第五章 食品干燥保藏

一、水分活度对微生物生长的影响
水分活度Aw可以影响微生物的芽孢发芽时 间(或滞后期)、生长速率、产毒素、细胞大小 及死亡率。
①高湿食品腐败主要是由于细菌； ②中湿食品腐败主要是由于霉菌和酵母； ③低湿食品腐败主要是由于霉菌。
任何一种微生 物都有其适宜 生长的水分活
度范围
菌类 大多数细菌 大多数酵母 大多数霉菌 大多数耐盐细菌
例：对M的抑制作用
NaCl溶液 ＞ 甘油溶液 ＞ 果糖溶液 （相同水分活度）
※
如果在干制前微生物已经产生毒素，则干 制无法破坏这些毒素，易导致食物中毒。
二、水分活度对脂肪氧化的影响
水分活度在很高或很低时，脂肪都容易发生氧 化，水分活度在0.3~0.4之间时酸败变化最小。
Aw<0.1，氧气与油脂结合机会多，氧化速度非常 快；
干燥曲线 干燥速率曲线 温度曲线
（一）干燥曲线、温度曲线、干燥速率曲线
1、干燥曲线
•干制过程中食品绝对水分 和干制时间的关系曲线。
•干燥时，食品水分在短暂的 平衡后，出现快速下降，几 乎呈直线下降，当达到较低 水分含量时（第一临界水 分），干燥速率减慢，随后 逐渐达到平衡水分 。
2、干燥速率曲线
实际生产中一般是以耐热酶——过氧化物酶的残留 活性为参考指标，控制酶钝化的程度.
水分活度对酶活力的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
四、水分活度对非酶褐变的影响
大部分脱水食品 几乎所有的中湿度食品
非酶褐变适宜的Aw范围与干制品的种类、温 度及Cu2+、Fe2+等因素有关，褐变的最大速度 出现在Aw在0.65~0.7之间。
燥速率和食品温度的变化。 3、食品在干制过程中有哪些变化？
干制的过程实质上是热量和水分的传递过程。
在蒸汽压差的作用下表面水分扩散到空气中 内部水分转移到表面
水分梯度
温度梯度
热量由表面向内部传递
食品干制过程是湿热传递过程：表面水分扩散到空气中，内部 水分转移到表面，而热则从表面传递到食品内部。 1、水分梯度：当食品从外界吸热使其温度升高到蒸发温度后，潮 湿食品表面水分首先有液态转化为气态，即水分蒸发（亦称为给 湿过程），而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩散，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。这种水分迁移现象称为导湿性。
人工干制：在常压或减压环境中用人工控制的工艺条件 进行干制食品，有专用的干燥设备 按干燥介质和传热方式的不同又可分为空气对流干燥、
接触干燥、冷冻干燥和辐射干燥。
一、空气对流干燥
常见的食品干燥方法
A、空气既是热源，也是湿载体。空气有自然或强制对流循 环，在不同条件下环绕湿物料进行干燥。热空气的流动靠 风扇、鼓风机或折流板加以控制，空气的量和速度会影响 干燥速率。
水分扩散总量
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温 度梯度存在，因此水分既可能在水分梯度的作用下迁 移，也会在温度梯度的作用下扩散，食品的水分扩散 总量等于两者水分扩散量之和。
i总=i湿+i温 i—— 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）
两者方向相反时： i总=i湿 — i温 当i湿﹥ i温
水分将按照物料水分减少方向转移，以导湿性为主， 而导湿温性成为阻碍因素，水分扩散则受阻。
当i湿﹤ i温
水分随热流方向转移，并向物料水分增加wenku.baidu.com向发展， 而导湿性成为阻碍因素。
如：烤面包 的初期
二、干燥过程的特性
食品在常压下脱水经历三个阶段
预热阶段 恒速干燥阶段 降速干燥阶段
描述干燥特性的曲线
阶段
表面温度上升 热湿传导 减小 ；
水分下降 变慢
一、物理变化 1、溶质迁移现象 2、干缩、表面硬化和热塑性 3、挥发性物质的损失 4、水分分布不均现象 二、化学变化 1、营养成分的损害 2、褐变
第四节 食品干制方法
食品干制方法可以分为自然和人工干制两大类
自然干制：在自然环境条件下干制食品的方法，晒干、 风干、阴干
