【正文】 逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（ water activity） Aw。 (3)機械結合水 ? 是食品濕物料內的毛細管 (或孔隙 )中保留和吸著的水分以及物料外表面附著的潤濕水分。 ? 應該指出，處于物料 內部 的某些水分子受到各個方向相同的引力，作用的結果是受力為零； ? 而處在物料內膠體顆粒 外表面 上的水分子在某種程度上受力不平衡，具有自由能；這種自由能的作用又吸引了更外一層水分子，但該層水分子的結合力比前一層要小。 一、食品中水分存在的形式 ? 通常只是簡單地將食品物料中的水分分為結合水和非結合水。 ? 是一種最古老的食品保藏方法。 二、食品脫水加工的特點 ? 優(yōu)點： ? （ 1）食品經(jīng)脫水加工后，重量減輕、 體積縮小，可節(jié)省包裝、儲藏和運輸費用；帶來了方便性； ? （ 2）干燥食品可延長保藏期； ? 缺點： ? 復水慢；質構不如新鮮態(tài)；脂肪含量高的干制品易酸敗，哈敗（因為表面積增大，多孔性）。 脫水（ dehydration）就是為保證食品品質變化最小，在人工控制條件下促使食品水分蒸發(fā)的工藝過程。 第二節(jié) 食品干藏原理 ? 長期以來人們已經(jīng)知道食品的腐敗變質與食品中水分含量（ W）具有一定的關系。 (2)物理化學結合水 ? 這部分水分包括吸附結合水、結構結合水及滲透壓結合水 . ? 吸附結合水與物料的結合力最強。 ? 滲透壓結合水 是指溶液和膠體溶液中，被溶質所束縛的水分。 ? Eg. 方便面：多孔體、初表面結膜。 下圖為常見食品中水分含量與水分活度的關系 三、食品中水分含量（ M）與水分 活度之間的關系 ? 食品中水分含量（ W）與水分活度之間的關系曲線稱為該食品的吸附等溫線； ? 水分吸附等溫線的認識； ? 一般情況下，食品中的含水量越高，水分活度也越大。 ? 在這狀態(tài)下存在的水是靠近溶質的多層水分子。 ? 完全自由水即 4型水。 ? 干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制其活動，但保藏過程中微生物總數(shù)會穩(wěn)步下降。干制食品要求微生物污染低，質量高的食品原料，清潔加工處理常用熱處理或化學滅菌。但在干熱條件下難于鈍化， eg在干燥條件下，即使用 204℃ 熱處理，鈍化效果極其微小。 冷凍升華干燥能做到。 ? 干制品的 復原性 就是干制品重新吸收水分后，在重量、大小和形狀、質地、顏色、風味、成分、結構以及其它可見因素各個方面恢復原來新鮮狀態(tài)的程度。 R復 = g復 / g干 [復水時，干制品常含有一部分糖分和可溶性物質流失而失重。 ? 表面水分蒸發(fā)強度的估算： w=c（ ps— p） 760/b ? 式中： w—— 食品表面水分蒸發(fā)強度 (千克 /米 ) ps—— 和潮濕物料表面濕球溫度相應的飽和水蒸氣壓（ mmHg柱） p—— 熱空氣的水蒸氣壓（ mmHg柱） b—— 大氣壓（ mmHg柱） c—— 潮濕物料表面的給濕系數(shù)（ kg/m2. ），可按 c=+（ v為空氣流速 m/s）。因此，物料干燥過程中，在它的斷面上就會有水分梯度出現(xiàn)。小時）。因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時可以增大導濕系數(shù)，以加速水分轉移。小時）。干燥曲線可由干制過程中水分含量、干燥速率、食品溫度的變化組合在一起較全面地加以表達。 ? 食品被加熱，水分開始蒸發(fā)，干燥速率由小到大一直上升，隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達到最高值 (A″B″)，為升速階段； ? 達到 B″點時，干燥速率為最大，此時水分從表面擴散到空氣中的速率等于或小于水分從內部轉移到表面的速率，干燥速率保持穩(wěn)定不變，是第一干燥階段，又稱為恒速干燥階段(B″C″)。 ? 在這一階段食品內部水分轉移速率小于食品表面水分蒸發(fā)速率，干燥速率下降是由食品內部水分轉移速率決定的，當干燥達到平衡水分時，水分的遷移基本停止，干燥速率為零，干燥就停止 (E″)。 恒速期 ? 在大部分食品中，干燥速率就是水分子從食品表面跑向干燥空氣的速度，在這種情況下，食品表面水分含量被認為是恒定的，因為水從產(chǎn)品內部遷移的速度足夠快，可保持恒定的表面濕度。