【正文】 者則由來(lái)自物料內(nèi)部水分補(bǔ)充。 水分梯度：干制過(guò)程中潮濕食品表面水分受熱 后首先有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，水蒸氣從食品表面向周?chē)橘|(zhì)擴(kuò)散，此時(shí)表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差異，即存在水分梯度。這種水分遷移現(xiàn)象稱(chēng)為導(dǎo)濕性。 (2)導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量 可按照下述公式求得： 其中： i水 —— 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（ kg干物質(zhì) / 米 2 K—— 導(dǎo)濕系數(shù)（米 γ0 —— 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對(duì)干物質(zhì)重量（ kg 干物 質(zhì) /米 3 ）。 需要注意的一點(diǎn)是：導(dǎo)濕系數(shù)在干燥過(guò)程中并非穩(wěn)定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。 ? 當(dāng)物料處于恒率干燥階段時(shí)，排除的水分基本上為滲透水分，以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)穩(wěn)定不變（ DE段）； ? 再進(jìn)一步排除毛細(xì)管水分時(shí)，水分以蒸汽狀態(tài)或以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（ CD段）； ? 再進(jìn)一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先為多分子層水分，后為單分子層水分。 ② 導(dǎo)濕系數(shù)與溫度的關(guān)系 ? 若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，就能顯著地加速干制過(guò)程。 ? 在對(duì)流干燥中，物料表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會(huì)建立一定的溫度梯度。這種現(xiàn)象稱(chēng)為 導(dǎo)濕溫性 。 ? 高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細(xì)管內(nèi)水分還將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響。 （ 1）溫度梯度 ? 導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過(guò)下式計(jì)算求得： i溫 —— 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（ kg干物質(zhì) / 米 2 （ 2）導(dǎo)濕溫系數(shù) (δ) ? 就是溫度梯度為 1℃ /米時(shí)物料內(nèi)部能建立的水分梯度，即 ? 導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)濕性一樣，會(huì)因物料水分的差異（即物料和水分結(jié)合狀態(tài)）而異。 i總 =i濕 +i溫 ? 兩者方向相反時(shí) (對(duì)流干燥 )： i總 =i濕 i溫 ? 當(dāng) i濕 ﹥ i溫 ,水分將按照物料水分減少方向轉(zhuǎn)移，以導(dǎo)濕性為主，而導(dǎo)濕溫性成為阻礙因素，水分?jǐn)U散則受阻。 ? 對(duì)流干制時(shí)，主要在降率階段，常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)濕溫性大于導(dǎo)濕性 (i濕 ﹤ i溫 )，于是物料表面水分就會(huì)向它的深層轉(zhuǎn)移，可是物料表面仍然進(jìn)行著水分蒸發(fā)，以致它的表面迅速干燥而溫度也迅速上升，這樣水分就會(huì)轉(zhuǎn)移至物料內(nèi)部深處蒸發(fā)。 ? 如：烤面包的初期 二、干制過(guò)程的特性 食品干制過(guò)程的特性可由食品干燥曲線來(lái)反映。 