第一章食品干藏 呻章兽司目的与要 1拿握食品干藏的原理 2了解食品的干制过程 3熟悉食品常用的干燥方法 4了解食品干制过程中发生的变化 第一节食品干藏原理 长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品中水分含量具有一定的关系, 但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言食品的稳定性。有一些食品具有相 同水分含量,但腐败变质的情况是明显不同的,如鲜肉与咸肉,水分含量相差不 多,但保藏却不同,这就存在一个水能否被微生物酶或化学反应所利用的问题 这与水在食品中的存在状态有关。 食品中水分存在的形式 1自由水或游离水 2结合水或被束缚水 2.1化学结合水 2.2物理化学结合水。 2.3机械结合水。 二、水分活度(≤0.7食品安全) 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势(逸度)来反映,我们把食品中水的逸度 与纯水的逸度之比称为水分活度( water activity)Aw 我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度。 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,f0 和PP0之差非常小(<1%),故用P/P0来定义Aw是合理的。 1定义 Aw=P/Po 其中P:食品中水的蒸汽分压 Po:纯水的蒸汽压(相同温度下纯水的饱和蒸汽压)。 2水分活度大小的影响因素 2.1取决于水存在的量
1 第一章 食品干藏 本章学习目的与要求 1 拿握食品干藏的原理 2 了解食品的干制过程 3 熟悉食品常用的干燥方法 4 了解食品干制过程中发生的变化 第一节 食品干藏原理 长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品中水分含量具有一定的关系， 但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言食品的稳定性。有一些食品具有相 同水分含量，但腐败变质的情况是明显不同的，如鲜肉与咸肉，水分含量相差不 多，但保藏却不同，这就存在一个水能否被微生物酶或化学反应所利用的问题； 这与水在食品中的存在状态有关。 一、食品中水分存在的形式 1 自由水或游离水 2 结合水或被束缚水 2.1 化学结合水； 2.2 物理化学结合水。 2.3 机械结合水。 二、水分活度（≤0.7 食品安全） 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度 与纯水的逸度之比称为水分活度（water activity） Aw。 我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水分活度。 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 是合理的。 1 定义 Aw = P/P0 其中 P：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）。 2 水分活度大小的影响因素 2.1 取决于水存在的量；
2.2温度 2.3水中溶质的浓度 2.4食品成分; 2.5水与非水部分结合的强度。 表2-1常见食品中水分含量与水分活度的关系。 测量 3.1利用平衡相对湿度的概念; 3.2数值上Aw=相对湿度/100,但两者的含义不同 3.3水分活度仪。 三、水分活度对食品的影响 大多数情况下,食品的稳定性(腐败、酶解、化学反应等)与水分活度是紧 密相关的。 (1)水分活度与微生物生长的关系 食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反应造成的,任何微生物进 行生长繁殖以及多数生物化学反应都需要以水作为溶剂或介质。 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。 (2)干制对微生物的影响 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 长,微生物就长期处于休眠状态,环境条件一旦适宜,,又会重新吸湿恢复活动。 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数 会稳步下降。 由于病原菌能忍受不良环境,应在干制前设法将其杀灭 (3)干制对酶的影响 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 中酶仍会缓慢活动,只有在水分降低到1%以下时,酶的活性才会完全消失。 酶在湿热条件下易钝化,为了控制干制品中酶的活动,就有必要在干制前对 食品进行湿热或化学钝化处理,以达到酶失去活性为度 (4)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 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。 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物污染量。有时需 巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫 四、食品中水分含量(M)与水分活度之间的关系 食品中水分含量(M)与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线 水分吸附等温线的认识
2 2.2 温度； 2.3 水中溶质的浓度； 2.4 食品成分； 2.5 水与非水部分结合的强度。 表 2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系。 3 测量 3.1 利用平衡相对湿度的概念； 3.2 数值上 Aw=相对湿度/100 ，但两者的含义不同； 3.3 水分活度仪。 三、水分活度对食品的影响 大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、化学反应等）与水分活度是紧 密相关的。 （1）水分活度与微生物生长的关系； 食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反应造成的，任何微生物进 行生长繁殖以及多数生物化学反应都需要以水作为溶剂或介质。 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。 （2）干制对微生物的影响； 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 长，微生物就长期处于休眠状态，环境条件一旦适宜，，又会重新吸湿恢复活动。 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数 会稳步下降。 由于病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其杀灭。 （3）干制对酶的影响； 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 中酶仍会缓慢活动，只有在水分降低到 1%以下时，酶的活性才会完全消失。 酶在湿热条件下易钝化，为了控制干制品中酶的活动，就有必要在干制前对 食品进行湿热或化学钝化处理，以达到酶失去活性为度。 （4）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。 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。 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物污染量。有时需 巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。 四、食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系 食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线； 水分吸附等温线的认识；