B、空气对流干燥一般在常压下进行，有间歇式（分批）和 连续式。
C、被干燥的湿物料可以是固体、膏状物料及液体。 采用这种干燥方法时，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。
食品干藏:在自然条件或人工控制条件下使食 品中水分降低到足以防止腐败变质的水平后， 始终保持低水分进行长期贮藏的过程。
典型的干制食品
面条
休闲食品
肉类 糕点
乳制品
速溶粉
茶叶
粮谷类
水果蔬菜
干燥的目的
延长食品货架期 改善食品加工的质量 便于商品流通
第一节 食品干燥保藏的基本原理
水分活度
Scott对食品水分活度的严格定义： Aw=f/f。(f为溶剂的逸度 ，f。为纯溶剂的逸度) 在食品中一般用的近似式：Aw≈p/p。（P为食品表面测定的蒸汽压，P。
2、降速阶段
进入降速阶段，干燥速率随物料含水量的降低 而逐渐下降，干燥机理已转为内部扩散控制， 开始汽化物料的结合水。由于干燥速率降低， 空气对物料对流传热的热流量已大于水汽化带 回空气的热流量，因而物料的温度开始不断上 升，物料表面温度比空气湿球温度越来越大。
第三节 干制对食品品质的影响
一. 干制过程中食品的主要变化 （一）物理状态的变化
干燥初期，食品物料与介质间温度和湿度差过大，致使物料 表面温度急骤升高，水分蒸发过于强烈，而使物料表面迅速 达到绝干状态，形成一层干燥的薄膜，造成物料表面的硬化。
防止方法：
调节干燥初期水分的外逸速度，保持水分蒸发的畅通性，一 般是在干燥初期采用高温、含湿较大的介质进行脱水，使物 料表层附近的湿度不致变化太快。
Aw>0.55，水的存在提高了催化剂的流动性和氧 的溶解性，大分子吸水胀润而暴露更多催化部位， 从而使油脂氧化速度加快;
Aw>0.80，催化剂被稀释，氧化速率有所下降。
0.3 0.4
0.8 Aw
三、水分活度对酶活力的影响
图
通常水分活度在0.75~0.95的范围内酶活性达到 最大。
注意：只有当水分含量小于1%（Aw<0.15）时 才能完全钝化酶
温度（℃)
D
A
BC
干燥时间（h)
由导湿性和热湿传导解释干燥过程曲线特征
预热阶段干燥速率上升 导湿性引起水分由内向外；
温度上升
热湿传导相反，但随着内外温
水分略有下降 差的减小，其作用减弱
恒率干燥 干燥速率不变 导湿性引起水分由内向外；
阶段
温度不变
热湿传导由于内外几乎没有温
水分下降
差，因此不起作用。
降率干燥 干燥速率下降 低水分 含量 时，导湿性 减小；
为相同温度下纯水的饱和蒸汽压） 根据水分含量和水分活度，可将食品分为三类： ① 高湿食品 水分含量﹥50%，1.0＜Aw＜0.85 ② 中湿食品 15%＜水分含量＜50%，0.6＜Aw＜0.85 ③ 低湿食品 水分含量＜15%，Aw＜0.6
干燥食品的最终水分要求
脱水食品 干燥粮谷类 干乳制品 脱水蔬菜类 脱水水果类 烘炒制品
处理方法： 蔬菜类食品在干燥前必须在热水中短时间热烫一下。 水果采用硫黄熏蒸或0.2%～0.6%的亚硫酸盐或酸性亚硫酸盐溶液
处理。 肉类、鱼类及蛋类可用5%～10%的酵母或葡萄糖氧化酶处理。
环境的清洁卫生 防尘及防止昆虫、啮齿动物等侵袭 选择合适的贮藏条件
第二节 食品干制的基本原理
干制保藏的基本原理
一、干制的基本过程
干制的过程实质上是热量和水分的传递过程。
在蒸汽压差的作用下表面水分扩散到空气中 内部水分转移到表面
水分梯度
温度梯度
热量由表面向内部传递
湿 热
食品表面
给湿过程
传
递
过
程 食品内部 导湿过程
导湿过程
➢ 给湿过程的进行使得湿物料表面与内部产生水分 梯度。在此水分梯度的作用下，水分将从高水分
处向低水分处扩散，亦即从湿物料内部不断向表
面迁移。这种水分迁移过程就称为导湿过程
➢ 由给湿过程和导湿过程构成了湿物料的干燥过程
导湿温性
导湿温性：在普通干燥条件下，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 温度差，即温度梯度。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，也称雷科夫效应
