第二章-食品的脱水分析课件.ppt
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1、第二章第二章 食品的脱水食品的脱水 食品的干制保藏食品的干制保藏食品干燥保藏原理食品干燥保藏原理食品在干燥过程中的主要变化食品在干燥过程中的主要变化食品的干制方法食品的干制方法干制品的包装和贮藏干制品的包装和贮藏内容提要内容提要食品干藏食品干藏干燥:干燥:在自然条件或人工控制条件下促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;使食品中水分蒸发的工艺过程;脱水:脱水:人工控制条件下促使食品水分蒸人工控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程;发的工艺过程;食品干藏:食品干藏:脱水干制品在它的水分降低脱水干制品在它的水分降低到足以防止腐败变质水平后,始终保持低到足以防止腐败变质水平后,始终保
2、持低水分进行长期贮藏的过程。水分进行长期贮藏的过程。干燥的目的干燥的目的延长贮藏期延长贮藏期用于某些食品加工过程以改善加工品质用于某些食品加工过程以改善加工品质便于商品流通便于商品流通经干燥的食品,其水分活性较低,经干燥的食品,其水分活性较低,有利于在室温条件下长期保藏有利于在室温条件下长期保藏如大豆、花生米经过适当干燥脱水,有如大豆、花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳,便于后加工,提高制品品质利于脱壳,便于后加工,提高制品品质干制食品重量减轻、容积缩小,可显著节省干制食品重量减轻、容积缩小,可显著节省包装、储藏和运输费用,便于携带和储运包装、储藏和运输费用,便于携带和储运食品干燥过程控制食品
3、干燥过程控制达到一定的水分要求;达到一定的水分要求;保持或改善食品品质;保持或改善食品品质;控制条件和方法以获得最低能耗控制条件和方法以获得最低能耗第一节第一节 食品干燥保藏原理食品干燥保藏原理一、水分和微生物的关系一、水分和微生物的关系微生物经细胞壁从外界摄取营养物质并向外微生物经细胞壁从外界摄取营养物质并向外界排泄代谢产物时都需要水作为溶剂或媒介界排泄代谢产物时都需要水作为溶剂或媒介质,水为微生物生长活动必需的物质。质,水为微生物生长活动必需的物质。细菌、酵母在水分含量较高的食品中生长细菌、酵母在水分含量较高的食品中生长芽孢发芽需要大量水分;芽孢发芽需要大量水分;霉菌在水分降到霉菌在水分降
4、到12%12%的食品中仍生长;的食品中仍生长;干藏就是通过对食品中水分的脱除,干藏就是通过对食品中水分的脱除,进而降低食品的水分活度,从而限制进而降低食品的水分活度,从而限制微生物活动、酶的活力以及化学反应微生物活动、酶的活力以及化学反应的进行,达到长期保藏的目的。的进行,达到长期保藏的目的。食品中的水分食品中的水分化学结合水分:化学结合水分:按定量比固定地和物按定量比固定地和物质结合的水分,它们的结合最稳定,质结合的水分,它们的结合最稳定,脱水干制不易去除;脱水干制不易去除;物理结合水分:物理结合水分:不按照正确定量比和不按照正确定量比和物质结合的水分,包括,吸附结合水物质结合的水分,包括,
5、吸附结合水分、渗透和结构结合水分;分、渗透和结构结合水分;食品中的水分食品中的水分机械结合水分或游离水分:机械结合水分或游离水分:充满在食充满在食品内毛细管中的和附着在食品外表面上品内毛细管中的和附着在食品外表面上的水分,包括毛细管水分和湿润水分。的水分,包括毛细管水分和湿润水分。食品脱水干制时蒸发掉的水分主要是机食品脱水干制时蒸发掉的水分主要是机械结合水分和部分渗透结合水分。械结合水分和部分渗透结合水分。水分活度水分活度食品所含水分有结合水和游离水分,但只食品所含水分有结合水和游离水分,但只有游离水分才能被细菌、酶和化学反应所有游离水分才能被细菌、酶和化学反应所用,此即为有效水分,可用水分活
