第2章食品干制保藏PPT课件VIP

1、College of Food science2021-12-131第2章 食品干制保藏曾凡坤精品课程精品课程2021-12-132主要内容n介绍介绍n干制保藏原理干制保藏原理n干制原理干制原理n干制工艺设备干制工艺设备精品课程精品课程2021-12-133介绍 n食品干制是人类最古老的一种食品加工方法，时至今日它仍然是食品加工中一种重要的手段，并且在现代食品工业中占有重要的地位n食品干燥是借助水分蒸发或冰升华排除食品中的几乎全部水分的一种操作过程 精品课程精品课程2021-12-134食品干燥的主要目的 n A提高食品的保藏性能，延长贮存时间n B食品中许多令人愉悦的质地和营养价值通过干燥而

2、增强，使之更加美味和易于消化吸收nC便于运输和贮存，由于干产品重量轻、体积小，故便于包装、运输、贮存、流通和销售，所需费用也低nD便于进一步加工，干燥后的产品易于粉碎、混合、筛分，可添加各种配料进一步加工成各种美味食品精品课程精品课程2021-12-135第一节 食品干藏原理 n水广泛存在于自然界，也是食品中的重要成分n食品中的水分有多少，差别很大n新鲜果蔬含水量最高，一般都在90%以上n家畜肉含水量约为75%左右n粮食及其加工的米面含水量一般在1215%n奶粉、食糖含水量低，一般只有13%n食品的水分不仅与其质量和食用价值有重要关系，而且还直接影响到它们的贮藏性能精品课程精品课程2021-1

3、2-136第一节 食品干藏原理 n1 食品中水分与微生物的关系n食品干燥的目的是除去其含有的水分，但食品贮存寿命不仅与食品中水的数量有关，且与水的存在状态有关精品课程精品课程2021-12-137水的存在状态n自由水：在组织和细胞中容易结冰、也能溶解溶质的这部分水。 毛细管水细胞间隙内水； 滞化水组织内显微或亚显微 结构与膜 所阻留的水；流动水植物导管、细胞内液泡中的水。精品课程精品课程2021-12-138第一节 食品干藏原理 n1.1食品中的水分n根据食品成分中存在的极性基团不同：n单层分子结合水（Monolayer water）：与极性较强的基团（如-NH2、-COOH等）结合的水，它的

4、结合能较高，所以结合牢度较大；n多层分子结合水（Polylayer water）：与极性较弱的基团（如-OH、-CO、-NH2等）结合的水，其结合能较低，所以结合牢度也较小，又叫它半结合水n天然食品中的结合水，大部分为单分子结合水 精品课程精品课程2021-12-139第一节 食品干藏原理 n1.1食品中的水分n自由水是那些从物理吸附凝集在食品中大于1微米直径的毛细管中或细胞间的水n与一般水没有什么区别，它在100时易蒸发，在0时易结冰，也能溶解食品中的可溶性成分，并能随着周围环境温湿度的改变而增减，这是食品质量变化和微生物繁殖能利用的水 精品课程精品课程2021-12-1310第一节 食品干

5、藏原理 n1.1食品中的水分n通常所说的食品水分食品水分是在105条件下进行烘干测定得到的，并以百分比（%）表示，用这种方法测定的百分比水分，主要是食品中的自由水，另外还包括结合水中的半结合水。所以食品的百分比水分也会随着周围温湿度的变化而变化n食品的含水量有干基和湿基两种不同的表示法精品课程精品课程2021-12-1311第一节 食品干藏原理 n1.1食品中的水分n根据热力学原理，食品内部的水蒸气压总是要与外界空气中的水蒸气压保持平衡，如果不平衡，食品就会通过水分子的释放或吸收以达到平衡状态。当食品内部的水蒸气压与外界空气的水蒸气压在一定温度、一定湿度的条件下达到平衡时，食品含水量保持一定的

6、数值，食品既不放湿也不吸湿，这时测定的食品水分称食品的平衡水分含量平衡水分含量，简称为食品的水分含量或食品的含水量，通常用质量分数表示 精品课程精品课程2021-12-1312第一节 食品干藏原理 n1.1食品中的水分n但是这个平衡也是动态平衡。食品在贮藏中的水分就是处于一个动态的可变数值。根据食品百分比水分的组成，同时它又是可变的数值。因此，单用百分比水分对食品生产实践和贮藏中温湿度的管理均缺少科学的指导作用 精品课程精品课程2021-12-1313第一节 食品干藏原理 n1.1食品中的水分n测定食品中水分的结合程度方法n不冻结水量的测定不冻结水量的测定 分析不冻结水的最成功的方法是采用微分

7、热分析法（Differential thermal analysis：DTA），即将食品样品冷却至低于-60，然后在DTA设备中重新加热，当水含量足够低时，只有“不冻结水”存在，则物料的温度逐渐上升，没有DTA峰值；在水含量较高时，当达到冰熔点时，由于冰的熔解会吸收熔解热，就会出现DTA峰值。用足够数量的不同含水量的食品样品进行DTA测定，就可非常精确确定所有水分样品中“不冻结水”的点精品课程精品课程2021-12-1314第一节 食品干藏原理 n测定食品中水分的结合程度方法：n结合水测定结合水测定 利用宽域质子磁共振（Wide-line Proton magnetic resonance）（

8、核磁共振NMR），在食品总含水量已知时，可估计“结合水”含量n食品中的结合水也可用测定绝缘性来确定n测定食品的双电极特性和测定蒸汽压力等方法也用来研究水的结合状态n 研究食品中水分性质最成功的方法是绘制吸附等温线。即一种与在常温下食品中水的分压及水分含量有关的曲线。因此，研究水分活度比较方便精品课程精品课程2021-12-1315第一节 食品干藏原理 n1.2水分活度n水分活度既能反映食品中水分存在状态，又能揭示食品质量变化和微生物繁殖对其水分可利用的程度。n在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与相同一温度下纯水的蒸汽压的比值，即： 0PPAw精品课程精品课程2021-12-1316第

