食科第四章食品的干燥.ppt

1 第四章 食品的干燥 2 本章学习目的与要求 n1、掌握食品干藏的原理 n2、了解食品的干制过程 n3、熟悉食品常用的干燥方法 n4、了解食品干制过程中发生的变化 3 第五章 食品的干燥 n n 概述概述 n n 第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理 n n 第二节第二节 食品的干制过程食品的干制过程 n n 第三节第三节 干制对食品品质的影响干制对食品品质的影响 n n 第四节第四节 食品干燥方法食品干燥方法 n n 第五节第五节 干制品的包装和贮藏干制品的包装和贮藏 4 概 述 1.食品干藏 脱水制品在它的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。 2.干燥 是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。 3.脱水 是为保证食品品质变化最小，在人工控制条 件下促使食品水分蒸发的工艺过程。 n浓缩(concentration)产品是液态，水分含量较高。 n干燥(drying)产品是固体，最终水分含量低 5 干燥的目的 1、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，平衡产销高峰; 2、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，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; 3、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; 4、干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。 食品干燥过程控制 n达到一定的水分要求 n 保持或改善食品品质 n 控制条件和方法以获得最低能耗 7 第一节 食品干藏原理 n微生物是影响食品储藏稳定性的重要因素之一，要保证食品的质 量，最基本的一点就是要防止微生物在食品上的生长和繁殖。通 常控制食品中微生物生长的技术包括： 热灭菌；降低食品的 水分含量(或水分活度)； 辐照灭菌； 巴斯德消毒等。 n对大多数微生物来说，其生长的最佳水分活度为Aw 099。通常 人们认为一个特定的细胞类型有一个限制性水分活度值，低于这 个水分活度这一特定的细胞类型就不能生长、代谢和繁殖，最 终可能导致死亡。 n用物理的方法来抑制微生物和酶的活性，降低水分来提高原料中 可溶性固形物的浓度，使微生物处于反渗透的环境中，处于生理 干燥的状态，从而使食品得到保存。 8 食品中水分存在的形式 1.结合水（束缚水） 化学结合水、吸附结合水、结构结 合水 、渗透压结合水 2.游离水（自由水） 2. 微生物的繁殖只能利用食 品中的自由水,结合水已改变了原 来水的性质,微生物不能利用它。 9 Aw值反映了水分与食品结合的强弱及被微生 物利用的有效性。 细菌生长的Aw下限为0.94，酵母菌为0.88， 霉菌为0.8。 Aw值降至0.7以下，除嗜盐菌耐 干燥霉菌等特殊菌群外，大多数微生物不能生 长发育。 水分活度（Aw）：水分活度是指食品中水分存在的状态， 即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结 合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。 水分活度数值用Aw表示，水分活度值等于用百分率表 示的相对湿度，其数值在0-1之间。溶液中水的蒸气分压P与 纯水蒸气压Q的比值，Aw=P/Q 。 （）多层水，主要 通过水-水和水-溶质 氢键同相邻分子缔合 ，为可溶性组分的溶 液，大部分多层水在- 40不被冻结，I+II 的水占5%以下 （）自由水或体相水，是食 品中结合的最弱，流动性最大 的水，主要是在细胞体系或凝 胶中被毛细管液面表面张力或 被物理性截留的水，这种水很 易通过干燥除去或易结冰，可 作为溶剂，容易被酶和微生物 利用，食品容易腐败，通常占 95%以上； （）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 作用被吸附到食品可 接近的极性部位如多 糖的羟基、羰基、 NH2，氢键，当所有 的部位都被吸附水所 占有时，此时的水分 含量被称为单层水分 含量， -40不能冻 结，占总水量的极小 部分。 食品中水分含量与水分活度之间的关系 11 一、水分活度与微生物的关系 1.水分活度与微生物生长的关系 一般情况下，每种微生物均有最适 的水分活度和最低的水分活度，它们取 决于微生物的种类、食品的种类、温度 、pH值以及是否存在润湿剂等因素。 13 大多数新鲜食品的水分活 度在0.99以上，适合各种微生 物生长。大多数重要的食品腐 败细菌所需的最低aw都在0.9 以上。