果蔬脫水加工原理與方法

1、第四章 果蔬脫水加工 果蔬干藏就是脫水干制品在它的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后，始終保持低水分并進(jìn)行長期貯藏的過程。 脫水(Dehydration)就是為保證果蔬品質(zhì)變化最小，在人工控制條件下促使果蔬水分蒸發(fā)的工藝過程。 脫水就是指人工干燥。脫水食品不僅應(yīng)達(dá)到耐久貯藏的要求，而且要求復(fù)水(即重新吸水)后基本上能恢復(fù)原狀。 干燥(Drying)就是在自然條件或人工控制條件下促使食 品中水分蒸發(fā)的工藝過程。 干燥包括自然干燥如曬干、風(fēng)干等和人工干燥如烘房烘干、熱空氣干燥、油炸脫水、真空干燥等。 但是，為了與脫水(即人工干燥)有所區(qū)別，習(xí)慣上常將干燥單純地理解為自然干燥的代名詞。 脫水食品特點

2、： 1、食品脫水后，重量減輕，體積縮小。節(jié)省包裝、貯藏和運輸費用，并且還便于攜帶，供應(yīng)方便。 2、能在室溫條件下長期保藏，延長食品的供應(yīng)季節(jié)，平衡產(chǎn)銷高峰 。 3、能作為貯備食品，供救急、救災(zāi)和戰(zhàn)備用的物資。第一節(jié) 食品干藏原理一、 水分和微生物的關(guān)系水分活度 對微生物生長活動產(chǎn)生影響的因素并不是食品的水分含量，而是aw值（水分活度值），各種微生物保持生長所需的最低aw值各不相同。 大多數(shù)最重要的食品腐敗細(xì)菌所需的最低aw值都在090以上 大多數(shù)酵母在水分活度低于 0.87時仍能生長，耐滲透壓酵母在水分活度為0.75時尚能生長。 霉菌在水分活度為0.8時仍生長良好。如水分活度低于0.65，霉菌

3、的生長完全受到抑制。 微生物對水分的需要經(jīng)常會受到溫度、pH值、營養(yǎng)成分、氧氣、 抑制劑等各種因素的影響 。 大多數(shù)新鮮果蔬的水分活度在0.99以上 ，只有水分活度降低到0.75，食品的腐敗變質(zhì)才得以顯著減慢 。 若將水分活度降到065，能生長的微生物為數(shù)極少，因而果蔬制品貯期可長達(dá)1.52年 。 干制過程中，果蔬原料及其所污染的微生物均同時脫水，干制后，微生物就長期地處于休眠狀態(tài)，環(huán)境條件一旦適宜，又會重新吸濕恢復(fù)活動。干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制它們的活動。 二. 干制對微生物的影響 微生物的耐旱力常隨菌種及其不同生長期而異： 葡萄球菌、腸道桿菌，結(jié)核桿菌在干燥狀態(tài)下能保存活力幾周

4、到幾個月。 干燥狀態(tài)的細(xì)菌芽孢、厚膜孢子，分生孢子 可存活一年以上。 黑曲霉菌孢子可存活達(dá)610年以上。三.干制對酶活性的影響 酶為果蔬所固有，它同樣需要水分才具有活性。水分減少時，酶的活性也就下降，然而酶和基質(zhì)(酶作用的對象)卻同時增濃。因它們之間的反應(yīng)率隨兩者增濃而加速，因此，在低水分干制品中，特別在它吸濕后，酶仍會緩慢地活動，從而有引起食品品質(zhì)惡化或變質(zhì)的可能。只有干制品水分降低到1%以下時，酶的活性才會完全消失。 酶在濕熱條件下處理時易鈍化，如于100時瞬間即能破壞它的活性。但在干熱條件下難于鈍化，如在干燥狀態(tài)下，即使用204熱處理，鈍化效果極其微小。因此，為了控制干制品中酶的活動，就

