第四章 食品的干制
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五、干制对食品品质的影响
物理变化:干缩、表面硬化、多孔性、 物理变化:干缩、表面硬化、多孔性、热塑性 化学变化: 化学变化:
营养成分 蛋白质、碳水化合物、脂肪、 蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素 色素 色泽随物料本身的物化性质改变(反射、散射、 色泽随物料本身的物化性质改变(反射、散射、吸收传递 可见光的能力) 可见光的能力) 天然色素:类胡萝卜素、花青素、 天然色素:类胡萝卜素、花青素、叶绿素 褐变 风味 引起水分除去的物理力, 引起水分除去的物理力,也会引起一些挥发物质的去处 热会带来一些异味、 热会带来一些异味、煮熟味
水分活度(Aw) 水分活度(Aw):食品在密闭容器内测得的蒸 二、干制原理 汽压(p)与同温下测得的纯水蒸汽压 与同温下测得的纯水蒸汽压( 之比。 汽压(p)与同温下测得的纯水蒸汽压(p0)之比。 Aw值的范围在 值的范围在0 之间。 Aw值的范围在0~1之间。 将食品中的水分活度 Aw) 水分活度( 将食品中的水分活度(Aw)降到一定 程度, 程度,使食品能在一定的保质期内不受微 Aw值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物 Aw值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物 生物作用而腐败, 生物作用而腐败 利用的有效性。 ,同时能维持一定的质构 利用的有效性。各种微生物的生长发育有其最 适的Aw ,即控制生化反应及其它反应。 Aw值 适的Aw值。 即控制生化反应及其它反应。 不变化, 不变化 生化反应
第四章 食品的干燥
干制的基本特性 干制原理 影响干制的因素 干制工艺条件的合理选择 干制对食品品质的影响 干制方法 干制品的包装与贮藏
概述
食品干制保藏: 食品干制保藏:
指在自然条件或人工控制条件下百度文库使食品中 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。
干藏特点: 干藏特点:
2.食品性质的影响 2.食品性质的影响
表面积:小颗粒, 表面积:小颗粒,薄片易干燥 组成分子定向:水分在食品内的转移在不通方 组成分子定向:
向上差别很大,这取决于食品组分的定向。 向上差别很大,这取决于食品组分的定向。
细胞结构: 细胞结构:细胞结构间的水分比细胞内的水分更容
易除去。 易除去。
溶质的类型和浓度:溶质与水相互作用, 溶质的类型和浓度:溶质与水相互作用,抑制
防止风味损失方法:芳香物质回收、低温干燥、 防止风味损失方法:芳香物质回收、低温干燥、加 包埋物质, 包埋物质,使风味固定
干制品的复原性: 干制品的复原性:干制品重新吸收水分后在 重量、大小和性状、质地、颜色、风味、 重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结 成分以及可见因素(感官评定) 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。 方面恢复原来新鲜状态的程度。 复水性: 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。 程度,一般用干制品吸水增重的程度来表示。
干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先由液态转化为气 即水分蒸发,而后, 态,即水分蒸发,而后,水蒸气从食品表面向周围介质扩 1. 干燥机制 此时表面湿含量比物料中心的湿含量低, 散,此时表面湿含量比物料中心的湿含量低,出现水分含 量的差异,即存在水分梯度 水分梯度。 量的差异,即存在水分梯度。水分扩散一般总是从高水分 处向低水分处扩散,亦即是从内部不断向表面方向移动。 处向低水分处扩散,亦即是从内部不断向表面方向移动。 温度梯度 表面水分扩散到空气中 这种水分迁移现象称为导湿性 导湿性。 这种水分迁移现象称为导湿性 ∆T
A. 温度
