食品干燥保藏

1、 2.3 食 品 干 燥 保 藏 典型的干制食品休闲食品 第一节、食品干燥保藏原理 食品干燥保藏：将食品物料的水分降低到足以防止腐败变质的水平后，始终保持低水分状态进行长期贮藏的过程。 第一节、食品干燥保藏原理 干燥目的 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; 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; 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

2、; 干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。 一、食品水分与食品贮藏性能 1、水的作用及水分活度 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度（water activity） Aw。 水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示，在低压或室温时，f/f0 和P/P0之差非常小（1%），故用P/P0来定义Aw是合理的。 定义 Aw = P/P0 其中 P：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）。 水分活度大小的影响因素 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 严格地说，影

3、响食品保质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、酶和化学反应所利用的水分，这种可参与反应的水与水分活度有关。 2、水分活度对微生物生长的影响 每种微生物都有其最适宜的水分活度值。 微生物的耐热性与水分活度有一定关系。 食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反应造成的，任何微生物进行生长繁殖以及多数生物化学反应都需要以水作为溶剂或介质。 干藏就是通过对食品中水分的脱除，进而降低食品的水分活度，从而限制微生物活动、酶的活力以及化学反应的进行，达到长期保藏的目的。 二、干制对微生物和酶的影响 1、干制对微生物的影响 干制后食品和微生物同时脱水，微生物所处环境水分活度不适于

4、微生物生长，微生物就长期处于休眠状态，环境条件一旦适宜，又会重新吸湿恢复活动。 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。 由于病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其杀灭。 2、干制对酶的影响 1) 干制对酶活性的影响 水分减少时，酶的活性也就下降，然而酶和底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓慢活动，只有在水分降低到1%以下时，酶的活性才会完全消失。 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。 2）干制对酶的热稳定性的影响 酶在较高的水分活度环境中更容易发生热失活，这表明干制食品中

5、酶并没有完全失活，所以以干制食品在贮藏过程中仍会发生质量变化。 三、干制对食品质量的稳定作用 1、干制对化学变化的作用 反应发生的条件是有足够的自由水才能进行，感知过程中由于水分的脱除，使得Aw值降低，就减少了参加反应自由水的数量，反应物的含量降低，化学反应的速度也就变慢，从而提高了食品的稳定性。 2、干制对营养成分变化的作用 1）干制对碳水化合物的作用 2）干制对油脂的作用 3）干制对维生素的作用 4）干制对蛋白质的作用 5）干制对颜色的作用 6）干制对风味的作用 3、对食品干制的基本要求 干制的食品原料应微生物污染少，品质高。 应在清洁卫生的环境中加工处理，并防止灰尘以及虫、鼠等侵袭。 干

6、制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。 四、评价干制品品质的指标 1、干制品的干燥比 干燥比：干制前原料质量和干制品质量的比值，即每千克干制品需要的新鲜原料量，它反映了产品的干燥成本。 干燥比：R干=G原/G干。 G原：干制前相应原料重。 G干：干制品试样重 干燥食品的最终水分要求 2、干制品的复水性和复原性 干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量干制品品质的重要指标。 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。 干制品的复水性：新鲜食

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来表示。 复水比：R复=G复/G干 G复：干制品复水后沥干重， G干：干制品试样重。 复重系数：K复= G复/ G原。 G原：干制前相应原料重。 第二节、食品干制的基本原理 食品干制的基本过程是食品从外界吸收足够的热量使其所含水分不断向环境中转移，从而导致其含水量不断降低的过程，该过程包括了两个基本方面，即热量交换和质量交换，因而也称作湿热传递过程。食品的湿热传递是食品干燥的基本原理。 一、干制过程中食品的湿热传递 一、干制过程中食品的湿热传递给湿过程：表面-外界蒸发转移 1、给湿过程 定义：湿物料中的水分从表面向加热介质扩散的过程称作给

