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第五章食品干制9/13/2023食品干制保藏法: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(zhì)的水平,并始終保持低水分的保藏方法。最古老的食品保藏方法,加熱除去食品中85%的水分,即枯燥或干制。早在1875年,將片狀蔬菜堆在室內(nèi),通入40℃的熱空氣促進枯燥,與罐頭食品生產(chǎn)技術(shù)同時出現(xiàn)。20世紀(jì)初,熱風(fēng)枯燥生產(chǎn)的脫水蔬菜大量工業(yè)化生產(chǎn)。第五章食品干制第一節(jié)食品干制原理第二節(jié)食品干制過程第三節(jié)常用食品干制方法第四節(jié)干制和干藏過程中食品品質(zhì)的變化第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸?shù)诹?jié)中間水分食品第一節(jié)食品干制原理一、食品中的水分食品中的水分有以下三種狀態(tài):化合水:以嚴(yán)格的比例組成物質(zhì)的分子,只在高溫或發(fā)生化學(xué)反響時才能逸出,枯燥不能脫除,一旦脫除物質(zhì)的結(jié)構(gòu)破壞。結(jié)合水:被物質(zhì)吸附結(jié)合的水,不參與化學(xué)反響,不微生物利用,能脫除,但脫除需要一定的能量。自由水:存在于食品的微毛細(xì)管和大毛細(xì)管中,枯燥時很容易釋出。食品的平衡水分:在一定濕度和相對濕度下,食品內(nèi)的蒸汽壓與外界空氣的蒸汽壓平衡時食品中的水分含量。水分活度(Aw):食品體系中,內(nèi)部水蒸氣壓與同溫度下純水的水蒸氣壓之比,即:Aw=p/p0S水分活度就是食品中水的逸度與純水的逸度之比,反響的是食品中水分被束縛的程度。在食品加工和保藏中,決定食品品質(zhì)和性狀的不是總有含水量,而是水分活度。而水分含量是水分占食品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),相對濕度是空氣被水飽和的程度。水分等溫吸附曲線:反映食品含水量、相對濕度和水分活度的關(guān)系曲線。將水分含量較小的食品置于相對濕度較大的環(huán)境中,食品會吸收空氣中的水分至到達(dá)平衡;相反,將水分含量較大的食品置于相對濕度較小的環(huán)境中,食品中的水分會不斷散失到空氣中至到達(dá)平衡。水分活度含水量/%51.030相對濕度/%0.10.520108050第一節(jié)食品干制原理二、食品干制保藏的原理降低食品的水分活度(Aw),可抑制微生物的生長發(fā)育、酶促反響,氧化反響及非酶褐變的發(fā)生,從而使脫水食品的儲藏穩(wěn)定性增強。當(dāng)食品的Aw為其單分子吸附水所對應(yīng)值時,脫水食品即獲得最正確的儲藏質(zhì)量。㈠Aw與微生物活性的關(guān)系水分活度(Aw):是某種食品體系中,內(nèi)部水蒸氣壓與同溫度下純水的水蒸氣壓之比。食品中的游離水和結(jié)合水用水分子的逃逸趨勢(逸度)來反映,食品中水的逸度與純水的逸度之比為水分活度Aw。水逃逸的趨勢可近似地用水的蒸汽壓來表示。Aw數(shù)值的大小反映了被結(jié)合力固定的多少;Aw越小水被結(jié)合的力就越大,水被利用的程度就越難。食品中的水分含量缺乏以判定食品的穩(wěn)定性,如鮮肉與咸肉。便攜式水分活度測定儀
水分活度與微生物的發(fā)育:細(xì)菌生長發(fā)育的最低Aw:0.90(0.94)酵母菌生長發(fā)育的最低Aw:0.88真菌生長發(fā)育的最低Aw:0.80(0.75)
霉菌能忍受更低的水分活度,是干制品常見的腐敗菌,干制品的Aw降到0.70以下。最普通酵母菌0.601.00.950.90.850.80.750.70.65無限期1~2年干制品1~2個月鹽分或糖分含量很高的食品1~2周許多腌肉制品1~2天大部分新鮮食品如魚、禽、水果和蔬菜耐滲透壓酵母菌和霉菌嗜鹽細(xì)菌最普通霉菌葡萄球菌(需氧)葡萄球菌(厭氧)肉毒桿菌最普通菌水分活度與微生物生長活動的關(guān)系常見食品的含水量和水分活度食品水分含量%水分活度冰1001.00鮮肉700.985面包400.96面粉14.50.72通心粉100.45餅干5.00.20奶粉3.50.11土豆片1.50.08水分活度與芽孢的形成和毒素的關(guān)系:
芽孢的形成一般需要比營養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育更高的水分活度。通常產(chǎn)毒菌的水分活度高于生長的水分活度,如金黃色葡萄球菌當(dāng)水分活度為0.86時能生長,但產(chǎn)毒素需要水分活度0.87以上。中毒菌的毒素產(chǎn)生量隨水分活度的降低而減少,當(dāng)水分活度降低到某個值時,毒素的產(chǎn)生量急劇下降,甚至不產(chǎn)毒素。食品原料所污染的中毒菌在干制前沒有產(chǎn)生毒素,干制后也不會產(chǎn)生毒素。干制前毒素已經(jīng)產(chǎn)生,干制后難以破壞這些毒素,食用這種脫水食品后很可能導(dǎo)致食物中毒。水分活度與微生物的耐熱性:隨水分活度的降卑微生物的耐熱性逐漸增大。降低水分活度可有效抑制微生物的生長,但增大了微生物的耐熱性。食品的干制雖是加熱過程,但不代替殺菌,即脫水食品并非無菌。枯燥食品中攜帶的枯燥狀態(tài)的葡萄球菌、結(jié)核桿菌在枯燥狀態(tài)下能存活幾個月,芽孢可存活1年以上,干酵母可存活2年,黑曲霉孢子可存活6~10年。故脫水枯燥也常用于菌種保藏。㈡Aw與酶的關(guān)系A(chǔ)w降到單分子吸附水所對應(yīng)的值以下時,或食品所含水分缺乏以形成單分子吸附層時,此時水分含量降至1%以下,酶無活性。Aw高于單分子吸附水所對應(yīng)的值時,酶的活性隨Aw的增加而增大。Aw超過多層水所對應(yīng)的值后,酶的活性顯著增大。1.水分吸附等溫線(在恒定溫度下水分含量與水分活度的關(guān)系)2.脂酶活性與水分活度的關(guān)系補充:單分子吸附水單分子層水:指與食品中非水成分的強極性基團如羧基、氨基、羥基等直接以氫鍵結(jié)合的第一個水分子層。結(jié)合能力強,難蒸發(fā),不能被微生物所利用。食品枯燥后平安貯藏的水分含量要求為該食品的單分子層水。多分子層水:是指單分子層水之外的幾個水分子層包含的水。㈢Aw與非酶褐變的關(guān)系美拉德褐變的最大速度在Aw0.6~0.9之間,Aw小于0.6或大于0.9,非酶褐變速度減少,Aw等于0或1非酶褐變停止。原因:Aw的增大使參與褐變反響的物質(zhì)濃度增加,且在食品內(nèi)部的流動性改善,褐變速度加快。Aw超過0.9參與褐變物質(zhì)被稀釋,且水分為褐變產(chǎn)物之一,水分增加褐變反響受抑制。褐變速度非酶褐變與水分活度的關(guān)系:最大速度在Aw0.6~0.9之間,Aw小于0.6或大于0.9,非酶褐變速度減少,Aw等于0或1非酶褐變停止。00.20.40.60.81.0水分活度㈣Aw與脂肪氧化作用的關(guān)系①食品的Aw小于單分子吸收水對應(yīng)的Aw時,脂肪和色素的氧化速度隨Aw的降低而增大,此時的脂質(zhì)氧化為自動氧化。原因是局部極性基團失去水的保護與氧接觸發(fā)生氧化反響。②食品的Aw等于單分子吸收水對應(yīng)的Aw時,氧化速度最慢。原因是極性基團均以等摩爾比與水分子結(jié)合而受到保護,抑制了脂質(zhì)的氧化。③食品的Aw大于單分子吸收水對應(yīng)的Aw時,脂質(zhì)氧化表現(xiàn)為脂質(zhì)的水解,氧化速度隨Aw的降低而減小。原因是水分含量升高,大分子腫脹暴露出更多的催化部位,酶及金屬催化劑流動性提高,氧溶解度增加,加快脂質(zhì)氧化。㈤Aw與營養(yǎng)成分的影響Aw對維生素C的影響:隨Aw的增加維生素C的降解速度加快。Aw對淀粉老化的影響:影響淀粉老化的因素主要是溫度,Aw較高時老化速度快,Aw較低時老化速度慢。Aw對蛋白質(zhì)變性的影響:Aw增大加快蛋白質(zhì)的氧化作用,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。