对于用空气作为干燥介质时,提高空气温度,干燥加快。 对于用空气作为干燥介质时,提高空气温度,干燥加快。 由于温度提高,传热介质和食品间的温差越大,热量向食品传递的速率越大, 由于温度提高,传热介质和食品间的温差越大,热量向食品传递的速率越大, 水分外逸速率因而加速。 水分外逸速率因而加速。 对于一定湿度的空气,随着温度的提高,空气相对饱和湿度下降, 对于一定湿度的空气,随着温度的提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水 分从食品表面扩散的驱动力更大。 分从食品表面扩散的驱动力更大。 另外,温度高,水分扩散速率也加快, 另外,温度高,水分扩散速率也加快,使内部干燥也加速 注意:若以空气作为加热介质,温度并非主要因素, 注意:若以空气作为加热介质,温度并非主要因素,因为食品内水分以水蒸 汽状态从它表面外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉, 汽状态从它表面外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉, 将阻碍食品内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度, 将阻碍食品内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度,故温度的影响 也将因此而下降。
食品干燥过程控制
达到一定的水分要求 保持或改善食品品质 控制条件和方法以获得最低能耗
一、干制的基本特性
物料类型: 物料类型:片状或细小液滴状食品 水分减少机制:扩散、 水分减少机制:扩散、对流 操作方式:批量, 操作方式:批量,固体食品商业化规模的非 稳态操作, 稳态操作,液体食品连续操作下干燥成粉末 产品特性:水分含量10%, 产品特性:水分含量10%,固体或粉末 10%
蒸汽压差 Food H2O 同时,食品在热空气中,食品表面受热高于它的中心, 同时,食品在热空气中,食品表面受热高于它的中心, 因而在物料内部会建立一定的温度差, 内部水分转移到表面 温度梯度。 因而在物料内部会建立一定的温度差,即温度梯度。温度 梯度将促使水分(无论是液态还是气态) 梯度将促使水分(无论是液态还是气态)从高温向低温处 ∆M 转移。这种现象称为导湿温性 导湿温性。 转移。这种现象称为导湿温性。 水分梯度
六、食品的干制方法的选择
干制时间最短、费用最低、 干制时间最短、费用最低、品质最高 选择方法时要考虑: 选择方法时要考虑:
D-E 水分平衡
三、影响干制的因素
干制过程就是水分的转移和热量的传递, 干制过程就是水分的转移和热量的传递,即温湿 传递, 传递,对这一过程的影响因素主要取决于干制条件 由干燥设备类型和操作状况决定) (由干燥设备类型和操作状况决定)以及干燥物料 的性质。 的性质。
1.干制条件的影响(干燥介质为空气) 1.干制条件的影响(干燥介质为空气) 干制条件的影响
设备简单、生产费用低,因陋就简;食品可 以增香、变脆;食品的色泽和复水性有一定 差异。
干燥的目的
经干燥的食品,其水分活性较低, 延长贮藏期 ------ 经干燥的食品,其水分活性较低,有利 于在室温条件下长期保藏,以延长食品的市场供给, 于在室温条件下长期保藏,以延长食品的市场供给,平衡产销 高峰; 高峰; 如大豆、 用于某些食品加工过程以改善加工品质 ------ 如大豆、 花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳(去外衣) 便于后加工, 花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳(去外衣),便于后加工, 提高制品品质; 提高制品品质;促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成 熟; 干制食品重量减轻、容积缩小, 便于商品流通 ------ 干制食品重量减轻、容积缩小,可 以显著地节省包装、储藏和运输费用,并且便于携带和储运; 以显著地节省包装、储藏和运输费用,并且便于携带和储运; 干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。 干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。
(1)干燥曲线 ) (3)食品温度曲线 ) B〃-C〃恒率干燥阶段: 恒率干燥阶段: 干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线 水分从食品 (2)干燥速率曲线 ) 初期食品温度上升,直到最高值, 初期食品温度上升,直到最高值,整个恒率干燥阶段温度 干燥时,食品水分在短暂的平衡后,出现快速下降, 干燥时,食品水分在短暂的平衡后,出现快速下降,几乎时 内部迁移到表面的速率大于或等于 随着热量的传递,干燥速率很快达到最高值, 随着热量的传递,干燥速率很快达到最高值,然后稳定不 不变,即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热( ),干燥, 不变,即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热(热量全部用 直线下降,当达到较低水分含量时(第一临界水分), 直线下降,当达到较低水分含量时(第一临界水分),干燥 水分从表面跑向干燥空气的速率, 水分从表面跑向干燥空气的速率 此时为恒率干燥阶段, 变,此时为恒率干燥阶段,此时水分从内部转移到表面足 于水分蒸发) 于水分蒸发) 速率减慢,随后达到平衡水分。 