食品保藏與加工技術,重慶市第三人民醫院 營養科 高級營養師 劉莉,一食品干燥及濃縮,全世界每年因各種原因所造成腐爛變質的食品占食品年總產量的,國際制冷學會,45！, 減少食品的浪費, 提高食品質量, 保障人民的健康,？,（一 ） 干燥的目的,延長貯藏期 - 經干燥的食品，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，可以顯著地節省包裝、儲藏和運輸費用，并且便于攜帶和儲運; 干制食品常常是救急、救災和戰備用的重要物質。,食品干燥過程控制,達到一定的水分要求 保持或改善食品品質 控制條件和方法以獲得最低能耗,（二）脫水干燥對食品營養成分的影響,1每單位重量干制食品中蛋白質、脂肪和碳水化合物的含量大于新鮮食品2高溫長時間的脫水干燥導致糖分損耗3高溫加熱碳水化合物含量較高的食品極易焦化；4緩慢曬干過程中初期的呼吸作用也會導致糖分分解; 5還原糖還會和氨基酸反應而產生褐變。6高溫脫水時脂肪氧化就比低溫時嚴重得多。7干燥過程會造成維生素損失,脫水干燥對食品顏色的影響,新鮮食品的色澤一般都比較鮮艷。干燥會改變其物理和化學性質，使食品反射、散射、吸收和傳遞可見光的能力發生變化，從而改變了食品的色澤。如:（1）濕熱條件下葉綠素將失去一部分鎂原子而轉化成脫鎂葉綠素，呈橄欖綠，不再呈草綠色。（2）類胡蘿卜素、花青素也會因干燥處理有所破壞。（3）硫處理會促使花青素褪色，應加以重視。 酶或非酶褐變反應是促使干燥品褐變的原因。為此干燥前需進行酶鈍化處理以防止變色,干燥時食品風味的變化,食品失去揮發性風味成分。如： 牛乳失去極微量的低級脂肪酸，特別是硫化甲基，雖然它的含量實際上僅億分之一，但其制品卻已失去鮮乳風味。一般處理牛乳時所用的溫度即使不高，蛋白質仍然會分解并有揮發硫放出。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食品中添加樹膠和其它包埋物質。,（三）食品干燥的方法,1、按干燥設備的特征來分類： （1）自然干燥方法（曬干與風干等）； （2）人工干燥方法（如箱式干燥、窯房式干燥、隧道式干燥、輸送式干燥、輸送帶式干燥、滾筒干燥、流化床干燥、噴霧干燥、冷凍干燥等）。2、按干燥的連續性分為：（1）間歇（批次）干燥； （2）連續干燥。3、以干燥時空氣的壓力來分類：（1）常壓干燥； （2）真空干燥。4、以干燥過程向物料供能熱的方法來分類： （1）對流干燥； （2）傳導干燥；（3）能量場作用下的干燥及組合干燥法。,曬干是指利用太陽光的輻射能進行干燥的過程。 風干是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣壓差進行脫水干燥的過程。 曬干過程常包含風干的作用，是常見的自然干燥干燥方法。 曬干、風干 方法可用于固態食品物料（如果、蔬、魚、肉等）的干燥，尤其適于以濕潤水分為主的物料（如糧谷類等）干燥，炎熱干燥和通風良好的氣候環境條件最適宜于曬干。,1、曬干及風干,A, 它具有投資少、管理粗放、生產費用低，能在產地就地進行干燥B, 自然干燥還能促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進一步成熟C, 自然干燥緩慢，干燥時間長。曬干時間隨食品物料種類和氣候條件而異，一般23天，長則10多天，甚至更長時間。D, 干燥最終水分受到限制，常會受到氣候條件的影響和限制。如在陰雨季節就無法曬干，而難以制成品質優良的產品，甚至還會造成原料的腐敗變質。