9、一节 食品干藏原理 n1.2水分活度nP为食品中水的蒸汽分压，P0为纯水的蒸汽压。纯水的P与P0是一致的，所以纯水Aw值为1。而食品中的水分由于有一部分与某些可溶性成分共存（以结合水的形式存在），它的蒸汽压P总是小于纯水的蒸汽压P0，所以食品的Aw均小于1精品课程精品课程2021-12-1317第一节 食品干制保藏原理n食品的Aw与空气的ERH是两个不同的概念，前者表示食品中的水分被束缚的程度，后者表示空气被水蒸气饱和的程度n用Aw来指导食品的生产和贮藏，具有更科学和直接的指导作用精品课程精品课程2021-12-1318第一节 食品干制保藏原理n拉布萨（TPLabuza）在总结食品的稳定性和A

10、w之间的相对关系时，阐明了食品Aw和水分含量之间存在有内在的相互关系。并可用等温吸湿曲线（Water sorption isothermal Curve）来表示。在一定的温度下，食品由于吸湿或放湿，所得到的Aw与含水量之间关系的曲线称为等温吸湿曲线（图1-1）。 图11 等温吸湿曲线精品课程精品课程2021-12-1319第一节 食品干制保藏原理n曲线分为三个区段：nAw在00.25之间为A区段，水分牢固地与食品中某些成分结合在一起，结合力最强，在这个区段内中的水分是单层分子结合水；nAw在0.25.80之间为B区段，在这个区段中，水分虽然也与食品中某些成分结合，但其结合力较弱，在这个区段中的

11、水分是多层分子结合水，即半结合水；nAw在0.800.99之间为C区段，这区段中的水分是以毛细管凝集而存在，即自由水 精品课程精品课程2021-12-1320第一节 食品干制保藏原理n1.3 食品的吸附特性 n食品的典型吸附等温线是反S型的Henderson（海德逊） Fugassi（弗格西） Kuhn（柯恩） Oswin（奥司文）Mizrahi（米兹莱）线性等温线 m=c1a+c2nmcea )1 (nmcea)1 (aaaCaCCm)1(aaaCaCCm)1(21)(lncacmnnaacm)1(mcmca21a水分活度，m干基含水量，c常数，n指数精品课程精品课程2021-12-1321

12、第一节 食品干制保藏原理n1.4水分活性对微生物繁殖的影响n通过对微生物与水的关系研究发现是Aw，而不是水分含量决定微生物生长可利用的水分的最低限制n不同的食品均有各自的Aw值，微生物繁殖生长和食品的质量变化也都需要有一定的Aw阈值n控制食品的Aw对保证和提高食品质量的稳定性以及抑制微生物的繁殖均具有重要意义 n 精品课程精品课程2021-12-1322第一节 食品干制保藏原理n表表1 微生物繁殖生长最低的微生物繁殖生长最低的Aw值值 微生物类别最低Aw值大多数的球菌、杆菌和某些霉菌大多数酵母大多数霉菌、金黄色葡萄球菌耐高渗透压酵母耐干霉菌所有的微生物 0.950.910.910.870.87

13、0.800.650.610.750.650.60 精品课程精品课程2021-12-1323第一节 食品干制保藏原理n表表2 几种微生物繁殖与产生毒素的最低几种微生物繁殖与产生毒素的最低Aw值值 微生物种类毒素名称繁殖产毒黄曲霉（Asp. flavus）青霉（Pen. patulum）赭曲霉（Asp. ochraceus）赭色青霉(Pen. ochraceus)葡萄穗霉(Stachybotrys atra) 黄曲霉毒素（Aflatoxin）青霉菌毒素（Patulin）赭曲霉毒素（Ochratoxin）赭色青霉酸（Penicllic acid）葡萄穗霉毒素(Stachybotryin) 0.650

14、.750.800.770.760.94 0.830.850.850.810.94 精品课程精品课程2021-12-1324第一节 食品干制保藏原理n环境因素环境因素可影响微生物生长所需的可影响微生物生长所需的Aw程度，通常应用的一程度，通常应用的一般原则为其他环境因素（营养素、般原则为其他环境因素（营养素、pHpH值、氧气及温度等）值、氧气及温度等）愈不利，则微生物生长所需的最低愈不利，则微生物生长所需的最低Aw也就愈高。有时也会也就愈高。有时也会发生微生物对于低发生微生物对于低Aw的适应性，特别是当的适应性，特别是当Aw被其他的水溶被其他的水溶性成分所抑制时，而不是被水的结晶作用（冷冻）及水

15、的性成分所抑制时，而不是被水的结晶作用（冷冻）及水的移走（脱水）移走（脱水）n同时，当同时，当Aw被溶质所抑制时，溶质本身可能会影响到复杂被溶质所抑制时，溶质本身可能会影响到复杂的的Aw影响，如在一特定的影响，如在一特定的Aw ，微生物的生长被甘油的抑制，微生物的生长被甘油的抑制要比被氯化钠的抑制较少要比被氯化钠的抑制较少 精品课程精品课程2021-12-1325第一节 食品干制保藏原理n2 Aw对食品化学反应和酶促反应的抑制作用对食品化学反应和酶促反应的抑制作用n水分能够参与下面一个或多个作用：水分能够参与下面一个或多个作用：n反应物或反应产物的一种溶剂；反应物或反应产物的一种溶剂；n反应物