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。 当食品的水分活度降低到一个数值时，就会抑制要 求水分活度高于此数值的微生物的生长、繁殖或产生 毒素，使食品加工得以顺利进行。 在发酵食品加工中，必须把水分活度提高到有利 于有益微生物生长、繁殖、分泌代谢产物所需的水分 活度值以上。 如：水活度值为081的蛋糕其保质期为21。c 时24天。如果水活度提高到085，这些指标将降低为 21。c时12天。这表明是水活度值决定了微生物生长率 。 n干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水，干制后，微 生物就长期地处于休眠状态，环境条件一旦适宜，又会重新吸湿 恢复活动，微生物的耐旱力常随菌种及其不同生长期而异。 （eg葡萄球菌、肠道杆菌、结核杆菌在干燥状态下能保存活力几周到几个月； 乳酸菌能保存活力为几个月到一年以上；干酵母保存活力可达两年之久；干 燥状态的细菌芽孢菌核，原膜孢子分生孢子可存活一年以上。黑曲霉菌孢子 可存活达610年以上。） n干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，但保藏过程中 微生物总数会稳步下降。 16 2.水分活度与微生物的耐热性 n微生物的耐热性与其所处环境的水分活 度有一定的关系。 n一般情况下，降低水分活度将使微生物 的耐热性增强。 17 二、水分活度与酶的关系 n通常水分活度在0.750.95的范围内酶活性达 到最大。 n水分减少时，酶的活性也就下降。只有在水分 降低到1%以下时，酶的活性才会完全消失。 n酶在湿热条件下易钝化。为了控制干制品中酶 的活动，就有必要在干制前对食品进行湿热或 化学钝化处理，以达到酶失去活性为度. 18 0.20.4 0.6 0.8 Aw 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。 水分活度对酶活力的影响 19 三、 水分活度与其它变质因素的关系 1.水分活度与氧化作用的关系 n水分活度在很高或很低时，脂肪都易 发生氧化，水分活度在0.30.4之间 时酸败变化最小。 20 0.20.40.6 Aw 0.8 在低水分活度下，水的加入明显干扰了氧化反应的进行，这部 分水被认为能结合氢过氧化物，干扰了它们的分解，于是阻 碍了氧化的进行。 这部分水能同催化氧化的金属离子发生水 化作用，从而显著地降低了金属离子的催化效力。当水分超过 与的边界时，氧化速度增加。认为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，从而加速了氧化 。 水分活度对氧化反应的影响 21 2.水分活度对非酶褐变的影响 n在中等湿度时褐变速率最大。 n美拉德褐变的最大速度出现在水分活度 为0.60.9之间。 22 0.20.40.60.8 Aw 水分活度对褐变反应的影响 结论： n各种食品都有一定的水分活度，微生物的生长繁殖和生 物化学反应也都需要一定的水分活度范围。新鲜食品水 分活度很高，降低水分活度可以提高食品的稳定性 减少腐败变质。在食品中引入水分活度的概念为食品 工业的发展起到了积极的推动作用保障了食品安全的 稳定性。 n降低食品的水分活度可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进 行。低水分活度能抑制食品的化学变化，稳定食品质量 。 n我国出口产品外商规定必须标明水分活度值而非水 分含量足见水份活度已被公认是影响食品保质期的一 个重要因素。 24 第二节 食品的干制过程 一、干燥过程中食品的湿热传递 干燥过程是湿热传递过程，该过程包括了 两个基本方面，即热量交换和质量交换 n热量交换：热从食品表面传递到食品内部 n质量交换：表面水分扩散到空气中，内部水分 转移到表面； 整个湿热传递过程中，水分的转移和扩散 可分为两个过程： n给湿过程：水分从食品表面向外界蒸发转移。 n导湿过程：内部水分向表面扩散转移。 25 1、给湿过程 n当环境空气处于不饱和状态时，给湿过 程即存在。此时湿物料表面附近水蒸气 压大于湿空气中水蒸气分压，因此水分 将从物料表面向湿空气中传递，这种过 程即物料给湿过程，也即干燥过程。 26 2、导湿过程 n水分梯度：给湿过程的进行导致了待干食品表面湿 含量比物料中心的湿含量低，出现水分含量的差异 ，即内部与表层之间形成了水分梯度，在它的作用 下，内部水分将以液体或蒸汽形式向表层迁移，这 就是导湿现象。 n温度梯度 ：在普通的干燥条件下，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 热湿传导现象或导湿温性。 干制机制 Food H2O （2）温度梯度T 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。 表面水分扩散 到空气中 内部水分转 移到表面 T T- T 28 3.