2、温度梯度：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，即温度梯度。温度梯度将促 使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温处转移。这种现象 称为导湿温性。
预热阶段干燥速率上升
温度上升
水分略有下降
恒率干燥 干燥速率不变
阶段
温度不变
水分下降
降率干燥 干燥速率下降 低水分 含量 时，
第五章 食品干燥保藏
发展历史
食品的干制是一种既古老又年轻的食品加工 保藏方法。
古老的自然晒干、晾干。 现代的人工干制：热风干燥、真空干燥、冷 冻干燥等。
第一节 食品干燥保藏的基本原理 第二节 食品干制的基本原理 第三节 食品在干制过程中的主要变化 第四节 食品干制方法 第五节 干制品的贮藏和复水
干物质含量高，纤维素含 量低，风味良好，核小皮 薄，成熟度在8.5～9.5成。
动物性制品
屠宰或捕获后的新鲜状态
预处理包括整理分级、洗涤、去皮、切分、护色等过程。
蔬菜和水果在脱水前要杀青——灭酶。 方法：将物料在95℃～100℃的热水中浸渍几分钟，或喷以饱和 水蒸气，加热完毕后，随即浸入5～10℃的冷水中迅速冷却。
•表示食品干燥过程中任何时间内水分减少的快慢 或速度大小的关系曲线。
•干燥速率由零迅速增至最 大值-----预热阶段 •干燥速率基本保持恒定不 变--------恒速干燥阶段 •干燥速率迅速下降------降 速干燥阶段
3、食品温度曲线
表示干燥过程中食品温度与其含水量之间的关系的曲线。
•预热阶段： 物料温度迅速上升 至湿球温度（液体蒸发温度） •恒速干燥阶段：食品表面温度 基本保持恒定不变，介质提供的 能量主要用于水分蒸发。 •降速干燥阶段：食品温缓慢上 升，到达C点后温度迅速上升直 至与介质干球温度相等
3、多孔性
由于物料中的水分在干燥进程中被去除，原来被 水分所占据的空间由空气填充而成为空穴，干制 品组织内部就形成一定的孔隙而具有多孔性
4、热塑性 加热时会软化的物料如糖浆或果浆
5、溶质的迁移
（二） 化学变化
1、营养成分的变化 2、食品颜色的变化 3、食品风味的变化
思考题
1、简述食品干制机制。 2、请描述干制过程中食品水分含量、干
阶段
表面温度上升 热湿传导 减小 ；
水分下降 变慢
（二）食品物料干燥过程分析
1、恒速阶段
此阶段
干燥速率保持恒定，物料内部水分很快移向表面，
物料表面始终为水气所饱和，干燥机理属表面汽化
控制，干燥所去除的水分相当于物料的非结合水，
因此此阶段物料水分的汽化如同纯水的蒸发，蒸发
温度相当于热空气的湿球温度。
0.2
0.4
0.6
0.8 Aw
五、水分活度对其他食品营养成分的影响
降低Aw可以延缓
维生素的降解 淀粉的老化 蛋白质的变性 色素的分解 芳香物质的变化
原料的选择
注 意
质地和成熟度
干 制 蔬 菜 原 料
一般选择干物质含量高，内质厚， 组织致密，粗纤维少，新鲜感饱 满，色泽好
干制水果原料
1、干缩与干裂 食品在干燥时，因水分被除去而 导致体积缩小，肌肉组织细胞的弹性部分或全部 丧失的现象。
脱水干燥过程中胡萝 卜丁形态的变化
（一）物理状态的变化
2、表面硬化：是指干制品外表干燥而内部仍然 软湿的现象。
造成表面硬化的原因：
食品干燥过程中，物料内部的溶质随水分向物料表面的不断 移动，即在表面积累产生结晶硬化现象。
最低Aw 0.91 0.87～0.92 0.8 0.75
Notice: Aw＜0.65 微生物的繁殖被完全抑制 Aw＜0.5 没有微生物生长繁殖
微生物生长繁殖所需Aw的最小值并不是一个 绝对值，而是受环境条件的影响。
通常情况下，环境条件越差，微生物生长的水 分活度下限越高。
在相同的Aw下，微生物在不同溶质溶液中生 长受抑制的状况不同。
水分活度 0.6～0.80 0.2左右 0.10～0.35 0.65～0.60 0. 6以下
含水量
10～14％ 2～3％ 5～10％ 14～24％ 4％以下
一、水分活度对微生物生长的影响 二、水分活度对脂肪氧化的影响 三、水分活度对酶活力的影响 四、水分活度对非酶褐变的影响
五、水分活度对其他食品营养成分的影响