第二章食品脱水
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第二章果蔬干制- 第三章脱水技术原理与食品干制
可制成轻微膨化制品。
真 空 干 燥 的 苹 果 片
几种常见干燥设备照片
真 空 微 波 连 续 干 燥 设 备
真 空 膨 化 干 燥 设 备
高真空度油浴脱水技术
• 核心设备真空油浴脱水机组，其真空度能达到0.098MPa。
☞相对高的真空度有利于降低 油炸温度，提高物料内的热 量和水分的传导效率，从而 提高产品的品质，降低能源 的消耗。 ☞高真度尤其是脱油时，避 免油脂渗入脆片内部深层组 织的重要保证，如若油脂过 量渗入脆片内部组织，便会 导致炸制出的脆片含油率过 高不脆、不香。
3 自由水分
在干燥作用中能除去的水分，是果蔬所含有的大 于平衡水分的水，这一部分水称为自由水分(主要是 游离水，也有少量胶体结合水）。
4 干制机理 (以热风干制为例)
表面水分扩散到空气中
表面气化控制
(水分外扩散或表面气化)
湿度梯度 M-ΔM
内部水分转移到表面(内扩散)
温度梯度 T-ΔT
Food H2O
二、 干制对制品品质的影响
（ 一）物理变化
1 体积缩小，重量减轻 2 干缩（均匀干缩、非均匀干缩） 3 表面硬化 4 多孔性 5复水性
（ 二）化学变化
1 色泽变化 a. 酶褐变(Enzymatic browning) 三要素：底物、酶、氧气 b. 非酶褐变(Non enzymatic browning) ☞羰氨反应或美拉德反应（Maillard reaction ） ☞色素变化：叶绿素、花青素、胡萝卜素、叶黄素 ☞金属变色、糖的焦化变色、丹宁与碱作用变色等
第二章 果蔬干制
☞ 干制基本原理 ☞ 干燥方法与设备 ☞干制品的包装 、贮藏和复水
一 果蔬干制的基本原理
食品干燥（Drying） 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。
真 空 干 燥 的 苹 果 片
几种常见干燥设备照片
真 空 微 波 连 续 干 燥 设 备
真 空 膨 化 干 燥 设 备
高真空度油浴脱水技术
• 核心设备真空油浴脱水机组，其真空度能达到0.098MPa。
☞相对高的真空度有利于降低 油炸温度，提高物料内的热 量和水分的传导效率，从而 提高产品的品质，降低能源 的消耗。 ☞高真度尤其是脱油时，避 免油脂渗入脆片内部深层组 织的重要保证，如若油脂过 量渗入脆片内部组织，便会 导致炸制出的脆片含油率过 高不脆、不香。
3 自由水分
在干燥作用中能除去的水分，是果蔬所含有的大 于平衡水分的水，这一部分水称为自由水分(主要是 游离水，也有少量胶体结合水）。
4 干制机理 (以热风干制为例)
表面水分扩散到空气中
表面气化控制
(水分外扩散或表面气化)
湿度梯度 M-ΔM
内部水分转移到表面(内扩散)
温度梯度 T-ΔT
Food H2O
二、 干制对制品品质的影响
（ 一）物理变化
1 体积缩小，重量减轻 2 干缩（均匀干缩、非均匀干缩） 3 表面硬化 4 多孔性 5复水性
（ 二）化学变化
1 色泽变化 a. 酶褐变(Enzymatic browning) 三要素：底物、酶、氧气 b. 非酶褐变(Non enzymatic browning) ☞羰氨反应或美拉德反应（Maillard reaction ） ☞色素变化：叶绿素、花青素、胡萝卜素、叶黄素 ☞金属变色、糖的焦化变色、丹宁与碱作用变色等
第二章 果蔬干制
☞ 干制基本原理 ☞ 干燥方法与设备 ☞干制品的包装 、贮藏和复水
一 果蔬干制的基本原理
食品干燥（Drying） 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。
食品工艺学考试复习
第二章食品的脱水1.食品中水分含量和水分活度的关系？答：(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水( III自由水或体相水) 要会画书上图2-22.水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？答：对微生物：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。
对酶：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才能抑制酶活性对其他：氧化反应：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才能抑制酶活性对褐变反应：见书上p313.食品水分活度受到哪些因素影响？答：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4. 简述吸附和解吸等温线的差异及原因答：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），形成了滞后圈。
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，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。
（2）另一种假设是在获得水或失去水时，体积膨胀或收缩引起吸收曲线中这种可见的滞后现象。
5.简述食品干燥机制答：内部水分转移到表面, 表面水分扩散到空气中。
《食品的脱水》课件
准备工作
选择食材，清洗食材，去除不可食用部 分。
