食品的干制保藏

食品工艺学之食品干制保藏，干燥是自然条件或人工控制条件下使食品中水分蒸发的工艺过程。

食品的干制保藏

• 概述
  • 食品干燥历史
  • 干制的相关概念
    • 干燥：自然条件或人工控制条件下使食品中水分蒸发的工艺过程。
    • 食品干藏
    • 脱水
  • 干制品的优点
    • 延长保藏期，供货不受季节限制，满足消费者周年需求
    • 降低运输成本，供应经济
• 第一节 食品干藏的原理
  • 水分活度Aw：食品中水的逸度f与纯水的逸度f0之比，等于食品表面测定的蒸汽压p与相同温度下纯水的饱和蒸汽压p0之比。
  • 1.1水分活度和微生物的关系
    • 最低水分活度
    • 1.1.1Aw与微生物的发育
    • 1.1.2Aw与微生物的耐热性
    • 1.1.3Aw与细菌芽孢的形成和毒素的产生
    • 小结
      • 干制降低了水分活度，抑制了微生物的生长发育
      • 干制不能杀死所有微生物，只能抑制它们的活动
      • 若干制品污染有致病菌或寄生虫时，必须干制前先行杀死；
  • 1.2水分活度和酶的关系
    • 酶反应速度随水分活度提高而增大（0.75-0.95）
    • 干燥前对食品进行钝化酶处理
    • 较高水分活度时酶更容易热失活
  • 1.3水分活度与其他变质因素的关系
    • 1.3.1Aw对氧化反应的影响
      • 水分活度在 0.3-0.4之间时脂肪氧化作用最小
      • 水分活度较高或较低时脂肪容易发生氧化
        • 较高：溶氧量↑酶及金属催化剂的流动性↑
        • 较低：水对极性基团的保护↓迅速氧化
    • 1.3.2Aw对褐变反应的影响
      • 非酶褐变有一适宜的水分活度范围
      • 美拉德褐变的最大速度出现在水分活度为0.6～0.9之间
      • Aw↑增大了食物中氧气的溶解。加速了氧化，当水分活度大于0.8 反应物被稀释，氧化作用↓。
  • 小结
    • 水分活度是影响脱水食品储藏稳定性最重要因素
    • 降低干制品的水分活度，就可抑制微生物的生长发育、酶促反应、氧化作用及非酶褐变等变质现象，从而使脱水食品的储藏稳定性增加。
    • 降低水分活度的方法主要有：
      • ①脱水
      • ②化学修饰或物理修饰暴露食品中原有的亲水基团。
      • ③添加亲水性物质(降水分活性剂)
• 第二节 食品干制的过程
  • 干燥过程
    • 传热传质过程
    • 将热量传递给物料
    • 物料中水分向外转移
  • 基本机制
    • 湿热传递——湿传递和热传递
    • 物质交换和能量交换
  • 2.1湿热转递过程
    • 水分梯度
      • 给湿过程（内部→表面）
      • 导湿过程（表面→向外）
    • 温度梯度
      • 导湿温性（水分高温→低温）
    • 4个概念
      • 水分干燥的动力为水分梯度和温度梯度
      • 水分的扩散包括水分内扩散作用和水分外扩散作用
      • 表面汽化控制
      • 内部扩散控制
  • 2.2食品干燥过程特性
    • 三条曲线
      • 水分含量曲线
        • 就是干制过程中食品绝对水分(W绝)和干燥时间(t)间的关系曲线，W绝＝f(t)
      • 干燥速率曲线
        • 干制过程中食品任何时候的干燥速率(dW绝/dt)和该时候食品的绝对水分含量间的关系曲线。
      • 食品温度曲线
        • 干燥过程中食品温度(T食)和干燥时间(t)的关系曲线，T食= f (t)
    • 三个阶段
      • 初期加热阶段
        • 水分略有减少
        • 干燥速率上升，随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值
        • 温度食品温度上升，直到最高值—— 湿球温度
      • 恒速干燥阶段
        • 食品含水量线性快速下降
        • 干燥速率稳定不变，为恒率干燥阶段
        • 温度不变，即热量全部用于水分蒸发
      • 降速干燥阶段
        • 水分逐渐减少，最后达到平衡水分
        • 干燥速率降低，最终趋于零
        • 食品温度上升，直到空气的干球温度
  • 2.3影响因素
    • 干制条件
      • ①干燥介质的温度+
      • ②空气流速+
      • ③空气的相对湿度-
      • ④真空度+
      • 缩短干制时间
    • 食品性质
      • ①表面积+
      • ②物料组成和组分定向
        • 水分在食品内的转移在不同方向上差别很大
      • ③细胞结构
        • 细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去
      • ④溶质的类型和浓度
        • 溶质与水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转移速率，干燥慢。
  • 2.4合理干制工艺条件
    • 干制时间最短；
    • 能量消耗最少；
    • 干制品的质量最高；
  • 2.5干燥时间计算
• 第三节 原料的选择和预处理
  • 干制原料的基本要求
    • 果品原料
      • 干物质含量高,纤维素含量低,风味良好,核小皮薄;
    • 蔬菜原料
      • 菜心及粗叶等废弃部分少,肉质厚,组织致密,粗纤维少,新鲜饱满,色泽好
  • 果蔬原料预处理
    • 分选（选别与分级）
    • 洗涤
    • 去皮
    • 切分破碎
    • 热烫
      • 作用
        • 热烫可以破坏果蔬组织的氧化酶系统，防止维生素和其它营养物质氧化损失，防止色素氧化和酶褐变反应而使制品变色，以保证产品营养丰富，色泽美观
        • 热烫可以除去某些果蔬的不良风味，如苦、涩、辣味，使制品的品质明显得到改善
        • 热烫可以杀死附在果蔬表面的一部分微生物和虫卵
    • 护色
• 第四节 食品常用的干燥方法
  • 方法
    • 自然干制
    • 人工干制
    • 干燥设备的分类
  • 人工干制分类
    • 2.1 直接接触式（空气对流）干燥法
      • 特点
        • 最常用的食品干燥方法，以热空气作为干燥介质，通过对流方式
      • 接触方法
        • 固定式
          • 箱式干燥
          • 隧道式干燥
