第四章 果蔬干制加工

第四章果蔬干制加工果蔬干制（Drying）---是指果蔬原料经预处理后，在自然或人工条件下脱除一定水分，使产品达到可以长期保藏程度的工艺过程。

自然干燥：利用自然条件干燥的过程。

如利用太阳、风力晒干或阴干。

人工干燥(脱水Dehydration)：在人工控制条件下,促使食品水分蒸发的过程。

第一节果蔬干制原理一、果蔬中水分的状态1．果蔬中水分存在的状态一般果品含水量为70%～90%；蔬菜为75%～95%。

果蔬中除水分以外的物质，统称为干物质，包括可溶性物质与不溶性物质。

（1）化学结合水：按定量比牢固地和化学物质结合的水分，即存在于化合物中的水分。

——干制一般不能除去。

（2）物化结合水：不按定量比于物质结合，主要有两种形式：吸附结合水（胶体结合水）：被胶体微粒表面力场所吸附的水分。

——干制很难除去。

渗透结合水：因渗透压的作用而保持在细胞内的水分。

结合力较吸附结合水小，可以因渗透压的差异经细胞壁向外扩散。

——干制时可部分除去。

（3）机械结合水(游离水)充满在物料组织内毛细管中和附着在物料表面的湿润水分，呈游离状态，可溶解可溶性固形物，占果蔬水分总量的绝大部分。

干制时很容易除去。

2. 水分含量的表示方法（1）湿基含水量(相对含水量) （2）干基含水量(绝对含水量)3. 平衡水分和自由水分①平衡水分——在一定的干燥条件下，当果蔬排出的水分与吸收的水分相等时，果蔬的含水量称为该干燥条件下的平衡水分，也称平衡湿度或平衡含水量。

②自由水分——在一定干燥条件下，能够排除的水分，自由水分是果蔬中所含的大于平衡水分的水。

果蔬中除水分以外的物质，统称为干物质，包括可溶性物质与不溶性物质。

4．果蔬中的水分活度与干制品的保藏（1）水分活度概念：指溶液中水的逸度与同温度下纯水逸度之比，也就是指溶液中能够自由运动的水分子与纯水中的自由水分子之比。

可近似的表示为食品中水分的蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压之比。

水分活度范围：0～1，纯水的AW=1。

水分活度表示水与食品的结合程度；Aw值越小，结合程度越高，脱水越难；水分活度只有在水未冻结前有意义，此时水分活度是食品组成与湿度的函数。

第I区段是单层水分子区：水在溶质上以单层水分子层状吸附着，结合力最强，Aw也最低，在0～0.25之间，在这个区段范围内，相当于物料含水0～0.7g/g干物质。

第Ⅱ区段是多层水分子区：水是靠近溶质的多层水分子，它通过氢键与邻近的水以及产品中极性较弱的基团缔合，其Aw 在0.25～0.8之间，这种状态下的水称为Ⅱ型束缚水。

这个区段范围内，产品含水量在0.07g-0.14～0.33g／g干物质范围内。

I区和Ⅱ区的水通常占总水分含量的5%以下。

第Ⅲ区段包括产品组织内和组织间隙中的水以及细胞内的水和凝胶中束缚的水，除流动性受到阻碍外，在其他方面与稀盐溶液中水具有类似的性质，其Aw在0.80～0.99之间，这种状态的水称为Ⅲ型束缚水。

这个区段范围内，产品含水量最低为0.14～0.33g/g干物质，最高为20g/g干物质。

Ⅲ区的水通常占总水分的95%以上。

（2）水分活度与微生物每种产品都有一定的A w 值，各种微生物的活动、化学反应以及生物化学反应也都有一定的A w 阈值（3）水分活度与酶的活性水分活度降低，酶的活性也降低；果蔬干制时，酶和底物两者的浓度同时增加，使得酶的生化反应速率变得较为复杂。