E, 自然干燥還需有大面積的曬場和大量勞動力，生產效率低，又容易遭受灰塵、雜質、昆蟲等污染和鳥類、嚙齒動物等的侵襲，制品的衛生安全性較難保證。F, 科學利用太陽能，充分利用天然能源。,自然干燥的特點,空氣對流干燥是最常見的食品干燥方法。A, 熱空氣是熱的載體，也是濕氣的載體。而空氣則有自然或強制對流循環，在不同條件下環繞濕物料進行干燥。熱空氣的流動靠風扇，鼓風機和折流板加以控制，空氣的量和速度會影響干燥速率。空氣的加熱可以用直接或間接加熱法： 直接加熱空氣靠空氣直接與火焰或燃燒氣體接觸； 間接加熱靠空氣與熱表面接觸加熱。B, 空氣對流干燥一般在常壓下進行，有間歇式（分批）和連續式。C, 被干燥的 濕物料可以是固體、膏狀物料及液體。,2、空氣對流干燥,箱式干燥是一種比較簡單的間歇式干燥方法 箱式干燥設備單機生產能力不大，工藝條件易控制。按氣體與物料流動方式分為： A, 平行流箱式干燥 B, 穿流箱式干燥 C, 真空箱式干燥,3 箱式干燥,A, 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，可容納515輛裝滿料盤的小車。B, 可連續或半連續操作。C, 隧道干燥設備容積較大，小車在內部可停留較長時間，適于處理量大，干燥時間長的物料干燥。D, 干燥介質多采用熱空氣，隧道內也可以進行中間加熱或廢氣循環，氣流速度一般23 ms1。E, 根據物料與氣流接觸的形式常有逆流式、順流式和混流式。,4 隧道式干燥,A, 輸送帶式干燥裝置中除載料系統由輸送帶取代裝有料盤的小車外，其余部分基本上和隧道式干燥設備相同。B, 濕物料堆積在鋼絲網或多孔板制成的水平循環輸送帶上進行的移動通風干燥（故也稱穿流帶式干燥），物料不受振動或沖擊，破碎少。C, 適于膏狀物料和固體物料干燥。D,在干燥過程，采用復合式或多層帶式可使物料松動或翻轉，有利于增加空氣與物料的接觸面，加速干燥速率。E, 可減輕裝卸物料的勞動強度和費用，便于連續化、自動化，適于生產量大的單一產品干燥，以取代原來采用的隧道式干燥。F, 按輸送帶的層數多少可分為單層帶型、復合型、多層帶型；按空氣通過輸送帶的方向可分為向下通風型、向上通風型和復合通風型輸送帶干燥設備。,5 輸送帶式干燥,噴霧干燥是采用霧化器將料液（可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏糊液）分散為霧滴，并用熱空氣干燥霧滴而完成的干燥過程。 噴霧干燥方法常用于各種乳粉、大豆蛋白粉、蛋粉等粉體食品的生產，是粉體食品生產最重要的方法。 噴霧干燥系統有不同的組成與性能。,6 噴霧干燥,(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),可生產粉末狀、空心球狀或疏松團粒狀，且具有較高的速溶性產品；(4),容易通過改變操作條件以調節控制產品的質量指標，如粒度分布、最終濕含量等；(5), 干燥流程簡化，操作在密閉狀態下進行，有利于保持食品衛生、減少污染；(6), 所需設備較龐大，空氣消耗量大、熱利用率低，動力消耗也較大，因此，噴霧干燥總的設備投資費用較高,噴霧干燥特點,氣流干燥就是將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進行干燥的方法。氣流干燥也屬流態化干燥技術之一，具有如下特點A, 顆粒在氣流中高度分散，由于熱空氣與濕物料直接接觸，使氣固相間的傳熱傳質的表面積大大增加，強化了傳熱與傳質過程，因此干燥時間短（0.52 s）。