处理方式
根据脱水方法的选择，进行自然晾晒、 机械脱水或冷冻脱水。
食品脱水的应用领域
1 食品加工业
广泛应用于食品加工业中 的蔬菜水果制品、干果、 肉制品等。
2 便携式食品
脱水食品方便携带，例如 脱水汤料、速溶食品、户 外野营食品等。
3 医疗保健
在医疗保健领域，脱水食 品常用于口服药物的薄片 制备和营养补充。
食品脱水的常用方法
自然晾晒
机械脱水
冷冻脱水
利用自然太阳光和风力将食品暴 露在阳光下，使水分蒸发和脱水。
利用机械设备如离心机和脱水机， 通过高速旋转和分离原理从食品 中脱去水分。
通过冷冻和真空工艺，将食品中 的水分直接凝结并转化为蒸汽， 使食品脱水。
食品脱水的目的和重要性
延长保持期
脱水食品的水分含量降低，可以延长其保持期，减少食品腐败和变质的可能。
《食品的脱水》PPT课件
本课件将介绍食品脱水的定义和原理，常用方法，目的和重要性，工艺流程， 应用领域，以及优缺点。让我们一起探索食品脱水的奥秘吧！
食品脱水的定义和原理
1 定义
食品脱水是将水分从食品中除去的过程，以延长食品的保持期、减轻食品质量、体积和 重量，增加储存稳定性。
2 原理
食品脱水过程中，通过热、冷、真空、负压等方式将食品中的水分转化为蒸汽或排出， 从而达到脱水的目的。
食品脱水的优缺点
优点
• 延长保持期 • 减轻质量、体积和重量 • 保持营养成分 • 增加储存稳定性
缺点
• 部分营养损失 • 脱水工艺繁琐 • 对食材质量要求高 • 某些食材风味变化
总结和展望
通过本课件的学习，我们了解了食品脱水的定义和原理，常用方法，目的和重要性，工艺流程，应用领域，以 及优缺点。期望能够探索更多食品脱水的创新和发展。
2N食品工艺学第二章 食品的脱水
❖ II区：第一转折点与第二转折点之间(水分含量< 5%) ， 氢键，多分子层吸附水(多层吸附水)；
❖ III区：第二转折点之后(水分含量＞95%) ，在食品内 部的毛细管内或间隙内的游离水(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
Aw = P/P0 = ERH/100
❖ 测定相对湿度使用水分活度测定仪
注意： 1. Aw是食品的固有性质，反映了食品中 水分的结合状态；而ERH反映了与食品相平衡时 周围的空气状态或大气性质。2. 当水分含量很低 时，测量结果不准确。
水分活度数值的意义
❖Aw =1的水就是自由水（或纯水），指 可以被利用的水；
❖ 解吸：当食品水蒸汽压大于空气蒸汽压时，食品中的水分 就蒸发，蒸汽压相对下降，水分含量降低；
❖ 吸附和解吸的最终结果都是食品表面附近蒸汽压和空气蒸 汽压相平衡。
水分吸附等温线-高水分含量（反向L）
水分吸附等温线-低水分含量（反S）
含水量的小幅变化会导致Aw的大幅度增加
❖ I区：第一转折点前(水分含量< 1%)，离子或偶极作用， 单分子层吸附水(单层水分)；
水化作用，从而显著地降低了催化效率。 Aw超过0.4时氧化速度
增加，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。
水分活度对非酶褐变反应的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
食品在Aw在0.4-0.8之间最适合非酶褐变
Aw无法完全抑制褐变
第二节 食品干燥机制
一、 干燥机制（湿热的转移） 二、 干制过程的特性 三、 影响干制的因素 四、 合理选用干制工艺条件
❖ III区：第二转折点之后(水分含量＞95%) ，在食品内 部的毛细管内或间隙内的游离水(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
Aw = P/P0 = ERH/100
❖ 测定相对湿度使用水分活度测定仪
注意： 1. Aw是食品的固有性质，反映了食品中 水分的结合状态；而ERH反映了与食品相平衡时 周围的空气状态或大气性质。2. 当水分含量很低 时，测量结果不准确。
水分活度数值的意义
❖Aw =1的水就是自由水（或纯水），指 可以被利用的水；
❖ 解吸：当食品水蒸汽压大于空气蒸汽压时，食品中的水分 就蒸发，蒸汽压相对下降，水分含量降低；
❖ 吸附和解吸的最终结果都是食品表面附近蒸汽压和空气蒸 汽压相平衡。
水分吸附等温线-高水分含量（反向L）
水分吸附等温线-低水分含量（反S）
含水量的小幅变化会导致Aw的大幅度增加
❖ I区：第一转折点前(水分含量< 1%)，离子或偶极作用， 单分子层吸附水(单层水分)；
水化作用，从而显著地降低了催化效率。 Aw超过0.4时氧化速度
增加，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。
水分活度对非酶褐变反应的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
食品在Aw在0.4-0.8之间最适合非酶褐变
Aw无法完全抑制褐变
第二节 食品干燥机制
一、 干燥机制（湿热的转移） 二、 干制过程的特性 三、 影响干制的因素 四、 合理选用干制工艺条件
第二章 脱水加工
第二节 食品干制的基本原理
一 二 三
干制机制（湿热的转移）
干制过程的特性 影响干制的因素
四
合理选用干制工艺条件
一、干制机制（湿热的转移）
干燥：是指在热空气中食品水分受热蒸发后被除去 的过程。包括两个方面(p32) A）食品中水分子从内部迁移到与干燥热空气接触 的表面，当水分子到达表面时，根据表面与空气之 间的蒸汽压差，水分子就立即转移扩散到空气中。 （水分转移） B）热空气中的热量从空气传到食品表面，由表面 再传到食品内部。（热量转移）
