第二章食品的脱水加工

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（Ⅰ）单分子层水， 单分子层水， 不能被冰冻， 不能被冰冻，不能干 燥除去。 燥除去。水被牢固地 吸附着，它通过水吸附着，它通过水 离子或水-偶极相互 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、 糖的羟基、羰基、 NH2，氢键，当所有 ，氢键， 的部位都被吸附水所 占有时， 占有时，此时的水分 含量被称为单层水分 含量， 含量， -40℃不能冻 ℃ 结，占总水量的极小 部分。 部分。

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食品中水分含量与水分活度之间的关系
食品中水分含量（ ） 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 (1)水分吸附等温线，S形, 水分吸附等温线， 形 水分吸附等温线 第一转折点前(水分含量 水分含量< 单分子层吸附水( 第一转折点前 水分含量 5%),单分子层吸附水 I 单层 单分子层吸附水 水分); 水分 第一转折点与第二转折点之间,多分子层吸附水 多层 多分子层吸附水( 第一转折点与第二转折点之间 多分子层吸附水 II多层 水分); 水分 第二转折点之后,在食品内部的毛细管内或间隙内凝结 第二转折点之后 在食品内部的毛细管内或间隙内凝结 游离水( 自由水或体相水 自由水或体相水) 的游离水 III自由水或体相水

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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。

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概述
食品脱水加工的方法
加热使水分蒸发
油炸、 油炸、烤、炒、烘 膜处理去除水分 反渗透、 反渗透、超滤

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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

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吸附等温线的加工意义
I单水分子层区和 多水分子层区是食品被干 单水分子层区和II多水分子层区是食品被干 单水分子层区和 燥后达到的最终平衡水分 一般在5%以内 最终平衡水分（ 以内）； 燥后达到的最终平衡水分（一般在 以内）； 这也是干制食品的吸湿区 吸湿区； 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 自由水层区，物料处于潮湿状态， 自由水层区 潮湿状态 含量， 含量，是脱水干制区
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第二章 食品的脱水加工

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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水分活度数值的意义
Aw =1的水就是自由水 或纯水）,可以被利用的 的水就是自由水(或纯水 的水就是自由水 或纯水） 可以被利用的 水； Aw <1的水就是指水被结合力固定，数值的大 的水就是指水被结合力固定， 的水就是指水被结合力固定 小反映了结合力的多少； 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 越小则指水被结合的力就越大,水被利用的 越小则指水被结合的力就越大 程度就越难； 程度就越难； 水分活度小的水是难以或不可利 用的水； 用的水；
最低Aw值 0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80 0.65～0.61 0.75～0.65 ＜0.60

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三 水分活度与食品保藏性的关系
（1）水分活度对微生物生长的影响
Aw<0.85微生物生长受抑制。水分活度较 微生物生长受抑制。 微生物生长受抑制 高的情况下微生物繁殖迅速， 高的情况下微生物繁殖迅速，

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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， 毛细管力所引起的，即表面张力 在干燥过程中起到在孔中持水的 作用，产生稍高的水分含量。 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， 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。

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（3）水分活度对化学变化的影响
对脂肪氧化的影响
Aw在0.4左右时，氧化反应较低，这部分水被认为能结合氢过氧化 在 左右时 氧化反应较低， 左右时， 干扰了它们的分解，于是阻碍了氧化的进行。 物，干扰了它们的分解，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， 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 的催化效率。当水分超过0.4时 氧化速度增加。 的催化效率。当水分超过 时，氧化速度增加。认为加入的水增加 了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位， 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。 氧化。 LOGO
容易结冰， 容易结冰，也能溶解溶质
结合水（被束缚水 ） 结合水（
不易结冰（－40℃），不能作为溶剂 不易结冰（－40℃），不能作为溶剂 （－40℃），
游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映， 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映， 用水分子的逃逸趋势 我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度 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)

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水分活度大小的影响因素
取决于水存在的量； 取决于水存在的量； 温度； 温度； 水中溶质的浓度； 水中溶质的浓度； 食品成分； 食品成分；

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表2-2 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food 0℃ Ice Ice -10℃ Ice -20℃ Ice -50℃ Fresh meat Bacon Bread Marmalade Wheat flour Raisin Macaroni Boiled sweets Biscuits Dried milk Potato crisps
Moisture content (%) 100 100 100 100 70 70(15% 盐) 40 35 14.5 27 10 3.0 5.0 3.5 1.5
Water activity 1.00 0.91 0.82 0.62 0.985 0.87—0.91 0.96 0.86 0.72 0.60 0.45 0.30 0.20 0.11 0.08

