食品干燥保藏

1、 2.3 食 品 干 燥 保 藏 典型的干制食品休閑食品 第一節(jié)、食品干燥保藏原理 食品干燥保藏：將食品物料的水分降低到足以防止腐敗變質的水平后，始終保持低水分狀態(tài)進行長期貯藏的過程。 第一節(jié)、食品干燥保藏原理 干燥目的 延長貯藏期 - 經(jīng)干燥的食品，其水分活性較低，有利于在室溫條件下長期保藏，以延長食品的市場供給，平衡產(chǎn)銷高峰; 用于某些食品加工過程以改善加工品質 - 如大豆、花生米經(jīng)過適當干燥脫水，有利于脫殼(去外衣)，便于后加工，提高制品品質；促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進一步成熟; 便于商品流通 - 干制食品重量減輕、容積縮小，可以顯著地節(jié)省包裝、儲藏和運輸費用，并且便于攜帶和儲運

2、; 干制食品常常是救急、救災和戰(zhàn)備用的重要物質。 一、食品水分與食品貯藏性能 1、水的作用及水分活度 游離水和結合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（water activity） Aw。 水分逃逸的趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛肀硎荆诘蛪夯蚴覝貢r，f/f0 和P/P0之差非常?。?%），故用P/P0來定義Aw是合理的。 定義 Aw = P/P0 其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。 水分活度大小的影響因素 取決于水存在的量 溫度 水中溶質的濃度 食品成分 水與非水部分結合的強度 嚴格地說，影

3、響食品保質期的并不是食品水分的含量，而是水分中的有效水分，既能被微生物、酶和化學反應所利用的水分，這種可參與反應的水與水分活度有關。 2、水分活度對微生物生長的影響 每種微生物都有其最適宜的水分活度值。 微生物的耐熱性與水分活度有一定關系。 食品的腐敗變質通常是由微生物作用和生物化學反應造成的，任何微生物進行生長繁殖以及多數(shù)生物化學反應都需要以水作為溶劑或介質。 干藏就是通過對食品中水分的脫除，進而降低食品的水分活度，從而限制微生物活動、酶的活力以及化學反應的進行，達到長期保藏的目的。 二、干制對微生物和酶的影響 1、干制對微生物的影響 干制后食品和微生物同時脫水，微生物所處環(huán)境水分活度不適于

4、微生物生長，微生物就長期處于休眠狀態(tài)，環(huán)境條件一旦適宜，又會重新吸濕恢復活動。 干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制其活動，但保藏過程中微生物總數(shù)會穩(wěn)步下降。 由于病原菌能忍受不良環(huán)境，應在干制前設法將其殺滅。 2、干制對酶的影響 1) 干制對酶活性的影響 水分減少時，酶的活性也就下降，然而酶和底物同時增濃。在低水分干制品中酶仍會緩慢活動，只有在水分降低到1%以下時，酶的活性才會完全消失。 酶在濕熱條件下易鈍化，為了控制干制品中酶的活動，就有必要在干制前對食品進行濕熱或化學鈍化處理，以達到酶失去活性為度。 2）干制對酶的熱穩(wěn)定性的影響 酶在較高的水分活度環(huán)境中更容易發(fā)生熱失活，這表明干制食品中

5、酶并沒有完全失活，所以以干制食品在貯藏過程中仍會發(fā)生質量變化。 三、干制對食品質量的穩(wěn)定作用 1、干制對化學變化的作用 反應發(fā)生的條件是有足夠的自由水才能進行，感知過程中由于水分的脫除，使得Aw值降低，就減少了參加反應自由水的數(shù)量，反應物的含量降低，化學反應的速度也就變慢，從而提高了食品的穩(wěn)定性。 2、干制對營養(yǎng)成分變化的作用 1）干制對碳水化合物的作用 2）干制對油脂的作用 3）干制對維生素的作用 4）干制對蛋白質的作用 5）干制對顏色的作用 6）干制對風味的作用 3、對食品干制的基本要求 干制的食品原料應微生物污染少，品質高。 應在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。 干