5、有必要在干制前對食品進(jìn)行濕熱鈍化處理，以便使酶失去活性。四、對食品干制的基本要求 為了防止干制食品變質(zhì)和腐敗，其水分含量愈低愈好。但是，在干制過程中還必須避免各種原料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分不良的變化，合理控制各種干制技術(shù)對干制食品品質(zhì)所產(chǎn)生的各種影響。 目前干制后食品的水分一般總是在325%之間。 水果干為1525%， 蔬菜干為4%以下， 五、干制對食品營養(yǎng)成分的影響 脫水干制后食品失去水分，故殘留物中營養(yǎng)成分的含量卻反而增加。每單位重量干制食品中蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的含量就大于新鮮食品。若復(fù)水干制品和新鮮食品相比較，則和其他食品保藏方法一樣，它的品質(zhì)總是低于新鮮食品，干制同樣會有損耗出現(xiàn)。第

6、二節(jié) 食品干制的原理 脫水過程是個水分蒸發(fā)過程。 首先是原料表面水分的蒸發(fā)，這個過程稱水分“外擴(kuò)散”。表面越大，空氣流動越迅速；溫度越高，空氣相對濕度越小，則水分外擴(kuò)散速度越快。 隨著表面水分的蒸發(fā)，原料內(nèi)部的較多水分向表面較少水分處移動，這種轉(zhuǎn)移現(xiàn)象稱水分“內(nèi)擴(kuò)散”。 外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散的速度必須協(xié)調(diào)，如果水分的外擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)擴(kuò)散，即造成內(nèi)部水分來不及轉(zhuǎn)移到表面，則原料表面會因過度干燥而形成硬殼，這種現(xiàn)象稱“結(jié)殼”。 結(jié)殼會阻礙表面水分的蒸發(fā)，影響脫水，又因內(nèi)部水分含量高，蒸汽壓力大，因而壓破較軟部分的組織，使原料表面開裂，內(nèi)部可溶性物質(zhì)外溢，影響產(chǎn)品外觀和品質(zhì)。 （1）空氣的溫度 若空氣

7、的相對濕度不變，溫度愈高，達(dá)到飽和所需的水蒸汽愈多，水分蒸發(fā)就愈容易，干燥速度也就愈快； 反之，溫度愈低，干燥速度也就愈慢，產(chǎn)品容易發(fā)生氧化褐變，甚至生霉變質(zhì)。影響干制的因素主要有： 也不宜采取過度高溫，因為果蔬含水量高，遇過高溫度，使細(xì)胞質(zhì)液迅速膨脹，細(xì)胞壁破裂，使可溶性物質(zhì)流失。 此外，原料中的糖因高溫而焦化，有損外觀和風(fēng)味，高溫、低濕還容易引起結(jié)殼現(xiàn)象。 在干制過程中，一般采用4090，凡是富含糖分和揮發(fā)油的果蔬，宜用低溫干制。 （2）空氣的相對濕度 如果溫度不變，空氣的相對濕度愈低，則空氣濕度飽和差愈大，干燥速度愈快，空氣相對濕度過高，原料會從空氣中吸收水分。（3）空氣的流速 通過原料

8、的空氣流速愈快、帶走的濕氣愈多，干燥也愈快。因此，人工干燥設(shè)備中，可以用鼓風(fēng)增加風(fēng)速，以便縮短干燥時間。 （4）原料的種類和狀態(tài) 果蔬原料的種類不同，其化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)也不同，干燥速度也不一致 如原料肉質(zhì)緊密，含糖量高，細(xì)胞液濃度大，滲透壓高，干燥速度快 有些原料如葡萄、李子等果面有一層蠟質(zhì)，阻礙水分的蒸發(fā)，可在干燥前用鹽水處理，將蠟質(zhì)溶解，以增加干燥速度 原料切分的大小和厚薄對干燥速度有直接的影響，原料切分的愈小，其比表面積愈大，水分蒸發(fā)愈快。 原料鋪在烘盤上或曬盤上的厚度愈薄，干燥愈快。 （5）干燥設(shè)備的設(shè)計及使用 人工干燥設(shè)備是否適宜和使用是否得當(dāng)，也是影響干燥速度的主要因素。第三節(jié)

