食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 1 页 ，共 36 页 第二章 食品干藏 第一节 概述 一、干燥食品的范围及优缺点 干燥制品包括蔬菜制品，果干制品，干鱼贝类制品，干燥肉，干野菜，谷类， 蛋制品等。二、食品脱水加工的特点： 优点：重量减轻，体积缩小，节省包装，储藏和运输费用。并且便于携带， 供应方便。 缺点：复水慢；制构不如新鲜态；脂肪含量高的干制品易酸败，哈败（表面 积增大，多空性） 三、食品脱水加工的方法 在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而分离； 依据分子大小不同，用膜来分离水分，如渗透、反渗透、超滤； 本章中讨论的是通过热脱水的方法。 干燥就是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。 （drying） 一般来说，干燥包括自然干燥和人工干燥。自然干燥如晒干，风干等，人工 干燥如烘房烘干，热空气干燥，真空干燥等。 脱水（dehydration）就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。因此，脱水就是指人工干燥。 食品干藏就是脱水干制品在水分降到足以防止腐败变制的水平后，始终保持 低水分而进行长期储藏的过程。 四、食品干燥保藏 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。 是一种最古老的食品保藏方法。 五、食品干藏的历史 我国北魏在齐民要术书中记载用阴干加工肉脯； 在本草纲目中，晒干制桃干； 大批量生产的干制方法是在 1875 年，将片状蔬菜堆放在室内，通入 40 度 热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时 出现。 六、食品干藏的特点 设备简单 生产费用低，因陋就简； 食品可增香、变脆； 食品的色泽、复水性有一定的差异。 七、脱水加工技术的进展 除热空气干燥目前还在应用外，还发展了红外线、微波及真空升华干燥、真 空油炸等新技术。 提高干燥速度； 提高干制品的质量； 发展成食品加工中的一种重要保藏方法。 第二节 食品干藏原理
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 1 页 ，共 36 页 第二章 食品干藏 第一节 概述 一、干燥食品的范围及优缺点 干燥制品包括蔬菜制品，果干制品，干鱼贝类制品，干燥肉，干野菜，谷类， 蛋制品等。二、食品脱水加工的特点： 优点：重量减轻，体积缩小，节省包装，储藏和运输费用。并且便于携带， 供应方便。 缺点：复水慢；制构不如新鲜态；脂肪含量高的干制品易酸败，哈败（表面 积增大，多空性） 三、食品脱水加工的方法 在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而分离； 依据分子大小不同，用膜来分离水分，如渗透、反渗透、超滤； 本章中讨论的是通过热脱水的方法。 干燥就是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。 （drying） 一般来说，干燥包括自然干燥和人工干燥。自然干燥如晒干，风干等，人工 干燥如烘房烘干，热空气干燥，真空干燥等。 脱水（dehydration）就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。因此，脱水就是指人工干燥。 食品干藏就是脱水干制品在水分降到足以防止腐败变制的水平后，始终保持 低水分而进行长期储藏的过程。 四、食品干燥保藏 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。 是一种最古老的食品保藏方法。 五、食品干藏的历史 我国北魏在齐民要术书中记载用阴干加工肉脯； 在本草纲目中，晒干制桃干； 大批量生产的干制方法是在 1875 年，将片状蔬菜堆放在室内，通入 40 度 热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时 出现。 六、食品干藏的特点 设备简单 生产费用低，因陋就简； 食品可增香、变脆； 食品的色泽、复水性有一定的差异。 七、脱水加工技术的进展 除热空气干燥目前还在应用外，还发展了红外线、微波及真空升华干燥、真 空油炸等新技术。 提高干燥速度； 提高干制品的质量； 发展成食品加工中的一种重要保藏方法。 第二节 食品干藏原理