Aw對水溶性色素的影響:花青素溶于水中不穩(wěn)定,干制品中的較穩(wěn)定。第一節(jié)食品干制原理總之,Aw是影響干制品儲藏穩(wěn)定性的重要因素。降低干制品的Aw,可抑制微生物的生長發(fā)育、酶促反響,氧化反響及非酶褐變的發(fā)生,從而使脫水食品的儲藏穩(wěn)定性增強。當(dāng)食品的Aw為其單分子吸附水所對應(yīng)值時,脫水食品即獲得最正確的儲藏質(zhì)量。第五章食品干制第一節(jié)食品干制原理第二節(jié)食品干制過程第三節(jié)常用食品干制方法第四節(jié)干制和干藏過程中食品品質(zhì)的變化第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸?shù)诹?jié)中間水分食品第二節(jié)食品干制過程食品的干制過程:就是食品物料從枯燥介質(zhì)中吸收足夠的熱量,使其所含水分向外表轉(zhuǎn)移并排放到環(huán)境中,從而導(dǎo)致其含水量不斷下降的過程。包括熱量交換和質(zhì)量交換(水分及其它揮發(fā)物質(zhì)逃逸)兩個過程,這兩個過程反響了濕熱傳遞過程的特性和規(guī)律,也就是食品枯燥的機理。質(zhì)量轉(zhuǎn)移:食品中的水分子從內(nèi)部遷移到外表,再從外表轉(zhuǎn)移到空氣的過程,或質(zhì)量交換。熱量傳遞:熱空氣中的熱量從空氣傳到食品外表,再由外表傳到食品內(nèi)部的過程,或熱量交換。食品枯燥的快慢取決于食品與環(huán)境間的熱交換與質(zhì)量交換,與食品的內(nèi)部因素比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)等有關(guān),也與外部條件有關(guān)。第二節(jié)食品干制過程一、食品的熱物理性質(zhì)二、影響濕熱傳遞的外部因素三、枯燥過程中食品的濕熱傳遞一、食品的熱物理性質(zhì)食品的比熱:比熱是單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量或降低1℃釋放的熱量。食品的比熱由食品中干物質(zhì)的比熱與所含水分的比熱來決定:
C食=C干+(C水-C干)W/100
C水為4.19kJ·kg-1·K-1,C干為1.26~1.68kJ·kg-1·K-1。食品的導(dǎo)熱系數(shù):導(dǎo)熱系數(shù)是1小時內(nèi)通過1平方米面積傳遞的熱量,導(dǎo)熱系數(shù)低的材料為保溫材料。食品是多相態(tài)混合體系,其導(dǎo)熱系數(shù)由多個組成局部:λ=λ固+λ混+λ對+λ水+λ輻λ固為食品固形物的導(dǎo)熱系數(shù);λ混為食品中液體和蒸氣混合物的傳熱系數(shù);λ對為食品中空氣的對流傳熱系數(shù);λ水為食品內(nèi)水分遷移時的傳熱系數(shù);λ輻為輻射傳熱系數(shù)。食品的導(dǎo)熱系數(shù)取決于含水量和溫度,隨含水量的降低,導(dǎo)熱系數(shù)減小,水蒸發(fā)后空氣進入食品,導(dǎo)熱性變差,導(dǎo)熱系數(shù)與水分含量的關(guān)系:
λ=0.07+0.00233W導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系呈線性關(guān)系,即溫度升高,導(dǎo)熱系數(shù)增大。食品的導(dǎo)溫系數(shù):是物體在加熱或冷卻時,各局部溫度趨于一致的能力,導(dǎo)溫系數(shù)越大,物體內(nèi)部溫度傳播的速率越高。食品的導(dǎo)溫系數(shù)是表示食品加熱或冷卻快慢的物理量。食品的溫度和含水量是影響導(dǎo)溫系數(shù)的主要因素。溫度升高,導(dǎo)溫系數(shù)增大。小麥導(dǎo)溫系數(shù)與含水量關(guān)系:在某含水量下,小麥的導(dǎo)溫系數(shù)會出現(xiàn)極大值,溫度升高,導(dǎo)溫系數(shù)增大。