食品加工原理第三章干燥保藏一、干制保藏原理1、水分活度與微生物得關系2、水分活度對酶活性得影響控制酶反應(溫度、水分、pH)3、水分活度對氧化及非酶褐變得影響Aw肉毒桿菌最普通菌葡萄球菌（厭氧)沙門氏菌最普通酵母菌最普通霉菌嗜鹽細菌耐滲透壓酵母菌和霉菌葡萄球菌（需氧）1-2個月1-2周1-2d1-2年無限期許多腌肉食品大多數新鮮食品干制品鹽分或糖分含量很高的食品0.700.850.900.950.750.800.600.651.00水分活度與微生物生長活動的關系二、干制得基本原理(一)食品得水分及干燥機理1、食品得水分(1)游離水(2)結合水機械結合水物理結合水化學結合水吸附結合水結構結合水滲透壓結合水

2、食品干燥機理

(1)外擴散作用食品在干燥初期,首先就是原料表面得水分吸熱變為蒸汽而大量蒸發,稱為水分得外擴散。

(2)內擴散作用借助濕度梯度得動力,促使食品內部得水蒸汽向食品得表面移動,同時促使食品內部得水分也向食品得表面移動,這種作用稱為水分得內擴散。熱傳遞表面水分蒸發到空氣中FoodH2O熱傳遞內部水分向外擴散水分梯度ΔM溫度梯度ΔT食品濕熱傳遞(3)干燥特性曲線干燥曲線就是指物料得平均干基濕含量與時間之間得關系曲線。干燥溫度曲線就是指在干燥過程中物料表面溫度隨時間變化得曲線。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點干燥速率曲線就是指物料干燥速率隨時間變化得關系曲線。干燥速率:指單位時間內、單位干燥面積上汽化水分得質量。(二)影響干燥速度得因素(1)干燥介質得溫度(2)干燥介質得濕度(3)空氣流速(4)食品得種類、大小、表面積(5)原料得裝載量

曬干自然干燥陰干風干烘灶烘房人工干燥機械干燥

冷凍升華干燥其她干燥微波干燥 遠紅外干燥太陽能得利用

三、食品干制方法及設備

曬干:就是指利用太陽光得輻射能進行干燥得過程。風干:就是指利用濕物料得平衡水蒸氣壓與空氣中得水蒸氣壓差進行脫水干燥得過程。(一)自然干燥1、箱式干燥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、真空箱式干燥箱式干燥就是一種比較簡單得間歇式干燥方法。箱式干燥設備單機生產能力不大,工藝條件易控制。(二)機械干燥2、隧道式干燥逆流干燥順流干燥混流干燥前期干燥強烈,后期干燥緩慢,終水分高前期干燥緩慢,后期干燥強烈,終水分低干燥速度均勻,終水分低

濕端(冷端)高溫低濕干端(熱端)低溫高濕逆流式干燥設備示意圖特點:①干制品得最終水分較低(<5％);②適宜于軟質水果得干制。混流式干燥設備示意圖特點:干燥均勻、生產能力大、產品品質較好、各干燥段得熱空氣溫度和流速可分別調節。

3、氣流干燥將粉末狀或顆粒狀食品物懸浮在熱空氣中進行干燥優點就是熱空氣與濕物料直接接觸,且接觸面積大,干燥速度極快,一般僅為數秒鐘。缺點就是動力消耗大,干燥中高速氣流、物料顆粒與管壁間得碰撞和磨損機會增多,難以保持完好得結晶形狀和結晶光澤。4、流化床干燥將粒狀食品置于干燥床上,使熱空氣以足夠大得速度自下而上吹過干燥床,使食品在流化狀態下獲得干燥得方法。優點:就是食品與空氣接觸面積大,濕熱交換十分強烈,干燥速度快。流化床內溫度分布較均勻,可采用較高得溫度而不引起食品得損傷。缺點:就是熱空氣得利用串較低,由于風速過高,顆粒食品易被氣流帶走而損耗,顆粒在于燥器內停留時間不均勻,導致干制品含水量不均勻。

真空干燥就是指在低氣壓條件下進行得干燥。優點: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得破壞和熱物理化學反應得發生,制品有優良品質缺點:但真空干燥成本常較高。