B, 氣固相間的并流操作，可使用高溫干燥介質（濕淀粉干燥可使用400熱空氣），使高溫低濕空氣與濕含量大的物料接觸，整個干燥過程物料溫度也不高。C, 干燥設備體積小，熱能利用，如使用400以上高溫氣體為介質，1kg絕干空氣可干燥除濕0.10.15kg，干燥器的熱效率可達6075D, 設備結構簡單，占地面積小，處理量大。E, 適應性廣，可用于塊狀、膏糊狀及泥狀物料。對散粒狀物料，最大粒徑可達10mm。,7 氣流干燥,流化床干燥也稱沸騰床干燥,是另一種氣流干燥法。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。 流化床干燥用于干態顆粒食品物料干燥，不適于易粘結或結塊的物料。 流化床干燥的特點：A. 物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態下進行充分的混合和分散，氣固相間的傳熱傳質系數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. 物料在床層內的停留時間可任意調節，故對難干燥或要求干燥產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。,8 流化床干燥,* 傳導干燥是指濕物料貼在加熱表面上（爐底、鐵板、滾筒及圓柱體等）進行的干燥，熱的傳遞取決于溫度梯度的存在。 * 傳導干燥和傳導對流聯合干燥常結合在一起使用 * 這種干燥特點是干燥強度大，相應能量利用率較高 * 為了加速熱的傳遞及濕氣的遷移，傳導干燥過程都盡量使物料處于運動（翻動）狀態，因此有各種不同的干燥設備。如轉筒干燥，滾筒干燥，真空干燥，冷凍干燥等,9 傳導干燥,真空干燥是指在低氣壓條件下進行的干燥。A, 真空干燥常在較低溫度下進行，因此有利于減少熱對熱敏性成分的破壞和熱物理化學反應的發生，制品有優良品質，但真空干燥成本常較高。B, 采用真空干燥設備一般可制成不同膨化度的干制品。C, 真空干燥過程食品物料的溫度和干燥速度取決于真空度，物料狀態及受熱程度。D, 干燥過程熱量常靠傳導或輻射向食品傳遞，也有用熱氣體或微波作為熱源。,10 真空干燥,冷凍干燥又稱升華干燥，是指干燥時物料的水分直接由冰晶體蒸發成水蒸氣的干燥過程。 冷凍干燥是目前食品干燥方法中干燥過程物料溫度最低的干燥，用于果蔬、蛋類、速溶咖啡和茶、低脂肉類及制品、香料食品物料干燥。 冷凍干燥時，被干燥的物料首先要進行預凍（凍結），然后在高真空狀態下進行升華干燥.,11 冷凍干燥,A, 冷凍干燥在真空度較高，物料溫度低的狀態下干燥，可避免物料中成分的熱破壞和氧化作用，較高保留食品的色、香、味及維生素C；B, 干燥過程對物料物理結構和分子結構破壞極小，能較好保持原有體積及形態，制品容易復水恢復原有性質與狀態；C, 冷凍干燥的設備投資及操作費用較高，生產成本較高，為常規干燥方法的25倍。,冷凍干燥的特點,能量場作用下的干燥指電磁場和聲波場中的干燥作用。 濕物料中的水分對不同能量場中的能量有特殊的吸收作用，可促進物料中水分汽化，提高干燥速率。 在能量場中能量的傳輸依然有對流與傳導、輻射，但也有其特殊的形式和要求。,12 能量場作用下的干燥,紅外（紅外線是指波長0.721000 m的電磁波）及遠紅外干燥也稱熱輻射干燥。是由紅外線（包括遠紅外線）發生器提供的輻射能進行的干燥。遠紅外線干燥的特點：A, 熱源材料選用熱輻射率接近黑體的物質，故熱輻射效率高。B, 遠紅外線輻射熱在空氣中傳播，不存在傳熱界面，故傳播熱損失小，傳熱效率高，被輻射物料表面熱強度大于對流干燥強度3070倍以上。