            • 顺流
              • 设备基本结构：热空气气流与物料移动方向一致——顺流 湿端即热端， 冷端即干端
            • 逆流
              • 设备基本结构：热空气气流与物料移动方向相反——逆流 湿端即冷端，干端即热端
            • 双阶段干燥
          • 输送带式干燥
          • 泡沫干燥
          • 贮仓干燥
        • 悬浮式
          • 气流干燥
          • 流化床干燥
          • 喷雾干燥
    • 2.2 间接接触干燥法
      • 特点
        • 可实现快速干燥
      • 滚筒干燥
    • 2.3 真空干燥
      • 特点
        • 干燥常在较低温度下进行
        • 物料呈疏松多孔状，容易复水
        • 热量常靠传导或辐射向食品传递
        • 操作费用较高
      • 基本结构
        • 干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置
    • 2.4 冷冻干燥
      • 前提
        • 冷冻干燥时物料内水溶液温度必须保持在三相点以下
      • 设备结构
        • 冷冻干燥设备和真空干燥设备相同，但要多个制冷系统, 主要是将物料冻结成冰块状
      • 特点
        • （1）干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥。
        • （2）能保持原物料的外观形状。
        • （3）冻干制品具有多孔结构，因而有理想的速溶性和快速复水性。
        • （4）冷冻干燥脱水彻底（一般低于2％～5％），质量轻，产品保存期长。
    • 2.5 红外干燥
      • 特点
        • ①热辐射效率高
        • ②干燥均匀
        • ③加热速度快
        • ④产品质量好
        • ⑤设备结构简单，体积较小，成本较低
      • 设备结构
        • 预热装置、第一干燥室、第二干燥室、红外加热元件
    • 2.6 微波干燥
      • 优点
        • ①干燥速度极快
        • ②食品加热均匀，制品质量好。
        • ③具有自动热平衡特性
        • ④容易调节和控制。
        • ⑤热效率高。
      • 缺点
        • ①耗电量较大，干燥成本较高。
        • ②热量易向角及边处集中
    • 2.7 组合干燥
• 第五节 干制对食品品质的影响
  • 物理变化
    • 质量减轻，体积缩小
    • 干缩
    • 表面硬化
    • 溶质迁移
    • 物料内部多孔性形成
    • 热塑性的出现
  • 化学变化
    • 营养成分的变化
    • 色泽的变化
    • 风味
    • 透明度
• 第六节 干制品的包装和储藏
  • 一、包装前干制品的预处理
    • 筛选分级
    • 均湿处理（回软、发汗）
      • 将干制品放在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散和分布，从而达到均匀一致的要求。
    • 灭虫处理
      • 最常用烟熏，烟熏剂甲基溴
      • 二氧化硫也常用于果干的熏蒸；大包装葡萄干常用甲酸甲酯防虫害；
    • 速化复水处理
      • ① 压片法 即将颗粒状果干经过相距为一定距离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，薄果片复水比颗粒状迅速得多
      • ② 刺孔法 将半干制品水分含量16-30%的干苹果片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不仅可加快干燥速度，还可使干制品复水加快。
      • ③ 刺孔压片法： 在转辊上装有刺孔用针，同时压片和刺孔，复水速度可达最快。
    • 压块（片）
  • 二、干制品的包装
    • 干制品包装的要求
      • （1）能防止干制品吸湿回潮，要求包装材料长期在90%相对湿度中，每年水分增加量应不超过2%；
      • （2 ）能防止外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等入侵；
      • （3）能不透外界光线，避光；
      • （4）贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能维护容器原有特性，包装容器在30～100厘米高处落下120～200次而不会破损，在高温、高湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂；
      • （5）包装的大小、形状和外观应有利于商品的销售，
      • （6）和食品相接触的包装材料应符合食品卫生要求，安全无毒，并且不会导致食品变性、变质；
      • （7）开启方便；
      • （8）包装费用应做到低廉或合理。
    • 干制品的包装容器
      • ①纸箱和盒
      • ②塑料袋
      • ③金属罐
      • ④玻璃瓶
    • 干制品食品包装
    • 实例
  • 三、干制品的贮藏
    • 条件
      • 干燥地方，相对湿度<65%；
      • 避免有较大的温差，低温更好；
      • 避光;
      • 防虫防鼠。
• 第七节 干制品的干燥比和复水性
  • 一、干燥比
    • 干制前原料质量和干制品质量的比值，反映了产品的干燥成本。
  • 二、复水性和复原性
    • 复原性
      • 干制品充分吸水后，能恢复到近似加工前状态的性能。
    • 复水性
      • 新鲜果蔬食品干制后吸水恢复原来新鲜程度的能力
    • 复水率
      • 复水后沥干质量（ G 复）与干制品试样质量（ G 干）的比值。
• 第八节 中间水分食品
  • 一、定义
    • 指湿度范围在20％～40％、不需冷藏的食品，也称半干食品、中湿食品、半干半湿食品
  • 二、贮藏原理
  • 三、发展状况
  • 四、特点
    • 室温下贮藏，耐藏性好，不需冷藏贮藏
    • 食用前不需复水，食用方便
    • 包装简便，费用低廉
    • 市场供销方便
  • 五、存在问题