环境管理_食品的脱水干制课程培训

干燥 Drying 是在自然条件或人工控制条件下促使食品中水分蒸发的工艺过程 脱水 Dehydration 是在人工控制条件下促使水分蒸发的过程 食品干藏是脱水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 干藏是食品保藏最久远的方法之一 第一节食品脱水干制保藏原理 一 食品中水分存在的形式 1 自由水或游离水是指食品或原料组织细胞中易流动的 容易结冰也能溶解溶质的这部分水 在干燥的过程中 既能以液体形式又能以蒸汽形式移动 2 结合水指不易流动 不易结冰 不能作为外加溶质的溶剂 它一般不参加化学反应 几乎不能被微生物利用 这部分水被化学或物理的结合力所固定 化学结合水 吸附结合水 结构结合水 渗透压结合水 我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度 Aw f f0f 食品中水的逸度f0 纯水的逸度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 二 水分活度 Aw P P0P 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 三 食品脱水干制保藏原理 1 微生物作用和生物化学反应 2 水分脱除 降低水分活度 1 水分活度与微生物的关系 1 1水分活度与微生物的发育 细菌 0 90 酵母菌 0 88 真菌 0 80 为了控制微生物的生长 延长干制品的储藏期 必须将干制品的水分活度降到0 70以下 1 2水分活度与微生物的耐热性 降低水分活度可以有效抑制微生物的生长 但也使微生物的耐热性增强 图示表示 水分活度在0 2 0 4之间 微生物的耐热性最高 食品的干制虽是加热的过程 但并不能代替杀菌 1 3水分活度与细菌芽孢的形成和毒素的产生 芽孢的形成需要比营养细胞发育更高的水分活度 中毒菌的毒素产生量一般随水分活度的减少而降低 也就是 低的水分活度可以抑制细菌芽孢的形成和中毒菌毒素的产生 一般地 食品原料在干制前没有产生毒素 则干制后不会有毒素产生 干制前已产生毒素 则脱水食品仍可能导致食物中毒 2 水分活度与酶活性的关系 酶反应速度随Aw的提高而增大 通常在Aw为0 75 0 95的范围内酶活性达到最大 水分活度影响酶促反应主要通过以下途径 水作为运动介质促进扩散作用 稳定酶的结构和构象 水是水解反应的底物 破坏极性基团的氢键 从反应复合物中释放产物 酶活性必须在一定的水分活度下才能起作用 不同种类的酶 作用的最低水分活度不同 同时 还与水分子的存在状态有关 水分活度小于0 1 水分活度在0 3 0 4之间 水分活度大于0 55 3 1水分活度与氧化作用的关系 3 水分活度与其他变质因素的关系 3 2水分活度与非酶褐变的关系 中等湿度时 0 6 0 9 褐变速率最大 热量交换和质量交换 湿热交换 第二节食品脱水干制的基本过程 1 水分梯度 导湿性 2 温度梯度 导湿温性 导湿性强而导温性差的食品容易干燥 一 干燥过程中食品的湿热传递 二 干燥过程的特性 食品在干制过程中 食品水分含量逐渐减少 干燥速率变高后平衡再变低 食品温度也在不断上升 三 影响湿热传递的因素 1 温度温度高 水分扩散速率也加快 使内部干燥也加速 2 空气流速空气流速加快 食品干燥速率也加速 3 空气相对湿度脱水干制时 如果用空气作为干燥介质 空气相对湿度越低 食品干燥速率也越快 4 真空度食品在真空条件下干燥 水分容易蒸发 5 表面积表面积大 湿热传递的速度快 6 其它组分定向 细胞结构 溶质的类型和浓度 四 食品干制工艺条件的选择 选择原则 1 尽可能使食品表面水分蒸发速度与其内部水分扩散速度相等 2 恒率干燥阶段可以采用适当高些的空气湿度 以加快干燥过程 3 干燥后应根据干制品的预期含水量调整空气的相对湿度 4 降率干燥阶段 应降低空气温度和流速 尤其是对于热敏性食品 第三节干制对食品品质的影响 一 物理变化 2 表面硬化 3 溶质迁移现象 干制品表面干燥而内部软湿的现象 是食品表面收缩和封闭的一种特殊现象 水分被除去而导致体积缩小 肌肉组织细胞失去部分或全部弹性的现象 会使食品形成多孔结构 有均匀干缩 非均匀干缩两种 1 干缩 二 化学变化 蛋白质变性 碳水化合物 加热时碳水化合物含量高的食品极易焦化 晒干初期呼吸作用导致糖分分解 还会发生糖与氨基酸反应而出现褐变 果蔬中碳水化合物含量较高 它的变化会引起果蔬变质和成分损耗 动物制品则不会 1 营养物的损失 脂肪 高温脱水时脂肪氧化比低温时严重 脂肪氧化可加抗氧化剂控制 维生素 维生素损失多 部分可溶性维生素易被氧化掉 预煮和酶钝化处理也使其含量下降 2 褐变 主要有两类 酶促褐变 多酚类物质在酶的作用下氧化 非酶促褐变 美拉德反应 脂质氧化产物和氨基酸反应 3 风味的变化 引起水分除去的物理力 也会引起一些挥发物质的去处 