8、湿过程。 2、导湿过程 1）导湿现象（导湿性） 2）热湿传导现象（导湿温性） 1）导湿现象（导湿性） 在水分梯度作用下，水分由内层向表层扩散的过程属于导湿过程。 1）导湿现象 md导湿系数与温度的关系： 导湿系数与食品绝对温度的1014次方成正比 。 2）热湿传导现象（导湿温性） 雷科夫效应即导湿温性原因： 水分子的热扩散：温度 蒸汽压蒸汽分子流向低温处 毛细管传导：温度表面张力毛细管势能水分流向低温处 水分在毛细管内夹持空气的作用下发生迁移： 温度夹持空气体积压力水分挤向低温处 水分迁移量 综上所述 干燥过程中，在食品内部可能同时存在导湿现象和热湿传导现象。 食品中水分扩散总量等于两者水分扩

9、散量总和： 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 水分变化曲线 干燥速率曲线 品温变化曲线 二、干制过程的特征 食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在不断上升。 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，几乎是直线下降，当达到较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水分。 平衡水分取决于干燥时的空气状态。 干燥过程的特性 干燥曲线（含水率变化曲线） 干基含水量随时间的延长而逐渐下降。 预热阶段 含水量缓慢减少 恒速

10、干燥阶段 含水量呈直线下降 降速干燥阶段 含水量下降趋于缓慢， 直至物料平衡水分。2、干燥速率曲线 干燥速率曲线就是表示干燥过程中任何时间的干燥速率与该时间的食品绝对水分之间关系的曲线。 随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒率干燥阶段，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 干燥速率变化曲线 单位时间内干基含水量随时间变化的规律 预热阶段干燥速率由零迅速增至最大值 恒速干燥阶段干燥速率基本保持恒定不变 降速干燥阶段干燥速率迅速下降 3、温度曲线 脱水过程中物料温度随时间变化

11、的规律。 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（热量全部用于水分蒸发）。 在降率干燥阶段，由于水分蒸发的速度降低，干燥介质传递给食品的热量超过水分蒸发所需热量，因此食品温度不断逐渐上升到干燥介质温度。 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面水分蒸发或外部水分扩散所决定。 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 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。 三、影响湿热传递的因素 1、传热介质的温度 2、空气湿度

12、 3、空气流速 4、大气压力和真空度 5、物料温度 6、物料表面积 7、食品物料的组成和结构 三、影响湿热传递的因素 物料的表面积 传热介质的温度 空气流速 空气湿度 大气压和真空度 食品组成与结构 第三节、干燥过程中食品的主要变化 一、物理变化 1、体积减小、质量减轻 2、干缩和干裂 细胞失去活力后，仍能不同程度的保持原有的弹性，但受力过大超过弹性极限，即是外力消失，他再也难以恢复原来状态。干缩正是物料失去弹性时出现的一种变化，也是不论有无细胞结构的食品干燥时最常见，最显著的变化之一。 3、表面硬化 表面硬化是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象，如物料表免温度很高，就会因为内部水分未能及时

13、转移至物料表面使表面迅速形成一层干燥薄膜或干硬膜，他的渗透性差，以致将大部分残留水分封闭在食品内，同时还使干燥速率急剧下降。 4、透明度改变 5、物料内多孔性 6、热塑性的出现 二、化学变化（营养成分的损失） 碳水化合物 美拉德反应出现褐变； 温度较高时碳水化合物极易焦化； 淀粉的糊化 。 脂肪 氧化酸败 二、化学变化（营养成分的损失） 蛋白质 蛋白质对高温敏感，在高温下蛋白质易变性，（熟化） 蛋白质的营养质量降低，（氨基酸参与反应数量减少） 。 维生素 各种维生素是加温干燥中损失比例最大的成分。 二、化学变化色泽变化 色泽随物料的物化性质改变（湿热条件下叶绿素将失去一部分镁原子而转化成脱镁叶

14、绿素，呈橄榄绿，不再呈草绿色） 。 呈色成分发生变化（类胡萝卜素、花青素） 褐变（为此干燥前需进行酶钝化处理以防止变色） 3、食品风味的变化 增香 芳香物质的损失 异味、煮熟味解决的有效办法是: 从干燥设备中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便尽可能保存它的原有风味。 可从其它来源取得香精或风味制剂再补充到干制品中，或干燥前在某些液态食品中添加树胶和其它包埋物质。 4、组织学变化 细胞壁折叠、皱缩，毛细管畸变； 蛋白质持水能力降低； 组织纤维收缩变硬，韧性增加； 多汁性和凝胶形成能力丧失。 1、评价干制品品质的指标有哪些？ 2、解释：给湿过程、导湿过程、导湿温性。 3、简单介绍食品干