第二節(jié)食品干制過程一、食品的熱物理性質(zhì)二、影響濕熱傳遞的外部因素三、枯燥過程中食品的濕熱傳遞二、影響濕熱傳遞的外部因素食品干制過程的濕熱傳遞速度除受比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)等內(nèi)在因素外,還受食品物料本身、枯燥工藝參數(shù)等外部條件的影響,主要有以下7全方面:①食品物料的組成和結(jié)構(gòu):食品成分在物料中的位置、溶質(zhì)濃度、結(jié)合水的狀態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等都影響熱與水分的傳遞,影響枯燥的速度與最終產(chǎn)品的質(zhì)量。二、影響濕熱傳遞的外部因素②物料的外表積:外表積越大與介質(zhì)接觸面積越大,水分蒸發(fā)的面積增大,濕熱傳遞的速度加快。相同容積的食品,外表積增大意味著傳熱和傳質(zhì)的距離縮短,濕熱傳遞的速度加快。③枯燥介質(zhì)的溫度:食品初溫一定時,介質(zhì)溫度越高,即傳熱溫差越大,傳遞速度越快。④空氣的相對濕度:相對濕度越低,食品外表與空氣的水蒸氣壓差越大,傳熱越快??諝鉂穸葲Q定食品的枯燥程度,枯燥食品的最小水分含量與空氣相對濕度相對應(yīng)。⑤空氣流速:空氣流速加快,對流換熱系數(shù)增大,增加空氣與食品接觸的頻率。⑥真空度:食品處于真空條件下枯燥時,水分會在較低的溫度下蒸發(fā),溫度恒定時提高真空度,可以加快水分蒸發(fā)的速度。⑦物料枯燥溫度:水分從食品物料外表蒸發(fā)物料溫度下降,所以枯燥時不管枯燥的空氣溫度多高,物料的溫度都不會高于空氣溫度。隨物料水分降低,蒸發(fā)速率減慢,物料溫度升高,當(dāng)物料中自由水蒸發(fā)后物料的溫度接近空氣溫度。對熱敏性物料應(yīng)在物料高溫到達(dá)前及時從枯燥塔中取出。第二節(jié)食品干制過程一、食品的熱物理性質(zhì)二、影響濕熱傳遞的外部因素三、枯燥過程中食品的濕熱傳遞三、枯燥過程中食品的濕熱傳遞㈠枯燥過程的特性食品在枯燥過程中水分含量逐漸減少、枯燥速率逐漸變低、食品溫度不斷上升??菰镞^程的特性可用枯燥曲線、枯燥速度曲線及溫度曲線來進行分析和描述??菰锴€枯燥速率曲線枯燥溫度曲線1.枯燥曲線(含水量與枯燥時間)2.枯燥速率曲線(含水量與枯燥速度)3.枯燥溫度曲線(含水量與溫度)Ⅰ食品含水量/g枯燥時間/hW平K1Ⅱ第一臨界水分枯燥曲線或水分含量曲線:食品含水量隨枯燥時間而變化的關(guān)系曲線??菰镩_始時,食品含水量幾乎不變,此為物料加熱階段,隨后直線下降,某個含水量以下時含水量下降速度放慢,最后達(dá)平衡含水量,枯燥過程停止??菰锼俣惹€:枯燥過程中任何時間的枯燥速度與該時間的食品絕對水分之間的關(guān)系曲線。含水量有較小變化時枯燥速度由零增加到最大值,并在隨后的枯燥中保持不變,稱恒率枯燥期,含水量降到第1臨界點時,枯燥速度下降進入降率枯燥期。
降率干燥期恒率干燥期大小干燥速度含水量%枯燥溫度曲線:枯燥過程中食品溫度與其含水量之間關(guān)系的曲線。起始溫度很快上升至濕球溫度,恒率枯燥期溫度不變,吸收的熱量用于水分的蒸發(fā)。第一臨界點后,即降率枯燥期水分?jǐn)U散的速度低于蒸發(fā)速度,食品溫度升高。食品含水量達(dá)平衡含水量時,食品溫度等于空氣溫度(干球溫度)。食品溫度/℃含水量/%t濕t干K1恒率枯燥期小大補充:干球溫度和濕球溫度
干球溫度:是溫度計掛在室外或室內(nèi)測得的溫度。濕球溫度:是將濕球溫度計置于通風(fēng)處,使空氣不斷流通,測得的溫度計讀數(shù)。(將溫度計的溫泡扎上潤濕的紗布,并將紗布下端浸于充水容器中,即為濕球溫度計)。總結(jié):三條曲線枯燥曲線或水分含量曲線:含水量和枯燥時間的關(guān)系曲線。枯燥速度曲線:任何時間的枯燥速度與該時間的食品絕對水分之間的關(guān)系曲線??菰餃囟惹€:食品溫度與其含水量之間關(guān)系的曲線。枯燥曲線枯燥速率曲線枯燥溫度曲線1.枯燥曲線(含水量與枯燥時間)2.枯燥速率曲線(含水量與枯燥速度)3.枯燥溫度曲線(含水量與溫度)㈡枯燥過程中濕物料的濕熱傳遞食品吸收熱量溫度升到蒸發(fā)溫度后,表層水分由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),食品外表與內(nèi)部出現(xiàn)水分梯度。