第二章 食品的脱水干制
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【食品工艺学】干制
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、
（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
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
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、
食品中水分活度与微生物生长关系（表）
范围 aw
1.0~0.95
0.95~0.91
0.91~0.87 0.87~0.80
0.80~0.75 0.75~0.65 0.65~0.60
0.5 0.4 0.3 0.2
在此范围内的最低水分活度一般所
在此水分活度范围的食品
能抑制的微生物
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
菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些
糖或 7%氯化钠的食品
酵母
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
但是有些操作并不仅仅是为了去除水分, 应还有其他的作用,如油炸是为了脆,烤是为 了香脆或酥,因而人们不认为这些操作是食 品脱水的一种主要形式.
第二章 食品的脱水
推动力:温度梯度
方向: 高
低
食品的干燥机制 i温= -Kγ0δ（ T / n）
T T+ΔT
i温—— 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）
i T/ n
K—— 导湿系数（米· 小时）
质重量（kg干物质/米3 ）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物
δ—— 湿物料的导湿温系数（1/℃，或
反渗透、超滤
概述
食品脱水加工的目的
延长贮存时间 更加美味 便于运输和贮存 便于进一步加工
第一节 食品干藏原理
食品中的水分含量与储藏稳定性密切相关
花生油 M 0.6％ 淀粉 M 20％
变质 不易变质
食品中水分存在的形式
自由水（游离水）
容易结冰，也能溶解溶质
结合水（被束缚水 ）
合理选用干制工艺条件
主要工艺参数
空气温度、相对湿度、流速、气压
最适宜的干制工艺条件
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
食品的干制方法
①自然干制：
在自然环境条件下干制食品
晒干、阴干
②人工干制：
人工控制的工艺条件进行干制食品 对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备
人工干制：
High Swirl
接触干燥
食品工艺学-第二章.
• 超滤膜
– 通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、 刚性醋酸酯等材料
– 结构通常有两种一种为微孔膜主要用于卷式、板式和 管式膜；另一种为中空纤维膜，用于中空纤维系膜系 统。
5. 设备
6.膜浓缩的应用
• 在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓 缩方式。在食品工业中最大的商业化应用 是乳清浓缩，其他还包括
二、蒸发
1. 蒸发原理 传热与传质 热量与质量的平衡原理 影响传热因素（温差、传热面
沉淀、界面膜
2. 影响蒸发经济性的因素
• 由于发泡和夹带等引起的物料损失 • 能量消耗，减少能量消耗的方法
– 二次蒸汽再压缩 – 二次蒸汽再加热 – 多效蒸发（多效系统的数量取决于节省的能量
与操作费用的增加比较）
(2）测量
• 利用定义 • 利用平衡相对湿度的概念 • aW×100=相对湿度
• 具体方法参考 Food engineering properties M.M.A.Mao
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的关系
第二章 食品的脱水加工
• 概述
1. 食品干藏的概念 一种说法：指在自然或控制条件下，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的保藏方法。 另一种说法：从食品中较完全地去处水分，
– 通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、 刚性醋酸酯等材料
– 结构通常有两种一种为微孔膜主要用于卷式、板式和 管式膜；另一种为中空纤维膜，用于中空纤维系膜系 统。
5. 设备
6.膜浓缩的应用
• 在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓 缩方式。在食品工业中最大的商业化应用 是乳清浓缩，其他还包括
二、蒸发
1. 蒸发原理 传热与传质 热量与质量的平衡原理 影响传热因素（温差、传热面
沉淀、界面膜
2. 影响蒸发经济性的因素
• 由于发泡和夹带等引起的物料损失 • 能量消耗，减少能量消耗的方法
– 二次蒸汽再压缩 – 二次蒸汽再加热 – 多效蒸发（多效系统的数量取决于节省的能量
与操作费用的增加比较）
(2）测量
• 利用定义 • 利用平衡相对湿度的概念 • aW×100=相对湿度
• 具体方法参考 Food engineering properties M.M.A.Mao
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的关系
第二章 食品的脱水加工
• 概述
1. 食品干藏的概念 一种说法：指在自然或控制条件下，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的保藏方法。 另一种说法：从食品中较完全地去处水分，
第二章食品的脱水干制
食品加工技术概论
1.2 水分活度与微生物的耐热性
降低水分活度可以有效抑制微 生物的生长，但也使微生物的耐热 性增强。
图示表示：水分活度在0.2-0.4之 间，微生物的耐热性最高。因此， 降低水分活度可以有效地抑制微生 物的生长，但使其耐热性增强。 食品的干制虽是加热的过程，但并 不能代替杀菌。
食品加工技术概论
食品加工技术概论
（3）低吸湿性食品的包装 典型食品：坚果、面包等，含水量 6％～30％。 包装要求：中等的防潮性能 包装形式： 软包装材料，如蜡纸、玻璃纸及塑料薄膜常用于面包的包装； 目前多采用PEIP以及PEIPP／PE共挤薄膜包装袋，并用热 封或涂塑的金属丝扎住袋口。高级面包采用铝箔／纸或铝箔／ 聚乙烯复合材料。
六、微波干燥
第六节 干制品的包装和贮藏
一、包装前干制品的处理
1、筛选和分级 先用振动筛分选，后用人工挑选。
食品加工技术概论