6、度用,此即为有效水分,可用水分活度W W估估量。量。0 0w wp pp p 2 21 11 10 0n nn nn np pp p2 21 11 10 0n nn nn np pp p温度梯度 表面水分扩散到空气中T T-T 内部水分转移到表面M-M M水分梯度 Food H2O二、干制对微生物的影响二、干制对微生物的影响 干制后食品和微生物同时脱水,微生干制后食品和微生物同时脱水,微生物所处环境水分活度不适于微生物生物所处环境水分活度不适于微生物生长,微生物就长期处于休眠状态,环长,微生物就长期处于休眠状态,环境条件一旦适宜,又会重新吸湿恢复境条件一旦适宜,又会重新吸湿恢复活动。活动。二、
7、干制对微生物的影响二、干制对微生物的影响 干制并不能将微生物全部杀死,只干制并不能将微生物全部杀死,只能抑制其活动,但保藏过程中微生物总能抑制其活动,但保藏过程中微生物总数会稳步下降。数会稳步下降。 由于病原菌能忍受不良环境,应在由于病原菌能忍受不良环境,应在干制前设法将其杀灭。干制前设法将其杀灭。三、干制对酶的影响三、干制对酶的影响水分减少时,酶的活性也就下降,然而水分减少时,酶的活性也就下降,然而酶和底物同时增浓。在低水分干制品中酶和底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓慢活动,只有在水分降低到酶仍会缓慢活动,只有在水分降低到1%1%以下时,酶的活性才会完全消失。以下时,酶的活性才会完全消
8、失。三、干制对酶的影响三、干制对酶的影响酶在湿热条件下易钝化,为了控制干酶在湿热条件下易钝化,为了控制干制品中酶的活动,就有必要在干制前制品中酶的活动,就有必要在干制前对食品进行湿热或化学钝化处理,以对食品进行湿热或化学钝化处理,以达到酶失去活性为度达到酶失去活性为度 。四、对食品干制的基本要求四、对食品干制的基本要求干制的食品原料应微生物污染少,品质高;干制的食品原料应微生物污染少,品质高;应在清洁卫生的环境中加工处理,并防止灰应在清洁卫生的环境中加工处理,并防止灰尘以及虫、鼠等侵袭。尘以及虫、鼠等侵袭。干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶活并降低微生
9、物污染量。活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。死病原菌或寄生虫。第二节第二节 食品在干燥过程中的主要变化食品在干燥过程中的主要变化一、发生的物理变化一、发生的物理变化干缩和干裂干缩和干裂细胞失活后,仍能不同程度地保持原有的细胞失活后,仍能不同程度地保持原有的弹性,但受力过大,超过弹性极限,即使弹性,但受力过大,超过弹性极限,即使外力消失,它再也难以恢复原状。干缩是外力消失,它再也难以恢复原状。干缩是物料失去弹性时出现的一种变化,是食品物料失去弹性时出现的一种变化,是食品干燥时最常见、最显著的变化之一。干燥时最常见、最显著的变化之一。干缩和干裂干缩和干裂密
10、度低的干制品:密度低的干制品:容易吸水,复原迅速,容易吸水,复原迅速,和物料原状相似,但包装材料和贮运费较和物料原状相似,但包装材料和贮运费较大,内部多孔易氧化,贮期较短;大,内部多孔易氧化,贮期较短;密度高的干制品:密度高的干制品:复水缓慢,但包装材料复水缓慢,但包装材料和贮运费较为节省。和贮运费较为节省。干缩和干裂干缩和干裂脱水干燥过程中蔬菜丁形态的变化脱水干燥过程中蔬菜丁形态的变化(a)干燥前的原始形态;干燥前的原始形态;(b)干燥初期的形态干燥初期的形态(c)干燥后的形态干燥后的形态表面硬化表面硬化表面硬化是食品物料表面收缩和封闭表面硬化是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象,含高浓度
11、糖和可溶的一种特殊现象,含高浓度糖和可溶性物质的食品干燥时最易出现表面硬性物质的食品干燥时最易出现表面硬化。化。孔隙的形成孔隙的形成快速干燥食品;快速干燥食品;加发泡剂并经搅打发泡的食品;加发泡剂并经搅打发泡的食品;真空干燥食品;真空干燥食品;冷冻干燥食品;冷冻干燥食品;热塑性的出现热塑性的出现糖分及其他物质含量高的果蔬汁就属于糖分及其他物质含量高的果蔬汁就属于这类食品。橙汁或糖浆干燥时,水分虽这类食品。橙汁或糖浆干燥时,水分虽全部蒸发掉,但残留固体仍像保持水分全部蒸发掉,但残留固体仍像保持水分那样呈热塑性黏质状态,黏结在设备上那样呈热塑性黏质状态,黏结在设备上难以取下。难以取下。即加热时会软
