食品脱水与干燥

干制的目的：
1.将食品中水分降低到一定水平，达到干燥要求 2.要求食品品质变化最小 3.改善食品的质量
干制特点：
干制是一个复杂的物理化学变化过程。 一方面涉及热和物质的传递；另一方面其
过程是多相反应，综合化学、物理化学、生物 化学、流变学等过程的结果。
食品干制的主要问题
研究干燥物料的特性，科学的选择干燥方 法和设备，控制最适合的干燥条件，获得最低 能量消耗和最佳产品质量。
将MSI曲线划分为ⅠⅡⅢ Ⅰ区：最强烈吸附，最少
流动，水分子以离子 或偶极相互作用与可 接近的部位结合，水 与非水成分结合能大， 稳定性强，不易除去， 含量在1%以下。
Ⅱ区：水分子以氢键与相邻水分子和溶质结合， 相当于多层吸附水，可溶性成分与不溶性成分 对AW影响较大，即物料种类对AW 影响较大， 一般在5%以下。
（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。
2）自由水：
定义：是指食品或原料组织细胞中易流动、易 结冰，也能溶解溶质的水分。
类型：毛细管吸附水和物料外表面附着水分 特点：依靠表面附着力、毛细管力和十分粘着
力存在于湿物料中；干燥过程中能以液体或蒸 汽形式除去。
2.由于水分或失去水分时，物料体积的变化引起 的。
一般情况下，高糖、高果胶物料滞后环主 要出现在单分子层，AW<0.65；高蛋白物料 滞后环出现在AW0.85-0附近；淀粉类物料滞 后环出现在AW0.7处。
（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。
简单说影响AW的主要因素是样品的组成 与温度，前者更为重要。
3）AW与水分含量的关系
（1）水分吸附等温线 在恒定温度下，AW-水分含量作图得到的
曲线称为水分吸附等温线MSI，表示食品平衡 使水分含量与外界空气相对湿度之间的关系。
高水分含量的食品的MSI曲线呈反向L形， 低水分含量食品的MSI曲线呈反S形。
食品中水分被利用的难易程度，主要依据 水分结合力或结合程度的大小而定。
自由水最容易被微生物、酶、化学反应所 利用，而结合水则难易被利用，结合力或结合 程度越大，越难易被利用。
2.水分活度
1）定义：食品表面测定的水蒸汽压与相同温度 下纯水的饱和蒸汽压的比值。 AW=P/P0 AW描述了水在食品中和非水成分相互作 用的程度，反映了水与非水成分结合的强弱大 小，自由水产生的AW 为1，结合时则小于1。
由于蒸汽压与相对湿度有关，因而食品的 AW值与该产品环境的平衡相对湿度ERH相关， 也可以用ERH表示。
但两者的意义不同，AW是食品固有的性 质，反映了食品中水分的结合状态，即内环境； ERH则反应了与食品相平衡时周围的空气状 态，即外环境。
2）影响因素：
通常取决于食品中水分存在的量、温度、 水中溶质的浓度、食品成分、AW值等。
根据脱水的原理不同可分为两种。 常温或真空加热：依据食品组分的蒸汽压不同。 膜分离（渗透、反渗透、超滤）：依据分子大小
不同。
4.食品干藏：
脱水制品在其水分被降低到足以防止腐败 变质的程度后，并始终保持低水分进行长期保 藏的一种方法。 食品的干制：就是在人工控制条件下，采用加热 蒸发脱水，几乎完全除去食品中水分，是水分 含量在15%以下，而食品的其他性质在此过程 中几乎没有或极小的发生变化的干燥方法。
5.干制食品的特点
水分含量低，有利于在室温下长期储藏。 重量轻、体积小，便于携带、运输。 是救灾、救急和战备常用的重要物资。
二、食品干藏的原理
1.食品中水分存在的形式： 1）结合水： 定义：是指不易流动、不易结冰，不能作为外
加溶质的溶剂，其性质显著不同于纯水。
结合水的类型：
（1）化学结合水：是经过化学反应后，按严格 的数量比例，牢固的同固体间结合的水分，只 有在化学作用或特别强烈的热处理下才能除去， 除去的同时会造成物料物理化学性质的改变， 即质变。 在物料中含量小于5-10%，是干制品含水 量的极限标准。
（2）解吸等温曲线
一般说湿物料与周围空气的相互作用有两个方向。 P物料<P空气 物料吸收空气中水蒸气而湿润，
吸附作用 P物料>P空气 物料脱水干燥 解吸作用 P物料=P空气 物料中水分与周围空气相对湿度
平衡 AW=ERH%
AW和水分含量的关系在 吸附与解吸过程中不同。 在相同水分含量下，解吸 曲线中AW比MSI要低， 或在相同AW下，解吸中 物料含水量高于MSI， 称为吸附滞后现象。
其原因可以理解为食品干燥后重新吸水
时，水分与非水成分的结合力减弱，即如果物 料干燥后重新吸湿，为获得同样的平衡湿度， 必须具备更高的空气湿度，在相同的额平衡湿 度下，吸附湿度>解吸湿度。
理由目前尚未有合理解释，可能是：
1.由于毛细管脱水后，空气进入并吸附在管壁上， 当重新吸湿时，水分必须要克服毛细管力和空 气的阻力，因此，熟料干燥后重新吸湿达到相 同的平衡湿度，必须增加空气中的蒸汽压。
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。
第二章 食品的脱水与干燥
一、概述
1.脱水的概念：在不导致或几乎不引起食品性质 的其他变化的条件下，从食品中除去水分。
2.类型：包括浓缩与干燥 区别：食品中最终含水量Baidu Nhomakorabea产品的性质不同 浓缩：产品是液态，含水量一般在15%以上； 干燥：产品是固态，具有固体特性，含水量低。 一般浓缩是干燥的前处理。
3.脱水的方式