2、回软 也叫均湿或水分平衡，目的是使干制品内部水分均匀一 致。将干制品堆积在密闭室内或容器内进行短暂储藏即可。 3、防虫
烟熏：甲基溴、氧化乙烯、氧化丙烯、甲酸甲酯、乙酸甲酯等。 低温杀虫（-10度以下）；高温热处理（75-80度）
食品加工技术概论
（2）易吸湿性食品的包装 典型食品：茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分 2％～8％，平衡相对湿度10％－30％。 包装要求：隔绝水、气、汽、光。 包装形式：茶：铁罐、瓷罐、复合铝箔袋，袋泡茶用纸、外 加收缩膜。 调味包：隔绝性好的玻璃瓶或塑料瓶 饼干：玻璃纸、各种复合材料，如PE、PVDC 。
第二章食品的脱水加工
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第二章 食品的脱水加工
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概述
食品的脱水加工（ 食品的脱水加工（dehydration） ）
从食品中去除水分
浓缩(concentration)——产品是液态，其中 产品是液态， 浓缩( ) 产品是液态 水分含量较高。 水分含量较高。 干燥( 产品是固体， 干燥(drying)——产品是固体，最终水分含 ) 产品是固体 量低。 量低。
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不同温度吸附等温曲线 不同食品吸附等温曲线
相同水分含量， 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的 关系就是水分解吸的过程， 关系就是水分解吸的过程，为解吸的吸附等温 线； 若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去 即复水的过程，这就是吸附； 即复水的过程，这就是吸附； 在这两个相反的过程中， 在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水 分吸附等温线两者之间不能重合（有差异）， 分吸附等温线两者之间不能重合（有差异）， 形成了滞后圈。 形成了滞后圈。 见图2-5 (p28) 见图
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在现代食品工业中干燥（或干制） 在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一种 食品加工方法， 食品加工方法，并已发展成为食品加工中的一 种重要保藏方法 种重要保藏方法 在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、 在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、固 体饮料、 体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量广泛 应用。 应用。
第二章 食品的脱水加工
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概述
食品的脱水加工（ 食品的脱水加工（dehydration） ）
从食品中去除水分
浓缩(concentration)——产品是液态，其中 产品是液态， 浓缩( ) 产品是液态 水分含量较高。 水分含量较高。 干燥( 产品是固体， 干燥(drying)——产品是固体，最终水分含 ) 产品是固体 量低。 量低。
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不同温度吸附等温曲线 不同食品吸附等温曲线
相同水分含量， 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的 关系就是水分解吸的过程， 关系就是水分解吸的过程，为解吸的吸附等温 线； 若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去 即复水的过程，这就是吸附； 即复水的过程，这就是吸附； 在这两个相反的过程中， 在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水 分吸附等温线两者之间不能重合（有差异）， 分吸附等温线两者之间不能重合（有差异）， 形成了滞后圈。 形成了滞后圈。 见图2-5 (p28) 见图
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在现代食品工业中干燥（或干制） 在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一种 食品加工方法， 食品加工方法，并已发展成为食品加工中的一 种重要保藏方法 种重要保藏方法 在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、 在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、固 体饮料、 体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量广泛 应用。 应用。
第二章 食品的脱水干制
度是决定食品品质和稳定性的重要因素。
根据水分活性，可将食品分为：
①高湿食品 ②中湿食品 ③低湿食品
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0.85 ＜ Aw ＜ 1.0； 0.6 ＜ Aw ＜0.85； Aw ＜0.6。
一、水分活度与微生物的关系
1.水分活度与微生物生长的关系
一般情况下，每种微生物均有最适的水分活度和最低的 水分活度，它们取决于微生物的种类、食品的种类、温度、 pH值以及是否存在润湿剂等因素。
湿度加以调整。 适当降低相对湿度。
在降速干燥阶段，应设法降低表面蒸发速率，以免食 品表面过度受热，导致不良后果。
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第三节 食品脱水干燥方法
干制方法可分为：自然干燥和人工干燥两大类
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：在常压或减压环境中用人工控制的工艺条件进行干制食
恒率干燥 阶段
水分下降 降率干燥
阶段
差，因此不起作用。 低 水分 含量 时 ， 导湿性 减 小 ；
导湿温性 减小 ；
干燥速率下降
表面温度上升 水分下降 变 慢
Page 28
28
2.食品物料干燥过程分析
（1）恒速阶段 此阶段干燥速率保持恒定，物料内部水分很 快移向表面，物料表面始终为水气所饱和，干燥机理属表 面汽化控制，干燥所去除的水分相当于物料的非结合水， 因此此阶段物料水分的汽化如同纯水的蒸发，蒸发温度相 当于热空气的湿球温度。
食品工艺学 2干制.