水分含量曲線就是在干制過(guò)程中食品水分含量變化和干制時(shí)間的關(guān)系曲線；干燥速率曲線反映食品干制過(guò)程中任何時(shí)間內(nèi)水分減少的快慢或速度大小，即 dM/dt=f(M)的關(guān)系曲線；食品溫度曲線可反映干制過(guò)程中食品本身的溫度的高低，對(duì)于了解食品質(zhì)量有重要的參考價(jià)值。 ? 當(dāng)潮濕食品被置于加熱的空氣中進(jìn)行干燥時(shí)，首先食品被預(yù)熱，食品表面受熱后水分就開(kāi)始蒸發(fā)，但此時(shí)由于存在溫度梯度會(huì)使水分的遷移受到阻礙，因而水分的下降較緩慢 (AB)； ? 隨著溫度的傳遞，溫度梯度減小或消失，則食品中的自由水 (毛細(xì)管水分和滲透水分 )蒸發(fā)和內(nèi)部水分遷移快速進(jìn)行，水分含量出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降 (BC)； 當(dāng)達(dá)到較低水分含量(C點(diǎn) )時(shí)，水分下降減慢，此時(shí)食品中水分主要為多層吸附水，水分的轉(zhuǎn)移和蒸發(fā)則相應(yīng)減少，該水分含量被稱(chēng)為干燥的第一臨界水分；當(dāng)水分減少趨于停止或達(dá)到平衡 (DE)時(shí)，最終食品的水分含量達(dá)到平衡水分。 ? 水分含量曲線特征的變化主要由內(nèi)部水分遷移與表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散所決定。 ? 因?yàn)?w絕 =f（ t）所以 dw絕/dt=f（ t），可按它畫(huà)圖 又 dw絕 /dt=w‘（ t），即在干燥曲線各點(diǎn)畫(huà)出切線所得的斜率即為該點(diǎn)食品絕對(duì)水分時(shí)的相等的干燥速率。 ? 在此階段，食品內(nèi)部水分很快移向表面，并始終為水分所飽和，干燥機(jī)理為表面汽化控制，干燥所去除的水分大體相當(dāng)于物料的非結(jié)合水分。干燥過(guò)程跨過(guò)臨界點(diǎn)后，進(jìn)入降速干燥階段 (C″D″， )，這就是第二干燥階段的開(kāi)始。該階段開(kāi)始汽化物料的結(jié)合水分，干燥速率隨物料含水量的降低，遷移到表面的水分不斷減少而使干燥速率逐漸下降。 ? 當(dāng)干燥速率下降到 D″點(diǎn)時(shí)，食品物料表面水分已全部變干，原來(lái)在表面進(jìn)行的水分汽化則全部移入物料內(nèi)部，汽化的水蒸氣要穿過(guò)已干的固體層而傳遞到空氣中，使阻力增加，因而干燥速率降低更快。 食品溫度曲線 (A′E′) ? 就是干制過(guò)程中食品溫度（ T食 ）和干制時(shí)間（ t）的關(guān)系曲線 . ? 干制初期食品接觸空氣傳遞的熱量，溫度由室溫逐漸上升達(dá)到B‘點(diǎn)，是食品初期加熱階段 (A’B‘)； ? 達(dá)到 B39。物料表面溫度等于水分蒸發(fā)溫度，即和熱空氣干球溫度和濕度相適應(yīng)的濕球溫度。B39。 （二）干燥階段 在典型的食品干燥中，干燥過(guò)程經(jīng)歷干燥速率恒定階段和干燥速率降低階段。也就是說(shuō)水分子從食品內(nèi)部遷移到表面的速率大于(或等于 )水分子從表面跑向干燥空氣的速率，于是 干燥速率是由水分子從產(chǎn)品表面向干燥空氣進(jìn)行對(duì)流質(zhì)量傳遞的推動(dòng)力所決定的 ，表達(dá)式如下： ? w=c（ ps— p） 760/b 在恒速期的干燥推動(dòng)力是食品表面的水分蒸汽壓 (pws)和干燥空氣的水分蒸汽壓 (pwa)兩者之差。 描述水分如何跑向表面的對(duì)流質(zhì)量傳遞系數(shù) K，主要是受干燥空氣條件 (速度和溫度 )的影響。 ? 然而，在干燥的恒速期，熱量傳入產(chǎn)品的速率剛好與蒸發(fā)水量所需要的熱量相平衡。 ? 但是，有時(shí)在某些干燥室的頂部表面可以有 輻射熱量傳遞 ，或甚至有引起食品內(nèi)部熱量傳遞的微波輻射。因此，實(shí)際干燥體系也許涉及到復(fù)雜的熱量傳遞，使干燥分析十分困難。也就是說(shuō)， 熱量傳遞到食品的速率與水汽化的能量消耗速率相平衡 。也就是說(shuō)，對(duì)于表面 (液與汽 )每汽化一個(gè)水分子，就需要一定量與汽化潛熱相當(dāng)?shù)哪芰?。因此，溫度保持在某一恒定值，該值取決于熱量傳遞機(jī)制。 ? 然而，如果其他熱量傳遞機(jī)制 (輻射、微波、傳導(dǎo) )提供一部分熱量給食品，那么表面溫度不再是濕球溫度，而是稍微高些 (但仍然為恒定值 )，有時(shí)稱(chēng)為假濕球溫度。 ? 當(dāng)水分從內(nèi)部遷移比表面蒸發(fā)慢時(shí)，恒速期就停止。