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 2 页 ，共 36 页 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（W）具有一定的 关系。W 表示以干基计，也有用湿基计 w，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、食品中的水分存在的形式 通常只是简单地将食品物料中的水分分为结合水和非结合水。 按水分和物料间架的结合形式可将物料中的水分分为： (1)化学结合水 是经过化学反应后，按严格的数量比例，牢固地同固体间架结合的水分，只 有在化学作用或特别强烈的热处理下(如煅烧)才能除去，除去它的同时会造成物 料物理性质和化学性质的变化，即品质的改变。 化学结合水在物料中的含量很少，为 5％一 10％，如乳糖、柠檬酸晶体中 的结合水。一般情况下食品物料干燥不能也不需要除去这部分水分。化学结合水 的含量通常是干制品含水量的极限标准。 (2)物理化学结合水 这部分水分包括吸附结合水、结构结合水及渗透压结合水. 吸附结合水与物料的结合力最强。 吸附结合水是指在物料胶体微粒内、外表面上因分子吸引力而被吸着的水 分。 胶体食品物料中的胶体颗粒与其他胶体相比，具有同样的微粒分散度大的特 点，使胶体体系中产生巨大的内表面积，从而有极大的表面自由能，靠这种表面 自由能产生了水分的吸附结合。 应该指出，处于物料内部的某些水分子受到各个方向相同的引力，作用的结 果是受力为零；而处在物料内胶体颗粒外表面上的水分子在某种程度上受力不平 衡，具有自由能；这种自由能的作用又吸引了更外一层水分子，但该层水分子的 结合力比前一层要小。所以，胶体颗粒表面第一单分子层的水分结合最牢固，且 处在较高的压力下(可产生系统压缩)。 吸附结合水具有不同的吸附力，在干燥过程中除去这部分水分时，除应提供 水分汽化所需要的汽化潜热外，还要提供脱吸所需要的吸附热。 结构结合水是指当胶体溶液凝固成凝胶时，保持在凝胶体内部的一种水分， 它受到结构的束缚，表现出来的蒸汽压很低。果冻、肉冻凝胶体即属此例。 渗透压结合水是指溶液和胶体溶液中，被溶质所束缚的水分。这一作用使溶 液表面的蒸汽压降低。溶液的浓度越高，溶质对水的束缚力越强，水分的蒸汽压 越低，水分越难以除去。 (3)机械结合水 是食品湿物料内的毛细管(或孔隙)中保留和吸着的水分以及物料外表面附 着的润湿水分。 这些水分依靠表面附着力、毛细力和水分粘着力而存在于湿物料中，这些水 分上方的饱和蒸汽压与纯水上方的饱和蒸汽压几乎没有太大的区别，在干燥过程 中既能以液体形式又能以蒸汽的形式移动。 食品湿物料在干燥中所除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合 水。在干燥过程中，首先除去的是结合力最弱的机械结合水，然后是部分结合力
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 2 页 ，共 36 页 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（W）具有一定的 关系。W 表示以干基计，也有用湿基计 w，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、食品中的水分存在的形式 通常只是简单地将食品物料中的水分分为结合水和非结合水。 按水分和物料间架的结合形式可将物料中的水分分为： (1)化学结合水 是经过化学反应后，按严格的数量比例，牢固地同固体间架结合的水分，只 有在化学作用或特别强烈的热处理下(如煅烧)才能除去，除去它的同时会造成物 料物理性质和化学性质的变化，即品质的改变。 化学结合水在物料中的含量很少，为 5％一 10％，如乳糖、柠檬酸晶体中 的结合水。一般情况下食品物料干燥不能也不需要除去这部分水分。化学结合水 的含量通常是干制品含水量的极限标准。 (2)物理化学结合水 这部分水分包括吸附结合水、结构结合水及渗透压结合水. 吸附结合水与物料的结合力最强。 吸附结合水是指在物料胶体微粒内、外表面上因分子吸引力而被吸着的水 分。 胶体食品物料中的胶体颗粒与其他胶体相比，具有同样的微粒分散度大的特 点，使胶体体系中产生巨大的内表面积，从而有极大的表面自由能，靠这种表面 自由能产生了水分的吸附结合。 应该指出，处于物料内部的某些水分子受到各个方向相同的引力，作用的结 果是受力为零；而处在物料内胶体颗粒外表面上的水分子在某种程度上受力不平 衡，具有自由能；这种自由能的作用又吸引了更外一层水分子，但该层水分子的 结合力比前一层要小。所以，胶体颗粒表面第一单分子层的水分结合最牢固，且 处在较高的压力下(可产生系统压缩)。 