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；
依据分子大小不同，用膜来分离水分，如渗透、
反渗透、超滤； 本章中讨论的是通过热脱水的方法。
定义：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 并始终保持低水分进行长期贮藏的方法，简称
干藏。
食品脱水干制后，延长了保藏期，从而延长了
1、水分活度的定义 衡量水结合力的大小或区分自由水结合水，可用水分子
的逃逸趋势（逸度）来反映，将食品中水的逸度与纯水
的逸度之比称为水分活度（water activity， AW ）。
f AW = f0
食品中水的逸度 纯水的逸度
p AW = p0
水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压（p）
干制品复水性的减少。
II.
较难。
III.
组成部分之间的转移。
IV.
可预测食品的化学和物理的稳定性与含水量的关
不同食品中非水成分与水结合能力的强弱。
系。
V.
三、 水分活度与食品保藏性的关系
大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、化学反
食品工艺学-第二章.
– 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。
• 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面 水分蒸发或外部水分扩散所决定
• 食品干制过程特性总结：干制过程中食品内 部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水 分扩散，则恒率阶段可以延长，若内部水分 扩散速率低于表面水分扩散，就不存在恒率 干燥阶段。
温度（℃）
图 硅酸盐类物质温度和 导湿系数的关系
• 因此可以将物料在饱和 湿空气中加热，以免水 分蒸发，同时可以增大 导湿系数，以加速水分 转移。
2. 导湿温性
• 在对流干燥中，物料表面受热高于它的 中心，因而在物料内部会建立一定的温 度梯度。温度梯度将促使水分（不论液 态或气态）从高温处向低温处转移。这 种现象称为导湿温性。
(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
M o istu re c o n te n t (% ) 100 100 100 100 70 40 35 1 4 .5 27 10 3 .0 5 .0 3 .5 1 .5
W a te r a c tiv ity 1 .0 0 0 .9 1 0 .8 2 0 .6 2 0 .9 8 5 0 .9 6 0 .8 6 0 .7 2 0 .6 0 0 .4 5 0 .3 0 0 .2 0 0 .1 1 0 .0 8
以控制微生物 2. 脂肪蛤败 3. 虫害
• 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面 水分蒸发或外部水分扩散所决定
• 食品干制过程特性总结：干制过程中食品内 部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水 分扩散，则恒率阶段可以延长，若内部水分 扩散速率低于表面水分扩散，就不存在恒率 干燥阶段。
温度（℃）
图 硅酸盐类物质温度和 导湿系数的关系
• 因此可以将物料在饱和 湿空气中加热，以免水 分蒸发，同时可以增大 导湿系数，以加速水分 转移。
2. 导湿温性
• 在对流干燥中，物料表面受热高于它的 中心，因而在物料内部会建立一定的温 度梯度。温度梯度将促使水分（不论液 态或气态）从高温处向低温处转移。这 种现象称为导湿温性。
(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
M o istu re c o n te n t (% ) 100 100 100 100 70 40 35 1 4 .5 27 10 3 .0 5 .0 3 .5 1 .5
W a te r a c tiv ity 1 .0 0 0 .9 1 0 .8 2 0 .6 2 0 .9 8 5 0 .9 6 0 .8 6 0 .7 2 0 .6 0 0 .4 5 0 .3 0 0 .2 0 0 .1 1 0 .0 8
以控制微生物 2. 脂肪蛤败 3. 虫害
《食品的脱水》课件
食品脱水的优点
延长保质期
脱水食品不易受微生物污染， 可以延长保质期。
方便储存和运输
脱水食品体积小、重量轻，便 于储存和运输。
保持食品原有口感
在一定条件下，脱水食品可以 恢复到原来的口感。
提供更多食用方式
脱水食品可以作为零食或烹饪 原料，提供更多食用方式。
食品脱水的缺点
营养成分损失
在脱水过程中，部分维生素、矿物质等营养 成分会损失。
02
食品脱水技术是食品工业中的重 要技术之一，可以有效延长食品 的保质期，并方便食品的储存和 运输。
脱水技术的分类
01
02
03
04
自然干燥
利用自然环境条件，如日晒、 风干等手段去除食品中的水分
。
机械脱水
利用机械力，如压榨、离心、 渗透等手段去除食品中的水分
。
热力干燥
利用热能将食品中的水分蒸发 掉，如烘箱、烘干机等。
提高脱水食品的营养价值