此時(shí)公式 (2— 11)不再適用。 （式 212） 注意這個(gè)方程式只有在對(duì)流熱傳遞時(shí)才適用。 ? 恒速階段的長(zhǎng)短取決于干制過(guò)程中食品內(nèi)部水分遷移 (決定于它的導(dǎo)濕性 )與食品表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散速度的大小。 ? 例如水分為 75％～ 90％的蘋(píng)果干制時(shí)需經(jīng)歷恒速和降速干燥階段，而水分為 9％的花生米干制時(shí)僅經(jīng)歷降速干燥階段。在降速期，食品中水分含量分布取決于干燥條件，在塊狀中央水分含量最高，在表面為最低。在食品中水分遷移有幾種方式，在某一給定的干燥條件下，可存在一種或多種干燥機(jī)制。 有時(shí)在產(chǎn)品表面之下存在汽化作用 (特別在長(zhǎng)時(shí)間干燥時(shí) )，此時(shí)水分子以蒸汽形式擴(kuò)散通過(guò)食品到干燥空氣中。 表面張力也能影響食品結(jié)構(gòu)中水分遷移，特別是對(duì)于多孔狀的食品。 干燥空氣和食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的壓力差會(huì)引起水分遷移。 ? 在干燥過(guò)程中，可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)機(jī)制，每種機(jī)制的相關(guān)作用在干燥過(guò)程中可以變化。因此，在降速期要預(yù)測(cè)干燥速率常常是困難的。 ? 然而，干燥在食品達(dá)到平衡前停止，那么在干燥過(guò)程中存在的濕度梯度就會(huì)逐漸平衡，直到整塊食品達(dá)到相同的平均水分含量。 ? 干燥曲線的特征因水分和物料結(jié)合形式、水分?jǐn)U散歷程、物料結(jié)構(gòu)和形狀大小而異。 ? 物料內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移機(jī)制、水分蒸發(fā)的推動(dòng)力以及水分從物料表面經(jīng)邊界層向周?chē)橘|(zhì)擴(kuò)散的機(jī)制都將對(duì)物料干制過(guò)程的特性產(chǎn)生影響；此外，食品干燥是把水分蒸發(fā)簡(jiǎn)單地限定在物料表面進(jìn)行，事實(shí)上水分蒸發(fā)也會(huì)在它內(nèi)部某些部分或甚至于全面進(jìn)行，因而，其情況比所討論的要復(fù)雜得多。 （一）干制條件的影響 （ 1）溫度 ? 對(duì)于空氣作為干燥介質(zhì)，提高空氣溫度，干燥加快。 ? 對(duì)于一定相對(duì)濕度的空氣，隨著溫度提高，空氣相對(duì)飽和濕度下降，這會(huì)使水分從食品表面擴(kuò)散的動(dòng)力更大。 ? 注 意： ? 若以空氣作為干燥介質(zhì)，溫度并非主要因素，因?yàn)槭称穬?nèi)水分以水蒸汽的形式外逸時(shí)，將在其表面形成飽和水蒸汽層 ,若不及時(shí)排除掉，將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸，從而降低了水分的蒸發(fā)速度 .故溫度的影響也將因此而下降。 ? 不僅因?yàn)闊峥諝馑苋菁{的水蒸氣量將高于冷空氣而吸收較多的水分；還能及時(shí)將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；同時(shí)還因和食品表面接觸的空氣量增加，而顯著加速食品中水分的蒸發(fā)。近于飽和的濕空氣進(jìn)一步吸收水分的能力遠(yuǎn)比干燥空氣差。 脫水干制時(shí)，食品的水分能下降的程度也是由空氣濕度所決定。 干制時(shí)最有效的空氣溫度和相對(duì)濕度可以從各種食品的吸濕等溫線上尋找。 ? 氣壓下降，水沸點(diǎn)相應(yīng)下降，氣壓愈低，沸點(diǎn)也愈低，溫度不變，氣壓降低則沸騰愈加速。 （二）食品性質(zhì)的影響 （ 1）表面積 ? 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。 （ 2）組分定向 ? 水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。在肉類(lèi)蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)中，也存在類(lèi)似行為。 （ 4）溶質(zhì)的類(lèi)型和濃度 ? 溶質(zhì)與水相互作用，抑制水分子遷移，降低水分轉(zhuǎn)移速率，干燥慢。