《食品干燥保藏》课件.ppt

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1、2010,广东科贸职业学院,1,第一章食品的脱水干制,2010,广东科贸职业学院,2,1.食品干燥保藏,干燥(Drying)：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)：是为保证食品品质变化最小，在人工控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程。,2010,广东科贸职业学院,3,指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分的保藏方法。,食品干燥保藏：,2010,广东科贸职业学院,4,食品干藏的特点：,延长保藏期 干制后，重量减轻、某些食品体积缩小，可节省包装和运输费用 设备可好可差 食品可增香、变脆 食品的色

2、泽、复水性有一定的差异,2010,广东科贸职业学院,5,1.1 食品干燥保藏的基本原理,食品中水分存在的形式,化学结合水：,以严格的比例组成物质的分子，一般在干燥时这种水不能脱除,结合水：,这种水是由被物质吸附结合、吸收渗透的水组成，但脱掉它需要消耗一定的能量才能变成蒸汽散失,自由水：,2010,广东科贸职业学院,6,这种水存在于食品中的微毛细管和大毛细管中，具有水的全部性质，在食品干燥时很容易释出，也叫游离水,自由水：,2010,广东科贸职业学院,7,1.1.2 食品中水分活度的概念,实质表示食品中水分被束缚的程度Aw=P/P0,水分活度(（water activity Aw。),或食品中水

3、的蒸汽压和该温度下纯水的饱和蒸汽压之比,食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为 水分活度,2010,广东科贸职业学院,8,水分活度大小的影响因素?,取决于水存在的量,温度,水中溶质的浓度,食品成分,水与非水部分结合的强度,2010,广东科贸职业学院,9,1.1.3 干燥保藏基本原理,1)水分活度对微生物生长的影响,微生物生长繁殖所需的最低水分活度,2010,广东科贸职业学院,10,水分活度能改变微生物对热、光和化学试剂的敏感性,微生物产生毒素所需的最低水分活度比微生物生长所需的最低水分活度高,2010,广东科贸职业学院,11,2)水分活度对脂肪氧化的影响,2010,广东科贸职业学院,12,3)水分

4、活度对酶活力的影晌,酶反应的速度随水分活度的提高而增大，通常在水分活度为0.750.95的范围内酶活性达最大，超过这个范围酶促反应速度下降.,2010,广东科贸职业学院,13,4)水分活度对非酶褐变的影响,在中等湿度时褐变速率最大,5)水分活度对其他营养成分的影响,对维生素、淀粉老化、蛋白质变性、水溶性色素等都有影响,2010,广东科贸职业学院,14,微生物污染（霉变），是否水分活度不足以控制微生物 脂肪酸败 虫害,如果干制食品发生腐败变质？,原因,2010,广东科贸职业学院,15,温度梯度 表面水分扩散到空气中 T 蒸汽压差 Food H2O内部水分转移到表面 M 水分梯度,1.2 食品干制

5、的基本原理,1.2.1 干制过程的湿热传递,2010,广东科贸职业学院,16,干制过程表面水分蒸发，表面湿含量比物料中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。,水分梯度：,水分从高向低扩散，亦即从内部不断向表面方向移动。,导湿性,2010,广东科贸职业学院,17,温度梯度,干制过程中食品表面受热高于它的中心，在物料内部建立温度差，即温度梯度。,导湿温性,温度梯度将促使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温处转移。,2010,广东科贸职业学院,18,1.2.2 影响热量和质量传递的重要因素,取决于干燥物料的性质以及干制条件,1)食品性质的影响,表面积：湿热通道、湿热传递的距离决 定了食

6、品被干燥的快慢。,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,如：小颗粒，薄片增加湿热通道、缩 短湿热传递的距离易干燥、快,2010,广东科贸职业学院,19,2)干制条件的影响,温度：对于空气作为干燥介质，提高 空气温度，干燥加快,空气流速：空气流速加快，食品干燥 速率也加速,需注意：在干燥过程中，温度不是越高 越好，褐变、表面形成保护 膜、蛋白质变性,2010,广东科贸职业学院,20,空气相对湿度：空气相对湿度越低，食品干燥速率也 越快，脱水干制时，食品的水分能下 降的程度也是由空气湿度所决定。,真空度：当真空下干燥时，空气的蒸汽压减 少，在恒速阶段干燥更