如果食品放在一個固體盤中，除食品表面接觸干燥空氣流外，還有通過對流和 傳導 兩種方式使熱量傳遞到食品的底部的情況。如果干燥僅以對流方式進行，可以看到食品表面的溫度穩(wěn)定為干燥空氣的濕球溫度，也就是說，表面溫度穩(wěn)定在空氣完全被水分所飽和的這一點上。當應用其他熱傳遞機制時，這個方程式需修正以解釋這些作用。 (1)液體擴散； (2)蒸汽擴散； (3)毛細管流動； (4)壓力流動； (5)熱力流動 一旦表面的水分含量減少到低于食品中剩余水分的含量時，水分遷移到表面的推動力是擴散，擴散的速率取決于食品的性質、溫度和表面與體相之間的濃度差。 ? 例如，在降速期的早期，液體擴散是內部質量傳遞的控制機制，而在干燥后期，由熱力流動和蒸汽擴散共同控制干燥。 三、影響干制的因素 ? 干制過程就是水分的轉移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質。 （ 3）空氣相對濕度 ? 脫水干制時，如果用空氣作為干燥介質，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。 ? 但是，若干制由內部水分轉移限制 ，則真空干燥對干燥速率影響不大。 四、合理選用干制工藝條件 ? 食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質的主要參變數(shù)組成。 ? 此時，所提供的熱量主要用于水分的蒸發(fā)，物料表面溫度是濕球溫度。 （ 1）干縮、干裂 ? 細胞失去活力后，它仍能不同程度地保持原有的彈性，但受力過大，超出彈性極限，即使外力消失，它也難以恢復原有狀態(tài)， ? 干縮正是物料失去彈性時出現(xiàn)的一種變化，是食品干制時最常見最顯著變化之一。和物料原狀相似，但包裝儲藏費用高，內部多孔易氧化，以至儲藏期短。 ? 在微孔收縮和被溶質堵塞的雙重作用下表面硬化。為此，大多數(shù)常式干燥設備內常設有冷卻區(qū)。 ③ 脂肪；高溫脫水時脂肪氧化比低溫時嚴重。 ? 植物組織受損傷后，組織內氧化物活力能將多酚或酚氨酸等一類化合物氧化成有色色素。酶引起的風味變化。用普通熱水或蒸汽，使原料中氧化酶失活，除去原料表面雜質，排除空氣。 （ 4）嫩化處理：為防止干燥中組織變脆、崩裂，常放于甘油，山梨醇溶液浸泡嫩化。曬干需要場地。 1）柜式干燥設備 （ 1）特點：間歇型，小批量、設備容量小、操作費用高。 ? 濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂 —— 適合于干制水果。 ? 干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應增加，干制品水分難以降到 10%以下，因此吸濕性較強的食品不宜選用順流干燥方式。 4）氣流干燥 ? 用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品（含水低于3540%）在熱空氣中干燥。 ? 設備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風機等主要部分組成。 ? 干燥時的溫度變化： 空氣 200℃ ， 產(chǎn)品濕球溫度 80℃ 。 （三）真空干燥 ① 基本結構：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置。三種相態(tài)之間達到平衡時必有一定的條件，稱為相平衡關系。 ? 實際上，食品內的水分必然會溶有溶質而形成水溶液。 （ 3）冷凍干燥設備基本結構 ? 冷凍干燥設備組成 見示意圖。冷阱由圖中左側的制冷系統(tǒng)供冷，使來的水蒸氣在冷凝表面結霜。 ? 但在二級干燥階段需要注意熱量補加不能太快，以避免食品溫度上升快而使原先形成的固態(tài)狀框架結構變?yōu)橐琢鲃拥囊簯B(tài)狀，而使食品的固態(tài)框架結構發(fā)生癟塌（ collapse），此時的溫度稱為癟塌溫度。 三、干燥方法的發(fā)展 ? 在前述的干燥方法中，如空氣對流干燥或熱傳導的干燥中都存在著一個溫度梯度或傳熱界面，要使物料升高溫度，必然使物料表面受到一個過度熱量（高溫），若物料的損失和傳導慢，必然需要提高物料溫度（提高熱源溫度），使物料受到高溫影響而妨礙質量。 ? 如紅外干燥比傳統(tǒng)對流干燥方法象葉綠素、維生素等易分解成分損失小得多。若電場迅速交替改變方向，則偶極分子亦隨之作迅速的擺動，由于分子的熱運動和相鄰分子間的相互作用，產(chǎn)生了類似摩擦作用，使得分子以 熱 的形式表現(xiàn)出來，表現(xiàn)為介質溫度升高。為了保持干制品的特性以及便于儲藏運輸，通常對于干制品的而言包括三部分：干制品的預處理；干制品的包裝；干制品的貯藏。此外還有氯化乙烯和氯化丙烯。大多數(shù)干制品用紙箱或紙盒包裝時還襯有防潮包裝材料如涂蠟紙、羊皮紙以及具有熱封性的高密度聚乙烯塑料袋，以后者較為理想。 ④ 玻璃瓶 ? 玻璃罐也是防蟲和防濕的容器。 （ 2）易吸濕性食品的包裝 ? 典型食品：茶葉、脫水湯料、烘烤早餐谷物、餅干等。 ? 包裝要求：該類食品也易受酵母與細菌等微生物的侵襲，為了延長其保質期，在加工過程中常輔以合適的包裝，如個體單包裝、多層包。 ? 包裝要求：隔絕水、氣、汽、光。 ? 許多干制品特別是粉末狀干制品包裝時還常附裝干燥劑。 ② 塑料袋 ? 多年來，供零售用的干制品常用玻璃紙包裝，現(xiàn)在開始用涂料玻璃紙袋以及塑料薄膜袋和復合薄膜袋包裝。 壓塊（片）：將干制品壓縮成密度較高的塊狀或片狀，如紫菜。 均濕處理： ? 有時曬干或烘干的干制品由于翻動或厚薄不均會造成制品中水分含量不均勻一致（內部亦不均勻），這時需要將它們放在密閉室內或容器內短暫貯藏，使水分在干制品內部重新擴散和分布，從而達到均勻一致的要求，這稱為均濕處理。 ② 特點 ? 加熱速度快，僅及常規(guī)方法的1/10~1/100時間； ? 均勻性好，內部加熱，避免表面硬化。 ? 最早使用紅外干燥是用紅外燈泡對汽車的油漆涂層進行干燥。 紅外干燥 ? 把電磁波譜中波長在 11000μm區(qū)域稱為紅外區(qū)。 ? 食品的癟塌溫度實際上就是玻璃態(tài)轉化溫度（ glass transition temperature）。 （ 4）冷凍干燥的過程 ①初級干燥階段 ? 冰晶體形成后，通過控制冷凍室中的真空度，則冰晶升華，因升華相變是一個吸熱過程，需要提供相變潛熱或升華熱。 ? 設備類型：間歇式冷凍干燥設備、隧道式連續(xù)式冷凍干燥設備。 （ 1）冷凍干燥的條件： 1）真空室內的絕對壓力至少＜ 1000Pa，高真空一般達到 1000Pa。 ? 圖 1— 3— 52為水的相平衡示意圖。有時可使被干燥物料膨化。 （ 5）噴霧干燥的特點 ? 蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低。 ? 噴霧干燥的典型產(chǎn)品： 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。 ? 適用對象：水分低于 35%~40%的物料。 （ 3）雙階段干燥 ? 順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高； ? 逆流干燥：后期干燥能力強； ? 雙階段干燥：取長補短。此時，若干物料的停留時間過長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過 6677℃ 。 （ 3）適用對象 ①果蔬或價格較高的食品。曬干時間一般需 23天，長的10days，最長達 34weeks. 人工干制 ? 在常壓或減壓環(huán)境利用人工控制的工藝條件進行干制食品，有專用的干燥設備。 二、干制方法 ? 干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類。 ? 注意控制食品中 SO2殘留量（蘑菇 70ppm，干制品 200ppm）。 第五節(jié) 食品的干制技術 ? 干制技術的基本工藝過程： 干制前處理 —— 干制 —— 包裝儲藏 一、 干制加工處理 ? 普通加工處理 （ 1）去掉不可食部分 （ 2）清洗 （ 3）分級揀選除雜 （ 4）切片，切塊 特定加工處理 （ 1）熱燙處理 目的： A、氧化酶失活。酶鈍化應在干制前，因為干制的物料溫度不是滅酶溫度，且熱空氣還有加速褐變反應的作用。 ④維生素；維生素損失多，部分可溶性維生素易被氧化掉。 ① 蛋白質；蛋白質和礦物質損失小。 （ 3）物料內部多孔性的形成 ? 快速干燥時表面硬化及內部蒸汽壓