水分扩散总量 干制过程中，食品的水分扩散总量等于水分梯 度和温度梯度两者水分扩散量之和。 i总= i湿 + i温 式中： 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 ） 29 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 ，而热湿传导成为阻碍因素，水分扩散则受阻。 当i湿 i温 水分随热流方向转移，并向物料水分增加方向发展 ，而导湿性成为阻碍因素。 30 二、干燥过程的特性 干燥曲线 干燥速度曲线 温度曲线 31 1.干燥曲线、温度曲线、干燥速率曲线 （1）干燥曲线 干制过程中食品含水量和干制时 间的关系曲线 （2）食品温度曲线 干燥过程中食品温度与其含 水量之间的关系的曲线。 （3）干燥速率曲线 表示干燥过程中任何时间 的干燥速度与该时间的食品绝对水分之间关系的 曲线。 （1）干燥曲线 干燥初始时，食品被预热，食品水分在短暂的 平衡后（AB段），出现快速下降，几乎是直 线下降（BC），当达到较低水分含量（C点 ）时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后 趋于平衡，达到平衡水分（DE）。 平衡水分取决于干燥时的空气状态 （3）食品温 度曲线 初期食品温度 上升，直到最 高值湿球 温度，整个恒 率干燥阶段温 度不变，即加 热转化为水分 蒸发所吸收的 潜热 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。 （2）干燥速率曲线 食品被加热，水分被蒸发 加快，干燥速率上升，随 着热量的传递，干燥速率 很快达到最高值；是食品 初期加热阶段； 然后稳定不变，为恒率干 燥阶段，此时水分从内部 转移到表面足够快，从而 可以维持表面水分含量恒 定，也就是说水分从内部 转移到表面的速率大于或 等于水分从表面扩散到空 气中的速率，是第一干燥 阶段； 到第一临界水分时，干燥 速率减慢，降率干燥阶段 ，说明食品内部水分转移 速率小于食品表面水分蒸 发速率； 干燥速率下降是由食品 内部水分转移速率决定的 当达到平衡水分时，干 燥就停止。 33 由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征 n 预热阶段 干燥速率上升 温度上升 水分略有下降 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 恒率干燥 阶段 干燥速率不变 温度不变 水分下降 导湿性引起水分由内向外；导 湿温性由于内外几乎没有温 差，因此不起作用。 降率干燥 阶段 干燥速率下降 表面温度上升 水分下降 变慢 低水分 含量 时，导湿性 减小； 导湿温性 减小 ； 34 2.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。 35 （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。 36 （3）临界含水量 由恒速阶段到降速阶段的转折 点，称为干燥过程的临界点。临界点是干燥由 表面汽化控制到内部扩散控制的转变点，是物 料去除非结合水的转折点。 物料干燥达临界点时物料含水量，称为临 界含水量。临界含水量随物料的性质、厚度及 干燥速率的不同而异。 37 三、影响干制的因素 干制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）以及干燥物料 的性质。 1.干制条件的影响 （1） 温度 对于空气作为干燥介质,提高空气温度,干燥加快. n温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的 速率越大,水分外逸速率因而加速. n对于一定相对湿度的空气,随着温度提高,空气相对饱和湿 度下降,这会使水分从食品表面扩散的动力更大. n温度高,水分扩散速率也加快,使内部干燥加速. n注意:若以空气作为干燥介质,温度并非主要因素,因为食品 内水分以水蒸汽的形式外逸时,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.故温度的影响也将因此而下降. 39 （2） 空气流速 空气流速加快，食品干燥速率也加速。 n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； n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； n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。 40 （3） 空气相对湿度 空气相对湿度越低，食品干燥速率也越快。 n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。 