食品的脱水.ppt

1、第第二二章章 食品的脱水食品的脱水内内 容容v概述概述v第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理v第二节第二节 食品的干燥机制食品的干燥机制v第三节第三节 干制对食品品质的影响干制对食品品质的影响v第四节第四节 食品的干制方法食品的干制方法v第五节第五节 干制品的包装与贮藏干制品的包装与贮藏概概 述述一、食品的脱水加工（一、食品的脱水加工（dehydration）1 脱水加工的概念脱水加工的概念 脱水加工就是在不导致或几乎不引起食品性脱水加工就是在不导致或几乎不引起食品性质的其他变化的条件下，从食品中除去水分。质的其他变化的条件下，从食品中除去水分。2 脱水加工的操作类型脱水加工的操作类型v依据

2、脱水的程度，脱水加工可分为两种类型：依据脱水的程度，脱水加工可分为两种类型：浓缩浓缩(concentration)：产品是液态，其中水分含量产品是液态，其中水分含量较高较高15%，如浓缩果汁，如浓缩果汁40-70%干燥干燥(drying)：产品是固体，最终水分含量产品是固体，最终水分含量低低15%15%，如果汁粉、奶粉、粉状咖啡如果汁粉、奶粉、粉状咖啡浓缩往往是干燥操作的前处理工序浓缩往往是干燥操作的前处理工序 3 食品脱水的原理食品脱水的原理v依据依据食品组分的蒸汽压不同食品组分的蒸汽压不同：在：在常温常温下或下或真空真空下下加热加热让水分蒸发，而达到分离去除水分至固体或让水分蒸发，而达到分

3、离去除水分至固体或半固体的目的半固体的目的干燥或干制干燥或干制；v依据食品分子大小不同：用依据食品分子大小不同：用膜膜来分离水分；如超来分离水分；如超滤、反渗透等滤、反渗透等浓缩浓缩。超超 滤滤v超滤：有压力驱动的膜分离过程，超滤：有压力驱动的膜分离过程，能截留小胶体粒子、能截留小胶体粒子、大分子物质，超滤膜孔径为大分子物质，超滤膜孔径为0.01-0.10.01-0.1微米微米，操作压力，操作压力为为0.1-1MPa0.1-1MPa。主要用于物料的分离纯化和浓缩。主要用于物料的分离纯化和浓缩v特点：冷操作，蛋白质不会变性；特点：冷操作，蛋白质不会变性；奶粉的生产奶粉的生产 乳清蛋白的回收乳清蛋

4、白的回收 果汁的澄清果汁的澄清反反 渗渗 透透v反渗透的原理反渗透的原理v反渗透的特点反渗透的特点v反渗透的例子反渗透的例子 果汁果汁浓缩食品脱水加工是指食品脱水加工是指:在控制的条件下，通过在控制的条件下，通过加热蒸发加热蒸发脱水的方法，几乎完全地除去食品中脱水的方法，几乎完全地除去食品中的大部分水分，并尽量使食品的其他的大部分水分，并尽量使食品的其他性质在此过程中极小地发生变化，食性质在此过程中极小地发生变化，食品被脱水后水分含量在品被脱水后水分含量在15%以下，以下，即即干燥或干制干燥或干制。4 干燥的目的干燥的目的v降低食品中水分含量降低食品中水分含量:一般由一般由50-90%减为减为

5、15%以下；以下；v减小食品体积和重量减小食品体积和重量:一般重量变为原来的一般重量变为原来的1/8-1/2左右，节省包装、贮藏和运输费左右，节省包装、贮藏和运输费用，方便性；用，方便性；v为了食品的贮藏和延长保藏期为了食品的贮藏和延长保藏期；这就是干燥；这就是干燥保藏。保藏。奶粉奶粉 红枣红枣 葡萄干葡萄干 香菇、笋干香菇、笋干5 食品干燥保藏食品干燥保藏/干藏干藏v定义定义：指在自然条件或人工控制条件下，使食：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，品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后，并始终保持低水分可进行长期贮藏的方法。并始终保持低水分可进行长期