吸附结合水具有不同的吸附力，在干燥过程中除去这部分水分时，除应提供 水分汽化所需要的汽化潜热外，还要提供脱吸所需要的吸附热。 结构结合水是指当胶体溶液凝固成凝胶时，保持在凝胶体内部的一种水分， 它受到结构的束缚，表现出来的蒸汽压很低。果冻、肉冻凝胶体即属此例。 渗透压结合水是指溶液和胶体溶液中，被溶质所束缚的水分。这一作用使溶 液表面的蒸汽压降低。溶液的浓度越高，溶质对水的束缚力越强，水分的蒸汽压 越低，水分越难以除去。 (3)机械结合水 是食品湿物料内的毛细管(或孔隙)中保留和吸着的水分以及物料外表面附 着的润湿水分。 这些水分依靠表面附着力、毛细力和水分粘着力而存在于湿物料中，这些水 分上方的饱和蒸汽压与纯水上方的饱和蒸汽压几乎没有太大的区别，在干燥过程 中既能以液体形式又能以蒸汽的形式移动。 食品湿物料在干燥中所除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合 水。在干燥过程中，首先除去的是结合力最弱的机械结合水，然后是部分结合力
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 3 页 ，共 36 页 较弱的物理化学结合水，最后才是结合力较强的物理化学结合水。在干制品中残 存的是那些结合力很强，难以用干燥方法除去的少量水分。 Eg. 方便面：多孔体、初表面结膜。内部水分蒸发不出来，后突然冒出，控 制它成多孔体。而挂面：均匀收缩。 食品物料湿含量的表示方法 湿基湿含量 是以湿物料为基准，指湿物料中水分占总重量的百分比。 干基湿含量 是以不变的干物料为基准，指湿物料中水分占干物质质量的 百分比。 二、水分活度 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。 f —— 食品中水的逸度 Aw = —— f 0 —— 纯水的逸度 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； P 0 ：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 ①取决于水存在的量； ②温度； ③水中溶质的浓度； ④食品成分； ⑤水与非水部分结合的强度。 下图为常见食品中水分含量与水分活度的关系
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 3 页 ，共 36 页 较弱的物理化学结合水，最后才是结合力较强的物理化学结合水。在干制品中残 存的是那些结合力很强，难以用干燥方法除去的少量水分。 Eg. 方便面：多孔体、初表面结膜。内部水分蒸发不出来，后突然冒出，控 制它成多孔体。而挂面：均匀收缩。 食品物料湿含量的表示方法 湿基湿含量 是以湿物料为基准，指湿物料中水分占总重量的百分比。 干基湿含量 是以不变的干物料为基准，指湿物料中水分占干物质质量的 百分比。 二、水分活度 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。 f —— 食品中水的逸度 Aw = —— f 0 —— 纯水的逸度 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； P 0 ：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 ①取决于水存在的量； ②温度； ③水中溶质的浓度； ④食品成分； ⑤水与非水部分结合的强度。 下图为常见食品中水分含量与水分活度的关系
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 4 页 ，共 36 页 三、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（W）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； 一般情况下，食品中的含水量越高，水分活度也越大。 从图（1—1）曲线上可以看出，在含水量低的线段上，水分含量只要少许 变动，即可引起水分活度较大的变动，这段曲线放大后，称为等温吸湿曲线。 在等温吸湿曲线上，接照水分量和水分活度情况，可以为三段。 第一个区段是单层水分子区。 水在溶质上以单层水分子层状吸附着，结合力很强，aw 也很低，在 0~0.25 之间，这种状态的水称为 1 型束缚水。在这个区段范围内，相当与物料含水