16、；反应物；n反应之产物；反应之产物；n催化剂的修饰剂或其他物质的抑制活化剂（如催化剂的修饰剂或其他物质的抑制活化剂（如水可抑制一些脂肪过氧化作用的金属催化剂）。水可抑制一些脂肪过氧化作用的金属催化剂）。精品课程精品课程2021-12-1326第一节 食品干制保藏原理n2 Aw食品化学反应和酶促反应的抑制作用食品化学反应和酶促反应的抑制作用n2.1 2.1 大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行。降低食品大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行。降低食品的的Aw ，食品中水的存在状态发生了变化，结合水的比例增加，食品中水的存在状态发生了变化，结合水的比例增加了，自由水的比例减少了，而结合水是不能作

17、为反应物的溶了，自由水的比例减少了，而结合水是不能作为反应物的溶剂的剂的n降低食品降低食品Aw ，并使之在贮藏过程中保持其低，并使之在贮藏过程中保持其低Aw状态，就有可状态，就有可能使食品中许多可能发生的反应受到抑制，从而提高食品的能使食品中许多可能发生的反应受到抑制，从而提高食品的稳定性稳定性精品课程精品课程2021-12-1327第一节 食品干制保藏原理n2.2 很多化学反应属于离子反应，反应发生的条件是很多化学反应属于离子反应，反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水化作用，而发生离反应物首先必须进行离子化或水化作用，而发生离子化或水化作用必须有足够的自由水才能进行子化或水化作用必须

18、有足够的自由水才能进行n降低食品的降低食品的Aw ，自由水含量比例下降，影响了反应，自由水含量比例下降，影响了反应物的离子化或水化作用，使反应受到抑制，所以干物的离子化或水化作用，使反应受到抑制，所以干燥食品在贮藏过程中的稳定性也得到了加强燥食品在贮藏过程中的稳定性也得到了加强 精品课程精品课程2021-12-1328第一节 食品干制保藏原理n2.3 很多化学反应和生物化学反应都必须有水分子参很多化学反应和生物化学反应都必须有水分子参加才能进行，如水解反应就是一例。加才能进行，如水解反应就是一例。n降低降低Aw ，就减少了参加反应的自由水的数量。由于，就减少了参加反应的自由水的数量。由于反应物

19、水的浓度下降，化学反应的速度就变慢，结反应物水的浓度下降，化学反应的速度就变慢，结果是食品质量的变化速度减慢，因此干燥食品在贮果是食品质量的变化速度减慢，因此干燥食品在贮藏期间质量变化的程度也就减轻了藏期间质量变化的程度也就减轻了 精品课程精品课程2021-12-1329第一节 食品干制保藏原理n2.4 以酶为催化剂的酶促反应中，水除了起着一种反以酶为催化剂的酶促反应中，水除了起着一种反应物的作用外，还作为底物向酶扩散输送介质，并应物的作用外，还作为底物向酶扩散输送介质，并且通过水化作用促使酶和底物活化。当且通过水化作用促使酶和底物活化。当Aw低于低于0.80时，大多数酶的活性就受到抑制，若时

20、，大多数酶的活性就受到抑制，若Aw值降低到值降低到0.250.30的范围，食品中的淀粉酶、酚氧化酶和的范围，食品中的淀粉酶、酚氧化酶和过氧化物酶就会受到强烈的抑制或丧失其活性过氧化物酶就会受到强烈的抑制或丧失其活性n因此，保持食品的低因此，保持食品的低Aw状态，就可使酶促反应受阻，状态，就可使酶促反应受阻，提高食品在贮藏过程中的稳定性提高食品在贮藏过程中的稳定性 精品课程精品课程2021-12-1330第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 nAw对食品的化学反应和生物化学反应有重要的影响，对食品的化学反应和生物化学反应有重要

21、的影响，所以食品在流通过程中，其营养成分和色香味等风所以食品在流通过程中，其营养成分和色香味等风味物质的变化速度也与味物质的变化速度也与Aw有着密切的关系。降低食有着密切的关系。降低食品的品的Aw，并在贮藏中保持其低，并在贮藏中保持其低Aw状态，可增强食品状态，可增强食品在贮藏过程中的质量稳定性在贮藏过程中的质量稳定性 n酶促反应 n在低水分含量下食品中所发生的酶促反应在过去研究较多，但是对于酶活性的真正影响仍不太清楚。酶促反应往往发生在蔬菜、水果等新鲜的植物性食品中，使制品发生变褐、变黑、变味及粘弹性发生变化等现象精品课程精品课程2021-12-1331第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw

22、对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n酶促反应 n降低酶的活性，就可以抑制酶促反应的进行，而控制Aw是常用的方法之一n未经使酶失活处理的干燥苹果、甘蓝、马铃薯等，在贮藏期间如果Aw较高，含水量达5%10%时，在常温下经过2个月3个月，就会由于酶的作用而变褐、变黑。但把食品的Aw值降低到0.250.30的范围，强烈抑制酶的活性，就能有效地减慢或阻止酶促褐变的进行。在低于BET单层值地区，酶反应发生得十分缓慢或完全停止精品课程精品课程2021-12-1332第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响

23、n非酶反应非酶反应n美拉德（美拉德（Maillard）反应是食品在加热或长期贮存）反应是食品在加热或长期贮存后发生非酶褐变的主要原因后发生非酶褐变的主要原因n当食品的当食品的Aw在一定的范围内，美拉德反应随着在一定的范围内，美拉德反应随着Aw的的增大而加速，增大而加速，Aw在在0.60.7之间，往往褐变最为严之间，往往褐变最为严重；随着重；随着Aw的下降，美拉德反应就会受到抑制而减的下降，美拉德反应就会受到抑制而减弱，当弱，当Aw降低到降低到0.2以下，褐变就难以发生以下，褐变就难以发生精品课程精品课程2021-12-1333第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的