6、制前通常需熱處理滅酶或化學處理破壞酶活并降低微生物污染量。有時需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。 四、評價干制品品質的指標 1、干制品的干燥比 干燥比：干制前原料質量和干制品質量的比值，即每千克干制品需要的新鮮原料量，它反映了產(chǎn)品的干燥成本。 干燥比：R干=G原/G干。 G原：干制前相應原料重。 G干：干制品試樣重 干燥食品的最終水分要求 2、干制品的復水性和復原性 干制品復水后恢復原來新鮮狀態(tài)的程度是衡量干制品品質的重要指標。 干制品的復原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性狀、質地、顏色、風味、結構、成分以及可見因素（感官評定）等各個方面恢復原來新鮮狀態(tài)的程度。 干制品的復水性：新鮮食

7、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來表示。 復水比：R復=G復/G干 G復：干制品復水后瀝干重， G干：干制品試樣重。 復重系數(shù)：K復= G復/ G原。 G原：干制前相應原料重。 第二節(jié)、食品干制的基本原理 食品干制的基本過程是食品從外界吸收足夠的熱量使其所含水分不斷向環(huán)境中轉移，從而導致其含水量不斷降低的過程，該過程包括了兩個基本方面，即熱量交換和質量交換，因而也稱作濕熱傳遞過程。食品的濕熱傳遞是食品干燥的基本原理。 一、干制過程中食品的濕熱傳遞 一、干制過程中食品的濕熱傳遞給濕過程：表面-外界蒸發(fā)轉移 1、給濕過程 定義：濕物料中的水分從表面向加熱介質擴散的過程稱作給

8、濕過程。 2、導濕過程 1）導濕現(xiàn)象（導濕性） 2）熱濕傳導現(xiàn)象（導濕溫性） 1）導濕現(xiàn)象（導濕性） 在水分梯度作用下，水分由內(nèi)層向表層擴散的過程屬于導濕過程。 1）導濕現(xiàn)象 md導濕系數(shù)與溫度的關系： 導濕系數(shù)與食品絕對溫度的1014次方成正比 。 2）熱濕傳導現(xiàn)象（導濕溫性） 雷科夫效應即導濕溫性原因： 水分子的熱擴散：溫度 蒸汽壓蒸汽分子流向低溫處 毛細管傳導：溫度表面張力毛細管勢能水分流向低溫處 水分在毛細管內(nèi)夾持空氣的作用下發(fā)生遷移： 溫度夾持空氣體積壓力水分擠向低溫處 水分遷移量 綜上所述 干燥過程中，在食品內(nèi)部可能同時存在導濕現(xiàn)象和熱濕傳導現(xiàn)象。 食品中水分擴散總量等于兩者水分擴

9、散量總和： 二、干燥過程的特性 食品在常壓下脫水經(jīng)歷三個階段 預熱階段 恒速干燥階段 降速干燥階段 描述干燥特性的曲線 水分變化曲線 干燥速率曲線 品溫變化曲線 二、干制過程的特征 食品在干制過程中，食品水分含量逐漸減少，干燥速率逐漸變低，食品溫度也在不斷上升。 1、干燥曲線 干制過程中食品絕對水分和干制時間的關系曲線。干燥時，食品水分在短暫的平衡后，出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降，當達到較低水分含量時（第一臨界水分），干燥速率減慢，隨后達到平衡水分。 平衡水分取決于干燥時的空氣狀態(tài)。 干燥過程的特性 干燥曲線（含水率變化曲線） 干基含水量隨時間的延長而逐漸下降。 預熱階段 含水量緩慢減少 恒速

10、干燥階段 含水量呈直線下降 降速干燥階段 含水量下降趨于緩慢， 直至物料平衡水分。2、干燥速率曲線 干燥速率曲線就是表示干燥過程中任何時間的干燥速率與該時間的食品絕對水分之間關系的曲線。 隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達到最高值，然后穩(wěn)定不變，此時為恒率干燥階段，此時水分從內(nèi)部轉移到表面足夠快，從而可以維持表面水分含量恒定，也就是說水分從內(nèi)部轉移到表面的速率大于或等于水分從表面擴散到空氣中的速率 干燥速率變化曲線 單位時間內(nèi)干基含水量隨時間變化的規(guī)律 預熱階段干燥速率由零迅速增至最大值 恒速干燥階段干燥速率基本保持恒定不變 降速干燥階段干燥速率迅速下降 3、溫度曲線 脫水過程中物料溫度隨時間變化