速率减慢,随后达到平衡水分。 〃-D〃降率干燥阶段:水分从 C 降率干燥阶段: 可以维持表面水分含量恒定。 可以维持表面水分含量恒定。 A-B 热力平衡
C 空气相对湿度
脱水干制时,如果用空气作为干燥介质, 脱水干制时,如果用空气作为干燥介质,空气相对湿度越 食品干燥速率也越快。 低,食品干燥速率也越快。近于饱和的湿空气进一步吸收 水分的能力远比干燥空气差。 水分的能力远比干燥空气差。饱和的湿空气不能再进一步 吸收来自食品的蒸发水分。 吸收来自食品的蒸发水分。 脱水干制时, 脱水干制时,食品的水分能下降的程度也是由空气湿度所 决定。食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。 决定。食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸 湿等温线上寻找。
D 大气压力和真空度
气压下降,水的沸点也相应下降, 气压下降,水的沸点也相应下降,所以气压愈 低,沸点也愈低,温度不变,气压降低则沸腾 沸点也愈低,温度不变, 愈加速
E
食品的表面积
操作条件对于干燥的影响
干燥恒率阶段 干燥降率阶 段 空气温度上升 干燥速率增加 干燥速率增 加 空气流速上升 干燥速率增加 无变化 相对湿度下降 干燥速率增加 无变化 真空度上升 干燥速率增加 无变化 干燥条件
B 空气流速
空气流速加快,食品干燥速率也加速。 空气流速加快,食品干燥速率也加速。 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气 而吸收较多的水分; 而吸收较多的水分; 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走, 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走, 以免阻止食品内水分进一步蒸发; 以免阻止食品内水分进一步蒸发; 同时还因和食品表面接触的空气量增加, 同时还因和食品表面接触的空气量增加,而显著加 速食品中水分的蒸发。 速食品中水分的蒸发。
2. 食品干制过程特性
够快,从而可以维持表面水分含量恒定, 够快,从而可以维持表面水分含量恒定,也就是说水分从 在降率干燥阶段,温度上升, 在降率干燥阶段,温度上升,说明水分的转移来不及供水 表面跑向干燥空气中的速率快 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 分蒸发,则食品温度逐渐上升。 分蒸发,则食品温度逐渐上升。 于水分补充到表面的速率。 于水分补充到表面的速率。 中的速率
水分子迁移,降低水分转移速率,干燥慢。 水分子迁移,降低水分转移速率,干燥慢。
合理选用干燥工艺的原则: 合理选用干燥工艺的原则: 使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水 四、干制工艺条件的合理选择 恒率干燥阶段,为了加速蒸发, 恒率干燥阶段,为了加速蒸发,在保证食品 分扩散速率, 分扩散速率,同时力求避免在食品内部建立起和 表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散 湿度梯度方向相反的温度梯度,以免降低食品 湿度梯度方向相反的温度梯度:使干制时间 , 最适宜的干制工艺条件为: 最适宜的干制工艺条件为 速率的原则下,允许尽可能提高空气温度。 速率的原则下,允许尽可能提高空气温度。 内部的水分扩散速率。 内部的水分扩散速率。 最短、热能和电能的消耗量最低、 最短、热能和电能的消耗量最低、干制 降率干燥阶段, 降率干燥阶段,应设法降低食品表面水分 品的质量最高。 它随食品种类而不同 它随食品种类而不同。 品的质量最高。—它随食品种类而不同。 蒸发速率, 蒸发速率,使它能和逐步降低了的食品内部 水分扩散速率保持一致, 水分扩散速率保持一致,以免食品表面过度 受热,导致引起不良后果。 受热,导致引起不良后果。 干燥末期, 干燥末期,干燥介质的相对湿度应根据预 期干制品水分加以选用。 期干制品水分加以选用。