食品工艺学第二章食品的脱水

1、佐原健二食品的脱水，内容，概论第一节食品干燥原理第二节食品干燥机理第三节食品干燥机制对食品质量的影响第四节食品干燥方法第五节干燥产品的包装和储存，第一节食品脱水加工的概念脱水加工在很少导致食品特性变化的条件下，从食品中去除水分。2脱水加工工作类型，脱水程度不同，脱水加工可以分为两种类型：产品是液体。其中水分含量高15%，浓缩果汁40-70%干燥(drying):产品是固体，最终水分含量低15%。如果果汁粉、奶粉、粉末咖啡浓缩通常是干燥作业的预处理过程，并且是3食品脱水的原理，则取决于食品成分的蒸汽压：在室温或真空状态下加热蒸发水分，将水分分离到固体或半固体中，为了去除水分而干燥或干燥。根据食物

2、分子大小：使用膜分离水分；超滤，反渗透等浓缩。超级过滤器，超滤：小胶体粒子，切断大分子物质的压力驱动膜分离工艺，超滤膜孔径0.01-0.1微米，工作压力0.1-1MPa。主要用于物质的分离、纯化和富集：冷操作，蛋白质不变质；奶粉生产中稻叶正胜蛋白质回收果汁的净化、不透水、反渗透原理反渗透的特点反渗透耶果汁浓缩液、食品脱水加工是指：在调节条件下，通过加热蒸发脱水方法，几乎完全去除了食品中的大部分水分，在此过程中，食品的其他性质将发生最大变化。食物脱水后水分含量在15%以下的干燥或干燥。4干燥目的，食物含水量下降：一般从50-90%减少到15%以下；减少食品体积和重量，普通重量变为原来的1/8-1

3、/2左右，节省了包装、保管和运输费用，方便了；为了延长食品的储存和保存期限；这是干燥保存。奶粉、枣、葡萄干、蘑菇、竹笋、5食品干燥保存/干燥，定义：在自然条件或人工控制条件下，将食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平，并始终保持低水分，长期存储的方法。干燥食品在室温下一般可以保存一年以上、6年以上食品干燥保管的历史，我国北部魏在齐国民歌酒书上记载了用润干加工牛肉干的方法。用在本草纲目中晒干桃子的方法。大量生产的干燥方法是1795年将板状蔬菜堆在室内，通过40个热空气进行干燥，这是早期的干燥保存方法，几乎与罐头食品生产技术(1810)一起出现。7食品干燥特性，自然干燥：简单，生产成本低；但是时

4、间很长，受到气候条件的影响。人工干燥剂：不受气候条件限制，操作容易控制，干燥时间大大缩短，产品质量大大提高；但是需要专用设备，能源消耗大，干燥费用高。人工干燥技术仍在发展，高效节能、食品干燥西藏原理、食品腐败变质作用和食品水分含量(m)之间存在一定的关系，但可以看出，食品水分含量不足以预测食品的稳定性。花生油M 0.6时变质的淀粉M 20不易变质，鲜肉、培根和咸菜(通常80%左右)，一种食物的水分存在的形式，合水/捆绑水，不容易流动，具有结合力，不易冷冻(40)，溶质追加自由水/自由水自由水是指在组织细胞内容易流动、容易结冰、能溶解溶质的这个喷泉。接合数和自由数的差异，自由水和接合数可以反映水

5、分子的逃逸趋势(日化)。食物中水的利用程度主要取决于水分结合力或程度的大小，自由水或自由水最好用于微生物、酶、化学反应，而结合物很难利用，结合力或程度越大，就越难利用。Flash1，2水分活性参考，1 .定义可用水分子的逃逸趋势(日化)，以反映自由水和连接数的差异。食物中的水逸事和纯净水的逸事，水活动Aw(水活动)f食物中的水的逸事Aw=F0纯水的逸事-水逃逸倾向通常使用水的蒸汽压力近似，表明f/f0和P/P0在大气压(低压)或室温下的差异很小，因此将AW定义为P/P0，在食品加工中，水分活动通常定义为与食品表面测量的水蒸气压力(p)相同的温度下纯水的饱和蒸汽压(P0)的比率的近似值。Aw P