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。 41 （4） 大气压力和真空度 气压影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干 燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。 n气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低； n温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。 n但是，若干制由内部水分转移控制 ，则真空干燥对干燥速 率影响不大。 42 操作条件对于干燥速率的影响 43 2、 食品性质的影响 （1） 表面积 水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。小颗 粒、薄片 ，易干燥。 （2） 组分定向 水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分 的定向。 （3） 细胞结构 细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去。 （4） 溶质的类型和浓度 溶质与水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转移速率，干燥慢 。 44 四、合理选用干制工艺条件 n尽可能使食品表面水分蒸发速度与其内部 水分扩散速度相等，同时避免在食品内部 形成较大的温度梯度，以免降低干燥速度 和出现表面硬化现象。 n在恒率干燥阶段，在保证食品表面的蒸发 速率不超过食品内部的水分扩散速率的原 则下，允许尽可能提高空气温度。 45 n在干燥后期应根据干制品预期的含水量对空气 的相对湿度加以调整。 n在降率干燥阶段，应设法降低表面蒸发速率， 使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致， 以免食品表面过度受热，导致不良后果。 46 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 1、物理状态的变化 （1）干缩 、干裂 （2）表面硬化 （3）多孔性 （4）热热塑性 （5）溶质质的迁移。 47 2、 化学变化 （1）营养成分 蛋白质 变性、降解 碳水化合物 分解、焦化、褐变 脂肪 高温脱水时脂肪氧化比低温时严重 维生素 水溶性易被破坏和损失 。 （2）食品色泽的变化 （ 3）风味 48 新鲜和脱水干燥食品营养成分比较 牛 肉( % ) 青 豆 ( % ) 营 养 成 分 新 鲜 干 制 新 鲜 干 制 水 分 68 10 74 5 蛋 白 质 20 55 7 25 脂 肪 10 30 1 3 碳 水 化 合 物 1 1 11 65 灰 分 1 4 1 2 49 干燥工艺条件对葡萄糖损耗的影响 热热空气温度 ( ) 不同脱水干制时间时间 下的 糖分损损失率（） 8小时时16小时时32小时时 60 85 0.6 8.7 0.8 12.2 1.0 14.9 50 二、干制品的复原性和复水性 1、定义 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在 重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、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。 51 2、 干制品的复水比 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。 复水比：R复=G复/G干 式中：G复干制品复水后沥干重， G干 干制品试样重 52 3、干燥比：物料干燥前后之比 R干=G原/G干 4、复重系数：复水后制品的沥干重与干制前 相应原料重之比。 K复= G复/ G原 式中： G原干制前相应原料重。 53 第四节 食品干燥方法 干制方法可分为：两大类 1、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 2、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 人工干燥按热交换方式和水分除去方式的不 同又可分为对流干燥、接触干燥、冷冻干燥和辐 射干燥。 54 一、晒干和风干 可以分为自然干制和人工干制两类。 适用于干制固态食品、传统土特产的生产。 注意：卫生 改进生产设备 55 二、空气对流干燥二、空气对流干燥 热空气是热的载体，也是湿气的载体。 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。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。 