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三 水分活度与食品保藏性的关系
（1）水分活度对微生物生长的影响
水分活度0.9左右霉菌生长最旺盛 左右霉菌生长最旺盛 水分活度

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（2）水分活度对酶活力的影响
呈倒S 呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变 开始随水分活度增大上升迅速， 0.3左右后变 得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后， 0.6以后 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。 大而迅速提高。
2干燥速率曲线随着热量的传递干燥速率很快达到最高值然后稳定不变此时为恒率干燥阶段此时水分从内部转移到表面足够快从而可以维持表面水分含量恒定也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率3食品温度曲线初期食品温度上升直到最高值湿球温度整个恒率干燥阶段温度不变即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热热量全部用于水分蒸发在降率干燥阶段温度上升直到干球温度说明水分的转移来不及供水分蒸发则食品温度逐渐上升

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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 食品中的水分含量(M)与储藏稳定性密切相关 水分含量
花生油 M 0.6％ 0.6％ 淀粉 M 20％ 20％
变质 不易变质

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一、食品中水分存在的形式 自由水（游离水） 自由水（游离水）

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食品干藏的特点
自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用低； 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； 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， 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； 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； 要专用设备，能耗大，干制费用大； 人工干制技术仍在发展， 人工干制技术仍在发展，高效节能

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食品干燥保藏
是指在自然条件或人工控制条件下， 是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 并始终保持低水分可进行长期贮藏的方法。 并始终保持低水分可进行长期贮藏的方法。 这样的干制食品在室温下一般可达到一 年或一年以上 这种方法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、豆类、 践中得到的，如稻谷、 麦子、玉米、豆类、 水果、蔬菜等。 水果、蔬菜等。

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食品干藏的历史
是一种最古老的食品保藏方法。 是一种最古老的食品保藏方法。 我国北魏在《齐民要术》一书中记载用阴干加工肉 我国北魏在《齐民要术》一书中记载用阴干加工肉 阴干加工 脯的方法。 脯的方法。 在《本草纲目》中，用晒干制桃干的方法。 本草纲目》 晒干制桃干的方法。 制桃干的方法 大批量生产的干制方法是在1795年法国，将片状蔬 年法国， 大批量生产的干制方法是在 年法国 菜堆放在室内，通入40℃热空气进行干燥， 菜堆放在室内，通入 ℃热空气进行干燥，这就是 早期的干燥保藏方法， 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。 年 同时出现。

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水分活度（ 水分活度（water activity) AW
食品中水的逸度与纯水的逸度之比 食品中水的逸度与纯水的逸度之比 水的逸度 f
Aw = ——
——
食品中水的逸度 纯水的逸度
f0
——
Aw
P = P0ຫໍສະໝຸດ P：食品中水的蒸汽分压； ：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压
？WHC↓ ？WHC↓
解吸： 解吸： （desorption）干 ） 燥过程 吸附：（ 吸附：（sorption） ：（ ） 复水过程

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三、 水分活度与食品保藏性的关系
（1）水分活度对微生物生长的影响

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微生物类别 大多数的球菌、 大多数的球菌、杆菌和某些霉菌 大多数酵母 大多数霉菌、金黄色葡萄球菌 大多数霉菌、 耐高渗透压酵母 耐干霉菌 所有的微生物
（Ⅱ）多层水，主要 多层水， 通过水-水和水 水和水-溶质 通过水 水和水 溶质 氢键同相邻分子缔合， 氢键同相邻分子缔合， 为可溶性组分的溶液， 为可溶性组分的溶液， 大部分多层水在-40℃ 大部分多层水在 ℃ 不被冻结， 不被冻结，I+II的水 的水 占5%以下 以下
（Ⅲ）自由水或体相水，是食 自由水或体相水， 品中结合的最弱， 品中结合的最弱，流动性最大 的水， 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， 被物理性截留的水，这种水很 易通过干燥除去或易结冰， 易通过干燥除去或易结冰，可 作为溶剂， 作为溶剂，容易被酶和微生物 利用，食品容易腐败， 利用，食品容易腐败，通常占 95%以上； 以上； 以上

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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