12、化即加热时会软化质构的变化质构的变化干燥时水分被除去,由于热及盐分的浓干燥时水分被除去,由于热及盐分的浓缩作用,很容易引起蛋白质变性,变性缩作用,很容易引起蛋白质变性,变性的蛋白质不能完全吸收水分,淀粉及多的蛋白质不能完全吸收水分,淀粉及多数胶体也发生变化而使其亲水性下降。数胶体也发生变化而使其亲水性下降。二、发生的化学变化二、发生的化学变化酶活性的变化酶活性的变化干燥时随水分降低,酶的活性也下降,当干燥时随水分降低,酶的活性也下降,当干制品水分降低到干制品水分降低到10%以下时,酶活性才以下时,酶活性才完全消失。干燥初期,酶促反应可能会加完全消失。干燥初期,酶促反应可能会加剧,干燥后期,酶活
13、性降低到一定程度,剧,干燥后期,酶活性降低到一定程度,酶促反应才会显著降低。酶促反应才会显著降低。酶活性的变化酶活性的变化低水分干制品贮藏过程中,特别在它吸湿低水分干制品贮藏过程中,特别在它吸湿后,酶仍会缓慢地活动,从而引起食品品后,酶仍会缓慢地活动,从而引起食品品质恶化或变质。质恶化或变质。酶在湿热条件下易钝化,干热条件下难于酶在湿热条件下易钝化,干热条件下难于钝化,因此对于干制品在干制前有必要对钝化,因此对于干制品在干制前有必要对食品进行湿热或化学处理,使酶钝化。食品进行湿热或化学处理,使酶钝化。对食品营养成分的影响对食品营养成分的影响每单位重量干制食品中蛋白质、脂肪和碳水每单位重量干制食
14、品中蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量大于新鲜食品。化合物的含量大于新鲜食品。糖类:高温长时间脱水干燥导致糖分损耗糖类:高温长时间脱水干燥导致糖分损耗高温加热碳水化合物含量高的食品易焦化;高温加热碳水化合物含量高的食品易焦化;缓慢晒干时,初期的呼吸作用导致糖分分解缓慢晒干时,初期的呼吸作用导致糖分分解; 还原糖还会和氨基酸反应而产生褐变。还原糖还会和氨基酸反应而产生褐变。干燥工艺条件对葡萄糖损耗的影响干燥工艺条件对葡萄糖损耗的影响对食品营养成分的影响对食品营养成分的影响脂类:高温脱水时脂肪氧化就比低温时脂类:高温脱水时脂肪氧化就比低温时严重得多严重得多脂类的氧化酸败是含脂干燥食品变质的主脂类的氧化
15、酸败是含脂干燥食品变质的主要因素,成为维护干制品品质的重要问题要因素,成为维护干制品品质的重要问题维生素:干燥过程会造成维生素损失维生素:干燥过程会造成维生素损失抗坏血酸和胡萝卜素易因氧化而损耗;核抗坏血酸和胡萝卜素易因氧化而损耗;核黄素对光极敏感。黄素对光极敏感。新鲜和脱水干燥食品营养成分比较新鲜和脱水干燥食品营养成分比较对食品颜色的影响对食品颜色的影响新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳。干燥会新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳。干燥会改变其理化性质,使食品反射、散射、吸改变其理化性质,使食品反射、散射、吸收和传递可见光的能力发生变化,从而改收和传递可见光的能力发生变化,从而改变了食品的色泽。变了食品的
16、色泽。类胡萝卜素、花青素:类胡萝卜素、花青素:会因干燥处理有会因干燥处理有所破坏,导致食品颜色改变。所破坏,导致食品颜色改变。对食品颜色的影响对食品颜色的影响叶绿素:叶绿素:湿热条件下叶绿素将失去一部湿热条件下叶绿素将失去一部分镁原子而转化成脱镁叶绿素,分镁原子而转化成脱镁叶绿素, 呈橄榄呈橄榄绿,不再呈草绿色绿,不再呈草绿色;花青素:花青素:硫处理会促使花青素褪色;硫处理会促使花青素褪色;褐变:褐变:酶或非酶褐变反应是促使干燥品酶或非酶褐变反应是促使干燥品褐变的原因。为此,干燥前需进行酶钝化褐变的原因。为此,干燥前需进行酶钝化处理以防止变色。处理以防止变色。对食品风味的影响对食品风味的影响食