6、贮藏的方法。v干制食品在室温下一般可贮存一年或一年以上干制食品在室温下一般可贮存一年或一年以上 6 食品干藏的历史食品干藏的历史v我国北魏在我国北魏在齐民要术齐民要术一书中记载用一书中记载用阴干阴干加工肉脯的方法。加工肉脯的方法。v在在本草纲目本草纲目中，用晒干制桃干的方法。中，用晒干制桃干的方法。v大批量生产的干制方法是在大批量生产的干制方法是在1795年，将片年，将片状蔬菜堆放在室内，通入状蔬菜堆放在室内，通入40热空气进行干热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术（罐头食品生产技术（1810）同时出现。）同时出现。7 食品干

7、藏的特点食品干藏的特点v自然干制：简单易行、生产费用低；但时间自然干制：简单易行、生产费用低；但时间长、受气候条件影响；长、受气候条件影响；v人工干制：不受气候条件限制，操作易于控人工干制：不受气候条件限制，操作易于控制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高；制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高；但需要专用设备，能耗大，干制费用大；但需要专用设备，能耗大，干制费用大；v人工干制技术仍在发展，高效节能人工干制技术仍在发展，高效节能第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理v食品的腐败变质与食品中水分含量（食品的腐败变质与食品中水分含量（M）具有）具有一定的关系，但仅仅知道食品中的水分含量还一定的关系

8、，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。不能足以预言食品的稳定性。v花生油花生油 M 0.6时变质时变质 淀粉淀粉 M 20不易变质不易变质v鲜肉与咸肉鲜肉与咸肉 鲜菜与咸菜（一般鲜菜与咸菜（一般80%左右）左右）一一 食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式v 结合水结合水/被束缚水被束缚水 Immobilized water 是指不易流动、有结合力固定、不易结冰是指不易流动、有结合力固定、不易结冰（40），不能作为外加溶质的溶剂；），不能作为外加溶质的溶剂；v游离水游离水/自由水自由水 Free water 是指组织细胞中易流动、容易结冰，也能溶是指组织细胞中易流动、容易结

9、冰，也能溶解溶质的这部分水。解溶质的这部分水。结结合水合水与与自由水的自由水的区区别别v游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映。来反映。v食品中水分被利用的难易程度主要是依据水分结食品中水分被利用的难易程度主要是依据水分结合力或程度的大小而定，游离水或自由水最容易合力或程度的大小而定，游离水或自由水最容易被微生物、酶和化学反应所利用，而结合水难以被微生物、酶和化学反应所利用，而结合水难以被利用，结合力或程度越大，则越难以被利用。被利用，结合力或程度越大，则越难以被利用。v见见Flash1二二 水分活度水分活度 1.定义定义 可用水分子的逃逸趋

10、势（逸度）来反映游离水和可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映游离水和结合水的区别。食品中水的逸度与纯水的逸度之比称结合水的区别。食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为为水分活度水分活度AW（water activity)f 食品中水的逸度食品中水的逸度 Aw=f0 纯水的逸度纯水的逸度 水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示，在常压（低压）或室温时，示，在常压（低压）或室温时，f/f0 和和P/P0之差非之差非常小（常小（1%），故用），故用P/P0来定义来定义AW是合理的。是合理的。v食品加工中，食品加工中，水分活度水分活度通常定义为食品表面测定

11、通常定义为食品表面测定的水蒸气压（的水蒸气压（P P）与相同温度下纯水的饱和蒸汽压）与相同温度下纯水的饱和蒸汽压（P P0 0）之比，是一个近似值。）之比，是一个近似值。Aw P/P Aw P/P0 0其中其中 P P：食品中水的蒸汽分压；：食品中水的蒸汽分压；P P0 0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）蒸汽压）v蒸汽压与相对湿度有关，因而蒸汽压与相对湿度有关，因而Aw与环境的平衡相与环境的平衡相对湿度（对湿度（ERH，Equilibrium relative humidity）也相关。）也相关。Aw=P/P0=ERH/100v测定相对湿度使用水