C, 多數食品濕物料等有機物，在遠紅外區具有更多的吸收帶，因此遠紅外線比一般紅外線有更好的干燥速率。D, 遠紅外線的光子能量級比紫外線、可見光線都要小，因此一般只會產生熱效果，而不會引起物質的變化，可減少熱對食品材料的破壞作用，而廣泛用于食品干燥。,13遠紅外線干燥的特點,微波也是一種電磁波，其加熱是利用電介質加熱原理。 由于微波在食品材料中的穿透性、吸收性，使食品電介質吸收微波能在內部轉化為熱能，因此微波加熱速度快，微波干燥有較高的干燥速率。 對比較復雜形狀的物料有均勻的加熱性，且容易控制。 不同含水分食品物料在微波場中，對微波吸收性不同，含水分高的物料有較高的吸收性，因此微波干燥有利于保持制品水分含量一致，還具有干燥食品水分的調平作用。 微波不僅用于常規干燥，也用于真空干燥、冷凍干燥、對流干燥等場所作為熱源使用。 工業微波干燥設備采用的頻率有915 MHz和2450MHz。,微波干燥,干燥方法的選擇原則,1， 根據被干燥食品物料的性質，如物料的狀態以及它的分散性、粘附性能、濕態與干態的熱敏性（軟化點、熔點、分解溫度、升華溫度、著火點等）、粘性、表面張力、含濕量、物料與水分的結合狀態等以及其在干燥過程的主要變化。2， 干燥制品的品質要求（熱敏感成分的保護要求，風味物質的揮發程度等）。3， 干燥成本（設備投資，能耗及干燥過程的物耗與勞力消耗等）。 綜合上述條件，選擇最佳的干燥工藝條件，及在耗熱、耗能量最少情況下獲得最好的產品質量，即達到經濟性與優良食品品質。,（四）食品濃縮 的目的和分類,1概念 從溶液中除去部分溶劑（通常是水）的操作過程，也是溶質和溶劑均勻混合溶液的部分分離過程。,2目的（1）減少重量和體積，濃縮去除食品中大量的水分，可減少食品包裝、貯藏和運輸費用。（2）提高制品的濃度、增大滲透壓降低水分活性，延長制品的保質期。,3分類 按濃縮得原理分： （1）平衡濃縮：蒸發濃縮、 冷凍濃縮 （2）非平衡濃縮膜分離,二發酵技術,1概念 發酵技術是指人們利用微生物的發酵作用，運用一些技術手段控制發酵過程，大規模生產發酵產品的技術，稱為發酵技術。,2用途（1）抑制腐敗菌和一般病原菌的生長 （2）發酵食品能提高原有的末發酵食品的營養價值 （3）在食品發酵后,其原來的色澤,形狀,風味都會有所改變,而且是按著人們的意愿去改變的,三 微波技術,1概念 微波是指頻率為300MHz-300GHz的電磁波，是無線電波中一個有限頻帶的簡稱，即波長在1米（不含1米）到1毫米之間的電磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波的統稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。,2 微波加熱的原理 微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電波，被加熱介質物料中的水分子是極性分子。它在快速變化的高頻電磁場作用下，其極性取向將隨著外電場的變化而變化。造成分子的相互摩擦運動的效應，此時微波場的場能轉化為介質內的熱能，使物料溫度升高，產生熱化等一系列物化過程而達到微波加熱干燥的目的。,3 微波殺菌的機理 微波殺菌是利用了電磁場的熱效應和生物效應的共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變化，使細菌失去營養，繁殖和生存的條件而死亡。,四超臨界流體萃取,超臨界流體萃取是國際上最先進的物理萃取技術，簡稱SFE。 