【食品工艺学】干制

（Ⅱ）多层水，主要 通过水-水和水-溶质 氢键同相邻分子缔合，
为可溶性组分的溶液， 大部分多层水在-40℃ 不被冻结，I+II的水 占5%以下
（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 利用，食品容易腐败，通常占 95%以上；
水( III自由水或体相水)
（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， -40℃不能冻 结，占总水量的极小 部分。
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。
表2-2 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food Ice 0℃ Ice -10℃ Ice -20℃ Ice -50℃ Fresh meat
Bread
Marmalade Wheat flour
Raisin Macaroni
Boiled sweets
Biscuuits Dried milk
Potato crisps
减小食品体积和重量; 一般重量变为原来的 1/8~1/2左右，节省包装、贮藏和运输费用，带来 了方便性；
为了食品的贮藏和延长保藏期;这就是干燥保藏 例如奶粉、粮食干燥、许多著名的土特产如红枣、 柿饼、葡萄干、金花菜、香菇、笋干等都是干制 品
3. 食品干燥保藏
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。
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
的增大而迅速提高。Aw<0.15才能抑制酶活性
（3）水分活度对氧化反应的影响
0.2
0.4 Aw
0.6
0.8
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，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。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，从而加速了氧化。
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
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、
（3）不同食品吸附等温曲线形状不同
食品的组分或成分不同,会影响水分含量和水 分活度之间的关系 图1-3-1
(4) 加工对食品水分吸附等温线的影响
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，为解吸的吸附等温线；
Moisture content (%) Water activity
100
1.00
100
0.91
100
0.82
100
0.62
70
0.985
40
0.96
35
0.86
14.5
0.72
27
0.60
10
0.45
3.0
0.30
5.0
0.20
3.5
0.11
1.5
0.08
2. 水分活度对食品保藏性的影响
（1）水分活度和微生物生长活动的关系 （2）水分活度对酶活力的影响 （3）水分活度对化学反应的影响
含约 5%水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
Aw<0.85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，
水分活度对霉菌生长的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
1.0
Aw<0.65霉菌被抑制，在0.9左右霉菌生长最 旺盛。
（2）水分活度对酶活力的影响
第二章 食品的脱水加工
概述 第一节 食品干藏原理 第二节 食品干燥机制 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
概述
1. 食品的脱水加工（ dehydration）
1.1 脱水加工就是从食品中去除水分
日常生活中如日晒稻谷,风干鱼肉,油炸油 条,烤烧饼、面包等,这些加工都会使食品失 去水分,
水分活度对褐变反应的影响
0.2
0.4
0.6
0.8
Aw
3 食品中水分含量（M）与 水分活度Aw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
(1)水分吸附等温线，BET吸附等温线，S形,
第一转折点前(水分含量< 5%),单分子层吸附水( I 单层水分); 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); 第二转折点之后,在食品内部的毛细管内或间隙内凝结的游离
（1）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0.98以上，适合各种微 生物生长（易腐食品）。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。
•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，
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
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、
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、 水果、蔬菜等。
4. 食品干藏的历史
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 加工肉脯的方法。
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1795年法国，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(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；
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
酵母（红酵母、毕赤氏酵母）
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
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
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。