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(1810年）同时出现。
5.食品干藏的特点
自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用 低；但时间长、受气候条件影响；
人工干制，不受气候条件限制，操作易于控 制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高； 但需要专用设备，能耗大，干制费用大；
Aw <1的水就是指水被结合力固定，数值的 大小反映了结合力的多少；
Aw越小则指水被结合的力就越大,水被利用 的程度就越难； 水分活度小的水是难以或不 可利用的水；
(2) 水分活度大小的影响因素
影响水分活度的因素主要有食品种类、 水分含量、食品中溶质种类和浓度及温度： 取决于水存在的量； 温度； 水中溶质的种类和浓度； 食品成分或物化特性； 水与非水部分结合的强度 见表2-2 (P26)
Moisture content (%) Water activity
•依据食品脱水的原理
食品脱水加工类型: 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去除水分至固体 或半固体； 如干燥或干制 依据食品分子大小不同，用膜来分离水分; 如超滤、反渗透等, 主要是用于浓缩
超滤浓缩原理
分子筛的原理：不同大小的分子对具有一定 孔径大小的膜其通透性不同，小分子比大分 子更容易通过膜，水分子是食品中最小的分 子之一，用适当孔径的膜在外加压力下，就 可以实现浓缩，
5.食品干藏的特点
自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用 低；但时间长、受气候条件影响；
人工干制，不受气候条件限制，操作易于控 制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高； 但需要专用设备，能耗大，干制费用大；
Aw <1的水就是指水被结合力固定，数值的 大小反映了结合力的多少；
Aw越小则指水被结合的力就越大,水被利用 的程度就越难； 水分活度小的水是难以或不 可利用的水；
(2) 水分活度大小的影响因素
影响水分活度的因素主要有食品种类、 水分含量、食品中溶质种类和浓度及温度： 取决于水存在的量； 温度； 水中溶质的种类和浓度； 食品成分或物化特性； 水与非水部分结合的强度 见表2-2 (P26)
Moisture content (%) Water activity
•依据食品脱水的原理
食品脱水加工类型: 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去除水分至固体 或半固体； 如干燥或干制 依据食品分子大小不同，用膜来分离水分; 如超滤、反渗透等, 主要是用于浓缩
超滤浓缩原理
分子筛的原理：不同大小的分子对具有一定 孔径大小的膜其通透性不同，小分子比大分 子更容易通过膜，水分子是食品中最小的分 子之一，用适当孔径的膜在外加压力下，就 可以实现浓缩，
食品工艺学干制
我们把食品中水的逸度与纯水的逸度 之比称为水分活度 AW（water activity)
1. 水分活度
f
—— 食品中水的逸度
Aw = ——
f0
—— 纯水的逸度
水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽
压来表示，在常压（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。
吸附等温线的加工意义
I单水分子层区和II多水分子层区是食品被 干燥后达到的最终平衡水分（一般在5%以 内）；这也是干制食品的吸湿区；
III自由水层区，物料处于潮湿状态，高水 分含量，是脱水干制区
(2) 温度对水分吸附等温线的影响
同一原料随着温度的升高吸附等温曲线向水 分活度增加的方向抬升； 图2-4 (p28) 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
（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
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
微生物不增值
含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料
微生物不增值
含约 5%水分的全蛋粉
微生物不增值
含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
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、
1. 水分活度
f
—— 食品中水的逸度
Aw = ——
f0
—— 纯水的逸度
水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽
压来表示，在常压（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。
吸附等温线的加工意义
I单水分子层区和II多水分子层区是食品被 干燥后达到的最终平衡水分（一般在5%以 内）；这也是干制食品的吸湿区；
III自由水层区，物料处于潮湿状态，高水 分含量，是脱水干制区
(2) 温度对水分吸附等温线的影响
同一原料随着温度的升高吸附等温曲线向水 分活度增加的方向抬升； 图2-4 (p28) 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大 相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
（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
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
微生物不增值
含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料
微生物不增值
含约 5%水分的全蛋粉
微生物不增值
含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
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、
第二章食品的脱水加工-1-食品工艺学
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：水分含量高低不同时 花生油 M 0.6％时 易变质 淀粉 M 20％ 不易变质
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（一般在80%左右），但保藏状况却不 同，
这就存在一个食品中水能否被微生物、酶或 化学反应所利用的问题；
（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
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
微生物不增值
含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料
微生物不增值
含约 5%水分的全蛋粉
微生物不增值
含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
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、
但是有些操作并不仅仅是为了去除水分, 应还有其他的作用,如油炸是为了脆,烤是为 了香脆或酥,因而人们不认为这些操作是食 品脱水的一种主要形式.