超臨界流體萃取是近代化工分離中出現的高新技術，SFE將傳統的蒸餾和有機溶劑萃取結合一體，利用超臨界CO2優良的溶劑力，將基質與萃取物有效分離、提取和純化。具有高效、不易氧化、純天然、無化學污染等特點。,五微膠囊技術,1概念 微膠囊技術： 是微量物質包裹在聚合物薄膜中的技術，是一種儲存固體、液體、氣體的微型包裝技術。,2 作用及目的,（1）、液態轉變成固態 液態物質經微膠囊化后，可轉變為細粉關產物，稱之為擬固體。在使用上它具有固體特征，但其內相仍是液體。 （2）、改變重量或體積 物質經微膠囊后其重量增加，也可由于制成含有空氣或空心膠囊而使膠囊而使物質的體積增加。這樣可使高密度固體物質經微膠囊化轉變成能漂浮在水面上的產品。（3）、降低揮發性 易揮發物質經微膠囊化后，能夠抑制揮發，因而能減少食品中的香氣成分的損失，并延長貯存的時間。,（4）、控制釋放 微膠囊所含的心材可即刻釋放出來，亦可逐漸地釋放出來。（5）、隔離活性成分 微膠囊具有保護心材物質，使其免受環境中溫度、氧、紫外線等影響的作用。并且隔離了各成分，故能阻止兩種活性之間的化學反應。（6）、良好的分離狀態 微膠囊呈高分散狀態便于應用。例如，在等量濃度下，其粘度較低。,3用途（1）在飲料工業中的應用（2）在乳制品中的應用（3）在糖果中的應用（4）在食品添加劑中的應用,六 膨化技術,1概念 膨化：一種加工方法。讓原料在加熱、加壓的情況下突然減壓而使之膨脹。含淀粉物料加熱加壓后，突然卸除外力和熱源，使其迅速膨脹的過程。 膨化食品：是近些年國際上發展起來的一種新型食品。它以谷物、豆類、薯類、蔬菜等為原料，經膨化設備的加工，制造出品種繁多，外形精巧，營養豐富，酥脆香美的食品 。,七食品的加工,（一）食物和食品食物：是人體生長發育、更新細胞、修復組織、調節機體功能必不可少的營養物質，也是產生能量，保持體溫、進行體力活動的能量來源。食品：經過加工制作的食物,新鮮的食品含有豐富的營養成分，在常溫下(20左右)貯存時，極易發生色、香、味的劣變和營養價值降低的現象。如果長時間放置，還會發生腐敗，直至完全不能食用，這種變化叫做食品的變質。,食品變質的主要原因,1.微生物的生長和繁殖；2.食品自身存在的酶的活力；3.蟲、寄生蟲和老鼠的侵襲；4.不適當的貯存溫度，過冷或過熱；5.水分含量，即干燥程度；6.空氣、特別是氧的影響；7.光；8.機械壓力、機械損傷；9.時間,生物學因素、化學因素、物理因素,食品變質的的特征和程度,取決兩大因素： 微生物和非微生物,食品保藏的方法,1腌漬保藏 （1）概念： 腌漬食品是食品保藏的一種方法，其目的是為了防止食品腐敗變質，延長食品的食用期，特別是當今食品極其豐富，食品流通迅速而廣泛，食品的保鮮問題更顯得重要。,（2）食品腌漬方法：食品腌漬方法有提高酸度腌漬法、糖腌漬法和鹽腌漬法三種,2煙熏工藝(1)冷熏： 制品周圍和空氣混合物氣體的溫度，不超過22 的煙熏過程。冷熏時間長需要4-7天，煙熏成分在制品中滲透較均勻且較深，冷熏時制品干燥雖然比較均勻，但程度大，失重量大，有干縮現象。(2)熱熏： 制品周圍和空氣混合物氣體的溫度超過22 的煙熏過程。常用的溫度35-50 ，因溫度較高，一般煙熏時間短，為12-48小時。,3冷凍保藏（1）概念： 食品冷凍保藏就是利用低溫以控制微生物生長繁殖和酶活動的一種方法。,2分類冷藏制品：冷藏是將食品溫度降低到接近冰點而不凍結的一種食品保藏方法。冷藏溫度一般為-215，而48則為常用的冷藏溫度。此冷藏溫度的冷庫通常稱為高溫庫。凍藏制品：凍藏是采用緩