选择合适的脱水方式
01
根据食品的特性和营养成分的稳定性，选择合适的脱水方式，
以最大限度地保留食品的营养成分。
优化脱水工艺参数
02
通过优化脱水工艺参数，如温度、压力、时间等，减少营养成
分的损失，提高脱水食品的营养价值。
添加营养强化剂
03
针对不同食品的特点，添加适量的营养强化剂，以提高脱水食
发展新型脱水技术
真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥技术能够较好地保留食品的营养成分和口感，具有 广阔的应用前景。
微波干燥技术
微波干燥技术具有干燥速度快、节能环保等优点，是未来食品工业 脱水技术的发展方向之一。
渗透汽化膜脱水技术
渗透汽化膜脱水技术能够实现高效、低能耗的脱水，尤其适用于果 蔬等高水含量食品的脱水。
食品的脱水加工
第二章食品的脱水加工概述一、食品的脱水加工（dehydration）从食品中去除水分，在该条件下不导致或几乎不导致食品性质的其它变化（除水分外），是一种用于长期保藏食品的极其重要的食品加工操作。
浓缩(concentration)——留下液体，其中水分含量高。
干燥(drying)——产品是固体，最终水分含量低。
二、食品脱水加工的特点（1）食品经脱水加工后，重量减轻、体积缩小，可节省包装、储藏和运输费用；带来了方便性；（2）干燥食品可延长保藏期；三、食品脱水加工的方法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；依据分子大小不同，用膜来分离水分，如渗透、反渗透、超滤；本章中讨论的是通过热脱水的方法。
四、食品干燥保藏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的保藏方法。
是一种最古老的食品保藏方法。
五、食品干藏的历史我国北魏在齐民要术书中记载用阴干加工肉脯；在本草纲目中，晒干制桃干；大批量生产的干制方法是在1875年，将片状蔬菜堆放在室内，通入40度热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时出现。
六、食品干藏的特点设备简单生产费用低，因陋就简；食品可增香、变脆；食品的色泽、复水性有一定的差异。
七、脱水加工技术的进展除热空气干燥目前还在应用外，还发展了红外线、微波及真空升华干燥、真空油炸等新技术。
提高干燥速度；提高干制品的质量；发展成食品加工中的一种重要保藏方法。
第一节食品干藏原理长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品中水分含量（M）具有一定的关系M 表示以干基计，也有用湿基计m，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。
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，水分含量相差不多，但保藏却不同，这就存在一个水能否被微生物酶或化学反应所利用的问题；这与水在食品中的存在状态有关。
第二章食品的脱水干制
导湿性强而导温性差的食品容易干燥
食品加工技术概论
二、影响湿热传递的因素
（1）表面积 表面积大，湿热传递的速度快
（2）温度 温度高，水分扩散速率也加快，使内部干燥也加速。 （3）空气流速 空气流速加快，食品干燥速率也加速。 （4）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。
食品加工技术概论
3.2 水分活度与非酶褐变的关系
大部分的脱水食品以及所有的中湿度食品都会发生非酶褐变。 中等湿度时（0.6-0.9），褐变速率最大。
中等湿度时，参与褐变反应的成分在水溶液的浓度较大， 在食品内部的流动性逐渐增强，从而使相互间的反应几率增大， 褐变速率加快。 水分活度继续增大，则反应物质的浓度降低，反应速率减小。
第五节 食品的干制方法
一、空气对流干燥
在许多食品干制时都会出现恒率干燥阶段和降率干 燥阶段。因此干制过程中控制好空气的干球温度就可以 改善食品品质。 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
食品加工技术概论
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
食品加工技术概论
（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。
食品加工技术概论
第二章 食品的干制
• 食品中水的逸度与纯水的逸度之比称 为水分活度 AW（water activity)
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。
• 水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。
食品中水分存在的形式
• 游离水（或自由水）free water
是指组织细胞中易流动、容易结冰，也能溶解溶 质的这部分水；
• 结合水（或被束缚水） Immobilized water
是指不易流动、有结合力固定、不易结冰 （- 40℃），不能作为溶剂。
• 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋 势（逸度）来反映
本节主要讨论人工干制的方法
• 食品的贮藏和延长保藏期；这就是干燥保藏； 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。