在水分梯度作用下,食品內(nèi)部水分向外表擴散,食品含水量降低。濕熱傳遞包括兩個方面:濕熱傳遞過程給濕過程:水分從食品表面向外界蒸發(fā)轉(zhuǎn)移導(dǎo)濕過程:食品內(nèi)部水分向表面擴散轉(zhuǎn)移枯燥過程中食品的濕熱傳遞給濕過程:水分從食品外表向外界蒸發(fā)轉(zhuǎn)移導(dǎo)濕過程:食品內(nèi)部水分向外表擴散轉(zhuǎn)移H2O給濕過程導(dǎo)濕過程導(dǎo)濕過程給濕過程:當(dāng)環(huán)境空氣處于不飽和狀態(tài)時,給濕過程即存在。食品含大量水時,給濕過程中食品的水分蒸發(fā)強度可用道爾頓公式來計算:qm=αm〔P飽-P空蒸〕760/p
qm給濕強度;αm給濕系數(shù);P飽食品外表的飽和水蒸氣壓,P空蒸空氣的水蒸氣壓,p為大氣壓。qm的大小取決于空氣的溫度、相對濕度、流速、蒸發(fā)面積和形狀。給濕過程實質(zhì)上是恒速枯燥過程。枯燥過程中食品的濕熱傳遞給濕過程:水分從食品外表向外界蒸發(fā)轉(zhuǎn)移導(dǎo)濕過程:食品內(nèi)部水分向外表擴散轉(zhuǎn)移H2O給濕過程導(dǎo)濕過程導(dǎo)濕過程
導(dǎo)濕過程:給濕過程導(dǎo)致待干食品內(nèi)部與表層間形成水分梯度,內(nèi)部水分將以液體或蒸氣形式向表層遷移,即導(dǎo)濕過程。其水分遷移量用下式計算:qmd=-αmdρogradu
qmd單位時間內(nèi)流過等濕面的水分量,αmd為導(dǎo)濕系數(shù),ρo為單位體積待干食品中絕對干物質(zhì)的重量,gradu為水分梯度。在普通的加熱枯燥條件下,食品中不僅存在水分梯度,也存在溫度梯度,所以,水分可在水分梯度的作用下遷移,也可在溫度梯度的作用下擴散(或熱濕傳導(dǎo)現(xiàn)象)。水分梯度或濕度梯度:食品外表受熱后水分轉(zhuǎn)為水蒸氣從食品外表向周圍介質(zhì)擴散,出現(xiàn)水分梯度。溫度梯度:食品外表受熱高于食品中心,食品內(nèi)部存在溫度差,即溫度梯度,促使水分從高溫向低溫處轉(zhuǎn)移。阻礙水分向表層擴散,常出現(xiàn)熱濕傳導(dǎo)占主導(dǎo)的現(xiàn)象,食品外表水分向內(nèi)遷移,外表蒸發(fā)仍進行,食品外表硬化。在溫度梯度和濕度梯度下的水分移動H2O水分梯度:促使水分向表層轉(zhuǎn)移溫度梯度:阻礙水分向表層擴散溫度梯度和濕度梯度的方向相反,溫度梯度阻礙水分由內(nèi)部向表層擴散,在對流枯燥的降率枯燥階段,往往出現(xiàn)熱濕傳導(dǎo)占優(yōu)勢的情形,此時,食品外表水分向內(nèi)遷移,而外表蒸發(fā)仍進行,食品外表硬化、溫度上升。只有當(dāng)食品內(nèi)部因水分蒸發(fā)而建立起足夠高的壓力時,才能改變水分傳遞的方向,使水分重新擴散到外表蒸發(fā),這種情形不僅延長了枯燥時間,還導(dǎo)致食品外表硬化。㈢食品干制工藝條件的選擇干制食品的質(zhì)量在很大程度上取決于所用的干制條件,選擇適宜的工藝條件是食品干制的重要問題,不同的枯燥方法其工藝條件不同:空氣枯燥法:空氣溫度、相對濕度、流速。真空枯燥法:枯燥溫度、真空度等。冷凍枯燥法:冷凍溫度、真空度、蒸發(fā)溫度等。不管何種方法都以干制時間最短、能量消耗最少、工藝條件控制最簡便、干制品質(zhì)量最好為最正確。選擇合理工藝條件應(yīng)遵循的原那么:①食品外表水分蒸發(fā)速度與內(nèi)部水分?jǐn)U散速度相等,防止食品內(nèi)形成較大的溫度梯度,以免降低枯燥速度和外表硬化。采取的措施是降低空氣溫度和流速、提高相對濕度。②恒率枯燥期食品吸收的熱量全部用于水分蒸發(fā),外表水分蒸發(fā)速度與內(nèi)部水分?jǐn)U散速度相當(dāng),可適當(dāng)提高空氣溫度。③枯燥后期應(yīng)根據(jù)干制品預(yù)期的含水量調(diào)整空氣相對濕度,否那么達(dá)不到預(yù)期的干制要求。④降率枯燥期食品外表水分蒸發(fā)速度大于內(nèi)部水分?jǐn)U散速度,外表溫度升高并到達(dá)干球溫度。