11、的規(guī)律。 初期食品溫度上升，直到最高值濕球溫度，整個恒率干燥階段溫度不變，即加熱轉化為水分蒸發(fā)所吸收的潛熱（熱量全部用于水分蒸發(fā)）。 在降率干燥階段，由于水分蒸發(fā)的速度降低，干燥介質傳遞給食品的熱量超過水分蒸發(fā)所需熱量，因此食品溫度不斷逐漸上升到干燥介質溫度。 曲線特征的變化主要是內(nèi)部水分擴散與表面水分蒸發(fā)或外部水分擴散所決定。 預熱階段 物料溫度迅速上升至濕球溫度（液體蒸發(fā)溫度） 恒速干燥階段 食品表面溫度基本保持恒定不變，介質提供的能量主要用于水分蒸發(fā)。 降速干燥階段 品溫緩慢上升， 到達C點后溫度迅速上升 直至與介質干球溫度相等。 三、影響濕熱傳遞的因素 1、傳熱介質的溫度 2、空氣濕度

12、 3、空氣流速 4、大氣壓力和真空度 5、物料溫度 6、物料表面積 7、食品物料的組成和結構 三、影響濕熱傳遞的因素 物料的表面積 傳熱介質的溫度 空氣流速 空氣濕度 大氣壓和真空度 食品組成與結構 第三節(jié)、干燥過程中食品的主要變化 一、物理變化 1、體積減小、質量減輕 2、干縮和干裂 細胞失去活力后，仍能不同程度的保持原有的彈性，但受力過大超過彈性極限，即是外力消失，他再也難以恢復原來狀態(tài)。干縮正是物料失去彈性時出現(xiàn)的一種變化，也是不論有無細胞結構的食品干燥時最常見，最顯著的變化之一。 3、表面硬化 表面硬化是食品物料表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象，如物料表免溫度很高，就會因為內(nèi)部水分未能及時

13、轉移至物料表面使表面迅速形成一層干燥薄膜或干硬膜，他的滲透性差，以致將大部分殘留水分封閉在食品內(nèi)，同時還使干燥速率急劇下降。 4、透明度改變 5、物料內(nèi)多孔性 6、熱塑性的出現(xiàn) 二、化學變化（營養(yǎng)成分的損失） 碳水化合物 美拉德反應出現(xiàn)褐變； 溫度較高時碳水化合物極易焦化； 淀粉的糊化 。 脂肪 氧化酸敗 二、化學變化（營養(yǎng)成分的損失） 蛋白質 蛋白質對高溫敏感，在高溫下蛋白質易變性，（熟化） 蛋白質的營養(yǎng)質量降低，（氨基酸參與反應數(shù)量減少） 。 維生素 各種維生素是加溫干燥中損失比例最大的成分。 二、化學變化色澤變化 色澤隨物料的物化性質改變（濕熱條件下葉綠素將失去一部分鎂原子而轉化成脫鎂葉

14、綠素，呈橄欖綠，不再呈草綠色） 。 呈色成分發(fā)生變化（類胡蘿卜素、花青素） 褐變（為此干燥前需進行酶鈍化處理以防止變色） 3、食品風味的變化 增香 芳香物質的損失 異味、煮熟味解決的有效辦法是: 從干燥設備中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便盡可能保存它的原有風味。 可從其它來源取得香精或風味制劑再補充到干制品中，或干燥前在某些液態(tài)食品中添加樹膠和其它包埋物質。 4、組織學變化 細胞壁折疊、皺縮，毛細管畸變； 蛋白質持水能力降低； 組織纖維收縮變硬，韌性增加； 多汁性和凝膠形成能力喪失。 1、評價干制品品質的指標有哪些？ 2、解釋：給濕過程、導濕過程、導濕溫性。 3、簡單介紹食品干

15、制過程的特征。 4、食品干制過程中主要有哪些物理化學變化？ 第四節(jié)、食品干燥方法和設備 干燥：利用熱量使?jié)裎锪现械乃值葷穹直黄瘞ё?，從而得到固體產(chǎn)品的操作。 一 、干燥工藝的選用與確定原則 干燥器的選用要考慮的問題 1、保證食品加工工藝和干燥產(chǎn)品的質量要求 2、物料的特點 3、干燥器的操作性能和經(jīng)濟指標 4、干燥系統(tǒng)的流體阻力要小，要減少輸送機能量的消耗，以達到降低生產(chǎn)成本的目的； 5、與生產(chǎn)過程有關的條件，如物料處理量、干燥要求、生產(chǎn)能力及干燥操作前后工序的情況、除去的濕分是否需要回收等。 6、保證產(chǎn)品衛(wèi)生，操作控制方便、勞動條件好。 二、對流干燥 定義：又稱熱的空氣干燥，是由加熱后的干