1.2 脱水加工的类型
依据脱水的程度,脱水加工可以分为两种类型: ➢产品是液态，其中水分含量较高>15% — —浓缩(concentration)。 如浓缩果汁40~70% ➢产品是固体，最终水分含量低<15% —— 干燥(drying) 。 如桔子粉,奶粉,粉状咖啡
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（一般在80%左右），但保藏状况却不 同，
这就存在一个食品中水能否被微生物、酶或 化学反应所利用的问题；
（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
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
微生物不增值
含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料
微生物不增值
含约 5%水分的全蛋粉
微生物不增值
含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
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、
但是有些操作并不仅仅是为了去除水分, 应还有其他的作用,如油炸是为了脆,烤是为 了香脆或酥,因而人们不认为这些操作是食 品脱水的一种主要形式.
1.2 脱水加工的类型
依据脱水的程度,脱水加工可以分为两种类型: ➢产品是液态，其中水分含量较高>15% — —浓缩(concentration)。 如浓缩果汁40~70% ➢产品是固体，最终水分含量低<15% —— 干燥(drying) 。 如桔子粉,奶粉,粉状咖啡
第二章第二节 食品干燥机制
物料性质 温度梯度
其中： I温 — 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/ m2·h）
K — 导湿系数（m2/h） γ0 — 单位潮湿物料容积内绝对干物质重（kg/m3 ） δ — 湿物料的导湿温系数（1/℃) （温度梯度为1 ℃时引起物料水分转移距离） “ – ”表示水分转移和温度梯度方向相反
但是，若干制由内部水分转移限制 ，则真空干燥对降率期的干燥速率 影响不大。 适合热敏物料的干燥。
操作条件对于干燥速率的影响
条件 温度上升 空气流速上升 相对湿度下降 真空度上升
恒率阶段 干燥速率增加 干燥速率增加 干燥速率增加 干燥速率增加
降率阶段 干燥速率增加
无变化 无变化 无变化
2. 食品性质的影响
（2）导湿温系数δ
就是温度梯度为1℃/m时物料内部能建立的水分梯度
导湿温系数δ（1/℃ ）
δ= - ǝM ǝθ ǝn ǝn
水分梯度 温度梯度
B
Ⅱ
Ⅰ O
物料水分M（%）
A
导湿温系数和导湿系数一样，会因物料和水分结合状态而变化
3. 干制水分总量
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在， 因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果。
面团发酵后经整形、醒发（使面包坯迅速膨胀），可立即入炉烘焙。 湿面团在烤箱180-220 ℃。 面包坯温度30-40 ℃，面包外表温度可达到180℃，建立温度梯度，烘
其中： I温 — 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/ m2·h）
K — 导湿系数（m2/h） γ0 — 单位潮湿物料容积内绝对干物质重（kg/m3 ） δ — 湿物料的导湿温系数（1/℃) （温度梯度为1 ℃时引起物料水分转移距离） “ – ”表示水分转移和温度梯度方向相反
但是，若干制由内部水分转移限制 ，则真空干燥对降率期的干燥速率 影响不大。 适合热敏物料的干燥。
操作条件对于干燥速率的影响
条件 温度上升 空气流速上升 相对湿度下降 真空度上升
恒率阶段 干燥速率增加 干燥速率增加 干燥速率增加 干燥速率增加
降率阶段 干燥速率增加
无变化 无变化 无变化
2. 食品性质的影响
（2）导湿温系数δ
就是温度梯度为1℃/m时物料内部能建立的水分梯度