應(yīng)適當(dāng)降低空氣溫度和流速,防止食品外表過熱。第五章食品干制第一節(jié)食品干藏原理第二節(jié)食品干制過程第三節(jié)常用食品干制方法第四節(jié)干制和干藏過程中食品品質(zhì)的變化第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸?shù)诹?jié)中間水分食品冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥自然枯燥法:利用太陽的輻射能使食品中的水分蒸發(fā),或利用寒冷的天氣使食品中的水分凍結(jié),再通過凍融除去水分的枯燥方法。曬干、風(fēng)干、陰干均是常用的枯燥方法,如谷物、柿餅、臘肉、紅棗、新疆葡萄干、木耳、金針菜。人工枯燥法:利用特殊的裝置來調(diào)節(jié)枯燥工藝條件,使食品水分脫除的枯燥方法。如真空枯燥設(shè)備、滾筒枯燥設(shè)備。以熱交換和水分除去方式的不同,分常壓枯燥法、真空枯燥法、輻射枯燥法和冷凍枯燥法等。第一個用熱空氣枯燥食品的是在法國的1795年。如木耳在曬席上曬1~2天,陰雨天需烘干,溫度不宜超過40℃防止木耳烤焦。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥一、對流枯燥常壓空氣對流枯燥法:也叫空氣枯燥法,以熱空氣作枯燥介質(zhì),通過對流方式與食品進行熱量與水分交換,使食品獲得枯燥,在常壓下進行,是最常用的食品枯燥法。據(jù)枯燥介質(zhì)與食品接觸方式分為:固定接觸式對流枯燥和懸浮接觸式枯燥。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥㈠固定接觸式對流枯燥箱式枯燥法:把食品放在托盤中,置于多層框架上,熱空氣在風(fēng)機的作用下流過食品,將熱量傳給食品的同時帶走水蒸氣。空氣溫度小于94℃,空氣流速2~4m/s。特點是操作簡單,易控制枯燥條件,但只作小批量生產(chǎn),操作費用高,枯燥不均勻,生產(chǎn)效率低。隧道式枯燥法:食品放在料盤中置于料車上,料車在矩形枯燥通道中運動與流動熱空氣進行熱濕交換??菰镄ЧQ于料車與熱空氣的相對流動方向。料車與熱空氣的流動方向相同為順流,最終含水量不低于10%,方向相反為逆流,含水量5%以下。特點:操作簡便,枯燥速度快,枯燥量大,枯燥均勻,質(zhì)量好,適用各種固態(tài)食品。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥帶式枯燥法:將食品放在輸送帶上,熱空氣自下而上或平行吹過食品進行濕熱交換。輸送帶用鋼絲網(wǎng)帶,可以是單根或上下多層。特點:生產(chǎn)效率高,枯燥速度快,特別適合塊片狀的食品。多層輸送帶冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥㈡懸浮接觸式對流枯燥法特點:將固體或液體顆粒食品懸浮在枯燥空氣流中進行枯燥,有3種類型:懸浮接觸式對流干燥法氣流干燥法流化床干燥法噴霧干燥法1.空氣過濾器
2.空氣加熱器
3.加料器
4.強化枯燥器
5.枯燥管
6.旋風(fēng)別離器
7.風(fēng)機干燥管風(fēng)機加料器熱空氣氣流枯燥法:將粉末狀或顆粒狀食品懸浮在熱空氣流中進行枯燥的方法。食品經(jīng)給料器進入枯燥管的下端,被從下方進入的熱空氣向上吹起。料與熱空氣充分接觸,進行強烈的濕熱交換,食品獲得枯燥。氣流枯燥法優(yōu)點:操作簡單,枯燥速度極快,一般數(shù)秒鐘。氣流枯燥法缺點:動力消耗大,易產(chǎn)生顆粒磨損,設(shè)備體積較大。適于面粉、淀粉、葡萄糖、魚粉等的枯燥,要求原料的含水量不超過35%。進料口熱空氣進口干料出口流化床風(fēng)罩排氣口流化床式枯燥法:將顆粒狀食品置于枯燥床上,熱空氣以足夠大的速度自下而上吹過枯燥床,使食品在流化態(tài)下獲得枯燥的方法。流化床式枯燥法的優(yōu)點:食品與熱空氣接觸面積大,濕熱交換強烈,枯燥速度快。溫度分布均勻。