24、影响对食品营养素和色香味变化速度的影响n n非酶反应非酶反应n由于水是反应产物，因此它能抑制反应，更进一步由于水是反应产物，因此它能抑制反应，更进一步说，在较高水分含量下，稀释的影响对于所有决定说，在较高水分含量下，稀释的影响对于所有决定于浓度的反应速率是很重要的于浓度的反应速率是很重要的n水分活性不仅影响在特定温度下的速率，而且也影水分活性不仅影响在特定温度下的速率，而且也影响褐变的活化能响褐变的活化能 精品课程精品课程2021-12-1334第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n脂肪氧化脂肪氧化n隔氧和低温贮藏是防止脂

25、肪氧化酸败的重要措施，隔氧和低温贮藏是防止脂肪氧化酸败的重要措施，而水分活度对脂肪氧化酸败的影响也是不可忽视的而水分活度对脂肪氧化酸败的影响也是不可忽视的n水可影响脂肪的氧化及其他在食品中自由基的反应，水可影响脂肪的氧化及其他在食品中自由基的反应，其过程复杂其过程复杂n增加水的浓度将反应缓慢到中湿度水分范围开始之增加水的浓度将反应缓慢到中湿度水分范围开始之点，过氧化物的产生及氧气的吸收通常会减少点，过氧化物的产生及氧气的吸收通常会减少精品课程精品课程2021-12-1335第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n对蛋白质变性

26、的影响对蛋白质变性的影响n变性是改变了蛋白质分子多肽链特有的有规律的排变性是改变了蛋白质分子多肽链特有的有规律的排列，使蛋白质的许多性质发生改变，以蛋白质为主列，使蛋白质的许多性质发生改变，以蛋白质为主体的干燥食品会由于变性而变得坚硬固结体的干燥食品会由于变性而变得坚硬固结精品课程精品课程2021-12-1336第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n对水溶性维生素破坏率的影响对水溶性维生素破坏率的影响n在其他条件相同的情况下，降低水分活度，可以减在其他条件相同的情况下，降低水分活度，可以减少水溶性维生素的损失少水溶性维生素

27、的损失n如玉米一豆乳粉混合物中维生素如玉米一豆乳粉混合物中维生素C的半衰期随着的半衰期随着Aw值的降低而明显延长。在值的降低而明显延长。在26条件下，当条件下，当Aw值为值为0.7、0.6和和0.55时，其半衰期分别为时，其半衰期分别为231天、天、537天和天和2423天天 精品课程精品课程2021-12-1337第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 nAw与淀粉老化与淀粉老化n影响淀粉老化的主要因素是温度，但影响淀粉老化的主要因素是温度，但Aw对淀粉老化对淀粉老化也有很大的影响。淀粉制品在也有很大的影响。淀粉制品在Aw较

28、高的情况下（含较高的情况下（含水量达水量达30%60%），淀粉老化的速度最快；如），淀粉老化的速度最快；如果降低淀粉的果降低淀粉的Aw ，则老化速度就减慢，若含水量降，则老化速度就减慢，若含水量降至至10%15%，这时水分基本上以结合水的状态，这时水分基本上以结合水的状态存在，淀粉就不发生老化存在，淀粉就不发生老化精品课程精品课程2021-12-1338第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n对水溶性色素分解的影响对水溶性色素分解的影响n葡萄、杏、草莓等水果含水溶性花青素，花青素溶葡萄、杏、草莓等水果含水溶性花青素，花青素溶

29、于水时是很不稳定的，于水时是很不稳定的，1周周2周后其特有的色泽就周后其特有的色泽就会消失。但花青素在这些水果干制品中则十分稳定，会消失。但花青素在这些水果干制品中则十分稳定，经过多年贮存也仅仅是轻微的分解经过多年贮存也仅仅是轻微的分解精品课程精品课程2021-12-1339第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n叶绿素在无水状态下也很稳定，若水的质量分数达叶绿素在无水状态下也很稳定，若水的质量分数达6%6%以上，以上，则会逐渐转变为脱镁叶绿素，进而分解为无色物质则会逐渐转变为脱镁叶绿素，进而分解为无色物质图图1-6 AW对

30、干紫菜叶绿素对干紫菜叶绿素分解的影响分解的影响精品课程精品课程2021-12-1340第一节 食品干制保藏原理n3 3 Aw对食品营养素和色香味变化速度的影响对食品营养素和色香味变化速度的影响 n对芳香成分变化的影响对芳香成分变化的影响n具有芳香气味的水果和蔬菜，冻结干燥后，芳香成具有芳香气味的水果和蔬菜，冻结干燥后，芳香成分的消失随着分的消失随着Aw的增加而加快。如冻结干燥的香菇，的增加而加快。如冻结干燥的香菇，水分含量在水分含量在6%以上的，一年内特有的芳香成分完全以上的，一年内特有的芳香成分完全消失；而水分含量在消失；而水分含量在2%以下的，虽经以下的，虽经2年年3年的年的贮藏，香菇的特

31、有芳香成分仍不会消失贮藏，香菇的特有芳香成分仍不会消失精品课程精品课程2021-12-1341第一节 食品干制保藏原理水分活度对食品水分活度对食品变质因素的影响变质因素的影响示意图示意图 精品课程精品课程2021-12-1342第一节 食品干制保藏原理n4 干制与微生物和酶的关系干制与微生物和酶的关系n4.1 干制对微生物的影响干制对微生物的影响n干制过程中，食品与微生物同时脱水，由于水分下降，干制过程中，食品与微生物同时脱水，由于水分下降，蛋白质变性，微生物不能完全利用水分，忍受不了干蛋白质变性，微生物不能完全利用水分，忍受不了干燥的环境处于休眠状态，部分死亡（微生物数量会稳燥的环境处于休眠