17、品失去挥发性风味成分食品失去挥发性风味成分:如牛乳失去极微量的低级脂肪酸,特别是如牛乳失去极微量的低级脂肪酸,特别是硫化甲基,虽然它的含量实际上仅亿分之硫化甲基,虽然它的含量实际上仅亿分之一,但其制品却已失去鲜乳风味。一般处一,但其制品却已失去鲜乳风味。一般处理牛乳时所用的温度即使不高,蛋白质仍理牛乳时所用的温度即使不高,蛋白质仍然会分解并有挥发硫放出。然会分解并有挥发硫放出。鲜乳和乳粉配制的乳中挥发硫放出量鲜乳和乳粉配制的乳中挥发硫放出量解决的有效办法解决的有效办法: 从干燥设备中回收或冷凝外逸蒸汽,从干燥设备中回收或冷凝外逸蒸汽,再加回到干制食品中,以便尽可能保存它再加回到干制食品中,以便
18、尽可能保存它的原有风味。的原有风味。 可从其它来源取得香精或风味制剂再可从其它来源取得香精或风味制剂再补充到干制品中,或干燥前在某些液态食补充到干制品中,或干燥前在某些液态食品中添加树胶和其它包埋物质品中添加树胶和其它包埋物质。第三节第三节 食品的干制方法食品的干制方法干燥设备的分类干燥设备的分类按干燥设备的特征来分类按干燥设备的特征来分类自然干燥方法自然干燥方法人工干燥方法人工干燥方法晒干与风干等晒干与风干等如箱式干燥、窑房式干燥、隧道式干燥、输如箱式干燥、窑房式干燥、隧道式干燥、输送式干燥、输送带式干燥、滚筒干燥、流化送式干燥、输送带式干燥、滚筒干燥、流化床干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等床干燥
19、、喷雾干燥、冷冻干燥等按干燥的连续性分类按干燥的连续性分类间歇(批次)干燥间歇(批次)干燥连续干燥连续干燥以干燥时空气的压力来分类以干燥时空气的压力来分类常压干燥常压干燥真空干燥真空干燥以干燥时向物料供能热的方法分类以干燥时向物料供能热的方法分类对流干燥对流干燥传导干燥传导干燥能量场作用下的干燥及组合干燥法能量场作用下的干燥及组合干燥法实际上许多设备往往兼而有之,故这只是实际上许多设备往往兼而有之,故这只是一种大致的分类而已。一种大致的分类而已。食品的干燥型式食品的干燥型式食品的干燥型式食品的干燥型式一、晒干及风干化一、晒干及风干化晒干晒干是指利用太阳光的辐射能进行干燥是指利用太阳光的辐射能进
20、行干燥的过程的过程;风干风干是指利用湿物料的平衡水蒸气压与是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压差进行脱水干燥的过程空气中的水蒸气压差进行脱水干燥的过程晒干过程常包含风干的作用晒干过程常包含风干的作用,是常见的,是常见的自然干燥自然干燥方法方法自然干燥的特点自然干燥的特点投资少、费用低,能在产地就地干燥;投资少、费用低,能在产地就地干燥;促使尚未成熟的原料进一步成熟促使尚未成熟的原料进一步成熟干燥缓慢,干燥时间长干燥缓慢,干燥时间长受到气候条件的影响和限制受到气候条件的影响和限制生产效率低,制品的卫生安全性难保证生产效率低,制品的卫生安全性难保证科学利用太阳能,充分利用天然能源科学利用
21、太阳能,充分利用天然能源一、晒干及风干化一、晒干及风干化晒干、风干方法可用于固态食品物料(如晒干、风干方法可用于固态食品物料(如果蔬、鱼、肉等)的干燥,尤其适于以湿果蔬、鱼、肉等)的干燥,尤其适于以湿润水分为主的物料(如粮谷类等)的干燥润水分为主的物料(如粮谷类等)的干燥, ,炎热干燥和通风良好的气候环境条件最适炎热干燥和通风良好的气候环境条件最适宜于晒干。宜于晒干。一、晒干及风干化一、晒干及风干化晒干及风干要求晒干及风干要求物料不宜直接铺在场地上晒干,以保证食物料不宜直接铺在场地上晒干,以保证食品卫生要求;品卫生要求;场地宜选在向阳,光照时间长,远离垃圾场地宜选在向阳,光照时间长,远离垃圾堆
22、,防止灰尘及其它废物的污染;堆,防止灰尘及其它废物的污染;注意控制物料层厚度;注意控制物料层厚度;二、空气对流干燥二、空气对流干燥空气对流干燥是最常见的食品干燥方法;空气对流干燥是最常见的食品干燥方法;热空气热空气是热的载体,也是湿气的载体;是热的载体,也是湿气的载体;一般在一般在常压常压下进行,有间歇式(分批)下进行,有间歇式(分批)和连续式;和连续式;被干燥的湿物料可以是被干燥的湿物料可以是固体、膏状物料固体、膏状物料及及液体液体。二、空气对流干燥二、空气对流干燥箱式干燥箱式干燥比较简单的比较简单的间歇式间歇式干燥方法干燥方法; ;单机生产能力不大,工艺条件单机生产能力不大,工艺条件易控制
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