第一章食品的食品的脫水加工保藏（12學時）
教研室： 食品教師姓名： 趙良忠
第二章食品的脫水加工
概述一、 食品的脫水加工（dehydration）
從食品中去除水分，在該條件下不導致或幾乎不導致食品性質的其它變化（除水分外），是一種用於長期保藏食品的極其重要的食品加工操作。
濃縮(concentration)——留下液體，其中水分含量高。
乾燥(drying)——產品是固體，最終水分含量低。
二、食品脫水加工的特點
（1）食品經脫水加工後，重量減輕、體積縮小，可節省包裝、儲藏和運輸費用；帶來了方便性；
（2）乾燥食品可延長保藏期；
三、食品脫水加工的方法
在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發，依據食品組分的蒸汽壓不同而分離；
依據分子大小不同，用膜來分離水分，如滲透、反滲透、超濾；
本章中討論的是通過熱脫水的方法。
四、食品乾燥保藏
指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質的水平後並始終保持低水分的保藏方法。
是一種最古老的食品保藏方法。
五、食品幹藏的歷史
我國北魏在齊民要術書中記載用陰乾加工肉脯；
在本草綱目中，曬乾制桃乾；
大批量生產的乾製方法是在2023年，將片狀蔬菜堆放在室內，通入40度熱空氣進行乾燥，這就是早期的乾燥保藏方法，差不多與罐頭食品生產技術同時出現。
六、食品幹藏的特點
裝置簡單生產費用低，因陋就簡；
食品可增香、變脆；
食品的色澤、覆水性有一定的差異。
七、脫水加工技術的進展
除熱空氣乾燥目前還在應用外，還發展了紅外線、微波及真空昇華乾燥、真空油炸等新技術。
提**燥速度；
提**製品的質量；
發展成食品加工中的一種重要保藏方法。
第一節食品幹藏原理
長期以來人們已經知道食品的腐敗變質與食品中水分含量（m）具有一定的關係m 表示以乾基計，也有用溼基計m，但僅僅知道食品中的水分含量還不能足以預言食品的穩定性。有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質的情況是明顯不同的，如鮮肉與鹹肉，水分含量相差不多，但保藏卻不同，這就存在乙個水能否被微生物酶或化學反應所利用的問題；這與水在食品中的存在狀態有關。
一、食品中水分存在的形式
（1）自由水或游離水
（2）結合水或被束縛水
①化學結合水；
②物理化學結合水。
③機械結合水。
二、水分活度
游離水和結合水可用水分子的逃逸趨勢（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。
f食品中水的逸度
aw = ——
f0純水的逸度
我們把食品中水的逸度和純水的逸度之比稱為水分活度。
水分逃逸的趨勢通常可以近似地用水的蒸汽壓來表示，在低壓或室溫時，f/f0 和p/p0之差非常小（<1%），故用p/p0來定義aw是合理的。
（1）定義
aw = p/p0
其中 p：食品中水的蒸汽分壓；
p0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。
（2）水分活度大小的影響因素
①取決於水存在的量；
②溫度；
③水中溶質的濃度；
④食品成分；
⑤水與非水部分結合的強度。
表2-1 常見食品中水分含量與水分活度的關係。
（3）測量
①利用平衡相對濕度的概念；
②數值上 aw=相對濕度/100 ，但兩者的含義不同；
③水分活度儀。
對單一溶質，可測定溶液的冰點來計算溶質的mol數；
具體方法參考 food engineering properties
三、水分活度對食品的影響
大多數情況下，食品的穩定性（腐敗、酶解、化學反應等）與水分活度是緊密相關的。
（1）水分活度與微生物生長的關係；
食品的腐敗變質通常是由微生物作用和生物化學反應造成的，任何微生物進行生長繁殖以及多數生物化學反應都需要以水作為溶劑或介質。
幹藏就是通過對食品中水分的脫除，進而降低食品的水分活度，從而限制微生物活動、酶的活力以及化學反應的進行，達到長期保藏的目的。
（2）乾製對微生物的影響；
乾製後食品和微生物同時脫水，微生物所處環境水分活度不適於微生物生長，微生物就長期處於休眠狀態，環境條件一旦適宜，，又會重新吸濕恢復活動。
乾製並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會穩步下降。
由於病原菌能忍受不良環境，應在乾製前設法將其殺滅。
（3）乾製對酶的影響；
水分減少時，酶的活性也就下降，然而酶和底物同時增濃。在低水分幹製品中酶仍會緩慢活動，只有在水分降低到1%以下時，酶的活性才會完全消失。