32、状态，部分死亡（微生物数量会稳步缓慢地下降），但大部分仅是抑制作用，遇温暖潮步缓慢地下降），但大部分仅是抑制作用，遇温暖潮湿空气或复水后，就会腐败变质湿空气或复水后，就会腐败变质精品课程精品课程2021-12-1343第一节 食品干制保藏原理n4 干制与微生物和酶的关系干制与微生物和酶的关系n4.1 干制对微生物的影响干制对微生物的影响n寄生虫、病原菌在干燥食品上有时能经受不利于自己的环境寄生虫、病原菌在干燥食品上有时能经受不利于自己的环境而生存下来，当人们食用以后，就会发生公共卫生所危险，而生存下来，当人们食用以后，就会发生公共卫生所危险，如猪肉旋毛虫如猪肉旋毛虫 n最好的控制方法是用较少污

33、染、高质量的食物作原料，干燥最好的控制方法是用较少污染、高质量的食物作原料，干燥前将原料巴氏消毒，于清洁的工厂加工，将干燥过的食品在前将原料巴氏消毒，于清洁的工厂加工，将干燥过的食品在不受尘土、昆虫、鼠类及其他动物感染的情况下贮存不受尘土、昆虫、鼠类及其他动物感染的情况下贮存精品课程精品课程2021-12-1344第一节 食品干制保藏原理n4 干制与微生物和酶的关系干制与微生物和酶的关系n4.2 干燥与酶的关系干燥与酶的关系n酶对湿热环境敏感，特别是温度超过酶活性最高点。在湿热酶对湿热环境敏感，特别是温度超过酶活性最高点。在湿热温度接近水的沸点时，发现各种酶几乎立即失活，但有例外温度接近水的沸

34、点时，发现各种酶几乎立即失活，但有例外n作为一条定则，作为一条定则，100100下下1 1分钟可使各种酶失活分钟可使各种酶失活n当暴露于相同温度的干热中时，酶对热量的影响并不敏感，当暴露于相同温度的干热中时，酶对热量的影响并不敏感，如加热介质和酶制剂是干的，将其短时暴露在近如加热介质和酶制剂是干的，将其短时暴露在近204204时，对时，对酶的影响极微酶的影响极微精品课程精品课程2021-12-1345第一节 食品干制保藏原理n4 干制与微生物和酶的关系干制与微生物和酶的关系n4.2 干燥与酶的关系干燥与酶的关系n酶需要水才能活动，如水分减少，酶活也降低，但酶和基质酶需要水才能活动，如水分减少，

35、酶活也降低，但酶和基质同时存在时，酶反应速度是依据二者的浓度而定。含水量低同时存在时，酶反应速度是依据二者的浓度而定。含水量低于于1%1%时，酶才全部失活，而一般食品都是控制在时，酶才全部失活，而一般食品都是控制在3%3%以上，所以上，所以酶也是被抑制，贮藏中甚至会出现变质现象以酶也是被抑制，贮藏中甚至会出现变质现象n要安全保存食品，干制前将食物原料置于湿热环境下或采用要安全保存食品，干制前将食物原料置于湿热环境下或采用化学方法使酶失活或控制酶活很重要化学方法使酶失活或控制酶活很重要 精品课程精品课程2021-12-1346第一节 食品干制保藏原理n5 对干制的基本要求对干制的基本要求n干制品

36、本身要求品质好、耐贮藏，因此对干制要求干制品本身要求品质好、耐贮藏，因此对干制要求n5.15.1原料品质好原料品质好n5.25.2加工品质好加工品质好n合理的加工工艺包括干制、干制前的辅助处理（必要的清洗、合理的加工工艺包括干制、干制前的辅助处理（必要的清洗、预处理、原料的热烫特别是蔬菜、浸硫、熏硫等）预处理、原料的热烫特别是蔬菜、浸硫、熏硫等）n同时蘑菇不需热烫，但要求加快加工工艺速度同时蘑菇不需热烫，但要求加快加工工艺速度n肉类预煮以提高干制品嫩度，还要配适当的嫩化措施肉类预煮以提高干制品嫩度，还要配适当的嫩化措施精品课程精品课程2021-12-1347第一节 食品干制保藏原理n5 5对干

37、制的基本要求对干制的基本要求n5.25.2加工品质好加工品质好n干制后期注意水分控制，这个指标取决于：干制后期注意水分控制，这个指标取决于：a a原料特性原料特性，如水，如水果结合水多，降至果结合水多，降至15%15%以下，速度低且对品质不利，而蔬菜水以下，速度低且对品质不利，而蔬菜水分含量低至分含量低至3%3%，但最终水分活度是相同的；，但最终水分活度是相同的；b b干制技术和设备；干制技术和设备；c c制品的贮藏期制品的贮藏期，产品本身的限制，产品本身的限制n5.35.3合理的贮藏合理的贮藏n温度、湿度、透气性、包装材料、方式等，依据物料的品种温度、湿度、透气性、包装材料、方式等，依据物料