6、/P0其中P:食品的蒸汽分压；P0:纯水的蒸汽压(同一温度下纯水的饱和蒸汽压)，蒸汽压与相对湿度相关，因此Aw也与环境的平衡相对湿度(ERH，Equilibrium relative humidity)相关。Aw=P/P0=ERH/100相对湿度测量水分活动分析器注意：1。Aw是食品的本质特性，反映了食品的水分结合状态。ERH在与食物平衡时反映了环境空气状态或大气特性。水分含量低的话，测量结果就不准确了。水活动值的意思，Aw=1的水是自由水(或纯净水)，指可以使用的水；Aw 1中的水表示水由结合力固定，值的大小反映了最终合力的程度。Aw越小，水结合的力越大，水利用的程度就越难。水分活性小的水是

7、很难或不能利用的水。Aw大小的影响因素、温度；根据水的存在量；水中溶质的种类和浓度；食物成分或理化特性；水和郑智薰-水部分的结合强度，表2-1一般食物中水分含量与Aw的关系，0 -10 -20 -50，3。水分含量(m)和水分活性(Aw)、恒温下食品的水分含量(m)和水分活性(Aw)之间的关系曲线称为该食品的水分吸附等温线(Moisture sorption isotherms，MSI)。吸附：当食物表面的水分蒸汽压低于空气蒸汽压时，空气中的水蒸气持续扩散到食物表面附近，食物从其表面附近的空气中吸收水蒸气，增加水分。解吸：当食品蒸汽压大于空气蒸汽压时，食品水分蒸发，蒸汽压相对减少，水分含量减少

8、。吸附和解吸的最终结果都是食品表面附近蒸气压和空气蒸气压的平衡。水分吸附等温线-高水分含量(反向l)，0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 (Aw)，80 60 40 20水分含量%，水分吸附等温线-低水分含量(反向s)，水分含量的小幅度变化导致Aw的大幅度增加，III古濑车站：在第一个转折点和第二个拐点之间(含水量5%)，氢键，多分子层吸附水(多层吸附水)；III古濑车站：第二次拐点后(水分含量95%)，食物内部毛细管内或间隙内游离水(游离水或体相水)，0 . 25 0 . 5 0 . 8 . 1 . 0(aw)，水分含量，I古濑车站，II古濑车站，这种容易通过干燥去除或冷冻的水容易用作溶

9、剂，容易被酶和微生物利用，引起食物腐败，通常占95%以上；()多层水，主要通过水-水-溶质氢键与相邻分子结合，对可溶性成分的溶液，大部分在-40不固定，I-II的水占5%以下；()单分子层水，不能董洁，不能干燥去除。水被硬吸附，通过水-离子或水-偶极相互作用吸附到可接触食物的极性部位，如多糖的羟基、羰基、NH2、氢键，此时水分含量不能冻结单层含水量、-40，占整个水的极小部分。吸附等温线的加工重要性，I单一水分子层和II多重水分子层区域是食品干燥后达到的最终平衡水分(通常在5%以内)。这也是干燥食品的吸湿性区域。III自由含水层古濑车站，材料处于潮湿状态，水分含量高，脱水干燥地区。温度对水吸附

10、等温线的影响，相同的原料随着温度的升高，吸附等温线曲线上升到水活性增加的方向；相同的含水量，随着温度的增加，水分活性增加。相同的水分活性，随着温度的增加，水分含量减少。食品种类对水分吸附等温线的影响，食品的成分或成分不同，水分含量和水分活性之间的关系高的糖和可溶性小分子，不含聚合物的食品的MSI呈j形，加工对食品水分吸附等温线的影响，脱水过程中食品的含水量和水分活性之间的关系是解吸等温线；吸附等温线和解吸等温线之间除前后不能匹配，在相同的含水量下，解吸等温线的Aw低于吸附等温线，这种现象称为吸附滞后。磁滞环的形状取决于食品的类型和温度，磁滞现象的一些解释(1)这种现象是由多孔食品的毛细管力引起