在某些干制果蔬中，酶仍保持相当的活性，只有当干制品的水分降到1%以下时，酶的活性才消失。

因此，在干制前，需进行热烫处理，以钝化果蔬中的酶。

二、干燥机理3.水分的扩散作用（1）水分移动的动力温度梯度物料的温度沿某一方向递减或递增的趋势。

升温：外高内低——阻力降温：外低内高——动力湿度梯度物料的湿度度沿某一方向递减或递增的趋势果蔬干制过程中始终是动力。

3.水分的扩散作用（2）水分移动的过程水分的外扩散(表面汽化)作用：在温度梯度和湿度梯度的作用下，物料表面水分向干燥介质扩散的现象。

水分的内扩散作用：在温度梯度和湿度梯度的作用下，水分从物料内部向物料表面扩散的现象。

4.表面汽化控制与内部扩散控制（1）表面汽化控制---在恒速干燥阶段，物料内部还存在大量水分，物料表面为水分所饱和，水分的内部扩散速度大于表面汽化速度，这时表面汽化速度制约着干燥过程。

这种现象称为表面汽化控制。

（2）内部扩散控制---在降速干燥阶段，随着物料水分含量的减少，水分的内部扩散速度逐渐减慢，直到小于表面汽化速度，这时内部扩散速度就制约着干燥过程。

这种现象称为内部扩散控制。

三、影响干燥速度的因素1．干燥的环境条件（1）干燥介质的温度：温度升高，空气所能够容纳的水蒸气就会增多，空气的湿含量就增大。

果蔬的水分就容易蒸发，干燥速度就会加快。

反之，温度低，空气的湿含量小，干燥速度就慢。

果蔬干制不宜采用过高温度的原因果蔬含水量高，骤然与干热空气相遇，组织中的汁液迅速膨胀，易使细胞破裂，内容物流失；原料中的糖分和其他有机物因高温而分解或焦化，有损成品外观和风味；高温低湿会引起原料表面结壳，阻碍内部水分的进一步蒸发。

（2）干燥介质的湿度：空气的相对湿度愈小，水分蒸发的速度就愈快；相对湿度又受温度的影响：空气温度升高，相对湿度就会减少；反之，温度降低，相对湿度就会增大；在温度不变时，相对湿度愈低，则空气的饱和差就愈大；在干制过程中，可以采用升高温度和降低相对湿度来提高果蔬的干燥速度。

干燥介质的相对湿度也决定干制品的终点含水量。

相对湿度愈低，干制品的含水量也愈低。

（3）空气的流动速度干燥空气的流速越大，果蔬的干燥速度越快可以将表面蒸发出的、聚集在果蔬周围的水蒸气迅速带走，及时补充未饱和的空气；促使干燥介质所携带的热量迅速传递给果蔬原料，以维持水分蒸发所需的温度；但流速过快，会造成热能与动力浪费，前期风速过快还易出现表面“结壳”。

一般地，风速在3m/s以下时，水分的蒸发速度与风速大体成正比例增加。

2．原料性质和状态（1）果蔬种类：不同原料，所含各种化学成分的保水力不同，组织和细胞结构性的差异，在同样干燥条件下，干燥速度各不相同。

一般来说，可溶性固形物含量高、组织紧密的产品，干燥速度慢；反之，干燥速度快。

（2）果蔬干制前预备处理如：去皮、切分、热烫、浸碱、熏硫等，对干制过程均有促进作用。

（3）原料装载量装载量和装载厚薄装载量的多少、厚薄要以不妨碍空气流通为原则，以便于热量的传递和水蒸气的外逸；干燥过程中物料体积会发生变化，调整其厚薄，干燥初期宜薄些，干燥后期可适当厚些。

五、原料在脱水过程中的变化1．物理变化（1）体积减小、质量一般干制后的体积为鲜原料的20%～35%，质量约为鲜重的6%～20%。

干燥率：原料鲜重与干燥成品之比，即生产一份干制品所需新鲜原料的份数。

（2）干缩果蔬组织均匀而缓慢地失水时，会产生均匀收缩，使产品保持较好的外观；当用高温干燥或用热烫方法使细胞失去活力之后，细胞壁多少要失去一些弹性，干燥时会产生永久的变形，且易出现干裂和破碎等现象；在干制品块、片不同部位上所产生的不相等收缩，又往往造成奇形怪状的翘曲，进而影响产品的外观。

（3）透明度的改变食品透明度决定于果蔬组织细胞间隙存在的空气，空气排除得愈彻底，则干制品愈透明；新鲜果蔬细胞间隙中的空气，在干制时受热排除，使优质的干制品呈半透明状态；排除组织内及细胞间的空气，既可改善外观，又能减少氧化，增强制品的保藏性。