导湿温系数δ（1/℃ ）
δ= - ǝM ǝθ ǝn ǝn
水分梯度 温度梯度
B
Ⅱ
Ⅰ O
物料水分M（%）
A
导湿温系数和导湿系数一样，会因物料和水分结合状态而变化
3. 干制水分总量
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在， 因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果。
面团发酵后经整形、醒发（使面包坯迅速膨胀），可立即入炉烘焙。 湿面团在烤箱180-220 ℃。 面包坯温度30-40 ℃，面包外表温度可达到180℃，建立温度梯度，烘
第二章 食品干燥
水分活度控制在0.35－0.5可保持干燥食品的理想性质。
第一节 食品的干燥原理
三、食品干燥过程（湿热传递过程）
食品从外界吸收热量(传热过程) 促使食品物料中水分向表面转移并排放到物料周围的外部环境
中，完成脱水干制的基本过程(传质过程) 湿热的转移是食品干燥原理的核心问题
第一节 食品的干燥原理
三、食品干燥过程（湿热传递过程）
湿 食品表面→给湿过程
热 水分从食品物料表面向干燥介质中蒸发
传
递
过 程
食品内部→导湿过程
食品内部水分向表层迁移的过程
导湿温性：干燥过程中，物料表面受热高于中心，因而在其内部会建立一定的温度 差，即温度梯度。温度梯度促使水分从高温向低温处转移，这种现象称为导湿温性。
第一节 食品的干燥原理
物料不宜直接铺在场地上晒干，以保证食 品卫生要求；
场地宜选在向阳，光照时间长，远离垃圾 堆，防止灰尘及其它废物的污染；
注意控制物料层厚度。
第三节 食品的干燥方法
二、晒干及风干 自然干燥的特点
投资少、费用低，能在产地就地干燥； 科学利用太阳能，充分利用天然能源； 干燥缓慢，干燥时间长； 受到气候条件的影响和限制； 生产效率低，制品的卫生安全性难保证。
厢式干燥：简单传统的间歇式干燥方法 隧道式干燥：箱式干燥设备的扩大加长；顺流、逆流、混流 带式干燥：载料系统由输送带取代装料盘 气流干燥 流化床干燥 喷雾干燥
第一节 食品的干燥原理
三、食品干燥过程（湿热传递过程）
食品从外界吸收热量(传热过程) 促使食品物料中水分向表面转移并排放到物料周围的外部环境
中，完成脱水干制的基本过程(传质过程) 湿热的转移是食品干燥原理的核心问题
第一节 食品的干燥原理
三、食品干燥过程（湿热传递过程）
湿 食品表面→给湿过程
热 水分从食品物料表面向干燥介质中蒸发
传
递
过 程
食品内部→导湿过程
食品内部水分向表层迁移的过程
导湿温性：干燥过程中，物料表面受热高于中心，因而在其内部会建立一定的温度 差，即温度梯度。温度梯度促使水分从高温向低温处转移，这种现象称为导湿温性。
第一节 食品的干燥原理
物料不宜直接铺在场地上晒干，以保证食 品卫生要求；
场地宜选在向阳，光照时间长，远离垃圾 堆，防止灰尘及其它废物的污染；
注意控制物料层厚度。
第三节 食品的干燥方法
二、晒干及风干 自然干燥的特点
投资少、费用低，能在产地就地干燥； 科学利用太阳能，充分利用天然能源； 干燥缓慢，干燥时间长； 受到气候条件的影响和限制； 生产效率低，制品的卫生安全性难保证。
厢式干燥：简单传统的间歇式干燥方法 隧道式干燥：箱式干燥设备的扩大加长；顺流、逆流、混流 带式干燥：载料系统由输送带取代装料盘 气流干燥 流化床干燥 喷雾干燥
食品脱水与干燥
干制的目的：
1.将食品中水分降低到一定水平，达到干燥要求 2.要求食品品质变化最小 3.改善食品的质量
干制特点：
干制是一个复杂的物理化学变化过程。 一方面涉及热和物质的传递；另一方面其
过程是多相反应，综合化学、物理化学、生物 化学、流变学等过程的结果。
食品干制的主要问题
研究干燥物料的特性，科学的选择干燥方 法和设备，控制最适合的干燥条件，获得最低 能量消耗和最佳产品质量。
将MSI曲线划分为ⅠⅡⅢ Ⅰ区：最强烈吸附，最少
流动，水分子以离子 或偶极相互作用与可 接近的部位结合，水 与非水成分结合能大， 稳定性强，不易除去， 含量在1%以下。
Ⅱ区：水分子以氢键与相邻水分子和溶质结合， 相当于多层吸附水，可溶性成分与不溶性成分 对AW影响较大，即物料种类对AW 影响较大， 一般在5%以下。