38、的品种不同而异。亦可与其它保藏手段联用不同而异。亦可与其它保藏手段联用-精品课程精品课程12/13/202148第二节 食品干制原理曾凡坤-精品课程精品课程12/13/202149介绍从食品中除去一定数量的水分称为干燥（Drying）或脱水（Dehydration）习惯上，干燥是指利用自然界的能量除去食品中的水分，如利用日光或风把食物晒干或风干而脱水是在人为的控制下除去食品的水分，如利用热风、蒸汽、减压、冻结等方法故有人把前者称为自然干燥，后一种方法称为人工干燥食品的干燥或脱水统称为干制 -精品课程精品课程12/13/202150介绍 不论采用什么方法，食品的干燥或脱水需要两个过程：必须将热量

39、传入食品和使水分逸出食品（即包括有将热传导入食品之中及食品中水传递以及将水送离食品） 把含有水分的食品放置在空气中，如果食品表面水蒸气压高于周围的蒸汽压，表面的水分就会向空气中蒸发，从而造成表面与内部水分密度的差别，水分随之由内部向表面扩散，扩散到表面的水分又向周围空间蒸发。如此下去，食品的水分就不断减少 食品干制也就是水分的表面蒸发与内部扩散的结果 -精品课程精品课程12/13/202151介 绍 食品水分蒸发是需要吸收蒸发潜热的。食品干制时所需要的热量可由热交换的各种形式提供：以辐射换热提供热量的有日光干燥、红外线和微波加热等；以导热方式提供热量是使食品原料和传热介质相接触；以对流换热方式

40、提供热量是通过热空气对流给热等 简而言之，食品的干制过程实质上是热和质的传递过程，即食品从外界获得热量，使本身所含的水分向外扩散和蒸发的结果。同一操作条件对于这两个过程并非都是有利的 热量传递、水分移动一直贯穿整个干制过程 -精品课程精品课程12/13/202152食品食品内部质内部质量传递量传递外部质外部质量传递量传递热传递热传递-精品课程精品课程12/13/2021531 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.1食品中水的存在形式 化学结合水 物理化学结合水 机械结合水-精品课程精品课程12/13/2021541 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.2食品干制曲线

41、 干燥曲线 干燥速率曲线 温度曲线-精品课程精品课程12/13/202155DEAACBDCBAEDCBE干燥曲线干燥曲线干燥速干燥速率曲线率曲线食品温度食品温度曲线曲线时间（小时）时间（小时）食品温度（食品温度（）食品干燥速率（食品干燥速率（%/分）分）食品绝对水分（食品绝对水分（%）-精品课程精品课程12/13/2021561 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 干制过程包括水分经原料表面蒸发、食品内部水分向外扩散（传质）和干燥空气与食品之间产生热能互换（传热）。可分为三个阶段： 预热阶段 物料温度上升到干燥空气的湿球温度，食品水分逐渐下降，干燥速度

42、由0增至最高值。干制预热阶段所经历的时间很短，与整个干燥过程所需时间相比，常常略去不计 -精品课程精品课程12/13/2021571 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 恒率干燥阶段 经过初期的预热阶段后，食品水分不断呈直线性下降，外界向物料提供的热量全部消耗于水分蒸发，此时食品不再受热（温度维持不变），干燥速率恒定，在该阶段蒸发的水分主要是游离水。由于食品表面总被它内部向外扩散的水分所湿润，所以它和自由液面的水分蒸发相类似。不同的是，因食品表面粗糙，其水分蒸发的表面积大于食品的几何面积，加之食品结构的多孔性，食品内部也有水分蒸发，因此食品的干燥速度大于

43、自由液面的水分蒸发速度 -精品课程精品课程12/13/2021581 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 在这一阶段，如果外界供热的方式是通过热空气的对流，则存在着下列热质平衡：式中：w食品的质量，kg；dw/d食品水分蒸发速度，kg/h；Lu水分的蒸发潜热，kJ/kg；a水空气界面上空气薄膜的换热系数，kJ/hm2K；Tr热空气的温度，K；T0食品表面的温度，K；F食品水分蒸发的总面积，m2 LTTFaddrw)(0-精品课程精品课程12/13/2021591 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 显然，在恒率干燥

44、阶段，水分蒸发的速率取决于空气的温度和相对湿度、空气的流速、食品的形状和蒸发面积等因素 LTTFaddrw)(0-精品课程精品课程12/13/2021601 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 降率干燥阶段 当食品的大部分游离水蒸发完后，食品的含水量下降到某一数值，平均温度和湿度随干燥进行到达C点（临界点），此时食品的含水量称为第一临界水分（1），湿度称为临界湿度；食品的干燥速度不再保持恒速状态，而是以曲线的形式下降，食品的干制进入降速干燥阶段。食品表面水分蒸发量大于内部水分的扩散量，原来的蒸发扩散平衡遭到破坏，由于食品水分蒸发速度减慢，若单位时间里热能

45、的供应量保持不变，物料表面温度升高 -精品课程精品课程12/13/2021611 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 在干制末期，食品的水分下降逐渐变慢，水分含量按渐近线向平衡水分靠拢，当食品水分达到平衡水分时，食品的含水量保持恒定，干燥速率为零，即干燥结束。此时食品的温度与热空气相等。在降率干燥阶段，曲线的形状受到各种因素的影响，如物料的结构、水分和物料的结合形式、水分扩散历程等。一般说来，降率阶段还可以分为两个不同的阶段：开始时水分移动稍微困难，称为第一降率干燥阶段；后来为结合水分的移动，称为第二降率干燥阶段 -精品课程精品课程12/13/20216

46、21 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化 前二个阶段物料始终处于湿润状态，主要去掉的自由水、渗透结合水和结构结合水，大部分水以液态形式从内向外转移，到达第一平衡点W2后开始进入降率阶段，不能维持雾化层。最终的食品水分含量取决于相对湿度（），当空气RH%小于10%时，才能去掉胶体吸附水 -精品课程精品课程12/13/2021631 给湿过程 1.1食品干制中水分状态的变化 1.1.3干制过程及水分状态变化图2 胡萝卜丁含水量在脱水过程中的变化 -精品课程精品课程12/13/2021641.2 给湿过程 特点：物料水分吸湿水分 表现：物料表面受热水分蒸发，内