空气的加热可以用直接或间接加热法：直接加热空气 靠空气直接与火焰或燃烧气体接触；间接加热靠空气与热 表面接触加热。 空气对流干燥一般在常压下进行，有间歇式（分批）和连 续式。 被干燥的 湿物料可以是固体、膏状物料及液体。 56 干燥器类型 用于干燥的食物 窑式（烘房式） 块片状 箱式、托盘或片盘式 块片状、浆料、液态 隧道式 块片状 连续运输带式 浆料、液状 槽型输送带式 块片状 空气提升式 小块片状、颗粒状 流化床式 小块片状、颗粒状 喷雾式 液态、浆状 常用于食物的干燥型式 流化床 喷雾干燥机 喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种。用特殊设 备将液料喷成雾状，使其与热空气接触而被干燥。用 于干燥有些热敏性的液体、悬浮液和粘滞液体，如牛 奶、蛋、单宁和药物等。也用于干燥燃料、中间体、 肥皂粉和无机盐等。 原理：空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分 配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔 体顶部的高速离心雾化器，(旋转)喷雾成极细微的雾状 液珠，与热空气并流接触在极短的时间内可干燥为成 品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出， 废气由引风机排空。 离心喷雾干燥机 网带式干燥机 药用GMP烘箱 n加热方式有蒸汽、 电、导热油、电加 蒸汽两用四种方式 。 使用温度： n蒸汽加热50-140 ，最高150； n电加热50350 ； 、 导热油150250 盘式干燥机 湿物料自加料器连续地加到干燥器上部 第一层干燥盘上，带有耙叶的耙臂作回转 运动使耙叶连续地翻抄物料。物料沿指数 螺旋线流过干燥盘表面，在小干燥盘上的 物料被移送到外缘，并在外缘落到下方的 大干燥盘外缘，在大干燥盘上物料向里移 动并从中间落料口落入下一层小干燥盘中 。大小干燥盘上下交替排列，物料得以连 续地流过整个干燥器。中空的干燥盘内通 入加热介质，加热介质形式有饱和蒸汽、 热水和导热油，加热介质由干燥盘的一端 进入，从另一端导出。已干物料从最后一 层干燥盘落到壳体的底层，最后被耙叶移 送到出料口排出。湿份从物料中逸出，由 设在顶盖上的排湿口排出，真空型盘式干 燥器的湿气由设在顶盖上的真空泵口抽出 。从底层排出的干物料可直接包装。 63 三、接触干燥 接触干燥：被干燥物与加热面处于密切接触状态， 蒸发水分的能量来自传导方式进行干燥，间壁传热， 干燥介质可为蒸汽、热油。 特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，可使物 料固形物从3-30%增加到90-98%，表面湿度可达 100-145，接触时间2秒-几分钟，干燥费用低，带 有煮熟风味。 适用对象：浆状、泥状、液态，一些受热影响不 大的食品，如麦片、米粉等。 干燥设备：滚筒干燥，真空干燥，冷冻干燥等。 64 滚筒干燥机-加料方式 滚筒干燥机 n滚筒干燥机（又称转 鼓干燥器、回转干燥 机等）是一种接触式 内加热传导型的干燥 机械。在干燥过程中 ，热量由滚筒的内壁 传到其外壁，穿过附 在滚筒外壁面上被干 燥的食品物料，把物 料上的水分蒸发，是 一种连续式干燥的生 产机械。 66 四、真空干燥 真空干燥是将被干燥物料处于真空条件下进行加热干燥 。它利用真空泵进行抽气抽湿，使工作室处于真空状态，物 料的干燥速率大大加快，同时也节省了能源。真空干燥设备 分为静态干燥和动态干燥机。 真空干燥是利用低压下水的沸点降低的原理，干燥在高温下 易氧化变质、风味易变化的热敏食品。 特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨 化。 设备类型：间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送） 。 n适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精。 68 五、冷冻干燥 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， 故又称真空冷冻干燥或升华干燥。 升华生成的水蒸气借冷凝器除去。升华过程中所需的 汽化热量，一般用热辐射供给。 （1）冷冻干燥的条件： 升华阶段：真空室内的绝对压力0.05KPa，高真 空一般达到0.026-0.001KPa。冷冻温度-30,加热板温 度-4，水份约5 二次干燥：38-65，压力低于升华压力。水份 3 （2）冻结方法：自冻法，预冻法 3.水的相图（原理） (1) 面： 气相区（气 态）；固相区（固态） ；液相区（液态） (2) 线：OA 固气平衡 线（冰的饱和蒸气压曲线 ）；OC 固液平衡线（ 冰的熔点曲线）；OD 液 气平衡线（水的饱和蒸 气压曲线） (3) 临界点 D (4) 三相点 O 冰、水和 蒸气三相平衡共存 (5) OB 过冷水和水蒸气 的介稳平衡线 70 1、能最大限度地保存食品的色香味。 