12、分活度测定仪测定相对湿度使用水分活度测定仪 注意：注意：1.Aw是食品的固有性质，反映了食品中是食品的固有性质，反映了食品中水分的结合状态；而水分的结合状态；而ERH反映了与食品相平衡时反映了与食品相平衡时周围的空气状态或大气性质。周围的空气状态或大气性质。2.当水分含量很低当水分含量很低时，测量结果不准确。时，测量结果不准确。水分活度数值的意义水分活度数值的意义vAw=1的水就是自由水（或纯水），指的水就是自由水（或纯水），指可以被利用的水；可以被利用的水；vAw 1的水就是指水被结合力固定，数的水就是指水被结合力固定，数值的大小反映了结合力的多少；值的大小反映了结合力的多少；vAw越小则指

13、水被结合的力就越大，水被越小则指水被结合的力就越大，水被利用的程度就越难；利用的程度就越难；水分活度小的水是难水分活度小的水是难以或不可利用的水。以或不可利用的水。2.Aw大小的影响因素v温度；温度；v取决于水存在的量；取决于水存在的量；v水中溶质的种类和浓度；水中溶质的种类和浓度；v食品成分或物化特性；食品成分或物化特性；v水与非水部分结合的强度水与非水部分结合的强度 表表2-1 2-1 常见食品中水分含量与常见食品中水分含量与AwAw的关系的关系0-10-20-503.水分含量（水分含量（M）与水分活度（）与水分活度（Aw）v在在恒恒定定温温度度下下，食食品品中中水水分分含含量量（M）与与

14、水水分分活活度度（Aw）之之 间间 的的 关关 系系 曲曲 线线 称称 为为 该该 食食 品品 的的 水水 分分 吸吸 附附 等等 温温 线线（Moisture sorption isotherms，MSI）。）。v吸吸附附：当当食食品品表表面面水水分分蒸蒸汽汽压压低低于于空空气气蒸蒸汽汽压压时时，空空气气中中的的水水蒸蒸气气会会不不断断向向食食品品表表面面附附近近扩扩散散，食食品品从从它它表表面面附附近近的空气中的吸收水蒸气而增加水分；的空气中的吸收水蒸气而增加水分；v解解吸吸：当当食食品品水水蒸蒸汽汽压压大大于于空空气气蒸蒸汽汽压压时时，食食品品中中的的水水分分就蒸发，蒸汽压相对下降，水分

15、含量降低；就蒸发，蒸汽压相对下降，水分含量降低；v吸吸附附和和解解吸吸的的最最终终结结果果都都是是食食品品表表面面附附近近蒸蒸汽汽压压和和空空气气蒸蒸汽压相平衡。汽压相平衡。水分吸附等温线水分吸附等温线-高水分含量（高水分含量（反向反向L L）0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 （Aw）80 60 40 20 0含含水水量量%水分吸附等温线水分吸附等温线-低水分含量（低水分含量（反反S S）含水量的小幅变化会导致含水量的小幅变化会导致Aw的大幅度增加的大幅度增加v I区：第一转折点前区：第一转折点前(水分含量水分含量 1%)，离子或偶极作用，离子或偶极作用，单分子层吸附水单分子层吸附水

16、(单层水分单层水分)；vII区：第一转折点与第二转折点之间区：第一转折点与第二转折点之间(水分含量水分含量 5%)，氢键，多分子层吸附水氢键，多分子层吸附水(多层吸附水多层吸附水)；vIII区：第二转折点之后区：第二转折点之后(水分含量水分含量95%)，在食品内，在食品内部的毛细管内或间隙内的游离水部的毛细管内或间隙内的游离水(自由水或体相水自由水或体相水)0 0.25 0.5 0.8 1.0 （Aw）含含水水量量I I区区II II区区IIIIII区区（）自由水或体相水，是食）自由水或体相水，是食品中结合得最弱，流动性最大品中结合得最弱，流动性最大的水，主要是在细胞体系或凝的水，主要是在细胞体系或凝胶中被毛细管液面表面张力或胶中被毛细管液面表面张力或被物理截留的水。这种水很易被物理截留的水。这种水很易通过干燥被除去或易结冰，可通过干燥被除去或易结冰，可作为溶剂，容易被酶和微生物作为溶剂，容易被酶和微生物利用，造成食品腐败，通常占利用，造成食品腐败，通常占95%以上；以上；（）多层水，）多层水，主要通过水主要通过水-水和水和水水-溶质氢键同相溶质氢键同相邻分子缔合，为邻分子缔合，为可溶