47、部水分向表面移动，表面又被它内部向外扩散的水分所湿润，此时水分从物料表面向外的扩散过程称为给湿过程 它和自由液面水分蒸发相似，实质上是恒率干燥阶段的干燥过程 -精品课程精品课程12/13/2021651.2 给湿过程 物料表面始终保持湿润水分进行蒸发，故表面水分蒸发强度可按照下式估算： 内部水分快速向表面移动，表面水分蒸发，才能保持给湿过程不断进行，此阶段的干燥速度受内部扩散的快慢控制 B）PPCW空饱物饱760(-精品课程精品课程12/13/2021661.2 给湿过程 影响给湿系数C的因素： 食品本身的水分状态：食品性质、毛细管水、吸附水比例； 物料层厚度、形状； 物料结构：多孔性、热，水

48、分传递快，坚实、冷，水分传递慢； 空气状态-精品课程精品课程12/13/2021671.2 给湿过程 在这一阶段，如果外界供热的方式是通过热空气的对流，则存在着下列热质平衡： 式中：W：食品的质量，kg； dW/d：食品水分蒸发速度，kg/h； Lu：水分的蒸发潜热，kJ/kg； ：水空气界面上空气薄膜的换热系数，kJ/hm2K Tr：热空气的温度，K； T0：食品薄膜温度，K； F：食品水分蒸发总面积，m2。 LTTFaddrw)(0-精品课程精品课程12/13/2021681.2 给湿过程 显然，在恒速干燥阶段，表面水分蒸发带走的制约条件： 食品内外温度差； 食品内外水分压力差，饱和蒸气压

49、力与空气蒸气压力之差； 食品的表面状态如形状和蒸发面积； 空气温度和湿度、热空气流速； 一般针对具体物料，主要是控制空气状态来控制给湿过程，以保证恒率干燥阶段延长-精品课程精品课程12/13/2021691.2 给湿过程 在干燥过程中基本的外部变量为温度、湿度、空气的流速和方向、物料的物理形态、搅动状况，以及在干燥操作时干燥器的待料方法 外部干燥条件在干燥的初始阶段，即在排除非结合表面湿分时特别重要，因为物料表面的水分以蒸汽形式通过物料表面的气膜向周围扩散，这种传质过程伴随传热进行，故强化传热便可加速干燥-精品课程精品课程12/13/2021701.2 给湿过程 但在某些情况下，应对干燥速率加

50、以控制，例如瓷器和原木类物料在自由湿分排除后，从内部到表面产生很大的湿度梯度，过快的表面蒸发将导致显著的收缩，此即过干燥和过度收缩。这会在物料内部造成很高的应力，致使物料龟裂或弯曲。在这种情况下，应采用相对湿度较高的空气，既保持较高的干燥速率又防止出现质量缺陷 此外，根茎类蔬菜和水果切片如在过程 1中干燥过快，会导致临界含水量的提高而不利于干燥全过程速率的提高 -精品课程精品课程12/13/2021712 导湿过程 2.1导湿性 干燥过程中，随着水分蒸发，物料表面和内部水分出现湿度差，从而引起水分扩散现象 物料内水分总是从高水分处向低水分处扩散，对流干燥物料中心水分含量比物料外表面高，即存在着

51、湿含量落差。食品中水分含量相同的面称为等湿面。若用表示靠近物料表面某点所在的等湿面A的湿含量或水分含量（kg/kg干物质），离A稍靠内部的等湿面B的水分含量为，两等湿面所切线相距n，那么，物体内A、B两等湿面之间的水分梯度grad则为 -精品课程精品课程12/13/2021722 导湿过程 2.1导湿性0)(limnngradnnn0lim式中：物体内的湿含量，即每千克干物质内的水分含量（kg）; n：物料内等湿面间的垂直距离（km） -精品课程精品课程12/13/2021732 导湿过程 2.1导湿性式中:i、j、z：各自的向量 zzjyixxyz无向量导数因而，水分梯度为空间内水分含量沿着

52、法线发生变化的速度。值不仅因坐标而异，而且还取决于时间，故水分梯度可用偏导数方式加以表达 -精品课程精品课程12/13/2021742 导湿过程2.1导湿性表现 固体干燥时会出现：呈液态分子的扩散；蒸气形态的扩散；毛细管水位移以及内挤压空气使毛细管水扩散。这样的水分扩散移动常称为导湿现象，也可称为导湿性。导湿性引起的水分转移量为：i水Kd/nKd kg/m2h 式中：i水物料内水分转移量，单位时间内单位面积上的水分位移量（kg/kg干物质m2h）； K导湿系数（m2/h）； d单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/m3）；物料水分（kg/kg干物质）； -精品课程精品课程12/13/2

53、021752 导湿过程 2.1导湿性 K值表明食品材料中水分状态，它随温度、物料中水分状态而变化。如图3所示，干制中K值是变化的，恒率干燥阶段物料温度恒定,含水量大于1,干燥的水分是渗透结合水，所以水分转移是以液态形式转移，K值恒定，且达最大值（图3的A区）；当进入第一降率干燥阶段时，物料的含水量在12之间，去除毛细管水，水分以蒸汽形式扩散，也有部分液态形式，K下降（图3中的B区）； -精品课程精品课程12/13/2021762 导湿过程 2.1导湿性图图 物料水分与导湿系数间的关系物料水分与导湿系数间的关系 吸附水分 毛细管水分 渗透水分 -精品课程精品课程12/13/2021772 导湿过