7、快。气压降低 则沸腾愈加速。如：水分含量的测定，真空只需半小左右,2010,广东科贸职业学院,21,1.2.3 干制过程的特性,食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在不断上升,2010,广东科贸职业学院,22,A-B 热力平衡,D-E 水分平衡,C-D降率干燥阶段：水分从表面跑向干燥空气中的速率快于水分补充到表面的速率。,B-C恒率干燥阶段：水分从食品内部迁移到表面的速率大于或等于水分从表面跑向干燥空气的速率，可以维持表面水分含量恒定。,2010,广东科贸职业学院,23,（1）干燥曲线 干燥时，水分短暂平衡 快速下降 缓慢减少 随后达到平衡水分,（2）干燥速率曲

8、线快速上升 达到最高值稳定恒速 下降,（3）食品温度曲线上升 恒温(湿球温度)逐渐上升,2010,广东科贸职业学院,24,1.3 干制过程中食品的主要变化,1.3.1 物理变化,1)溶质迁移现象：在干燥中出现两股方向相反的物质流，第一股物质流把溶质通过溶剂带往物料表面，第二股物质流因浓度差扩散而使溶质重新回到内部，,干燥过程尽量使溶质分布均匀,2010,广东科贸职业学院,25,2)干缩、干裂、表面硬化、热塑性,干缩：细胞无法恢复原有的形态,干裂：中心干燥之前表面已干燥变硬，当中心 干燥收缩时导致内部开裂,表面硬化：溶质在食品表面形成一层干硬膜,热塑性：果汁或蔬菜汁干燥后固体仍呈热 塑性发粘状态

9、,2010,广东科贸职业学院,26,3)多孔性：加快传质、但减缓传热,4)挥发性物质的损失：部分挥发性风味物 质随水蒸气挥发,5)水分分布不均现象,2010,广东科贸职业学院,27,1.3.2 化学变化,1)营养成分,蛋白质：发生变性、分解硫化 物、羰氨反应碳水化合物：分解、焦化脂肪：高温脱水时脂肪氧化比低 温时严重维生素：对热、光敏感，损失非 常高,2010,广东科贸职业学院,28,2)色素,色泽随物料本身的物化性质改变（反 射、散射、吸收传递可见光的能力）天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶 绿素褐变：羰氨反应(Maillard)、酶促褐 变、焦糖化等,2010,广东科贸职业学院,29,3)风

10、味,引起一些挥发物质的损失热会带来一些异味、煮熟味形成特有的香味,2010,广东科贸职业学院,30,1.3.3 组织学变化,脱水降低持水性、组织纤维的韧性，复水性差，口感老、韧，缺乏汁液。,2010,广东科贸职业学院,31,1.4 食品干制前的预处理,1 干制前的热处理,经过热处理，以达到杀菌、灭酶、杀死虫卵,2 预防褐变和氧化的预处理,亚硫酸盐抑制氧化褐变，抗坏血酸、半胱氨酸等还原性物质抑制褐变添加抗氧化剂可防止干燥时氧化,2010,广东科贸职业学院,32,自然干制：,人工干制：,在自然环境条件下干制食品的方法：晒干、风干、阴干,在常压或减压环境用人工控制的工艺条件进行干制食品。,1.5 食

11、品的干制方法,2010,广东科贸职业学院,33,1.5.1 空气对流干燥,常压下，空气自然或强制地对流循环，流动的热空气不断提供蒸发水分所需的热量和带走水分,2010,广东科贸职业学院,34,1.5.1.1 柜式或盘架式干燥设备,特点：间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高。,操作条件：空气温度94，空气流速2-4m/s,适用对象果蔬或价格较高的食品。作为中试设备，摸索物料干制特 性，为大规模工业化生产提供依据,2010,广东科贸职业学院,35,1.5.1.2 隧道式干燥设备,高温低湿空气进入的一端-热端低温高湿空气离开的一端-冷端湿物料进入的一端-湿端干制品离开的一端-干端热空气气流与物料移