流化床式枯燥法的缺點:熱空氣利用率低,顆粒食品易被空氣帶走而損耗掉,顆粒在枯燥器內(nèi)停留時間不均勻,食品含水不均勻。廢氣新鮮空氣空氣加熱輸送系統(tǒng)熱空氣氣液接觸干燥系統(tǒng)霧滴料液料液供送噴霧系統(tǒng)混合物制品分離凈化系統(tǒng)干制品噴霧干燥系統(tǒng)的組成和工藝流程噴霧枯燥法:通過壓力或離心力將液態(tài)或漿質(zhì)狀態(tài)食品噴成霧狀液滴,懸浮在熱空氣流中進行枯燥的方法。核心局部:噴霧系統(tǒng)和枯燥系統(tǒng),噴霧系統(tǒng)的作用是將液態(tài)漿質(zhì)狀態(tài)食品噴成霧狀液滴。霧化系統(tǒng)枯燥室噴霧枯燥法優(yōu)點:枯燥速度極快,料液被霧化成細(xì)小液滴,蒸發(fā)面積增加,幾秒至幾十秒完成枯燥過程,瞬間枯燥。制品品質(zhì)好,生產(chǎn)過程簡單,操作控制方便,適于連續(xù)生產(chǎn)。噴霧枯燥法缺點:耗熱量大,熱效率低,僅為30%~40%。三種噴霧系統(tǒng)壓力式噴霧氣流式噴霧離心式噴霧冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥二、傳導(dǎo)枯燥又稱為接觸式枯燥,是將食品放在熱壁上加熱枯燥的方法??稍诔汉驼婵諆煞N條件下進行,主要設(shè)備有滾筒枯燥器、真空枯燥箱、帶式真空枯燥器等。滾筒枯燥法:是將粘稠狀的待干食品涂抹或噴灑在加熱滾筒外表上形成薄膜,滾筒轉(zhuǎn)動一周即可完成枯燥過程,用刮刀將產(chǎn)品刮下,露出的滾筒外表再與濕物料接觸形成薄膜進行枯燥,時間為幾秒到幾十秒。可在常壓也可在真空中進行。滾筒外表溫度100℃以上。優(yōu)點:設(shè)備簡單,枯燥速度快,熱量利用率高。缺點:會引起制品色澤及風(fēng)味的劣化,真空滾筒枯燥箱的本錢高,適用范圍窄,用于某些粘稠食品的枯燥。滾筒枯燥機:主體圓筒形略傾斜,濕物料由加料機送入圓筒內(nèi),在內(nèi)筒均布的抄板器翻動下,物料在枯燥器內(nèi)均勻分布并通過筒內(nèi)的熱風(fēng)接觸,到達(dá)枯燥的目的。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥真空枯燥:是在低氣壓、低溫度下進行的枯燥,利于減少熱對熱敏性成分的破壞和熱物理化學(xué)反響的發(fā)生。分間歇式真空枯燥和連續(xù)式真空枯燥兩類:間歇式真空枯燥:常用的枯燥設(shè)備是箱式的,如麥乳精的發(fā)泡枯燥,要求麥乳精原料漿的濃度為了75%以上,枯燥溫度60~75℃,枯燥時間110~120min,最終水分含量小于2.5%。帶式(連續(xù)式)真空枯燥法:在封閉的真空容器中進行的連續(xù)枯燥。真空容器設(shè)有加熱和冷卻兩個滾筒,不銹鋼傳送帶纏繞其上。食品涂在傳送帶的外表,進入紅外線加熱區(qū),水分吸熱蒸發(fā),料層膨化為多孔狀態(tài)??菰锖玫牧蠈咏?jīng)冷卻滾筒卸出真空室。加熱滾筒冷卻滾筒加料處缷料處接真空泵傳送帶刮刀輻射熱真空枯燥的優(yōu)點:枯燥速度極快、制品質(zhì)量好。真空枯燥的缺點:設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本錢較高。適用果汁、牛奶、速溶咖啡、速溶茶等食品的枯燥。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥三、輻射枯燥輻射枯燥法:利用電磁波作為熱源使食品脫水的方法,分紅外線枯燥和微波枯燥兩類。紅外線枯燥法:用紅外線作熱源,直接照射到食品上使其溫度升高,引起水分蒸發(fā)而獲得枯燥的方法。優(yōu)點是枯燥速度快,枯燥時間僅為熱風(fēng)枯燥的10%~20%,生產(chǎn)效率高,枯燥均勻,制品質(zhì)量好,設(shè)備簡單,體積小,本錢低。缺點是紅外線是一種熱輻射,對人可造成高溫傷害,損害眼睛和皮膚。微波枯燥法:微波是一種頻率在300~3000MHz之間的電磁波,以食品的介電性質(zhì)為根底進行加熱枯燥。微波的頻率極高、產(chǎn)生的熱量巨大、穿透力大,食品中的水分迅速蒸發(fā)而枯燥。缺點:耗電量大,枯燥本錢高。