16、燥介質（通常指熱空氣），借對流傳熱的方式將熱量傳給物料，物料內(nèi)部的水分傳遞到表面后受熱汽化成水蒸氣擴散至干燥介質的主體。 1、自然對流干燥 2、箱式干燥器（烘箱、烘房、 盤架式干燥器） 箱式干燥是一種比較簡單的常壓間歇式干燥方法。又稱為盤架式干燥器。包括烘箱和烘房。 種類：橫流、穿流 特點：結構簡單、使用靈活、適應性廣，制造和維修方便。 用途：用于數(shù)量不多，需要長時間干燥的物料，及需要特殊干燥條件的物料。通常用于水果蔬菜和香料等的干燥。 缺點：干燥不均勻、控制困難，生產(chǎn)效率低，熱能利用率低。 2、隧道式干燥器（洞道式） 隧道式干燥使用的設備實際上是箱式干燥設備的擴大加長，其長度可達1015m，

17、可容納515輛裝滿料盤的小車。 分類：順流式、逆流式、混流式、橫流式。 隧道式干燥器 特點：簡單易行、適應性廣、使用靈活；可連續(xù)或半連續(xù)操作，干燥介質多采用熱空氣，隧道內(nèi)也可以進行中間加熱或廢氣循環(huán)，氣流速度一般23 ms1。 用途： 隧道干燥設備容積較大，小車在內(nèi)部可停留較長時間，適于處理量大，干燥時間長的物料干燥。 3、帶式干燥器 3、帶式干燥器 特點： 操作連續(xù)化、自動化、生產(chǎn)能力大。物料有翻動；物流方向有順流和逆流；操作連續(xù)化、自動化、生產(chǎn)能力大、占地少。 4、氣流干燥器 組成：加熱系統(tǒng)、干燥室、加料系統(tǒng)、分離回收系統(tǒng)。 4、氣流干燥器 特點： 干燥強度大，懸浮狀態(tài)，物料最大限度地與熱

18、空氣接觸；干燥時間短，0.55秒，并流操作；散熱面積小，熱效高，終止含水量低（0.3-0.5%）小設備大生產(chǎn)；適用顆粒物料。 缺點：物料(晶體)有磨損，動力消耗大。 適用對象：水分低于35%-40%的物料。 5、噴霧干燥器 噴霧干燥：就是將液態(tài)或漿質態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進行脫水干燥過程。 組成：霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風機等主要部分組成。 霧化器（1）氣流式噴霧 它是采用壓縮空氣（或蒸汽）以很高的速度（300 ms1）從噴嘴噴出，利用氣液兩相間的速度差所產(chǎn)生的摩擦力，將料液分裂為霧滴，故也稱為雙流體噴霧。（2）壓力噴霧 采用高壓泵（0.170.3

19、4 MPa）將料液加壓，高壓料液通過噴嘴時，壓力能轉變?yōu)閯幽芏咚賴姵龇稚⒌撵F滴。（3）離心噴霧 料液在高速轉盤500020000 r min1或圓周速度為90150 ms1中受離心力作用從盤的邊緣甩出而霧化。 噴霧干燥旋轉式霧化器 優(yōu)點：(1)噴霧干燥是非常細小的霧滴與熱空氣接觸，具有極大的表面積，有利于傳熱傳質過程，因此物料干燥時間短（幾秒至30秒）；(2)干燥溫度較低，適于熱敏性物料的干燥；(3)操作靈活，容易通過改變操作條件以調節(jié)控制產(chǎn)品的質量指標，如粒度分布、最終濕含量等；(4)簡化了工藝流程，可直接生產(chǎn)粉末狀、空心球狀或疏松團粒狀，且具有較高的速溶性產(chǎn)品；有利于保持食品衛(wèi)生、減少污

20、染。 缺點 當空氣溫度低于150時，容積傳熱系數(shù)較低，所需設備較龐大； 對氣固混合物的分離要求高，一般需兩級除塵； 熱利用率低，動力消耗也較大； 噴霧干燥總的設備投資費用較高。 噴霧干燥的典型產(chǎn)品 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。 6、沸騰床干燥（流化床干燥） 與氣流干燥設備最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。 原理：將熱空氣以較高的速度通過濕物料床層，形成流化床，空氣在干燥過程既是流化介質，也作為干燥介質。被干燥固體顆粒物料在熱氣流中上下翻動，互相混合、碰撞，進行傳熱和傳質，以達到干燥的目的。 流化床干燥用于干態(tài)顆粒食品物料干燥，不適于易粘結或結塊的物料。