12、动方向一致-顺流热空气气流与物料移动方向相反-逆流,2010,广东科贸职业学院,36,湿端（冷端）,高温低湿,干端（热端）,低温高湿,逆流式干燥设备示意图,特点：干制品的最终水分较低（5）；适宜于软质水果的干制。,(1)逆流式隧道干燥设备,湿端即冷端，干端即热端,2010,广东科贸职业学院,37,(2)顺流隧道式干燥,湿端即热端，冷端即干端,湿物料与干热空气相遇，可使用高的空气 温度如80-90 干制品水分难以降到10%以下 可用于干制葡萄,2010,广东科贸职业学院,38,(3)双阶段干燥,混流式干燥设备示意图,特点：干燥均匀、生产能力大、产品品质较好、各干 燥段的热空气温度和流速可分别调节

13、。,用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）,2010,广东科贸职业学院,39,1.5.1.3 输送带式干燥,特点：操作连续化、自动化、生产能力大,(2)多层输送带,顺流、逆流、穿流,(1)单带式干燥,特点：物料有翻动；物流方向有顺流和 逆流；操作连续化、自动化、生 产能力大、占地少,2010,广东科贸职业学院,40,多层输送带式干燥机,2010,广东科贸职业学院,41,1.5.1.4 喷雾干燥,通过压力或离心力将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程。,2010,广东科贸职业学院,42,喷雾干燥机,干燥室,雾化系统,空气粉末分离,2010,广东科贸职业学院,

14、43,(1)常用的喷雾系统,压力喷雾：高压下（700-1000kPa）喷成雾状，液滴颗粒约100-300m，离心喷雾：高速旋转的盘中（5000-20000rpm），在离心力的作用被分散成雾状液滴，大小10-500m,(2)空气加热系统,蒸汽加热；燃烧油；电加热。温度170-230 左右,2010,广东科贸职业学院,44,(3)干燥室,液滴和热空气接触的地方，为立式或卧式，根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流。,(4)旋风分离器,细粉末靠旋风分离器来完成空气和粉末的分离,2010,广东科贸职业学院,45,(5)喷雾干燥的特点,蒸发面积大；干燥过程液滴的温度低；过程简单、操作方便、适合于连续化生

15、产；耗能大、热效低,(6)喷雾干燥的典型产品,奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制剂；动植物物提取物,2010,广东科贸职业学院,46,1.5.1.5 气流干燥,用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥,适用对象：水分低于35%40%的物料 例糯米粉、马铃薯颗粒,2010,广东科贸职业学院,47,1.5.1.6 流化床干燥,使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（与液态相似）。适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）,2010,广东科贸职业学院,48,1.5.1.7 仓贮干燥,适用于干制那些已经用其他干燥方法去除大部分水分而尚有部分残余水分需要继续清除

16、的未干透的制品 如将蔬菜半干制品中水分从10 15%降 到36%,优点：比较经济且不会对制品造成热损害,2010,广东科贸职业学院,49,1.5.2 接触干燥,被干燥物与加热面处于密切接触状态，间壁传热，干燥介质可为蒸汽、热油,特点：快速干燥，可使物料固形物从3-30%增加到90-98%，表面温度可达100-145，接触时间2秒-几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味,适用对象：浆状、泥状、液态，受热影响不大的食品，如麦片、米粉,多为滚筒干燥,2010,广东科贸职业学院,50,如：维山米粉大米挑选水洗磨浆配料滚筒干燥 刮料收集包装浆液浓度：可溶性固形物18%，表面温度1053,时间60-80秒,20

17、10,广东科贸职业学院,51,滚筒式干制机,2010,广东科贸职业学院,52,1.5.3 真空干燥,基本结构：干燥箱、真空系统、供热 系统、冷凝水收集装置,特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨化,设备类型：间歇式真空干燥和连续式 真空干燥（带式输送）,适用于：水果片、颗粒、粉末 如麦乳精,2010,广东科贸职业学院,53,1.5.4 冷冻干燥,在一定的真空条件下，将冻结了的制品中的游离水不经过冰的融化，直接从固态冰升华为水蒸汽而使物料干燥的工艺称为冷冻干燥（Freeze-drying），简称冻干。,2010,广东科贸职业学院,54,1.5.4.1 冷冻干燥的条件,1)真空室压力