食品干燥保藏
• 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。
这样的干制食品在室温下一般可达到一 年或一年以上。
（1）水分活度和微生物生长
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。 水分活度降到0.75以下， 食品的腐败变质才显著减慢； 降到0.65，能生长的微生 物极少。
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
（2）色素
– 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）
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。
• 水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。
食品中水分存在的形式
• 游离水（或自由水）free water
是指组织细胞中易流动、容易结冰，也能溶解溶 质的这部分水；
• 结合水（或被束缚水） Immobilized water
是指不易流动、有结合力固定、不易结冰 （- 40℃），不能作为溶剂。
• 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋 势（逸度）来反映
本节主要讨论人工干制的方法
• 食品的贮藏和延长保藏期；这就是干燥保藏； 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。
食品干燥保藏
• 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。
这样的干制食品在室温下一般可达到一 年或一年以上。
（1）水分活度和微生物生长
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。 水分活度降到0.75以下， 食品的腐败变质才显著减慢； 降到0.65，能生长的微生 物极少。
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
（2）色素
– 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）
第二章食品干藏第一节概述
食品湿物料在干燥中所除去的水分主要是机械 结合水和部分物理化学结合水。 在干燥过程中，首先除去的是结合力最弱的机 械结合水，然后是部分结合力较弱的物理化学 结合水，最后才是结合力较强的物理化学结合 水。在干制品中残存的是那些结合力很强，难 以用干燥方法除去的少量水分。 Eg. 方便面：多孔体、初表面结膜。内部水分 蒸发不出来，后突然冒出，控制它成多孔体。 而挂面：均匀收缩。
四、水分活度与食品的保藏性
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；
食品的腐败变质通常是由微生物作用和生 物化学反应造成的，任何微生物进行生长 繁殖以及多数生物化学反应都需要以水作 为溶剂或介质。 干藏就是通过对食品中水分的脱除，进而 降低食品的水分活度，从而限制微生物活 动、酶的活力以及化学反应的进行，达到 长期保藏的目的。
应该指出，处于物料内部的某些水分子受到 各个方向相同的引力，作用的结果是受力为 零； 而处在物料内胶体颗粒外表面上的水分子在 某种程度上受力不平衡，具有自由能；这种 自由能的作用又吸引了更外一层水分子，但 该层水分子的结合力比前一层要小。所以， 胶体颗粒表面第一单分子层的水分结合最牢 固，且处在较高的压力下(可产生系统压缩)。 吸附结合水具有不同的吸附力，在干燥过程 中除去这部分水分时，除应提供水分汽化所 需要的汽化潜热外，还要提供脱吸所需要的 吸附热。
三、食品脱水加工的方法
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； 依据分子大小不同，用膜来分离水分，如 渗透、反渗透、超滤； 本章中讨论的是通过热脱水的方法。
2第二章 食品的脱水
②
FOOD TECHNOLOGY
FOOD
水分含量M 温度 T – △T
水分含量 M–△M
温度 T
水分梯度 grad M
水分
热量传递
温度梯度 gradθ
FOOD TECHNOLOGY
2. 导湿性
食品水分从高水分处向低水分处转移或扩散的现象称为 导湿现象。
① 水分梯度
即空间内水分含量沿着法线发生变化的速度。
I湿：食品内水分转移量 K：导湿系数（m3/h）
0 ：单位潮湿食品容积内绝对干物质质量（kg/m3)
“－”：表示水分转移的方向与水分梯度的方向相反
FOOD TECHNOLOGY
② 导湿系数与食品水分的关系
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
B A C
D
E
物料水分M Ⅰ：吸附水分 Ⅱ：渗透水分 Ⅲ：毛细管水分
FOOD TECHNOLOGY
grad θ
θ +△θ
K：导湿系数（m3/h）
0 ：单位潮湿食品容积内绝对干物质质量（kg/m3)
△n δ ：湿物料的导湿温系数 “－”：表示水分转移的方向与水分梯度的方向相反
FOOD TECHNOLOGY
② 导湿温系数
就是温度梯度为1℃/m时物料内部能建立的水分梯度.
