第五章食品干燥保藏.ppt

1,第五章 食品干燥保藏,戴瑞彤 中国农业大学食品学院,2,内容,第一节 概述 第二节 食品干藏原理 第三节 食品干制的基本原理 第四节 食品的干制方法 第五节 干制食品的贮藏与运输,3,第一节 概述,食品干制是指在自然条件或人工控制条件下使食品中水分蒸发的过程。干制包括自然干制，如晒干、风干等和人工干制，如热空气干制、真空干制、冷冻干制等。,4,1. 食品干制加工的历史,2. 干制加工的特点和好处 （1）延长保藏期； （2）某些食品干制后，重量减轻、体积缩小，可节省包装和运输费用； （3）方便性； （4）设备可好可差。,5,表1 各种新鲜食品和保藏食品的容积（m3/t鲜原料）,6,第二节 食品干藏原理,干藏就是脱水干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。适宜于干藏的食品水分含量不同，最低可达到1-5%，如乳粉、速溶咖啡等，可在室温下保存一年以上。,7,干制能将食品中的水分活度降到一定程度，使食品能在一定的保质期内不受微生物作用而腐败，同时控制食品中的生化反应及其它反应的进行，维持食品一定的质构不变。,8,微生物经细胞壁从外界摄取营养物质并向外界排泄代谢废物时都需要水分作为溶剂或媒介质。水为微生物生长所必需。 各种微生物所需要的水分并不相同。细菌和酵母只在水分含量较高（30%）的食品中生长，芽孢发芽也需要大量的水分；霉菌则可在水分含量12%以下的食品中生长，甚至5%以下。,9,aw = P/P0 其中 P：食品中水的蒸汽分压 P0：相同温度下纯水的饱和蒸汽压 水分活度大小取决于： 水存在的量、温度、水中溶质的浓度、食品成分、水与非水部分结合的强度,1. 水分活度,10,水中有溶质时，分子间的平均内聚力就会增加，溶液的蒸汽压就会随之下降。根据乌拉尔定律：设P和P0 各为溶液的蒸汽压和纯溶媒的蒸汽压，n1和n2 各为 溶媒和溶质的克分子数，则： P=P0n1/（n1+n2 ） 在1升理想的水溶液中溶质浓度为1克分子，而水的克分子数为1000/18= 55.5 得P/ P0 =0.9823 即溶液的水蒸汽压等于同温度下纯水蒸汽压的0.9823%,相当于空气相对湿度为98.23%时的水蒸汽压.,11,aw 100相对湿度 故aw 值在数值上和用百分率表示的相对湿度数值相等.。 aw 为溶液和物质中水分状态，而相对湿度则为溶液或物质周围空气的状态。两者处于平衡状态时它们的数值可以互换。任何食品和周围环境处于水分平衡状态时，食品的aw 值在数值上等于相对湿度被100除后所得的值。,12,将食品放置在恒定的各种温度和相对湿度的空气中直至它们的水分相互间扩散达到平衡一致，而物料本身的水分稳定不变时，就能确定各种温度下各种食品相应的水分活度。,13,常见食品的含水量和水分活度,14,在一定温度下，反映食品物料中水分活性与水分含量关系的平衡曲线称为吸附等温线。 右图是典型食品物料吸附等温线。等温线上的区域A、B、C代表食品物料中不同结合状态水分。,15,2. 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。 2.1 水分活度与微生物生长的关系 2.2 水分活度对酶反应的影响 2.3 水分活度对食品中其它化学反应的影响,16,2.1.1 水分活度与微生物的发育,30 金黄色葡萄球菌 纽波特沙门氏菌 30 C梅氏弧菌,17,18,微生物生长必需的最低水分活度,19,2.1.2 水分活度与微生物耐热性,微生物的耐热性与其所处环境的水分活度有一定关系： -一般情况下，细菌及其孢子的耐热性随水分活度的降低而升高；,20,2.1.3 水分活度与细菌芽孢与毒素的产生,芽孢的发育需要较高的水分活度 -突破芽孢梭菌发育的最低aW 0.96；其芽孢发育最低aW为0.98； 毒素产生量一般随aW降低而减少 -金黄色葡萄球菌C-243在0.93-0.96时，已不产毒素。