11、的。也就是说，表面张力在干燥过程中起到将水抓住孔的作用，产生稍高的水分含量。(2)另一个假设是，当你得到水或失去水时，体积会膨胀或收缩，吸收曲线会出现这种可见的滞后现象。(。解吸/解吸/分解：干燥工艺吸附/sorption:再水工艺，吸附等温线滞后的重要性，吸附和解吸等温线有滞后线，表明干燥食品和水的结合力下降或减弱。解吸及吸附过程是食品加工中干燥和再水的过程，也是干燥食品再水下降的原因。注：所有交互机制尚未完全理解。3种水分活性对食品可保存性的影响，水分活性与微生物生长活动的关系水分活性对酶活性的影响化学反应的影响，大部分新鲜食品的水分活性为0.98以上。大多数重要的食品腐败细菌所需的最低A

12、w为0.9或更高。水分活性下降到0.75以下，食品腐败恶化明显推迟。如果将水分降低到0.65，几乎没有可以生长的微生物。据悉，水分活性下降到0.6以下的食品可以在室温下长期储存。1 .水分活性与微生物生长活动的关系，在食品中水分活性和微生物生长，Aw0.85微生物生长抑制水分活性高的情况下，微生物快速繁殖，水分活性对细菌生长和毒素的影响，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，Aw，Aw0.65真菌被抑制，真菌在0.9左右生长最旺盛，水分活性对真菌生长的影响，以0.2，0.4，0.6，0.8，Aw，倒s型为s型，随着水分活性的增加，迅速增加，到0.3左右，相对平缓，水分活性增加到0.6后，随着

13、水分活性的增加，迅速增加。Aw0.15抑制酶活性。2 .水分活性对酶活性的影响，0.2，0.4，0.6，Aw，0.8，Aw在0.4左右氧化反应较低，该分数被认为是通过结合过氧化物阻碍分解。并且对与催化氧化作用的金属离子产生水合作用，显着降低了催化效率。当Aw超过0.4时，氧化速度增加，添加的水会提高氧气的溶解度，使大分子膨胀，暴露出更多的催化剂部位。，3 .水分活性对氧化反应的影响，0.2，0.4，0.6，0.8，Aw，水分活性对郑智薰酶褐变反应的影响，食物最适合于Aw在0.4-0.8之间郑智薰酶褐变Aw不能完全抑制褐变的情况下，第二节食物干燥机制，1，干燥机制(湿热传递)2在食品中，水分子在

14、内部移动到与干燥空气接触的表面(内部移动)，水分子接触到表面后，根据空气和表面之间的蒸气压差异，水分立即移动到空气中(外部移动)；热空气的热量从空气传到食物表面，表面传到食物内部的热量。食品的干燥过程是湿热传递过程food H2O，温度梯度将液体或气体的水从高温移到低温。这种现象称为湿气暖机。如果表面水分扩散到空气，内部水分转移到表面(1)，水分梯度m干燥过程中，湿食食品表面水分加热，首先从液体转化为气体。也就是说，水分蒸发后，水蒸气从食物表面扩散到周围介质的情况下，表面润湿含量低于材料中心的润湿含量，水分含量差异，即水分梯度存在。水分扩散通常是从高水分到低水分，即从内部向表面方向不断运动。这

15、种水分迁移现象称为湿度。M，M- M，T，T- T，干燥过程的潮湿传热模型，1 .导电，(1)湿面水分含量(kg/kg干物质)为M的水分梯度为沿法线方向从n向外的其他湿面的水分含量为M的情况下，物体内的水分梯度grad M为：grad m=lim (m/n)=m/n 0 m-物体内的水分含量，即每公斤干物质的水分含量(kg/kg干物质)n-材料内等湿面之间的垂直距离(m)，I湿式=-K0(M/n)=-K0M(kg/(m2h)。其中：I湿-物质内的水分传递量，单位时间单位面积内的水分传递量(kg/m2h) K湿诱导系数(m2/h) 0-单位湿物料体积内的绝对干物质质量(kg干物质/m3) M-物料水分()，湿度系数在干燥过程中不固定，随材料温度和水分含量的变化而变化，(2)材料水分和湿度系数之间的关系，k值的变化较为复杂。材料处于匀速干燥阶段时排除的水分基本上是自由水分，转移到液体状态，湿度系数稳定(ED段)；此时去除的水分基本上是水分渗透，水分转移到液体状态和蒸汽状态，湿度系数降低(直流段)；分区中排除的水分作为水分吸附基本上扩散到蒸汽状态，多分子层水分和单分子层水分，K先上升，然后减少(CA段)，水分诱导系数K(m2/h)，材料水分M(kg/kg干物质)，A