M n n
FOOD TECHNOLOGY
由导湿性和导湿温性解释干燥过程特征
干燥阶段
预热阶段
•
曲线特征
干燥速度上升，温度上升，水分 略有下降。
•
作用
导湿性引起水分由内向外；导湿 温性相反，但随着内外温差的减 小，其作用减弱。
恒速干燥阶段
③ 导湿系数与物料温度的关系
第二章食品脱水
食品保藏原理
变质的概念
包括品质下降、营养价值、安全性和审美 感觉的下降。
食品的腐败变质的因素：
食品的腐败变质的特征和程度取 决于两类因素： 非微生物因素和微生物因素
•微生物因素
微生物在食品中的活动引起多种变化
▪ 非微生物因素
包括：糖的损失、含氮物质的含 量与组分的变化、维生素的氧化 和损失、脂肪的氧化、水分的变 化等。这些变化会导致口感、色 泽、风味和产品一致性的不同， 导致不能被消费者接受。
干制食品重量减轻、容积缩小， 可显著节省包装、储藏和运输费 用，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质。
• 食品干燥（制）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
第一节 食品干藏原理
引起食品腐败变质的因素： 微生物 酶 化学反应
他们均需要利用食品中的水。 水的可利用度（availability of water)与
水在食品中的存在状态有关系。
一、食品中水分存在的形式
▪ 水与溶质的相互作用
▪ 根据食品中水与非水物质之间的相互关系
，可以把食品中的水分作不同的类型
1 结合水或被束缚水（bound water)
结合水也称束缚水、固定水，是指不易流动、不 易结冰（即使在-40℃下），不能作为外加溶质 的溶剂的水，是被化学或物理的结合力所固定的 水分。
▪ Clausius—Clapeyron 方程精确表示了水分活度
与绝对温度（T）之间的关系： dlnAw/d(1/T)=-△H/R
式中R为气体常数，△H为样品中水分的等量净吸附热。
整理此式可得： lnAw=-kΔH/R(1/T)
式中：此处的ΔH 可用纯水的汽化潜热表示，是常 数，其值为40537.2J/mol；K的直观意义是在达 到同样水蒸气压时，食品的温度比纯水温度高出 的比值，本质反映了食品中非水成分对水活性的 影响。食品中非水成分越多并且与水的结合能力 越强，k值越大，相同温度时aw值越小；反之亦 然。
第二章食品脱水与干燥
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。
（2）吸附结合水：
是指在物料胶体微粒内、外表面上因分子 吸附力而被吸着的水分。 物料的胶体微粒具有极大的表面自由能，吸 附力某些水分子，胶体表面第一单分子层的水 分结合最牢固。 吸附结合水具有不同的吸附力，在干燥过 程中除去时要提供水分汽化需要的潜热和水分 子脱吸附需要的潜热。
（3）结构结合水：是指当胶体溶液凝固成凝胶 时，保持在凝胶体内不的一种水分。 （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。
在这区内存在二种水：
吸附在胶体微粒内，外表面力场范围内的水， 有较大的表面自由能与水吸附结合，且随分子 层增加，吸附力减弱，介于ⅠⅡ之间。 以胶体物质为骨干形成凝胶时结构内保留的水 分，或封闭于细胞内的水分，是渗透压或结构 维持水，介于ⅡⅢ之间。
Ⅲ区：自由水或类似自由水，主要是由充满食品 内毛细管中和附着在食品表面的水构成，是在 凝胶或细胞体系中被物理截留的体相水，最易 被脱水除去，这种水分含量占食品总水分含量 的95%以上。
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P：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压
第二章食品脱水
水分活度大小的影响因素
➢ 取决于水存在的量； ➢ 温度； ➢ 水中溶质的浓度； ➢ 食品成分；
第二章食品脱水
食品中水分含量与水分活度之间的关系
水分吸附等温线
第二章食品脱水
不同食品吸附等温曲线
不同温度吸附等温曲线
第二章食品脱水
？ WHC
解吸：（desorption） 干燥过程 吸附：（sorption） 复水过程
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
微生物类别
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 耐高渗透压酵母 耐干霉菌 所有的微生物
最低Aw值 0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80 0.65～0.61 0.75～0.65
B
Ⅱ
导湿温系数δ（1/℃）
O
A
第二章食品脱水
Ⅰ 物料水分M（%）
二、干制过程的特性
干燥曲线
第二章食品脱水
水分含量变化曲线
第二章食品脱水
干燥速率曲线
第二章食品脱水
干制过程的特性
干燥阶段
干燥恒定阶段（恒速期）
干燥降速阶段（降速期）
第二章食品脱水
干制过程的特性
干燥阶段 （1）恒速期
①V1 > V2 P ② 干燥推动力:Δ
导湿系数（K×102）
第二章食品脱水
温度（℃）
食品的干燥机制
2. 导湿温性
温度梯度促使水分（不论液态或气态）从高温 处向低温处转移。
推动力:温度梯度
方向: 高
低
第二章食品脱水
i温= -Kγ0δ（ T / n）
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）
油炸、烤、炒、烘 ➢膜处理去除水分
Solid Drying
反渗透、超滤
第二章食品脱水
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
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％ 变质 淀粉 M 20％ 不易变质
温度 提高空气温度,干燥加快
空气流速
空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速