15、制过程的特征。 4、食品干制过程中主要有哪些物理化学变化？ 第四节、食品干燥方法和设备 干燥：利用热量使湿物料中的水分等湿分被汽化带走，从而得到固体产品的操作。 一 、干燥工艺的选用与确定原则 干燥器的选用要考虑的问题 1、保证食品加工工艺和干燥产品的质量要求 2、物料的特点 3、干燥器的操作性能和经济指标 4、干燥系统的流体阻力要小，要减少输送机能量的消耗，以达到降低生产成本的目的； 5、与生产过程有关的条件，如物料处理量、干燥要求、生产能力及干燥操作前后工序的情况、除去的湿分是否需要回收等。 6、保证产品卫生，操作控制方便、劳动条件好。 二、对流干燥 定义：又称热的空气干燥，是由加热后的干

16、燥介质（通常指热空气），借对流传热的方式将热量传给物料，物料内部的水分传递到表面后受热汽化成水蒸气扩散至干燥介质的主体。 1、自然对流干燥 2、箱式干燥器（烘箱、烘房、 盘架式干燥器） 箱式干燥是一种比较简单的常压间歇式干燥方法。又称为盘架式干燥器。包括烘箱和烘房。 种类：横流、穿流 特点：结构简单、使用灵活、适应性广，制造和维修方便。 用途：用于数量不多，需要长时间干燥的物料，及需要特殊干燥条件的物料。通常用于水果蔬菜和香料等的干燥。 缺点：干燥不均匀、控制困难，生产效率低，热能利用率低。 2、隧道式干燥器（洞道式） 隧道式干燥使用的设备实际上是箱式干燥设备的扩大加长，其长度可达1015m，

17、可容纳515辆装满料盘的小车。 分类：顺流式、逆流式、混流式、横流式。 隧道式干燥器 特点：简单易行、适应性广、使用灵活；可连续或半连续操作，干燥介质多采用热空气，隧道内也可以进行中间加热或废气循环，气流速度一般23 ms1。 用途： 隧道干燥设备容积较大，小车在内部可停留较长时间，适于处理量大，干燥时间长的物料干燥。 3、带式干燥器 3、带式干燥器 特点： 操作连续化、自动化、生产能力大。物料有翻动；物流方向有顺流和逆流；操作连续化、自动化、生产能力大、占地少。 4、气流干燥器 组成：加热系统、干燥室、加料系统、分离回收系统。 4、气流干燥器 特点： 干燥强度大，悬浮状态，物料最大限度地与热

18、空气接触；干燥时间短，0.55秒，并流操作；散热面积小，热效高，终止含水量低（0.3-0.5%）小设备大生产；适用颗粒物料。 缺点：物料(晶体)有磨损，动力消耗大。 适用对象：水分低于35%-40%的物料。 5、喷雾干燥器 喷雾干燥：就是将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程。 组成：雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等主要部分组成。 雾化器（1）气流式喷雾 它是采用压缩空气（或蒸汽）以很高的速度（300 ms1）从喷嘴喷出，利用气液两相间的速度差所产生的摩擦力，将料液分裂为雾滴，故也称为双流体喷雾。（2）压力喷雾 采用高压泵（0.170.3

19、4 MPa）将料液加压，高压料液通过喷嘴时，压力能转变为动能而高速喷出分散的雾滴。（3）离心喷雾 料液在高速转盘500020000 r min1或圆周速度为90150 ms1中受离心力作用从盘的边缘甩出而雾化。 喷雾干燥旋转式雾化器 优点：(1)喷雾干燥是非常细小的雾滴与热空气接触，具有极大的表面积，有利于传热传质过程，因此物料干燥时间短（几秒至30秒）；(2)干燥温度较低，适于热敏性物料的干燥；(3)操作灵活，容易通过改变操作条件以调节控制产品的质量指标，如粒度分布、最终湿含量等；(4)简化了工艺流程，可直接生产粉末状、空心球状或疏松团粒状，且具有较高的速溶性产品；有利于保持食品卫生、减少污