（4）表面硬化现象产品表面水分的汽化速度过快，而内部水分扩散速度慢，不能及时移动到产品表面，从而使表面迅速形成一层干硬壳的现象。

产品干制时，产品内部的溶质分子随水分不断向表面迁移，积累在表面上形成结晶，从而造成硬壳。

——产品表面硬壳产生以后，水分移动的毛细管断裂，水分移动受阻，大部分水分封闭在产品内部，形成外干内湿的现象，干制速度急剧下降（5）多孔性产品内部不同部位水分含量的显著差异造成了干燥过程中收缩应力的不同；干燥很慢时，中央和表面湿度差异不大，容易整块地向致密的核心收缩干燥很快时，表面比中心湿度小很多，且受到相当大的张力，当至内部最后干燥收缩时，内部的应力将使组织脱开，干燥产品内就出现大量的裂缝和孔隙，常称为蜂窝状结构。

（6）物质不均一化干燥过程中的水分流——水分不均一化：外干内湿；干燥过程中的物质流——物质不均一化：可溶性物质外高内低；——刚干制结束时，物质的不均一化使得产品外面坚硬而脆，不适合包装操作，需要适当回软——即物质的均一化过程2．化学变化（1）颜色变化酶促褐变：在有氧的情况下，由氧化酶类引起果蔬所含的酚类物质（单宁、儿茶酚、绿原酸等）、酪氨酸等成分氧化而产生褐色物质的变化。

防止措施：隔绝或减少与氧接触灭酶或者抑酶抗氧化剂处理2．化学变化（1）颜色变化非酶褐变：美拉德反应金属离子引起的褐变，金属对褐变作用的促进顺序是锡、铁、铅、铜。

蔬菜中含有的胡萝卜素、叶绿素因受热与其他物质反应变色。

焦糖化作用。

（2）营养成分的变化糖分的变化果蔬中含果糖和葡萄糖均不稳定，易氧化分解；糖的焦糖化反应也会导致糖分的损失；干制时间越长，糖分损失越多，产品质量越差；糖分损失随温度的升高和时间的延长而增加，温度过高时糖分焦化，颜色加深，味道变差。

维生素的变化在干制时，以维生素C氧化破坏最快。

维生素C的破坏程度除与干制环境中的氧含量和温度有关外，还与抗坏血酸酶的活性和含量密切相关；在缺氧加热的条件下，则可以使维生素免遭破坏，此外；在酸性溶液或者在高浓度糖溶液中则较稳定。

其他维生素在干制时也有不同程度的破坏。

风味物质的变化果蔬通过干制加工，常由于高温加热使其挥发性芳香物质损失较多，从而使得干制品食用时芳香气味和鲜味不足——为此常从干制设备中回收或冷凝外逸的蒸汽再加回到干制品中，以便尽可能保存它的原有风味。

第二节干制方法与主要设备一、干制方法概述1．自然干制：方法简便，设备简单，但自然干制受气候条件影响大。

2．人工干制：人工干燥是人为控制干燥环境和干燥过程而进行干燥的方法。

人工干制可大大缩短干燥时间，并获得高质量的干制产品。

设备费用高，操作技术比较复杂，成本较高。

按干燥时的热作用方式分为：借助空气加热的对流式干燥设备借助热辐射的热辐射式干燥设备借助电磁感应加热的感应式干燥设备按照加工操作分为：间歇式烘干室连续式通道烘干室二、常用的干制设备1．隧道式干燥机（1）逆流式干燥机（2）顺流式干燥机（3）混合式干燥机2．带式干燥机带式干燥机适应于单品种、整季节的大规模生产。

图3．流化床干燥机多用于颗粒状物料的干制。

可以用于连续化生产，物料颗粒和干燥介质密切接触，并且不经搅拌就能达到干燥均匀的要求。

三、其他干燥方法1．红外线干燥利用辐射传热干燥的一种方法；红外线辐射元件发出的红外线辐射到物体表面时，可被物体吸收、折射或反射；当红外线的波长和被干燥物料的吸收波长相匹配时，引起物料中的分子强烈振动，在物料内部发生激烈摩擦产生热而达到干燥的目的。