空气相对湿度
大气压力和真空度
第二章食品脱水
影响干制的因素
食品性质的影响
➢表面积 ➢组分定向 ➢细胞结构 ➢溶质的类型和浓度
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
物理变化
➢干缩、干裂 ➢表面硬化 ➢多孔性 ➢热塑性 ➢溶质的迁移
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
风味
受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味
第二章食品脱水
干制品的复原性和复水性
•评价干制品品质的指标
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度
复水比：R复=G复/G干
G复 干制品复水后沥干重， G干 干制品试样重
③ 热量进入汽化的水分中， ④ 温度恒定；
( dw/dt )c = - Kg A ( ps-pa)
第二章食品脱水
பைடு நூலகம்
干制过程的特性
干燥阶段 （2）降速期
①V1 < V2
② 内部质量传递机制影响干燥速度
( dW/dt )f = - K ( W - We )
第二章食品脱水
影响干制的因素
1.干制条件的影响
＜0.60
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
（2）水分活度对酶活力的影响
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。
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
化学变化
➢蛋白质
受热易变性，会分解或降解
➢碳水化合物 ➢脂肪
受高温易焦化、褐变 高温脱水时脂肪氧化
➢维生素
水溶性易被破坏和损失
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
色素
新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；
天然色素： 类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化
第二章食品脱水
（3）水分活度对化学变化的影响
对脂肪氧化的影响
第二章食品脱水
（3）水分活度对化学变化的影响
对褐变的影响
0.2
0.4
0.6
0.8
第二章食品脱水
Aw
一、食品的干燥机制
Food H2O
热量传递
第二章食品脱水
水分传递
1. 导湿性
水分梯度使水分转移
推动力:水分梯度
方向: 高
低
食品的干燥机制
第二章 食品的脱水加工
第二章食品脱水
概述
食品的脱水加工（dehydration） 从食品中去除水分
浓缩(concentration)——产品是液态，其中水分 含量较高。 干燥(drying)——产品是固体，最终水分含量低。
第二章食品脱水
概述
食品脱水加工的方法
Heat
Water
➢加热使水分蒸发
M+ΔM
M
I grad M
第二章食品脱水
Δn
食品的干燥机制
1. 导湿性
i水= -Kγ0（M/n）= -K γ0 Δ M（千克/米2·小时）
其中： i水—— 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）
K—— 导湿系数（米·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（kg干物质/米3 ） M—— 物料水分（kg/kg干物质）
第二章食品脱水
导湿系数的影响因素
Ⅰ
➢物料水分的影响
食品的干燥机制
Ⅱ
Ⅲ
D
E
A C
物料水分M（kg/kg绝干物质） Ⅰ— 吸附水分 Ⅱ—渗透水分 Ⅲ—毛细管水分
第二章食品脱水
导湿系数的影响因素
➢温度的影响
食品的干燥机制
K×102=(T/290)14
第二章食品脱水
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 ）
不易结冰（－40℃），不能作为溶剂
第二章食品脱水
第二章食品脱水
水分活度（water activity) AW
食品中水的逸度与纯水的逸度之比
f
Aw = ——
f0
Aw
P P0
—— 食品中水的逸度
—— 纯水的逸度
K—— 导湿系数（米·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物
质重量（kg干物质/米3 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（1/℃，或
kg/kg干物质×℃）
食品的干燥机制
T T+ΔT i
T/ n
内 Δn 表面 图 温度梯度下水分的流向
第二章食品脱水
导湿温系数的影响因素 ➢ 物料水分的影响
食品的干燥机制
第二章食品脱水
水分活度大小的影响因素
➢ 取决于水存在的量； ➢ 温度； ➢ 水中溶质的浓度； ➢ 食品成分；
第二章食品脱水
食品中水分含量与水分活度之间的关系
水分吸附等温线
第二章食品脱水
不同食品吸附等温曲线
不同温度吸附等温曲线
第二章食品脱水
？ WHC
解吸：（desorption） 干燥过程 吸附：（sorption） 复水过程
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
微生物类别
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 耐高渗透压酵母 耐干霉菌 所有的微生物
最低Aw值 0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80 0.65～0.61 0.75～0.65
B
Ⅱ
导湿温系数δ（1/℃）
O
A
第二章食品脱水
Ⅰ 物料水分M（%）
二、干制过程的特性
干燥曲线
第二章食品脱水
水分含量变化曲线
第二章食品脱水
干燥速率曲线
第二章食品脱水
干制过程的特性
干燥阶段