热会带来一些异味 煮熟味 类脂物质氧化哈败 酸败 酶引起的风味变化 防止风味损失方法 芳香物质回收 低温干燥 第四节食品的干制方法 一 空气对流干燥 柜式干燥设备 隧道式干燥设备 输送带式干燥 气流干燥 泡沫干燥 喷雾干燥 流化床干燥 二 接触干燥 被干燥物与加热面处于密切接触状态 蒸发水分的能量来自传导方式进行干燥 间壁传热 干燥介质可为蒸汽 热油 三 真空干燥 四 冷冻干燥 将食品在冷冻状态下 食品中的水变成冰 再在高真空度下 冰直接从固态变成水蒸汽 升华 而脱水 故又称为升华干燥 五 红外干燥 六 微波干燥 1 筛选和分级 2 回软 先用振动筛分选 后用人工挑选 也叫均湿或水分平衡 目的是使干制品内部水分均匀一致 将干制品堆积在密闭室内或容器内进行短暂储藏即可 3 防虫 烟熏 甲基溴 氧化乙烯 氧化丙烯 甲酸甲酯 乙酸甲酯等 低温杀虫 10度以下 高温热处理 75 80度 第五节干制品的包装和贮藏 4 速化复水处理 5 压块 压片法 用轧辊挤压成一定厚度的薄片 刺孔法 双转辊作用下使干制品组织中留有较多的空隙 将干制品压缩成块状 减小体积 便于储运 同时密实的产品可降低包装袋内氧气含量 可以防止氧化变质 二 干制品的包装 对包装环境的要求干制品的处理和包装应在低温 清洁和通风良好的环境中进行 包装材料和容器的选择基本要求 应防止干制品的吸湿回潮 透气率低 不透光 耐久牢固 包装材料符合卫生要求 价格低廉 包装后的产品大小 形状 外观 包装材料和容器金属罐 玻璃罐 木箱 纸箱 聚乙烯塑料袋 符合薄膜袋 玻璃纸等 内包装多采用薄膜袋 复合薄膜 防潮纸 外包装多采用金属罐 木箱 纸箱 真空包装和气调包装干燥剂 吸氧剂 抗结块剂 干制品包装实例 1 高吸湿性食品的包装典型食品 速溶咖啡 奶粉 水分1 一3 通常平衡相对湿度低于20 有一些产品低10 包装要求 包装环境有较低的相对湿度 RH 包装材料隔绝水 汽 气 光性能高 包装密封性好 包装形式 金属罐 玻璃瓶 复合铝塑纸罐 铝箔袋及铝塑复合袋 真空或充气 软包装 组合包装 大套小 外袋内加干燥剂 吸氧剂 2 易吸湿性食品的包装典型食品 茶叶 脱水汤料 烘烤早餐谷物 饼干等 水分2 8 平衡相对湿度10 30 包装要求 隔绝水 气 汽 光 包装形式 茶 铁罐 瓷罐 复合铝箔袋 袋泡茶用纸 外加收缩膜 调味包 隔绝性好的玻璃瓶或塑料瓶饼干 玻璃纸 各种复合材料 如PE PVDC 3 低吸湿性食品的包装典型食品 坚果 面包等 含水量6 30 包装要求 中等的防潮性能包装形式 软包装材料 如蜡纸 玻璃纸及塑料薄膜常用于面包的包装 目前多采用PEIP以及PEIPP PE共挤薄膜包装袋 并用热封或涂塑的金属丝扎住袋口 高级面包采用铝箔 纸或铝箔 聚乙烯复合材料 4 中吸湿性食品的包装典型食品 蜜饯类食品 25 40 平衡湿度60 90 包装要求 该类食品也易受酵母与细菌等微生物的侵袭 为了延长其保质期 在加工过程中常辅以合适的包装 如个体单包装 多层包装 用热充填 80 85 的方法或采用真空充氮包装 因此要求包装材料有一定的耐热性和低水 汽 气透过性 三 干制品的储藏 干制品在贮藏期的变化水分含量高的干制品在贮藏中有变色 氧化 蛋白变性 香味丧失的可能 干制品的水分含量和贮藏条件良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要因素 环境相对湿度是水分的主要决定因素 避光 干燥地方 低温 补充 干制品的干燥比和复水性 1 干制品的干燥比 2 干制品的复水性和复原性 干制前原料质量和干制品质量的比值 即每生产1千克干制品需要的新鲜原料的质量 千克 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 中间水分食品是指湿度范围在20 40 水分活度范围0 71 0 81 不需要冷藏的食品 半干食品 中湿食品 半干半湿食品 这类食品的保藏能力来自高浓度溶质产生的渗透压 盐和酸及其他溶质的特有作用 使食品中水分活度降低到低于微生物生长繁殖所需的最低水分活度 特点 不需冷藏 发热量高 不需复水 包装简单 第六节中间水分食品 中间水分食品的概念 补充 1 果蔬干制品的工艺研究 荔枝干制过程的护色研究 护色荔枝干的制作工艺 鲜荔枝 剪枝 分选 清洗 热烫 冷却 护色液处理 沥水 干燥 包装 成品90 0 2 的柠檬酸溶液中热烫3min并强制冷却 0 2mol L抗坏血酸 0 2mol L柠檬酸 0 1mol L植酸 0 1mol L氯化钠 0 2mol L亚硫酸氢钠混合液护色处理10min 将护色处理后沥干水分的荔枝于55 65 恒温干燥箱进行间歇干燥至果肉水分为28 32 则停止干燥 2 绿竹笋干制工艺的研究 工艺流程 鲜绿竹笋 清洗 去壳 热烫 水冷却 切片 厚度约5mm 护色液浸泡 3min 干燥 冷却回软 包装 成品热烫时间 沸水中热烫7min 护色处理