温度对水分吸附等温线的影响; 水分吸附等温线的应用。 第二节食品干制的基本原理 、干燥机制 干燥过程是湿热传递过程:表面水分扩散到空气中,内部水分转移到表面; 而热则从表面传递到食品内部 ①水分梯度:干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有液态转化为气态, 即水分蒸发,而后,水蒸气从食品表面向周围介质扩散,此时表面湿含量比物料 中心的湿含量低,出现水分含量的差异,即存在水分梯度。水分扩散一般总是从 高水分处向低水分处扩散,亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现 象称为导湿性。 ②温度梯度:食品在热空气中,食品表面受热高于它的中心,因而在物料内 部会建立一定的温度差,即温度梯度。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。这种现象称为导湿温性。 (一)导湿性 (1)水分梯度 (2)物料水分与导湿系数间的关系 ①K值的变化比较复杂 ②导湿系数与温度的关系 (二)导湿温性 (1)温度梯度 (2)导湿温系数 (三)干制过程中,湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在,因此,水分 流动的方向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果 i总≡i湿+i温 两者方向相反时:i总湿一i温 当i湿>i温 水分将按照物料水分减少方向转移,以导湿性为主,而导湿温性成为阻碍因 素,水分扩散则受阻 当i湿<i温 水分随热流方向转移,并向物料水分增加方向发展,而导湿性成为阻碍因素。 如:烤面包的初期 二、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
3 温度对水分吸附等温线的影响； 水分吸附等温线的应用。 第二节 食品干制的基本原理 一、干燥机制 干燥过程是湿热传递过程：表面水分扩散到空气中，内部水分转移到表面； 而热则从表面传递到食品内部。 ①水分梯度：干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有液态转化为气态， 即水分蒸发，而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩散，此时表面湿含量比物料 中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。水分扩散一般总是从 高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现 象称为导湿性。 ②温度梯度：食品在热空气中，食品表面受热高于它的中心，因而在物料内 部会建立一定的温度差，即温度梯度。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。这种现象称为导湿温性。 （一）导湿性 （1） 水分梯度 （2）物料水分与导湿系数间的关系 ①K 值的变化比较复杂。 ②导湿系数与温度的关系 （二）导湿温性 （1）温度梯度 （2）导湿温系数 （三）干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分 流动的方向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果。 i 总=i 湿+i 温 两者方向相反时： i 总=i 湿 — i 温 当 i 湿﹥ i 温 水分将按照物料水分减少方向转移，以导湿性为主，而导湿温性成为阻碍因 素，水分扩散则受阻。 当 i 湿﹤ i 温 水分随热流方向转移，并向物料水分增加方向发展，而导湿性成为阻碍因素。 如：烤面包的初期 二、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
①水分含量的变化(干燥曲线 ②干燥速率曲线 ③食品温度曲线 (1)干燥曲线 干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线。干燥时,食品水分在短暂 的平衡后,出现快速下降,几乎是直线下降,当达到较低水分含量时(第一临界 水分),干燥速率减慢,随后达到平衡水分。平衡水分取决于干燥时的空气状态。 (2)干燥速率曲线 随着热量的传递,干燥速率很快达到最髙值,然后稳定不变,此时为恒率干 燥阶段,此时水分从内部转移到表面足够快,从而可以维持表面水分含量恒定, 也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的 速率 (3)食品温度曲线 初期食品温度上升,直到最髙值一一湿球温度,整个恒率干燥阶段温度不变, 即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热(热量全部用于水分蒸发)。 在降率干燥阶段,温度上升直到干球温度,说明水分的转移来不及供水分蒸 发,则食品温度逐渐上升。 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面水分蒸发或外部水分扩散所决 定 食品干制过程特性总结:干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸 发或外部水分扩散,则恒率阶段可以延长,若内部水分扩散速率低于表面水分扩 散,就不存在恒率干燥阶段。 外部扩散速率,很容易理解,取决于温度、空气、湿度、流速以及表面蒸发 面积、形状等。 那么内部水分扩散速率的影响因素或决定因素是什么呢? 由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征。 以上我们讲的都是热空气为加热介质。 若是采用其它加热方式,则干燥速率曲线将会变化 三、影响干制的因素 干制过程就是水分的转移和热量的传递,即湿热传递,对这一过程的影响因 素主要取决于干制条件(由干燥设备类型和操作状况决定)以及干燥物料的性质。 (一)干制条件的影响 (1)温度 对于空气作为干燥介质,提髙空气温度,干燥加快 由于温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越大, 水分外逸速率因而加速