（4）渗透压结合水：是指溶液和胶体溶液中， 被溶质束缚的水分。溶液浓度越高，溶质的束 缚力越强，十分越难以除去。
2）自由水：
定义：是指食品或原料组织细胞中易流动、易 结冰，也能溶解溶质的水分。
类型：毛细管吸附水和物料外表面附着水分 特点：依靠表面附着力、毛细管力和十分粘着
力存在于湿物料中；干燥过程中能以液体或蒸 汽形式除去。
2.由于水分或失去水分时，物料体积的变化引起 的。
一般情况下，高糖、高果胶物料滞后环主 要出现在单分子层，AW<0.65；高蛋白物料 滞后环出现在AW0.85-0附近；淀粉类物料滞 后环出现在AW0.7处。
第二章食品脱水与干燥
3）AW对化学变化的影响
AW不是确定最低化学反应的唯一参数。 水在食品中可作为化学反应物及生成物的溶剂、 可作为反应物、可作为生成物、可作为另一种 物质的催化或抑制剂。
很多化学反应属于离子反应，其反应条件 首先是离子化，再次要有水分子参与才能发生 反应。如果减少水分子数量，则化学反应速度 下降。因此要综合分析。如AW与脂肪氧化反 应、非酶褐变反应、美拉德反应以及淀粉老化 等各种反应之间的关系。
三、食品干制机制
1、干制机制 食品干燥是指在热空气中食品水分受热 蒸发后被除去的过程。 这个过程有两个方面，一方面是食品中水 分子从内部迁移到与干燥热空气接触的表面， 再根据表面与空气中的蒸汽压差扩散到空气 中——水分转移；
另一个方面是热空气中的热量从空气传 到食品表面，再传到食品内部——热量传递。 因此，食品干燥过程既有水分转移又有热 量传递，是湿热转移的过程。
3）导湿性、导湿温性与食品干燥：
干制过程中，湿物料内部同事存在水分梯 度和温度梯度，水分的总流量为导湿性和导湿 温性共同引起的水分流量的总和。 ∣I总∣=∣I湿∣+∣I温∣ 一般情况下，温度由物料表面向中心传递，外→ 内，水分流向相反，内→外
干燥过程存在三种情况
I湿> I温， I总=I湿-I温，此时以导湿性为主， 导湿温性为干燥的阻碍因素，但总的水分转移 方向是内→外，物料处于干燥阶段。 I湿< I温， I总出现负值，此时以导湿温性为 主，导湿性成为水分转移的阻碍因素，水分则 随热流方向转移是外→内，不利于干燥，延长 了干燥时间，只有当内部蒸汽压达到一定程度 后才会改变水分转移方向。
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六、微波干燥
食品保藏原理
第五节 干制品的包装和贮藏
一、包装前干制品的处理
1、筛选和分级 先用振动筛分选，后用人工挑选。
2、回软 也叫均湿或水分平衡，目的是使干制品内部水分均匀一 致。将干制品堆积在密闭室内或容器内进行短暂储藏即可。 3、防虫
烟熏：甲基溴、氧化乙烯、氧化丙烯、甲酸甲酯、乙酸甲酯等。 低温杀虫（-10度以下）；高温热处理（75-80度）
食品保藏原理
1.2 水分活度与微生物的耐热性
降低水分活度可以有效抑制微 生物的生长，但也使微生物的耐热 性增强。
图示表示：水分活度在0.20.4之间，微生物的耐热性最 高。
食品的干制虽是加热的过程，但并 不能代替杀菌。
食品保藏原理
1.3水分活度与细菌芽孢的形成和毒素的产生
芽孢的形成需要比营养细胞发育更高的水分活度； 中毒菌的毒素产生量一般随水分活度的减少而降低。 也就是，低的水分活度可以抑制细菌芽孢的形成和中毒 菌毒素的产生。 一般地，食品原料在干制前没有产生毒素，则干制后不会 有毒素产生；干制前已产生毒素，则脱水食品仍可能导致 食物中毒。
食品保藏原理
（2）易吸湿性食品的包装 典型食品：茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分 2％～8％，平衡相对湿度10％－30％。 包装要求：隔绝水、气、汽、光。 包装形式：茶：铁罐、瓷罐、复合铝箔袋，袋泡茶用纸、外 加收缩膜。 调味包：隔绝性好的玻璃瓶或塑料瓶 饼干：玻璃纸、各种复合材料，如PE、PVDC 。
3、板鸭干制工艺
食品保藏原理
板鸭加工工艺流程：原料鸭选择→宰杀、褪
毛→开剖整理(去五件) →腌制→定型→烘干 →整形、真空包装→贮藏 腌制：食盐6%，复合香辛料4.5%，时间24h； 小型气调干燥：热风温度49℃，气流速度 1.84m/s.