,21,2.1.4 干制对微生物的影响,干制过程中食品和污染的微生物同时脱水。干制后微生物就长期处于休眠状态，环境条件一旦适应，则重新开始生长。故干制本能杀死微生物，只能抑制其生长。 干藏过程中，微生物数量会逐渐减少，干制品复水后，只有残留下来的微生物可复苏并开始生长。,22,图2 酶活性与水分活度的关系 1. 水分吸附等温线 2. 酶活性,2.2.1 水分活度与酶活性,23,图. 水分活性对磨碎大麦芽和2%卵磷脂混合物中卵磷脂的酶催化水解速率的影响,24,图3 黑麦中脂酶不同 温度下加热失活 速度与水含量关系,2.2.2 水分活度与酶热稳定性,1、水分23 2、水分17 3、水分10,25,2.2.3 干制对酶活性的影响,酶为食品所固有，也需要水分才具有活性。水分减少，酶的活性也下降，但基质和酶的浓度却增加，反应速度增加。故在低水分干制品中，特别是吸潮后，酶仍会缓慢活动，引起食品品质劣变。干制品水分降到1%后，酶的活性才有可能完全消失。 干制前湿热钝化方法处理,26,图5 非酶褐变速度与水分活度的关系（54）,2.3.1 水分活度对非酶褐变的影响,27,2.3.2水分活度与脂肪氧化,水分活性很低时，含有不饱和脂肪酸的食品放在空气中极易发生氧化酸败，即使水分活度低于单分子层水分也很容易氧化。而随着水分活度增加到0.3-0.5，脂肪自动氧化速率和量都减少，此后，随着水分活度的增加，氧化速率也增加，直至进入稳定状态。,28,29,第三节 食品干制的基本原理,30,3.1 对湿热传递有影响的重要因素,3.1.1 食品的表面积 食品表面积的增大将使湿热传递的速度加快。这是因为食品表面积增大后，它与加热介质的接触面增大，水分蒸发外逸的面积也增大，所以食品的传热和传质速度将同时加快。另外，相同容积的食品，如果表面积增大，就意味着传热和传质的距离缩短，这也将使湿热传递的速度加快。,31,3.1.2 干制介质的温度 食品的初温一定时，如果干制介质温度越高，也就是传热温差越大，水分外逸速度增加，则传热速度越快。然而，当干制介质为空气时，则温度所起的作用有限。此时空气的相对湿度和空气流动速度的影响非常显著。,32,3.1.3 空气流速 以空气作为传热介质时，空气流速将成为影响湿热传递速度的重要因素。这是因为空气流速的加快，不仅能够使对流换热系数增大，而且能够增加干制空气与食品接触的频率，从而能够吸收和带走更多的水分，防止在食品表面形成饱和空气层。,33,3.1.4 空气的相对湿度 空气的相对湿度越低，则食品表面与干制空气之间的水蒸气压差越大，传热速度也就随之加快。空气的相对湿度除了能够影响湿热传递的速度以外，还决定了食品的干制程度。因为食品干制后所能达到的最小水分含量与干制空气的相对湿度相对应。在选择干制工艺条件时必须注意这个问题。,34,35,3.1.5 真空度 如果食品处于真空条件下干制时，水分就会在比较低的温度下蒸发。如果在保持温度恒定的同时提高真空度，就可以加快水分蒸发的速度。因此，我们可以采用加热真空容器的方法使食品中的水分获得快速蒸发。,36,3.1.6 蒸发和温度,水分从食品表面蒸发时,它的表面就会冷却,温度下降.,37,食品一般较易受到热的损害，故脱水干制时既要能保持食品品质，又要尽可能提高干制效率，缩短干制时间。可采用高温短时的干燥工艺，将干制对食品品质的损害降低到最小程度。,3.1.7 时间和温度,38,3.2 食品中的水分,一般食品中存在的水分有化学结合水、物理化学结合水（如吸附结合水分、渗透和结构结合水分）以及机械结合水分或游离水分（如毛细管水分和湿润水分等）。,39