20、染。 缺点 当空气温度低于150时，容积传热系数较低，所需设备较庞大； 对气固混合物的分离要求高，一般需两级除尘； 热利用率低，动力消耗也较大； 喷雾干燥总的设备投资费用较高。 喷雾干燥的典型产品 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制剂。 6、沸腾床干燥（流化床干燥） 与气流干燥设备最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。 原理：将热空气以较高的速度通过湿物料床层，形成流化床，空气在干燥过程既是流化介质，也作为干燥介质。被干燥固体颗粒物料在热气流中上下翻动，互相混合、碰撞，进行传热和传质，以达到干燥的目的。 流化床干燥用于干态颗粒食品物料干燥，不适于易粘结或结块的物料。

21、 组成： 1）风机和加热器组成的空气预热系统 2）设有分布板的沸腾室为干燥室 3）由料斗和进料器组成的加料系统 4）由卸料管、旋风分离器、风机及袋滤器等组成的卸料及粉尘分离系统。 流化床干燥的特点A. 物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，气固相间的传热传质系数及相应的表面积均较大，热效率较高，可达6080。B. 由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速地给热，使物料床温度均匀、易控制，颗粒大小均匀。C. 物料在床层内的停留时间可任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含水量低的过程比较适用。D. 设备设计简单，造价较低，维修方便。缺点：操作控制比较复杂。 分类：单层流化床干燥器；

22、多层流化床干燥器；卧式多室流化床干燥器；喷动流化床干燥器；振动流化床干燥器。 用途：干燥砂糖、葡萄糖、小麦和稻谷以及固体饮料等。 图：单层圆筒流化床干燥器 振动流化床干燥器 振动流化床干燥机 7、仓贮干燥 适用于干制那些已经用其他干燥方法去除大部分水分而尚有部分残余水分需要继续清除的未干透的制品。 优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。 8、泡沫干燥 工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定的泡沫料，然后在常压下用热空气干燥。 造泡的方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡剂。 特点：接触面大，干燥初期水分蒸发快，可选用温度较低的干燥工艺条件。 适用对象：水果粉，易发泡的食品。 三、接触干燥 接

23、触干燥又称为传导干燥。热能通过传热壁面以传导方式进入物料，使湿物料中的水分汽化。 热源：热空气、热水、热油、水蒸气等。 适用范围：溶液、膏糊状固-液混合物、悬浮液。不适应于松散物料的干燥。 分类： 优点：干燥速度快，热能利用经济。 缺点：干燥的物料受限。 适用范围：牛奶、淀粉、酵母果汁、婴儿食品、豆浆及其他液体状食品的干燥。 不适应范围：含水量低的热敏性物料。 四、辐射干燥 种类： 1、红外干燥器 2、远红外干燥器 3、高频干燥器 4、微波干燥器 1、红外干燥器 1）干燥机理 经红外辐射器产生的辐射能以电磁波形式到达物料表面，被湿物料吸收并更新转化为热能，从而使其中水分汽化。 2）优点： 干燥

24、速度快，效率高； 干燥设备紧凑，使用灵活，占地面积小，便于连续化和自动化生产； 时间短，从而降低了干燥成本，提高了劳动生产率，操作安全、简单。 有利于干燥外形复杂的物料。 2、远红外干燥器 组成：预热装置；带有辐射管组成的第一干燥室；装有远红外加热器的第二干燥室。 特点： 速度快，效率高； 节约能源； 干燥产品质量好； 设备小，成本低。 远红外干燥装置剖面图 3、高频干燥器 原理：将需要干燥的物料置于高频电场中，借助高频电场的交变作用使物料加热脱水已达到干燥的目的。 适宜范围：干燥厚而难干燥的物料。不适宜干燥含水量大的物料。 特点：加热速度比其他加热方法快； 局部过热减少，从而减少食品成分的破坏；操作干净且连续，易于控制；加热发生在食品内部某一深度，不存在食品表面的褐变。 缺点：电能消耗大，高频干燥器的结构及使用都比较复杂，设备及维修成本较高。 五、冷冻干燥 冷冻干燥：制品经完全冻结，并在一定的真空条件下使冰晶体升华，从而达到低温脱水的