4、苹果干制
原料清洗 去皮及果 心 切 片 浸硫处理 电 热干 燥 均 湿 包 装 贮 藏 H2O
食品保藏原理
第三节 干制对食品品质的影响
一、物理变化
1、干缩 水分被除去而导致体积缩小、肌肉组织细胞失去部分 或全部弹性的现象。会使食品形成多孔结构。 有均匀干缩、非均匀干缩两种。
2、表面硬化 干制品表面干燥而内部软湿的现象，是食品表面收缩和 封闭的一种特殊现象。 3、溶质迁移现象
食品保藏原理
二、化学变化
干制前原料质量和干制品质量的比值，即每生产1千克干制 品需要的新鲜原料的质量（千克）。
2、干制品的复水性和复原性
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。
食品保藏原理
皮、果心
片厚0.8cm 0.5%NaHS O3 60-70℃ 24~48 h 抽真 空
食品保藏原理
食品保藏原理
第一节 食品脱水干制保藏原理
一、食品中水分存在的形式
1、自由水或游离水 是指食品或原料组织细胞中易流动的、 容易结冰也能溶解溶质的这部分水。在干燥 的过程中，既能以液体形式又能以蒸汽形式 移动。
食品保藏原理
2、结合水 指不易流动，不易结冰，不能作为外加 溶质的溶剂。它一般不参加化学反应,几乎不 能被微生物利用，这部分水被化学或物理的 结合力所固定。 ①化学结合水②吸附结合水③结构结合水 ④渗透压结合水
食品保藏原理
2、 水分活度与酶活性的关系
酶反应速度随Aw的提高而增大，通常在Aw为0.75-0.95的 范围内酶活性达到最大。 水分活度影响酶促反应主要通过以下途径： 水作为运动介质促进扩散作用；稳定酶的结构和构象；水是水 解反应的底物；破坏极性基团的氢键；从反应复合物中释放产 物。
酶活性必须在一定的水分活度下才能起作用，不 同种类的酶，作用的最低水分活度不同；同时，还 与水分子的存在状态有关。
食品保藏原理
（3）低吸湿性食品的包装 典型食品：坚果、面包等，含水量 6％～30％。 包装要求：中等的防潮性能 包装形式： 软包装材料，如蜡纸、玻璃纸及塑料薄膜常用于面包的包装； 目前多采用PEIP以及PEIPP／PE共挤薄膜包装袋，并用热 封或涂塑的金属丝扎住袋口。高级面包采用铝箔／纸或铝箔／ 聚乙烯复合材料。
食品保藏原理
第二章 食品的脱水干制
食品保藏原理
干燥（Drying)是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； 脱水(Dehydration)是在人工控制条件下促使水分蒸发 的过程； 食品干藏是脱水制品在它的水分降低到足以防止腐败 变质的水平后，始终保持低水分进行长期贮藏的过程。
干藏是食品保藏最久远的方法之一
1、营养物的损失 ①蛋白质变性；
②碳水化合物；
加热时碳水化合物含量高的食品极易焦化。晒干初期呼吸作 用导致糖分分解。还会发生糖与氨基酸反应而出现褐变。
果蔬中碳水化合物含量较高，它的变化会引起果蔬变质和成 分损耗。动物制品则不会。
食品保藏原理
③脂肪；高温脱水时脂肪氧化比低温时严重。脂肪氧化可 加抗氧化剂控制。 ④维生素；维生素损失多，部分可溶性维生素易被氧化掉。 预煮和酶钝化处理也使其含量下降。 2、褐变 主要有两类：
补充：1、果蔬干制品的工艺 研究
荔枝干制过程的护色研究：
食品保藏原理
护色荔枝干的制作工艺：
鲜荔枝→剪枝、分选→清洗→热烫→冷却→护色 液处理→沥水→干燥→包装→成品
90℃, 0.2%的柠檬酸溶液中热烫3min并强制冷却；
0.2mol/L抗坏血酸+0.2mol/L柠檬酸+0.1mol/L植 酸+0.1mol/L氯化钠+0.2mol/L亚硫酸氢钠混合液 护色处理10min。 将护色处理后沥干水分的荔枝于55-65℃恒温干燥 箱进行间歇干燥至果肉水分为28%-32%则停止干燥。
食品保藏原理
三、食品脱水干制保藏原理
1、微生物作用和生物化学反应 2、水分脱除，降低水分活度
食品保藏原理
1、水分活度与微生物的关系
1.1水分活度与微生物的发育
细菌：0.90， 酵母菌：0.88, 真菌：0.80
为了控制微生物的生长，延长干 制品的储藏期，必须将干制品的 水分活度降到0.70以下。
食品保藏原理
第六节 中间水分食品
中间水Fra Baidu bibliotek食品的概念
中间水分食品是指湿度范围在20%-40%（水分活度范围0.710.81）、不需要冷藏的食品（半干食品、中湿食品、半干半 湿食品）。
这类食品的保藏能力来自高浓度溶质产生的渗透压、盐和酸 及其他溶质的特有作用，使食品中水分活度降低到低于微生 物生长繁殖所需的最低水分活度。 特点：不需冷藏、发热量高、不需复水、包装简单。
第四节 食品的干制方法
一、空气对流干燥
柜式干燥设备、隧道式干燥设备、输送带 式干燥、气流干燥、泡沫干燥、喷雾干燥、 流化床干燥
二、接触干燥
被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能量来 自传导方式进行干燥，间壁传热，干燥介质可为蒸汽、热油。
食品保藏原理
三、真空干燥
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。 五、红外干燥
换，湿热交换。
食品保藏原理
一、干燥过程中食品的湿热传递
1、水分梯度→导湿性。 2、温度梯度→导湿温性。
导湿性强而导温性差的食品容易干燥
食品保藏原理
二、干燥过程的特性