9、食品干制的方法食品干燥首先要吸收熱能，使水分吸收相變熱得以汽化。根據(jù)熱能傳遞方式的不同，可分為以下四種方法：（一）熱風(fēng)干燥:此法亦稱對流干燥，直接以高溫的熱空氣為熱源，借對流傳熱將熱量傳給濕物料。熱空氣既是載熱體，又是載濕體。一般熱風(fēng)干燥多在常壓下進(jìn)行。在真空干燥的環(huán)境中，由于氣相處于低壓，其熱容量很少，不可能直接以空氣為熱源，而必須采用其他的熱源。 （二）冷凍干燥 此法是利用食品中水分預(yù)先凍結(jié)成冰，然后在極低的壓力下，使之直接升華而轉(zhuǎn)入氣相達(dá)到干燥之目的。 （三）接觸干燥 此法是間接靠間壁的導(dǎo)熱將熱量傳給與壁面接觸的物料。熱源可以是水蒸汽、熱水、燃?xì)狻峥諝獾?。接觸干燥可以在常壓下進(jìn)行，也可

10、以在真空下進(jìn)行。在常壓操作時，物料與氣體間雖有熱交換，但氣體不是熱源，氣體起著載濕體的作用，即氣體的流動起著加速排除汽化水分的作用。（四）輻射干燥 此法是利用紅外線，遠(yuǎn)線外線，微波或介電等能源，將熱量傳給物料。與接觸干燥一樣，輻射干燥也可在常壓或真空下進(jìn)行。輻射干燥也是食品工業(yè)上的一種重要干燥方法。（五）果蔬油炸脫水 低溫油炸果蔬是在真空條件下，使原料在80110左右脫水，有效地避免了高溫對食品營養(yǎng)成分及品質(zhì)的破壞；同時在真空狀態(tài)下，果蔬細(xì)胞間隙中的水分急劇汽化膨脹，具有良好的膨化效果。產(chǎn)品不僅色澤、風(fēng)味好而且質(zhì)地松脆可口。另外，低溫油炸可防止油脂的劣化變質(zhì)，提高油的利用率，降低成本，產(chǎn)品安全

11、衛(wèi)生。 第四節(jié) 食品干制的設(shè)備一、柜式干燥設(shè)備二、流化床干燥設(shè)備三、隧道式干燥設(shè)備四、低溫真空油炸脫水設(shè)備1.網(wǎng)藍(lán)電機(jī) 2.電加熱管 3.網(wǎng)藍(lán) 4.油炸鍋 5.油炸鍋6. 網(wǎng)藍(lán) 7. 冷凝器 8. 氣水分離器9. 冷凝水泵 10. 真空泵11. 網(wǎng)藍(lán)電機(jī) 12. 電加熱管 13. 油泵 14. 油過濾器 五、真空冷凍干燥設(shè)備 真空冷凍干燥技術(shù)（又稱冷凍升華干燥），是真空技術(shù)與冷凍技術(shù)相結(jié)合的新型干燥脫水技術(shù) 目前，世界上已有較大規(guī)模的真空冷凍干燥食品企業(yè)130多家。真空凍干食品也在歐美、日等國市場迅速流行。 真空冷凍干燥技術(shù)可以明顯提高制品的質(zhì)量和檔次，因而在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用前景十分廣闊。

