食品的脱水加工原理培训课件

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干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应季 节,平衡产销高峰,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。
食品的脱水加工原理
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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。
0.2
微生物不增值
含约 2~3%水分的全脂奶粉、含约 5%水分的脱水蔬菜、
含约 5%水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
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水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
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,
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水分活度对霉菌生长的影响
0.2
菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些
糖或 7%氯化钠的食品
酵母
0.95~0.91 沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、 一些干酪(英国切达、瑞士、法国明斯达、意大利菠
肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、 萝伏洛)、腌制肉(火腿)、一些水果汁浓缩物;含有
乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、
55%(w/w)蔗糖或 12%氯化钠的食品
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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(water activity) AW
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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
W h e a t flo u r
1 4 .5
0 .7 2
R a isin
27
0 .6 0
M acaro n i
10
0 .4 5
B o ile d sw e e ts
3 .0
0 .3 0
B isc u u its
5 .0
0 .2 0
D rie d m ilk
3 .5
0 .1 1
P o ta to c risp s
由于病原菌能忍受不良环境,应在干制前设法将其 杀灭。
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(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,就有必要在干制前对食品进行湿 热或化学钝化处理,以达到酶失去活性为度。
M o istu re c o n te n t (% ) 100 100 100 100
W a te r a c tiv ity 1 .0 0 0 .9 1 0 .8 2 ห้องสมุดไป่ตู้ .6 2
F resh m eat
70
0 .9 8 5
B read
40
0 .9 6
M a rm a la d e
35
0 .8 6
1 .5
0 .0 8
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(3)测量
利用平衡相对湿度的概念 P 164-165
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 Food engineering properties
M.M.A.Mao
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 化学反应的进行,达到长期保藏的目的。
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水分活度和微生物生长活动的关系
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;若将水分降 到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。
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2. 水分活度对食品的影响
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。
(1)水分活度与微生物生长、酶以及化学反应 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 应造成的,任何微生物进行生长繁殖以及多数生物 化学反应都需要以水作为溶剂或介质。
0.4 Aw 0.6
0.8
1.0
在水分活度0.9左右霉菌生长最旺盛。
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水分活度对酶活力的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
呈倒S型,开始随水分活度增大上升迅速,到
0.3左右后变得比较平缓,当水分活度上升到0.6
以后,随水分活度的食品增的脱大水加而工原迅理 速提高。
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水分活度对氧化反应的影响
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2
2 食品脱水加工的方法
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分离;
依据分子大小不同,用膜来分离水分,如 渗透、反渗透、超滤; 本章中讨论的是通过热脱水的方法。
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3 食品干燥保藏
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。
(拜耳酵母)SPP、德巴利氏酵母菌 水果蛋糕、家庭自制火腿、微晶糖膏、重油蛋糕
0.80~0.75 嗜旱霉菌(谢瓦曲霉、白曲霉、 果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一
Wallemia Sebi)、二孢酵母
些棉花糖
0.75~0.65 耐渗透压酵母(鲁酵母)、少数霉菌 含有约 10%水分的燕麦片、颗粒牛扎糖、砂性软糖、
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食品中水分活度与微生物生长
范围 aw
在此范围内的最低水分活度一般所 能抑制的微生物
在此水分活度范围的食品
1.0~0.95 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志 极易腐败变质(新鲜)食品、罐头水果、蔬菜、肉、
贺氏菌属、克霍伯氏菌属、芽孢杆 鱼以及牛乳;熟香肠和面包;含有约 40%(w/w)蔗
40℃不结冰
(Ⅰ)单分子层水, 不能被冰冻,不能干 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
(Ⅲ)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 胶中被毛细管液面表面张力或 被物理性截留的水,这种水很 易通过干燥除去或易结冰,可 作为溶剂,容易被酶和微生物
(刺孢曲霉、二孢红曲霉)
棉花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、一些果干、坚果
0.65~0.60
微生物不增值
含约 15~20%水分的果干、一些太妃糖与焦糖;蜂蜜
0.5
微生物不增值
含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料
0.4
微生物不增值
含约 5%水分的全蛋粉
0.3
微生物不增值
含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
水分活度对褐变反应的影响
0.2
0.4
Aw 0.6
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0.8
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(2)干制对微生物的影响
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。
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。
是指组织细胞中容易结冰,也能溶解溶质的这部分水。大致 分为滞化水(Immobilized water)、毛细管水(Capillary water)和自由流动水(Fluidal water)三种类型。
结合水(或被束缚水 )
不易结冰(-40℃),不能作为溶剂 ) P161-162
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?
在《本草纲目》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℃热空气进行干燥,这就是早期 的干燥保藏方法,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。
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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
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(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。
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3 食品中水分含量(M)与 水分活度之间的关系
食品的脱水加工原理
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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,但保藏状况却不同,这就存 在一个水能否被微生物、酶或化学反应所利用的 问题;
这是与水在食品中的存在状态有关。
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食品中水分存在的形式
自由水(或游离水)
酵母(红酵母、毕赤氏酵母)
0.91~0.87 许多酵母(假丝酵母、球拟酵母、 发酵香肠(萨拉米)、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、
汉逊酵母)、小球菌
含 65%(w/w)蔗糖(饱和)或 15%氯化钠的食品
0.87~0.80 大多数霉菌(产生毒素的青霉菌)、 大多数浓缩水果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和
金黄色葡萄球菌、大多数酵母菌属 水果糖浆、面粉、米、含有 15~17%水分的豆类食物、
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。
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(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)。
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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。
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6 脱水加工技术的进展
除热空气干燥还在应用外,目前还发展了红 外线、微波及真空升华干燥、 真空油炸等新 技术。
食品的脱水加工原理
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。
➢ 干燥(drying)——产品是固体,最终水分含量低。
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(2) 水分活度大小的影响因素
取决于水存在的量; 温度; 水中溶质的浓度; 食品成分; 水与非水部分结合的强度;
不同食品中水分含量和水分活度是不同的。
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表2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food I c e 0℃ I c e -10℃ I c e -20℃ I c e -50℃
0.2
0.4 Aw
0.6
0.8
在极低水分活度下,水的加入明显干扰了氧化反应的进行,这部分水被认 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 外这部分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Ⅰ与Ⅱ的边界时,氧化速度增加。认为加 入速的 了水 氧增 化加 。了氧的溶解度和使食大品分的脱子水加溶工胀原理,暴露更多的催化部位,从23 而加
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 食品水分的吸附和解吸等温线
滞后圈,复水结合力减弱
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(Ⅱ)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,大部分多层水在-
提高干燥速度; 提高干制品的质量(品质)。
发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
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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 M 0.6%时 变质 淀粉 M 20% 不易变质
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