5、真空干燥

冷凍干燥又稱真空冷凍干燥或冷凍升華干燥,就是指干燥時物料得水分直接由冰晶體蒸發成水蒸氣得干燥過程。冷凍干燥就是目前食品干燥方法中干燥過程物料溫度最低得干燥,用于果蔬、蛋類、速溶咖啡和茶、低脂肉類及制品、香料及有生物活性得食品物料干燥。冷凍干燥時,被干燥得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、6、冷凍干燥真空冷凍干燥

在一定得真空條件下,將凍結了得制品中得游離水不經過冰得融化,直接從固態冰升華為水蒸汽而使物料干燥得工藝稱為冷凍干燥(Freeze-drying),簡稱凍干。冷凍干燥1-冷凍干燥室;2-低溫冷凝器;3-真空泵;4-制冷壓縮機;5-水冷卻器;6-熱交換器;7、8、12、13、14-閥門;9-板溫指示;10-冷凝器內溫度指示;11-真空計;15-膨脹閥7、噴霧干燥就是將液態或漿質狀態食品噴成霧狀液滴懸浮在熱空氣中進行干燥得方法、特點:物料干燥時間短(幾秒至30秒),最終產品溫度也不高,適于熱敏性物料得干燥;根據工藝上得要求,產品可制成粉末狀、空心球狀或疏松團粒狀,一般不需要粉碎即成成品,且具有較高得速溶性;干燥流程簡化,操作可在密閉狀態下進行,有利于保持食品衛生、減少污染;缺點:熱利用率低,動力消耗大;噴霧干燥總得設備投資費用較高。、噴霧干燥8、滾筒式干制機就是物料在緩慢轉動和不斷加熱得滾筒表面上形成薄膜,滾筒轉動一周便完成干燥得過程,用刮刀把產品刮下,展出得滾筒表面再次與濕物料接觸并形成薄膜進行干燥,如此反復。滾筒干燥可用于液態、漿狀或泥漿狀食品物料(如脫脂乳、乳清、番茄汁、肉漿、馬鈴薯泥、嬰兒食品、酵母等)得于操,尤其適用于某些粘稠食品得干燥。滾筒式干燥9、微波干燥(1)微波得性質

微波就是頻率非常高得電磁波,又稱為超高頻波,頻率大約從300MHz到300GHz*。之所以稱為微波,就是因為其波長在1mm~1m,比普通得無線電波波長更微小。

*:1GHz＝103MHz＝109Hz普通家用微波爐使用得頻率一般為2450MHz,而食品工業所使用得微波加熱設備得頻率則有915MHz和2450MHz兩種。9、微波干燥(2)微波加熱得特點:1、穿透性整體加熱,微波可以穿入物料內部,使物料內外同時加熱,加熱得速度非常快。2、選擇性加熱,因物料介質電特性得不同,水和物料介質對微波吸收能力有差異,微波優先作用于吸收能力強得物料。利用微波加熱特性,不僅可縮短生產周期,提高產品品質,又能節能,同時可以改善工作環境,沒有粉塵污染。9、微波干燥(3)微波用于食品物料得干燥(包括真空干燥、冷凍干燥)