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 4 页 ，共 36 页 三、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（W）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； 一般情况下，食品中的含水量越高，水分活度也越大。 从图（1—1）曲线上可以看出，在含水量低的线段上，水分含量只要少许 变动，即可引起水分活度较大的变动，这段曲线放大后，称为等温吸湿曲线。 在等温吸湿曲线上，接照水分量和水分活度情况，可以为三段。 第一个区段是单层水分子区。 水在溶质上以单层水分子层状吸附着，结合力很强，aw 也很低，在 0~0.25 之间，这种状态的水称为 1 型束缚水。在这个区段范围内，相当与物料含水
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 5 页 ，共 36 页 0~0.07/g 干物质。（水分多和食品组成中的羟基和氨基等离子基团牢固结合， 形成单分子层的结合水）。 在等温吸湿曲线上，接照水分量和水分活度情况，可以为三段。 第一个区段是单层水分子区。 水在溶质上以单层水分子层状吸附着，结合力很强，aw 也很低，在 0~0.25 之间，这种状态的水称为 1 型束缚水。在这个区段范围内，相当与物料含水 0~0.07/g 干物质。（水分多和食品组成中的羟基和氨基等离子基团牢固结合， 形成单分子层的结合水）。 第 3 个区段是毛细管凝结水区。 在此区间水分在物料上以物理截流的方式凝结在食物的多空性结构中，eg 直径＞1um 的毛细管中的水分和纤维丝上的水分都是，其性质接近理想溶剂， aw 在 0.80~0.99 之间，这种状态的水称为 3 型束缚水。物料含水量最低为 0.14~0.33g/g 干物质，最高为 20g/g 干物质。 完全自由水即 4 型水。 四、水分活度与食品的保藏性 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 微生物生长繁殖与水分活度之间的依赖关系见表 1—3—1。从食品的角度 来看，大多数新鲜食品的水分活度在 0．99 以上，适合各种微生物生长。只有 当水分活度降至 0.75 以下，食品的腐败变质才显著减慢；水分活度降到 0.70 以下，物料才能在室温下进行较长时间的贮存。 干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水，干制后，微生物就长期 地处于休眠状态，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。 虽然微生物能忍受干制品中的不良环境，但是在干制品干藏过程中微生物总 数仍然会稳步地缓慢下降（见 p18。图 1—1—2）
食品技术原理课程讲稿－第二章 干藏 第 5 页 ，共 36 页 0~0.07/g 干物质。（水分多和食品组成中的羟基和氨基等离子基团牢固结合， 形成单分子层的结合水）。 在等温吸湿曲线上，接照水分量和水分活度情况，可以为三段。 第一个区段是单层水分子区。 水在溶质上以单层水分子层状吸附着，结合力很强，aw 也很低，在 0~0.25 之间，这种状态的水称为 1 型束缚水。在这个区段范围内，相当与物料含水 0~0.07/g 干物质。（水分多和食品组成中的羟基和氨基等离子基团牢固结合， 形成单分子层的结合水）。 第 3 个区段是毛细管凝结水区。 在此区间水分在物料上以物理截流的方式凝结在食物的多空性结构中，eg 直径＞1um 的毛细管中的水分和纤维丝上的水分都是，其性质接近理想溶剂， aw 在 0.80~0.99 之间，这种状态的水称为 3 型束缚水。物料含水量最低为 0.14~0.33g/g 干物质，最高为 20g/g 干物质。 完全自由水即 4 型水。 四、水分活度与食品的保藏性 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 微生物生长繁殖与水分活度之间的依赖关系见表 1—3—1。从食品的角度 来看，大多数新鲜食品的水分活度在 0．99 以上，适合各种微生物生长。只有 当水分活度降至 0.75 以下，食品的腐败变质才显著减慢；水分活度降到 0.70 以下，物料才能在室温下进行较长时间的贮存。 干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水，干制后，微生物就长期 地处于休眠状态，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。 虽然微生物能忍受干制品中的不良环境，但是在干制品干藏过程中微生物总 数仍然会稳步地缓慢下降（见 p18。图 1—1—2）