存在的量；温度；水中溶质的浓度；食品成分；水与非水局部结合的强度；不同食品中水分含量和水分活度是不同的。第十四页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。表2-1常见食品中水分含量与水分活度的关系0-10-20-50第十五页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。(3测量利用平衡相对湿度的概念P164-165数值上aW=相对湿度/100，但两者的含义不同水分活度仪对单一溶质，可测定溶液的冰点来计算溶质的mol数具体方法参考FoodengineeringpropertiesM.M.A.Mao第十六页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。2.水分活度对食品的影响 大多数情况下，食品的稳定性腐
8、败、酶解、化学反响等与水分活度是紧密相关的。1水分活度与微生物生长、酶以及化学反响的关系食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反响造成的，任何微生物进行生长繁殖以及多数生物化学反响都需要以水作为溶剂或介质。干藏就是通过对食品中水分的脱除，进而降低食品的水分活度，从而限制微生物活动、酶的活力以及化学反响的进行，到达长期保藏的目的。第十七页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。u大多数新鲜食品的水分活度在0.99以上，适合各种微生物生长。大多数重要的食品腐败细菌所需的最低aw都在0.9以上，肉毒杆菌在低于0.95就不能生长。只有当水分活度降到0.75以下，食品的腐败变质才显著减慢；假设将水分降到
9、0.65，能生长的微生物极少。一般认为，水分活度降到0.7以下物料才能在室温下进行较长时间的贮存。水分活度和微生物生长活动的关系第十八页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。食品中水分活度与微生物生长第十九页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。低水分活度微生物生长受抑制。水分活度较高的情况下微生物繁殖迅速，水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响第二十页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。0.20.40.60.81.0Aw在水分活度0.9左右霉菌生长最旺盛。水分活度对霉菌生长的影响第二十一页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。0.20.40.60.8Aw呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3
10、左右后变得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增大而迅速提高。水分活度对酶活力的影响第二十二页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。0.20.40.6Aw0.8在极低水分活度下，水的参加明显干扰了氧化反响的进行，这局部水被认为能结合氢过氧化物，干扰了它们呢的分解，于是阻碍了氧化的进行。另外这局部水能同催化氧化的金属离子发生水化作用，从而显著地降低了金属离子的催化效力。当水分超过与的边界时，氧化速度增加。认为参加的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位，从而加速了氧化。水分活度对氧化反响的影响第二十三页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。0.20.40.60.8Aw水分
11、活度对褐变反响的影响第二十四页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。2干制对微生物的影响u干制后食品和微生物同时脱水，微生物所处环境水分活度不适于微生物生长，微生物就长期处于休眠状态，环境条件一旦适宜，又会重新吸湿恢复活动。u干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，但保藏过程中微生物总数会稳步下降。u由于病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其杀灭。第二十五页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。3干制对酶的影响水分减少时，酶的活性也就下降，然而酶和底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓慢活动，只有在水分降低到1%以下时，酶的活性才会完全消失。酶在湿热条件下易钝化，为了控制干制品中酶的活动，就
12、有必要在干制前对食品进行湿热或化学钝化处理，以到达酶失去活性为度。第二十六页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。4对食品干制的根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卑微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。第二十七页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。3食品中水分含量M与水分活度之间的关系食品中水分含量M与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线水分吸附等温线，BET吸附等温线单层水分、多层水分、自由水或体相水温度对水分吸附等温线的影响见P163图1-3-1和2食品水分的
13、吸附和解吸等温线滞后圈，复水结合力减弱第二十八页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。多层水，主要通过水-水和水-溶质氢键同相邻分子缔合，可溶性组分的溶液，大局部多层水在-40不结冰自由水或体相水，是食品中结合的最弱，流动性最大的水，主要是在细胞体系或凝胶中被毛细管液面外表张力或被物理性截留的水，这种水很易通过枯燥除去或易结冰，可作为溶剂，容易被酶和微生物利用，食品容易腐败单分子层水，不能被冰冻，不能枯燥除去。水被牢固地吸附着，它通过水-离子或水-偶极相互作用被吸附到食品可接近的极性部位如多糖的羟基、羰基、NH2，氢键，当所有的部位都被吸附水所占有时，此时的水分含量被称为单层水分含量第二十九页，
14、编辑于星期二：二十一点 四十九分。不同食品吸附等温曲线形状不同；同一原料随着温度的升高吸附等温曲线抬升；相同水分活度，水分含量随温度降低增大。第三十页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。滞后现象的几种解释1这种现象是由于多孔食品中毛细管力所引起的，即外表张力在枯燥过程中起到在孔中持水的作用，产生稍高的水分含量。2另一种假设是在获得水或失去水时，体积膨胀或收缩引起吸收曲线中这种可见的滞后现象。？解吸：desorption枯燥过程吸附：sorption复水过程WHC第三十一页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。思考题 1 水分活度的概念 2 食品中水分含量和水分活度有什么关系？说明原因 3 水分活
15、度对微生物、酶及其它反响有什么影响？ 4 简述食品干制机制 第三十二页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。第二节食品干制的根本原理一干制机制湿热的转移二干制过程的特性三影响干制的因素四合理选用干制工艺条件第三十三页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。一、干制机制 Food H2O2温度梯度T食品在热空气中，食品外表受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度差，即温度梯度。温度梯度将促使水分无论是液态还是气态从高温向低温处转移。这种现象称为导湿温性。外表水分扩散到空气中内部水分转移到外表1水分梯度M干制过程中潮湿食品外表水分受热后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，而后，水蒸气从食品外表向周
16、围介质扩散，此时外表湿含量比物料中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不断向外表方向移动。这种水分迁移现象称为导湿性。MM- MTT- T第三十四页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。1.导湿性1水分梯度假设用M表示等湿面湿含量或水分含量kg/kg干物质，那么沿法线方向相距n的另一等湿面上的湿含量为M+M，那么物体内的水分梯度gradM那么为：gradM=limM/n=M/nn0M物体内的湿含量，即每千克干物质内的水分含量千克n物料内等湿面间的垂直距离米ngrad MI图 湿度梯度影响下水分的流向M+ M M第三十五页，编辑于星期二：二十一点 四十九分。 导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得： i水= -K0 M/ n= -K 0 M千克/米2小时其中： i水 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量kg干物质/ 米2小时 K 导湿系数米小时 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 kg干物质/米3 M 物料水分kg/kg干物质水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负号。第三十六页，编辑于星期二：