微波加熱可用于諸如通心粉、谷物、水果、海藻類食品等干燥。10、紅外熱輻射干燥(1)紅外熱輻射得基本概念以電磁波傳遞能量得方式稱為輻射。電磁輻射遵循橫波傳播定律,所謂橫波就就是振動方向垂直于傳播方向得波動。波長大約從0、1μm至100μm得電磁波譜,其中包括一部分紫外線、全部可見光與紅外線,這些射線稱為熱射線,就是由固體中得分子振動或晶格振動或固體中束縛電子得遷移而產生,她們得傳播過程稱為熱輻射。對紅外熱輻射而言,一般波長0、76～4、0μm稱為近紅外,4、0～25μm稱為遠紅外。熱輻射得真實性質及其傳遞機理,至今還沒有完全搞清楚。10、紅外熱輻射干燥(2)紅外熱輻射加熱器紅外輻射加熱元件加上定向輻射等裝置稱作紅外輻射器。她就是將電能或熱能(煤氣、蒸汽、燃氣等)轉變成紅外輻射能,實現高效加熱與干燥。從供熱方式來分有直熱式和旁熱式紅外輻射器兩種。直熱式就是指電熱輻射元件既就是發熱元件又就是熱輻射體,如電阻帶式、碳硅棒等均屬此種紅外輻射器。直熱式器件升溫快、重量輕,多用于快速或大面積供熱。旁熱式就是指由外部供熱給輻射體而產生紅外輻射,其能源可借助電、煤氣、蒸汽、燃氣等。旁熱式輻射器升溫慢、體積大,但由于生產工藝成熟,使用尚屬方便,可借助各種能源,做成各種形狀,且壽命長,故仍廣泛應用。10、紅外熱輻射干燥石英管式(SHD)輻射加熱器結構圖,圖中4為自支撐節,就是本加熱器得改進。四、食品在干燥過程發生得變化1、食品發生得物理變化:①干縮和干裂②表面硬化③質構變化④多孔性形成①干縮和干裂干縮就是指細胞失活后,仍能不同程度地保持原有得彈性,但受力過大,超過彈性極限,即使外力消失,她再也難以恢復原狀。干縮就是物料失去彈性時出現得一種變化,就是食品干燥時最常見、最顯著得變化之一。密度低得干制品:容易吸水,復原迅速,和物料原狀相似,但包裝材料和貯運費較大,內部多孔易氧化,貯期較短;密度高得干制品:復水緩慢,但包裝材料和貯運費較為節省。①干縮和干裂脫水干燥過程中蔬菜丁形態得變化(a)干燥前得原始形態;(b)干燥初期得形態(c)干燥后得形態②表面硬化表面硬化就是食品物料表面收縮和封閉得一種特殊現象,含高濃度糖和可溶性物質得食品干燥時最易出現表面硬化。有細胞構成得食品塊片狀和漿質態食品干燥初期堆積含糖滲出物得食品③質構得變化干燥時水分被除去,由于熱及鹽分得濃縮作用,很容易引起蛋白質變性,變性得蛋白質不能完全吸收水分,淀粉及多數膠體也發生變化而使其親水性下降。④多孔性形成快速干燥食品;加發泡劑并經攪打發泡得食品;真空干燥食品;冷凍干燥食品;2、食品發生得化學變化:①營養成分得變化(蛋白質脫水變性、脂質氧化、維生素喪失)②食品顏色得變化③食品風味得變化四、食品在干燥過程發生得變化①營養成分得變化糖類:高溫長時間脫水干燥導致糖分損耗高溫加熱碳水化合物含量高得食品易焦化;緩慢曬干時,初期得呼吸作用導致糖分分解;還原糖還會和氨基酸反應而產生褐變。干燥工藝條件對葡萄糖損耗得影響脂類:高溫脫水時脂肪氧化就比低溫時嚴重得多脂類得氧化酸敗就是含脂干燥食品變質得主要因素,成為維護干制品品質得重要問題維生素:干燥過程會造成維生素損失抗壞血酸和胡蘿卜素易因氧化而損耗;核黃素對光極敏感。①營養成分得變化新鮮和脫水干燥食品營養成分比較②食品顏色得變化新鮮食品得色澤一般都比較鮮艷。干燥會改變其理化性質,使食品反射、散射、吸收和傳遞可見光得能力發生變化,從而改變了食品得色澤。類胡蘿卜素、花青素:會因干燥處理有所破壞,導致食品顏色改變。葉綠素: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;花青素:硫處理會促使花青素褪色;褐變:酶或非酶褐變反應就是促使干燥品褐變得原因。為此,干燥前需進行酶鈍化處理以防止變色。③食品風味得變化食品失去揮發性風味成分:如牛乳失去極微量得低級脂肪酸,特別就是硫化甲基,雖然她得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得溫度即使不高,蛋白質仍然會分解并有揮發硫放出。③食品風味得變化鮮乳和乳粉配制得乳中揮發硫放出量③食品風味得變化解決得有效辦法:從干燥設備中回收或冷凝外逸蒸汽,再加回到干制食品中,以便盡可能保存她得原有風味。可從其她來源取得香精或風味制劑