18、0.5KPa，一般0.26-0.01KPa,2)冷冻温度-4,2010,广东科贸职业学院,55,1.5.4.2 冻结方法：,自冻法，预冻法,1.5.4.3 冷冻干燥设备基本结构,和真空干燥设备相同，多一个制冷系统,2010,广东科贸职业学院,56,1.5.4.4 冷冻干燥的过程,初级干燥阶段,冰晶升华，食品中的冰逐渐减少,二级干燥阶段,食品中的冰全部升华光，水分含量在15-20%，剩余的水分即是未结冰的水分必须补加热量使之加快运动而外逸出来。,2010,广东科贸职业学院,57,1.5.4.5 冷冻干燥特点,1）保持新鲜食品的色、香、味及营养成分。适 合于热敏食品以及易氧化食品的干燥。2）冰晶体

19、升华留下空间，使固体框架结构不 变，食品干燥后成为疏松多孔状物质，复水 性好。3）在高真空和低温下进行，需要高真空设 备和制冷设备，投资费用大，且操作费 用也高，故产品成本高。4）一般用在高附加值功能食品成分、生物 制品（医药），还有生物制品如酶制剂,2010,广东科贸职业学院,58,1.5.5.1 微波干燥,水分子在电场迅速交替改变方向，则偶极分子（水分子）亦随之作迅速的摆动，由于分子的热运动和相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦作用，使得分子以热的形式表现出来，表现为介质温度升高,1.5.5 干燥方法的发展,利用微波加热的原理,2010,广东科贸职业学院,59,特点,均匀性好，内部加热，避

20、免表面硬化加热速度快加热效率高，微波加热主要是食品中水分子吸收而使物料本身被加热选择性吸收，如食品中水分吸收微波能比其他成分多，温度升高得大，有利于水分蒸 发，干物质吸收微波能少，温度低，不过热，能够保持色香味等,2010,广东科贸职业学院,60,应 用,上述空气对流干燥的各种设备中将热源换成微波，或箱式、隧道式、带式；微波真空干燥，微波冷冻干燥；,2010,广东科贸职业学院,61,1.5.5.2 红外线干燥,物质吸收红外线后，分子、原子、电子产生共振运动，物体温度升高，热效应直接产生于物体内部，能快速有效地对物质加热,利用红外线加热的原理,2010,广东科贸职业学院,62,热吸收率高有一定的

21、穿透能力，内部直接加热，受 热均匀，不会局部过热加热速度快，传热效率高通过控制红外线辐射，避免过度受热，色、香、味、营养成分受到保留比传统干燥方法成分损失小,特点,应用与微波一样,2010,广东科贸职业学院,63,1.6 干制品的贮藏和复水,1.6.1 干制品的贮藏,1.6.1.1 干制品在贮藏期的变化,水分的变化：水分平衡、继续干燥、吸潮褐变：氧化风味损失：挥发脂类物质氧化：酸败蛋白质：变性腺,2010,广东科贸职业学院,64,1.6.1.2 干制品的包装,防止吸湿回潮、透气率低，以防止氧化、串味、和虫、鼠侵害,2010,广东科贸职业学院,65,蔬菜类：6%鱼、肉：6-10%蛋粉、乳粉：2%

22、干货：8%固体饮料：5%豆粉：6%面粉：12%,1.6.1.3 干制品的水分含量和贮藏条件,2010,广东科贸职业学院,66,1.6.2 干制品的复原性和复水性,干制品的复原性：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,2010,广东科贸职业学院,67,1.7 合理选用干制工艺条件,满足干制时间最短，能量消耗最少，工艺条件的控制最简便以及干制品质量最好,工艺条件应遵循下述原则,1)应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，同时避免在食品内部形成较

23、大的温度梯度。,2010,广东科贸职业学院,68,2)在恒速干燥阶段，由于食品所吸收的热量全都用于水分蒸发，表面水分蒸发速度与内部水分扩散速度相当，可采用高一些的空气温度加快干燥过程3)在干燥后期应根据干制品预期的含水量对空气的相对湿度加以调整,4)在降速干燥阶段，应降低空气温度和流速，以控制食品表面水分蒸发的速度避免食品表面过热,2010,广东科贸职业学院,69,食品的干制方法的选择：,选择方法时要考虑：不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、颗粒 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传递的感受性 最终干制品的用途消费者的要求不同,2010,广东科贸职业学院,70,思考：通常下列产品可以选择哪类干燥方法和设备？果蔬类；东莞米粉；密饯；腊肠；奶 粉；海鲜粉；固体饮料；麦片；麦乳 精；,