4 ①水分含量的变化（干燥曲线） ②干燥速率曲线 ③食品温度曲线 （1）干燥曲线 干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线。干燥时，食品水分在短暂 的平衡后，出现快速下降，几乎是直线下降，当达到较低水分含量时（第一临界 水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水分。 平衡水分取决于干燥时的空气状态。 （2）干燥速率曲线 随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒率干 燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定， 也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的 速率 （3）食品温度曲线 初期食品温度上升，直到最高值——湿球温度，整个恒率干燥阶段温度不变， 即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热（热量全部用于水分蒸发）。 在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度，说明水分的转移来不及供水分蒸 发，则食品温度逐渐上升。 曲线特征的变化主要是内部水分扩散与表面水分蒸发或外部水分扩散所决 定。 食品干制过程特性总结：干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸 发或外部水分扩散，则恒率阶段可以延长，若内部水分扩散速率低于表面水分扩 散，就不存在恒率干燥阶段。 外部扩散速率，很容易理解，取决于温度、空气、湿度、流速以及表面蒸发 面积、形状等。 那么内部水分扩散速率的影响因素或决定因素是什么呢？ 由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征。 以上我们讲的都是热空气为加热介质。 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲线将会变化。 三、影响干制的因素 干制过程就是水分的转移和热量的传递，即湿热传递，对这一过程的影响因 素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。 （一）干制条件的影响 （1）温度 对于空气作为干燥介质，提高空气温度，干燥加快。 由于温度提高，传热介质与食品间温差越大，热量向食品传递的速率越大， 水分外逸速率因而加速
对于一定相对湿度的空气,随着温度提髙,空气相对饱和湿度下降,这会使 水分从食品表面扩散的动力更大。 另外,温度髙水分扩散速率也加快,使内部干燥加速。 注意:若以空气作为干燥介质,温度并非主要因素,因为食品内水分以水蒸 汽的形式外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将阻碍食品 内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度故温度的影响也将因此而下降。 (2)空气流速 空气流速加快,食品干燥速率也加速 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气而吸收较多的水分 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走,以免阻止食品内水分进 步蒸发; 同时还因和食品表面接触的空气量增加,而显著加速食品中水分的蒸发 (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。近于饱和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空气差。饱和的湿空 气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。 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。食品的水分 始终要和周围空气的湿度处于平衡状态 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸湿等温线上寻找 (4)大气压力和真空度 气压影响水的平衡,因而能够影响干燥,当真空下干燥时,空气的蒸汽压减 少,在恒速阶段干燥更快。 气压下降,水沸点相应下降,气压愈低,沸点也愈低,温度不变,气压降低 则沸腾愈加速。 但是,若干制由内部水分转移限制,则真空干燥对干燥速率影响不大 (5)蒸发和温度 干燥空气温度不论多髙,只要由水分迅速蒸发,物料温度一般不会高于湿球 温度 若物料水分下降,蒸发速率减慢,食品的温度将随之而上升。 脱水食品并非无菌。 (二)食品性质的影响 (1)表面积 水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。 小颗粒,薄片易干燥,快 (2)组分定向 水分在食品内的转移在不同方向上差别很大,这取决于食品组分的定向
5 对于一定相对湿度的空气，随着温度提高，空气相对饱和湿度下降，这会使 水分从食品表面扩散的动力更大。 另外，温度高水分扩散速率也加快，使内部干燥加速。 注意：若以空气作为干燥介质，温度并非主要因素，因为食品内水分以水蒸 汽的形式外逸时，将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉，将阻碍食品 内水分进一步外逸，从而降低了水分的蒸发速度.故温度的影响也将因此而下降。 （2）空气流速 空气流速加快，食品干燥速率也加速。 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气而吸收较多的水分； 还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进 一步蒸发； 同时还因和食品表面接触的空气量增加，而显著加速食品中水分的蒸发。 （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。近于饱和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空气差。饱和的湿空 气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。 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。食品的水分 始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸湿等温线上寻找。 （4）大气压力和真空度 气压影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减 少，在恒速阶段干燥更快。 气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低，温度不变，气压降低 则沸腾愈加速。 但是，若干制由内部水分转移限制 ，则真空干燥对干燥速率影响不大。 （5）蒸发和温度 干燥空气温度不论多高，只要由水分迅速蒸发，物料温度一般不会高于湿球 温度。 若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品的温度将随之而上升。 脱水食品并非无菌。 （二）食品性质的影响 （1）表面积 水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。 小颗粒，薄片 易干燥，快。 （2）组分定向 水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向