干燥恒定阶段（恒速期）
干燥降速阶段（降速期）
第二章食品脱水
干制过程的特性
干燥阶段 （1）恒速期
①V1 > V2 P ② 干燥推动力:Δ
导湿系数（K×102）
第二章食品脱水
温度（℃）
食品的干燥机制
2. 导湿温性
温度梯度促使水分（不论液态或气态）从高温 处向低温处转移。
推动力:温度梯度
方向: 高
低
第二章食品脱水
i温= -Kγ0δ（ T / n）
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）
油炸、烤、炒、烘 ➢膜处理去除水分
Solid Drying
反渗透、超滤
第二章食品脱水
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
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％ 变质 淀粉 M 20％ 不易变质
温度 提高空气温度,干燥加快
空气流速
空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速
空气相对湿度
大气压力和真空度
第二章食品脱水
影响干制的因素
食品性质的影响
➢表面积 ➢组分定向 ➢细胞结构 ➢溶质的类型和浓度
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
物理变化
➢干缩、干裂 ➢表面硬化 ➢多孔性 ➢热塑性 ➢溶质的迁移
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
风味
受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味
第二章食品脱水
干制品的复原性和复水性
•评价干制品品质的指标
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度
复水比：R复=G复/G干
G复 干制品复水后沥干重， G干 干制品试样重
③ 热量进入汽化的水分中， ④ 温度恒定；
( dw/dt )c = - Kg A ( ps-pa)
第二章食品脱水
பைடு நூலகம்
干制过程的特性
干燥阶段 （2）降速期
①V1 < V2
② 内部质量传递机制影响干燥速度
( dW/dt )f = - K ( W - We )
第二章食品脱水
影响干制的因素
1.干制条件的影响
＜0.60
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
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
第二章食品脱水
（2）水分活度对酶活力的影响
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。
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
化学变化
➢蛋白质
受热易变性，会分解或降解
➢碳水化合物 ➢脂肪
受高温易焦化、褐变 高温脱水时脂肪氧化
➢维生素
水溶性易被破坏和损失
第二章食品脱水
第三节 干制对食品品质的影响
色素
新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；
天然色素： 类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化
第二章食品脱水
（3）水分活度对化学变化的影响
对脂肪氧化的影响
第二章食品脱水
（3）水分活度对化学变化的影响
对褐变的影响
0.2
0.4
0.6
0.8
第二章食品脱水
Aw
一、食品的干燥机制
Food H2O
热量传递
第二章食品脱水
水分传递
1. 导湿性
水分梯度使水分转移
推动力:水分梯度
方向: 高
低
食品的干燥机制
第二章 食品的脱水加工
第二章食品脱水
概述
食品的脱水加工（dehydration） 从食品中去除水分
浓缩(concentration)——产品是液态，其中水分 含量较高。 干燥(drying)——产品是固体，最终水分含量低。
第二章食品脱水
概述
食品脱水加工的方法
Heat
Water
➢加热使水分蒸发
M+ΔM
M
I grad M
第二章食品脱水
Δn
食品的干燥机制
1. 导湿性
i水= -Kγ0（M/n）= -K γ0 Δ M（千克/米2·小时）
其中： i水—— 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）
K—— 导湿系数（米·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（kg干物质/米3 ） M—— 物料水分（kg/kg干物质）
第二章食品脱水
导湿系数的影响因素
Ⅰ
➢物料水分的影响
食品的干燥机制
Ⅱ
Ⅲ
D
E
A C
物料水分M（kg/kg绝干物质） Ⅰ— 吸附水分 Ⅱ—渗透水分 Ⅲ—毛细管水分
第二章食品脱水
导湿系数的影响因素
➢温度的影响
食品的干燥机制
K×102=(T/290)14
第二章食品脱水
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 ）
不易结冰（－40℃），不能作为溶剂
第二章食品脱水
第二章食品脱水
水分活度（water activity) AW
食品中水的逸度与纯水的逸度之比
f
Aw = ——
f0
Aw
P P0
—— 食品中水的逸度
—— 纯水的逸度
K—— 导湿系数（米·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物
质重量（kg干物质/米3 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（1/℃，或
kg/kg干物质×℃）
食品的干燥机制
T T+ΔT i
T/ n
内 Δn 表面 图 温度梯度下水分的流向
第二章食品脱水
导湿温系数的影响因素 ➢ 物料水分的影响
食品的干燥机制