54、程 2.1导湿性 当干制进入到第二降率干燥阶段时，物料的含水量小于2，先排除的水分是物理吸附的多分子层吸附水，以蒸汽形式扩散，因为水分小到一定程度，K上升，有一定水蒸气压，在其推动下速度加快；随即去除的是化学吸附的单分子层水，蒸汽压下降，推动力下降，K值下降 物料不同，K值变化不同，干制中需对各种物料K值变化规律了解，才能很好的控制各种过程 -精品课程精品课程12/13/2021782 导湿过程 2.1导湿性 除了水分在物理中的存在状态对导湿系数有明显影响外，物理的温度也影响K值，与温度的14次方成正比，因次导湿性小的物料干燥前在等湿条件下进行加温预热，可以提高干燥速度，加速干制时水分的转移，

55、这与导湿温性有关14229010TK-精品课程精品课程12/13/2021792 导湿过程 2.2导湿温性 随物料水分转移，在物料表面没有充足的自由水分时，热量传至湿物料后，物料就开始升温并在其内部形成温度梯度，温度推动液流或气流由高温向低温流动，从而引起水分转移，方向是从物料表面向内部中心迁移，这种由于温度梯度引起的液态或气态水分转移现象称为导湿温性 由此而引起的水分转移量与温度梯度成正比，可用下式表示 -精品课程精品课程12/13/2021802 导湿过程 2.2导湿温性 式中 K：物料导湿系数（m/h）； d：单位湿物料容积中绝对干物质重量（kg/m3）； T/n：温度梯度（K/m）；

56、：湿物料的导湿温系数（1/ K或kg/kg干物质）。表示单位温度梯度时物理内部所形成的水分梯度，即 -精品课程精品课程12/13/2021812 导湿过程 图4 导湿温性与物料水分的关系 -精品课程精品课程12/13/2021822 导湿过程 2.2导湿温性 由K、引起的水分转移方向相同，则物料的水分内扩散量：i总i温i水Kd（/n +/n） 此时，水分之扩散达到最大值，如微波干燥、接触干燥属于此类。i总大于给湿过程，干燥则受表面所控制，这一过程持续下去，则延长了恒率干燥阶段 -精品课程精品课程12/13/2021832 导湿过程 2.2导湿温性 由K、引起的水分转移吸附相反，则物料水分内扩散

57、量i总i温i水Kd（/n/n） 此时，若导湿性（i水）大于导湿温性（i温），干燥仍进行，导湿温性成为阻力；导湿温性（i温）的大于导湿性（i水），水分随热流方向转移，并向水分增加方向发展，意味干燥终止，水分向内扩散，远红外线干燥和烤面包的初期阶段属此情况 -精品课程精品课程12/13/2021842 导湿过程 2.2导湿温性 如面条蛋白质含量高，以蛋白质为主体的胶体结构，水分的胶体吸附水为主；而速煮米蛋白质少，以淀粉为主的胶体毛细管多孔物质，毛细管水、湿润水量较高，所以为使面条不断裂，速煮米复水性好，则干燥条件不同。希望速煮米在干燥过程中形成多孔性结构，一开始就可采用较高温度，乃至采用膨化干燥。

58、面条则刚好相反，希望组织致密，选择低温长时间干燥，使内部水分向外扩散 所以干制中首先要考虑物料的性质（结构状态、水分状态），然后根据产品的品质要求选择干燥方法、工艺条件 -精品课程精品课程12/13/2021853影响湿热传递的因素 3.1干燥介质状态 温度 温度是传热的推动力，加热介质与食品之间的温差越大，传入食品的热量传递速率就越高，从而为食品脱水提供推动力。当加热介质是空气时，温度的作用就居次要地位 由于水分以水蒸气的形式逸出食品而在食品表面形成雾化层，故必须加以排除，否则水分就会在食品表面形成一层饱和大气，从而减缓随后的脱水速率。空气越热，空气成为饱和之前所能容纳的水分就越多 -精品课

59、程精品课程12/13/2021863影响湿热传递的因素 3.1干燥介质的状态 3.1.2 湿度（空气干燥度） 当空气是干燥介质或者食品在空气中干燥时，空气愈干燥，食品当空气是干燥介质或者食品在空气中干燥时，空气愈干燥，食品的干燥速度愈快的干燥速度愈快 采用空气作为干燥介质时，空气的相对湿度与食品的干制具有密采用空气作为干燥介质时，空气的相对湿度与食品的干制具有密切的关系。相对湿度越低，温度计中干球温度与湿球温度的差值切的关系。相对湿度越低，温度计中干球温度与湿球温度的差值也就越大。在恒速干燥阶段，食品表面的温度与湿球温度相当，也就越大。在恒速干燥阶段，食品表面的温度与湿球温度相当，所以降低空气

60、的相对湿度，介质与食品表面的温差就增大，食品所以降低空气的相对湿度，介质与食品表面的温差就增大，食品干燥的速度必然变大；若相对湿度增大，则介质与食品表面温差干燥的速度必然变大；若相对湿度增大，则介质与食品表面温差就减小，干燥速度减慢。在降率干燥阶段，为了防止食品表面水就减小，干燥速度减慢。在降率干燥阶段，为了防止食品表面水分蒸发过快，常常采用提高相对湿度的方法，不仅可有效地控制分蒸发过快，常常采用提高相对湿度的方法，不仅可有效地控制水分的蒸发，且防止食品表面的干裂水分的蒸发，且防止食品表面的干裂 -精品课程精品课程12/13/2021873影响湿热传递的因素 -精品课程精品课程12/13/20