2、特别适合热敏性高和极易氧化的食品干燥，能保 存食品中的各种营养成分。 3、冻干食品具有多种结构，因此具有理想的速溶性 和快速复水性。复水后的冻干食品比其他干燥方法生 产的食品更接近于新鲜食品。 4、能最好地保持原物料的外观形状。 5、在低温脱水过程中，抑制了氧化过程和微生物的 生命活动。升华过程中避免了果蔬内部成分的迁移。 6、保存期长，食用方便。 7、缺点：成本高 冷冻干燥法特点： 冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热 系统、电器仪表控制系统所组成。 72 六、辐射干燥 以电磁波进行传递能量的方式称为辐射。 1、红外干燥 n 红外线或远红外线辐射器所产生的电磁波，以光的速 度直线传播到达被干燥的物料，当红外线或远红外线的发射 频率和被干燥物料中分子运动的固有频率（也即红外线或远 红外线的发射波长和被干燥物料的吸收波长）相匹配时，引 起物料中的分子强烈振动，在物料的内部发生激烈摩擦产生 热而达到干燥的目的。 n把电磁波谱中波长在0.72-1000m区域称为红外区.（近 0.72-2.5m，远2.5-1000m n在食品中有很多物料对红外区波长在3-15m（2.5-20m） 范围的红外线有很强的吸收。 n设备类型：可在上述的对流干燥设备，真空干燥、冷冻干燥 等中被应用。 特点 热吸收率高； 有一定的穿透能力，物体内部直接加 热，食品受热比较均匀，不会局部过 热； 加热速度快，传热效率高，物料受热 时间短； 产品质量好。 2微波干燥 微波是指波长在1mm100cm范围的电磁波 。（频率在300300000MHz） 原理： n水分子是一个偶极分子，一端带正电，一端带负 电，在没有电场下，这些偶极分子在介质中作杂 乱无规则的运动。在电场作用下，偶极分子定向 排列，有规则的取向排列。改变电场方向，则偶 极分子取向也随之改变。若电场迅速交替改变方 向，则偶极分子亦随之作迅速的摆动，由于分子 的热运动和相邻分子间的相互作用，产生了类似 摩擦作用，使得分子以热的形式表现出来，表现 为介质温度升高。 特点 加热速度快，仅及常规方法的1/101/100 时间； 均匀性好，内部加热，避免表面硬化； 加热效率高，可达80%； 选择性吸收，某些成分非常容易吸收微波，另 一些成分则不易吸收微波，如食品中水分吸 收微波能比其他成分多，温度升高得大，有 利于水分蒸发，干物质吸收微波能少，温度 低，不过热，能够保持色香味等。 76 第五节 干制品的包装和贮藏 u干制品的预处理； u干制品的包装； u干制品的贮藏。 一、干燥食品的最终水分 （一）粮谷类和豆类 一般种子类在水分活性0.60.80范围内，其水分变化曲线的 斜率很平，1水分变化可引起0.040.08 aw 的变化。 参见表5-12 谷物收获和安全储存所要求的水分含量 （二）鱼、肉类 仅依靠降低水分活性常难以达到鱼、肉类干制品的长期常温保 藏。因此这类制品的干制过程，常结合其它保藏工艺，如盐腌、烟 熏、热处理、浸糖、降低pH、添加亚硝酸盐等防腐剂，以达到一定 保质期，同时保持其优良食用品质。 （三）乳制品 全脂、脱脂乳粉，通常干燥至水分活性0.2左右，我国国家标 准要求全脂乳粉水分小于2.52.75，脱脂乳粉水分小于4.0 4.5，调制乳粉小于2.503.0，脱盐乳清粉（特级品）小于 2.5。 （四）脱水蔬菜 脱水蔬菜最终残留水分510，相当于水分活性0.100.35。 （五）脱水水果 多数脱水干燥水果水分活性在0.650.60。 干燥食品的水份要求，由食品成分、 加工工艺、存储条件等决定。 P212，表5-13部分无包装食品在 20储藏最高许可水份活性。 保持干制品品质，包装必不可少。 （六）中湿食品（半干湿食品） n特点：较多保留食品营养成分（需强力干燥）、口感好、常温 储藏、包装简便、生产成本低。 n中湿食品的水分一般为1550。多数中湿食品水分活性在 0.600.90。（参见表5-14）霉菌常是影响中湿食品（IMF） 货架期的主要因素 n中湿食品生产方法： n用脱水干燥方式去除水分，提高可溶性固形物的浓度以束 缚住残留水分，降低水分活性； n靠热处理或化学作用抑制杀灭微生物及酶，如添加山梨酸 钾（用量0.060.3）一类防霉剂； n添加可溶性固形物（多糖类、盐、多元醇等）以降低食品 水分活性； n添加抗氧化剂、螯合剂、乳化剂或稳定剂等添加剂增加制 品的储藏稳定性 n强化某些营养物质以提高制品的营养功能。 80 一、包装前干制品的预处理 n 低水分活度食品中食源性致病菌与高水分活度环境 中的致病菌相比， 通常具有较强的耐高温性以及对不 良环境的耐受性。在不损害低水分活度食品或食品配 料感官质量的前提下，几乎不可能杀灭这些致病茵。 因此。控制措施应将重点放在预防污染方面。 1、筛选分级：分级、除杂、铁 2、均湿处理 放在密