酶在濕熱條件下易鈍化，為了控制幹製品中酶的活動，就有必要在乾製前對食品進行濕熱或化學鈍化處理，以達到酶失去活性為度。
（4）對食品乾製的基本要求。
乾製的食品原料應微生物汙染少，品質高。
應在清潔衛生的環境中加工處理，並防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。
乾製前通常需熱處理滅酶或化學處理破壞酶活並降低微生物汙染量。有時需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。
四、食品中水分含量（m）與水分活度之間的關係
食品中水分含量（m）與水分活度之間的關係曲線稱為該食品的吸附等溫線；
水分吸附等溫線的認識；
溫度對水分吸附等溫線的影響；
水分吸附等溫線的應用。
思考題1. 水分活度對微生物、酶及其它反應有什麼影響？簡述幹藏原理。
2. 在北方生產的紫菜片，運到南方，出現霉變，是什麼原因，如何控制？
第二節食品乾製的基本原理
一、乾燥機制
乾燥過程是濕熱傳遞過程：表面水分擴散到空氣中，內部水分轉移到表面；而熱則從表面傳遞到食品內部。
①水分梯度：乾製過程中潮濕食品表面水分受熱後首先有液態轉化為氣態，即水分蒸發，而後，水蒸氣從食品表面向周圍介質擴散，此時表面溼含量比物料中心的溼含量低，出現水分含量的差異，即存在水分梯度。水分擴散一般總是從高水分處向低水分處擴散，亦即是從內部不斷向表面方向移動。
這種水分遷移現象稱為導濕性。
②溫度梯度：食品在熱空氣中，食品表面受熱高於它的中心，因而在物料內部會建立一定的溫度差，即溫度梯度。溫度梯度將促使水分（無論是液態還是氣態）從高溫向低溫處轉移。
這種現象稱為導濕溫性。
（一）導濕性
（1） 水分梯度
若用m 表示等濕麵溼含量或水分含量（kg/kg幹物質），則沿法線方向相距δn的另一等溼面上的溼含量為m+δ m ，那麼物體內的水分梯度grad m則為：
m—— 物體內的溼含量，即每千克幹物質內的水分含量（千克）；
δn—— 物料內等濕麵間的垂直距離（公尺）。
導濕性引起的水分轉移量可按照下述公式求得：
（千克/公尺2·小時）
其中： i水—— 物料內水分轉移量，單位時間內單位面積
上的水分轉移量（kg幹物質/ 公尺2·小時）。
k—— 導濕係數（公尺·小時）。
0 —— 單位潮濕物料容積內絕對幹物質重量（kg幹物質/公尺3 ）。
m—— 物料水分（kg/kg幹物質）
水分轉移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負號。
需要注意的一點是：
導濕係數在乾燥過程中並非穩定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。
（2）物料水分與導濕係數間的關係
①k值的變化比較複雜。
當物料處於恆率乾燥階段時，排除的水分基本上為滲透水分，以液體狀態轉移，導時係數穩定不變（de段）；再進一步排除毛細管水分時，水分以蒸汽狀態或以液體狀態轉移，導濕係數下降（cd段）；再進一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態擴散轉移，先為多分子層水分，後為單分子層水分。
②導濕係數與溫度的關係
若將導濕性小的物料在乾製前加以預熱，就能顯著地加速乾製過程。
因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發，同時可以增大導濕係數，以加速水分轉移。
（二）導濕溫性
在對流乾燥中，物料表面受熱高於它的中心，因而在物料內部會建立一定的溫度梯度。溫度梯度將促使水分（不論液態或氣態）從高溫處向低溫處轉移。這種現象稱為導濕溫性。
導濕溫性是在許多因素影響下產生的複雜現象。
高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上公升，而且毛細管內水分還將受到擠壓空氣擴張的影響。結果是毛細管內水分將順著熱流方向轉移。
（1）溫度梯度
導濕溫性引起水分轉移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過下式計算求得：
其中： i溫—— 物料內水分轉移量，單位時間內單位面積
上的水分轉移量（kg幹物質/ 公尺2·小時）。
k—— 導濕係數（公尺·小時）
0 —— 單位潮濕物料容積內絕對幹物質重量（kg幹物質/公尺3 ）。
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