比如：以熱空氣為干燥介質(zhì)時(shí)，其溫度、相對(duì)濕度和食品的溫度為它的主要工藝條件。它隨食品種類(lèi)而不同。 ? 在導(dǎo)熱性較小的食品中，若水分蒸發(fā)速率大于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，則表面會(huì)迅速干燥，表層溫度升高到介質(zhì)溫度，建立溫度梯度，更不利于內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，而形成干硬膜。 （ 2）恒率干燥階段，為了加速蒸發(fā)，在保證食品表面的蒸發(fā)速率不超過(guò)食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。 （ 3）降率干燥階段時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低表面蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的內(nèi)部水分?jǐn)U散率一致，以免食品表面過(guò)度受熱，導(dǎo)致不良后果。 ? 要降低干燥介質(zhì)的溫度，務(wù)使食品溫度上升到干球溫度時(shí)不致超出導(dǎo)致品質(zhì)變化（如糖分焦化）的極限溫度（一般為90℃ ）。 ? 一般達(dá)到與當(dāng)時(shí)介質(zhì)溫度和相對(duì)濕度條件相適應(yīng)的平衡水分。 第四節(jié) 干制對(duì)食品品質(zhì)的影響 一、干制過(guò)程中食品的 物理變化 ? 物理變化形式： ? 食品干制時(shí)常出現(xiàn)的物理變化有干縮、干裂、表面硬化、多孔性形成和熱塑性的出現(xiàn)。 A均勻收縮： ? 物料全面均勻的失去水分時(shí)，物料將隨水分的消失均衡地進(jìn)行 線性收縮 ，即物料大小均勻地按比例收縮。復(fù)水緩慢、包裝材料和儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)省。之后中心干燥和收縮時(shí)就會(huì)脫離干燥膜而出現(xiàn)內(nèi)裂，孔隙和蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面干硬膜不出現(xiàn)凹面。 ? 例如方便面 容易吸水，復(fù)原迅速。 ? 表面蒸發(fā)率大于內(nèi)部擴(kuò)散率會(huì)出現(xiàn)干裂。 ? 當(dāng)干制速率很高時(shí)，內(nèi)部水分來(lái)不及轉(zhuǎn)移到物料表面，使表面迅速形成一層干燥薄膜，它的滲透性極低，以至將大部分殘留水分保留在食品內(nèi)，使干燥速率急劇下降。食品內(nèi)的水分經(jīng)微孔，裂縫和微孔或毛細(xì)管上升，其中有不少能上升到物料表面蒸發(fā)掉，以至它的溶質(zhì)殘留在表面上。這些物質(zhì)會(huì)將干制時(shí)正在收縮的微孔和裂縫封閉。 ? 此時(shí)，若降低食品表面溫度使物料緩慢干燥，一般就能延緩表面硬化。加有不會(huì)消失的發(fā)泡劑并經(jīng)攪打發(fā)泡而形成穩(wěn)定泡沫狀的液體或漿質(zhì)體食品干燥后，也能成為多孔性制品，真空干燥時(shí)的高度真空也會(huì)促使水蒸氣迅速蒸發(fā)并向外擴(kuò)散，從而制成多孔性的制品。 （ 4）熱塑性的出現(xiàn) ? 熱塑性物料：加熱時(shí)會(huì)軟化的物料。如糖分含量高的果蔬汁就屬于這類(lèi)食品，例如橙汁在坩堝干燒時(shí)，水分雖以全部蒸發(fā)掉，殘留固體物質(zhì)仍象保持水分那樣是熱塑性粘質(zhì)狀態(tài)，黏結(jié)在上難以取下，冷卻時(shí)會(huì)硬化成結(jié)晶體而僵化，便于取下。 二、 干制過(guò)程中食品的 化學(xué)變化 營(yíng)養(yǎng)物的損失 ? 脫水干制后，食品失去水分，故殘留物中營(yíng)養(yǎng)成分的含量增加。 ②碳水化合物； ? 加熱時(shí)碳水化合物含量高的食品極易焦化。還會(huì)發(fā)生糖與氨基酸反應(yīng)而出現(xiàn)褐變。動(dòng)物制品則不會(huì)。脂肪氧化可加抗氧化劑控制。預(yù)煮和酶鈍化處理也使其含量下降?；ㄇ嗨赝瑯?，葉綠素（綠色） —— 脫鎂葉綠素（橄欖綠）。酶性和非酶性褐變反應(yīng)是促使干制品褐變的原因。為此，干制前需進(jìn)行酶鈍化處理，可用預(yù)煮和巴氏殺菌對(duì)果蔬進(jìn)行熱處理，或硫處理破壞酶活性。 ? 非酶褐變 —— 糖分焦化