21、 組成： 1）風機和加熱器組成的空氣預熱系統(tǒng) 2）設有分布板的沸騰室為干燥室 3）由料斗和進料器組成的加料系統(tǒng) 4）由卸料管、旋風分離器、風機及袋濾器等組成的卸料及粉塵分離系統(tǒng)。 流化床干燥的特點A. 物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態(tài)下進行充分的混合和分散，氣固相間的傳熱傳質系數(shù)及相應的表面積均較大，熱效率較高，可達6080。B. 由于氣固相間激烈的混合和分散以及兩者間快速地給熱，使物料床溫度均勻、易控制，顆粒大小均勻。C. 物料在床層內(nèi)的停留時間可任意調節(jié)，故對難干燥或要求干燥產(chǎn)品含水量低的過程比較適用。D. 設備設計簡單，造價較低，維修方便。缺點：操作控制比較復雜。 分類：單層流化床干燥器；

22、多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動流化床干燥器；振動流化床干燥器。 用途：干燥砂糖、葡萄糖、小麥和稻谷以及固體飲料等。 圖：單層圓筒流化床干燥器 振動流化床干燥器 振動流化床干燥機 7、倉貯干燥 適用于干制那些已經(jīng)用其他干燥方法去除大部分水分而尚有部分殘余水分需要繼續(xù)清除的未干透的制品。 優(yōu)點：比較經(jīng)濟而且不會對制品造成熱損害。 8、泡沫干燥 工作原理：將液態(tài)或漿質態(tài)物料首先制成穩(wěn)定的泡沫料，然后在常壓下用熱空氣干燥。 造泡的方法：機械攪拌，加泡沫穩(wěn)定劑，加發(fā)泡劑。 特點：接觸面大，干燥初期水分蒸發(fā)快，可選用溫度較低的干燥工藝條件。 適用對象：水果粉，易發(fā)泡的食品。 三、接觸干燥 接

23、觸干燥又稱為傳導干燥。熱能通過傳熱壁面以傳導方式進入物料，使?jié)裎锪现械乃制?熱源：熱空氣、熱水、熱油、水蒸氣等。 適用范圍：溶液、膏糊狀固-液混合物、懸浮液。不適應于松散物料的干燥。 分類： 優(yōu)點：干燥速度快，熱能利用經(jīng)濟。 缺點：干燥的物料受限。 適用范圍：牛奶、淀粉、酵母果汁、嬰兒食品、豆?jié){及其他液體狀食品的干燥。 不適應范圍：含水量低的熱敏性物料。 四、輻射干燥 種類： 1、紅外干燥器 2、遠紅外干燥器 3、高頻干燥器 4、微波干燥器 1、紅外干燥器 1）干燥機理 經(jīng)紅外輻射器產(chǎn)生的輻射能以電磁波形式到達物料表面，被濕物料吸收并更新轉化為熱能，從而使其中水分汽化。 2）優(yōu)點： 干燥

24、速度快，效率高； 干燥設備緊湊，使用靈活，占地面積小，便于連續(xù)化和自動化生產(chǎn)； 時間短，從而降低了干燥成本，提高了勞動生產(chǎn)率，操作安全、簡單。 有利于干燥外形復雜的物料。 2、遠紅外干燥器 組成：預熱裝置；帶有輻射管組成的第一干燥室；裝有遠紅外加熱器的第二干燥室。 特點： 速度快，效率高； 節(jié)約能源； 干燥產(chǎn)品質量好； 設備小，成本低。 遠紅外干燥裝置剖面圖 3、高頻干燥器 原理：將需要干燥的物料置于高頻電場中，借助高頻電場的交變作用使物料加熱脫水已達到干燥的目的。 適宜范圍：干燥厚而難干燥的物料。不適宜干燥含水量大的物料。 特點：加熱速度比其他加熱方法快； 局部過熱減少，從而減少食品成分的破壞；操作干凈且連續(xù)，易于控制；加熱發(fā)生在食品內(nèi)部某一深度，不存在食品表面的褐變。 缺點：電能消耗大，高頻干燥器的結構及使用都比較復雜，設備及維修成本較高。 五、冷凍干燥 冷凍干燥：制品經(jīng)完全凍結，并在一定的真空條件下使冰晶體升華，從而達到低溫脫水的