12、真空冷凍干燥技術(shù)介紹真空冷凍干燥技術(shù)加工的食品有如下特點: 1)可以保持新鮮食品原有的色、香、味； 2）復(fù)水性和速溶性大大提高，復(fù)水率達(dá)90%以上，復(fù)水時間大為縮短； 3）其升華干燥過程避免了一般干燥方法容易產(chǎn)生的營養(yǎng)成分損失及表面硬化干燥的現(xiàn)象； 4）食用簡單方便；5）脫水徹底，重量輕，保存期長。 基本原理 水有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三中態(tài)相.根據(jù)熱力學(xué)中的相平衡理論,隨壓力的降低,水的冰點變化不大,而沸點卻越來越低,向冰點靠近.當(dāng)壓力降到一定的真空度時,水的沸點和冰點重合,冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接汽化為氣體,這一過程稱為升華.食品的真空冷凍干燥,就是在水的三相點以下,即在低溫低壓條件下,使食品中凍

13、結(jié)的水分升華而脫去 我國生產(chǎn)和出口脫水蔬菜已有30年歷史，產(chǎn)品在國際市場上享有一定信譽(yù)，已成為世界脫水蔬菜生產(chǎn)和出口的主要國家之一。現(xiàn)有品種20多個，年出口量約2 6萬t，每噸凈收匯約08萬美元，年總創(chuàng)匯在20余萬美元。目前，我國脫水蔬菜主要銷往西歐、日本、美國、澳大利亞、韓國、新加坡和香港等地區(qū)。主要品種有洋蔥、大蒜、胡蘿卜、蘑菇、姜、花椰菜、青刀豆等。 世界進(jìn)口脫水蔬菜的國家有德國、英國、法國、美國、荷蘭、瑞士、意大利、日本、加拿大、澳大利亞等10多個國家。其中西歐、美國和日本是脫水蔬菜的主要市場。估計世界脫水蔬菜年貿(mào)易量已超過10萬t。第五節(jié)、果蔬脫水加工工藝 蔬菜中含有大量水分。采取人

14、工措施減少菜體中的水分，降底水分活性，提高原料中可溶性固形物含量，使微生物難以生存，以此來長期保存蔬菜產(chǎn)品。 這種加工方法稱為脫水加工，又叫干制。蔬菜脫水加工在我國有悠久的歷史，干制品多種多樣，其營養(yǎng)豐富，易于保存，便于運輸，食用方便，其中木耳、辣椒干、金針菜、玉蘭片等為我國著名的出口商品。 蔬菜脫水干制的方法 1）自然干制法： 利用太陽輻熱、熱風(fēng)使蔬菜干燥。該法成本低， 設(shè)備簡單，但易受氣侯和地區(qū)的限制。 2）人工干制法：利用人工加溫和保溫裝置，控制干燥條件，使蔬 菜迅速干燥。這種方法干燥時間短，衛(wèi)生，便于 操作管理，產(chǎn)品質(zhì)量好，常用的設(shè)備有隧道式干燥機(jī)、滾筒式干燥機(jī)、帶式干燥機(jī)等。目前隨著

15、 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了冷凍干燥、微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、太陽能干燥等新干燥技術(shù)。 （3）蔬菜脫水干制工藝 1）原料選擇：選用于物質(zhì)含量高，纖維含量低，組織致密的原料，剔出病、蟲、傷殘形狀不正的產(chǎn)品。 2）洗滌： 用軟水洗滌，有時可用0.5% 1.5% 的鹽酸溶液 或600ppm的漂白粉溶液在常溫下浸泡56分鐘， 再用水沖洗。 3）去皮、切分：有的產(chǎn)品如大蒜，應(yīng)去除外皮，并用機(jī)械切成片、段或塊。 4）熱燙：也稱熱處理，目的在于破壞蔬菜中的氧化酶系統(tǒng)，防止褐變，增加細(xì)胞膜的透性，加快干燥速度。 5）硫處理：有熏硫法和浸硫法兩種。 熏硫法: 是硫磺燃燒，利用二氧化硫氣體熏蔬菜。浸硫法： 利用亞硫酸浸漬蔬菜。目的是抑制原料氧化褐變，提高維生素C的保存率， 抑制微生物的活動。 6