食品在干制过 程中，食品水 分含量逐渐减 少，干燥速率 变高后平衡再 变低，食品温 度也在不断上 升。
食品保藏原理
三、影响湿热传递的因素
食品保藏原理
二、水分活度
我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度。
Aw = f/f0
f —— 食品中水的逸度 f0 —— 纯水的逸度 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。
Aw = P/P0
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）
食品保藏原理
（4）中吸湿性食品的包装 典型食品：蜜饯类食品，25％-40％，平衡湿度 60％－90 ％。 包装要求：该类食品也易受酵母与细菌等微生物的侵袭，为 了延长其保质期，在加工过程中常辅以合适的包装，如个体单 包装、多层包装，用热充填（80～85℃）的方法或采用真空充 氮包装。因此要求包装材料有一定的耐热性和低水、汽、气透 过性。
食品保藏原理
食品保藏原理
3、水分活度与其他变质因素的关系
3.1 水分活度与氧化作用的关系
水分活度小于0.1；
水分活度在0.3-0.4之间；
水分活度大于0.55。
食品保藏原理
3.2 水分活度与非酶褐变的关系
中等湿度时（0.6-0.9），褐变速
率最大。
食品保藏原理
第二节 食品脱水干制的基本过程
热量交换和质量交
包装材料符合卫生要求，价格低廉；
包装后的产品大小、形状、外观；
食品保藏原理
包装材料和容器
金属罐、玻璃罐、木箱、纸箱、聚乙烯塑料袋、符合薄膜袋、玻 璃纸等。
内包装多采用薄膜袋、复合薄膜、防潮纸； 外包装多采用金属罐、木箱、纸箱。 真空包装和气调包装
干燥剂、吸氧剂、抗结块剂
食品保藏原理
干制品包装实例
2、绿竹笋干制工艺的 研究
食品保藏原理
工艺流程：鲜绿竹笋→清洗→去壳→热烫→
水冷却、切片(厚度约5mm)→护色液浸泡 (3min )→干燥→冷却回软→包装→成品 热烫时间：沸水中热烫7min； 护色处理：0.15%柠檬酸+0.02%乙二胺四乙酸 二钠溶液护色浸泡3min； 干燥：先85-90℃干燥3h后，再于60-65℃干 燥4h。
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三、干制品的储藏
干制品在贮藏期的变化
水分含量高的干制品在贮藏中有变色、氧化、蛋白变性、香 味丧失的可能。 干制品的水分含量和贮藏条件 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③低温
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补充：干制品的干燥比和复水性
1、干制品的干燥比
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4、速化复水处理 压片法：用轧辊挤压成一定厚度的薄片。 刺孔法：双转辊作用下使干制品组织中留有较多的空隙。
5、压块
将干制品压缩成块状，减小体积，便于储运； 同时密实的产品可降低包装袋内氧气含量，可以防止氧化变质。
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二、干制品的包装
对包装环境的要求 干制品的处理和包装应在低温、清洁和通风良好的环境中进行。 包装材料和容器的选择 基本要求： 应防止干制品的吸湿回潮，透气率低，不透光，耐久牢固；
（1）高吸湿性食品的包装 典型食品：速溶咖啡、奶粉，水分1％一3％ ，通常平衡相 对湿度低于20％，有一些产品低10％。 包装要求：包装环境有较低的相对湿度（RH），包装材料 隔绝水、汽、气、光性能高，包装密封性好。 包装形式：金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝 塑复合袋 ；真空或充气；软包装：组合包装（大套小），外 袋内加干燥剂、吸氧剂。
（1）温度 温度高，水分扩散速率也加快，使内部干燥也加速。
（2）空气流速 空气流速加快，食品干燥速率也加速。 （3） 空气相对湿度 脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气 相对湿度越低，食品干燥速率也越快。 （4）真空度 食品在真空条件下干燥，水分容易蒸发。 （5）表面积 表面积大，湿热传递的速度快 （6）其它 组分定向、细胞结构、溶质的类型和浓度
酶促褐变--多酚类物质在酶的作用下氧化；
非酶促褐变—美拉德反应、脂质氧化产物和氨基酸反应。
食品保藏原理
（3）风味的变化 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。类脂物质氧化哈败、酸 败。酶引起的风味变化。
防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥。
食品保藏原理
食品保藏原理
四、食品干制工艺条件的选择
选择原则： （1）尽可能使食品表面水分蒸发速度与其内部水分扩散速度 相等。 （2）恒率干燥阶段可以采用适当高些的空气湿度，以加快干 燥过程。 （3）干燥后应根据干制品的预期含水量调整空气的相对湿度。 （4）降率干燥阶段，应降低空气温度和流速。尤其是对于热 敏性食品。