可采用熱風(fēng)枯燥與微波枯燥相結(jié)合的方法,降低枯燥費用,即先將食品的含水量枯燥到30%左右,再用微波枯燥完成最后的枯燥過程,既可節(jié)約時間又可節(jié)約能耗。微波加熱枯燥的優(yōu)點:①枯燥速度極快。只有常規(guī)枯燥法的1/10~/100的時間。②食品加熱均勻,食品內(nèi)部及外表同時吸收微波而發(fā)熱,防止了外表硬化和內(nèi)外枯燥不均勻的現(xiàn)象,制品的外觀好。③具有自動熱平衡特性。微波能自動集中于水分子上,干物質(zhì)所吸收的微波能極少,防止了已干物質(zhì)因過熱而被燒焦。④容易調(diào)節(jié)和控制。微波加熱可迅速到達(dá)要求的溫度。微波加熱的功率、溫度等可在隨意調(diào)節(jié),自動化程度高。⑤熱效率高。熱損失少,效率高。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥四、冷凍枯燥也叫升華枯燥法、真空冷凍枯燥法等,先將食品凍結(jié)后,在真空條件下通過升華方式除去水分的枯燥方法,包括凍結(jié)和升華兩個過程。適于肉類、水產(chǎn)品、禽蛋類、速溶咖啡、水果粉等。凍結(jié)的目的:使食品具有適宜的形態(tài)與結(jié)構(gòu),利于升華的進行。食品凍結(jié)后即在枯燥室內(nèi)升華枯燥,枯燥室內(nèi)要裝有加熱裝置提供熱量。升華枯燥法的優(yōu)點:①整個枯燥過程處于低溫和根本無氧狀態(tài),食品的色、香、味、營養(yǎng)素的保存率高,適合極熱敏和極易氧化的食品枯燥。②干制品能保持原有結(jié)構(gòu)及形態(tài),形成多孔結(jié)構(gòu),具有極佳的速溶性、復(fù)水性。③凍結(jié)對食品中的溶質(zhì)產(chǎn)生固定作用,防止溶質(zhì)遷移造成的外表硬化現(xiàn)象。④升華干制品的最終水分極低,具極好的儲藏穩(wěn)定性,儲藏期2至3年。⑤升華枯燥過程要求的加熱溫度較低,熱損耗少。缺點:本錢高,在市場上沒有競爭力,干制品極易吸潮和氧化,對包裝有很高的防潮和透氧率的要求。冷凍干燥法食品干燥方法人工干燥法天然干燥法常壓空氣對流干燥法傳導(dǎo)干燥輻射干燥懸浮接觸式對流干燥法固定接觸式對流干燥法
箱式干燥法隧道式干燥法帶式干燥法噴霧干燥氣流干燥流化床干燥滾筒干燥真空干燥紅外線干燥微波干燥第五章食品干制第一節(jié)食品干藏原理第二節(jié)食品干制過程第三節(jié)常用食品干制方法第四節(jié)干制和干藏過程中食品品質(zhì)的變化第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸?shù)诹?jié)中間水分食品食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化一、物理變化食品枯燥時受加熱和脫水雙重作用的影響,發(fā)生了顯著的物理變化,表現(xiàn)為干縮、外表硬化質(zhì)改變和多孔性形成等。干縮和干裂:食品在枯燥時,因水分被除去而導(dǎo)致體積縮小,組織細(xì)胞的彈性局部或全部喪失的現(xiàn)象。分均勻干縮和非均勻干縮。有充分彈性的細(xì)胞組織緩慢均勻的失水時,產(chǎn)生均勻干縮,否那么產(chǎn)生不均勻干縮。影響干縮程度的因素:食品的種類:含水量多、組織脆嫩者,干縮重,含水量少、纖維多的食品干縮程度較輕。如果品枯燥后體積為原料的20~35%的,質(zhì)量為原料的6~20%,蔬菜干制后體積為原料的10%左右,質(zhì)量為原料的5~10%??菰锏姆椒皸l件:冷凍枯燥制品幾乎不發(fā)生干縮。常溫枯燥中,高溫快速枯燥比低溫緩慢枯燥所引起的干縮嚴(yán)重。食品外表層先干硬,中心出現(xiàn)內(nèi)裂、孔隙和蜂窩狀結(jié)構(gòu),形成多孔性結(jié)構(gòu),這種干制品密度小,易吸水,復(fù)原迅速。但包裝材料和貯運費用較大,內(nèi)部多孔易氧化不利于儲藏。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化外表硬化:干制品外表枯燥、內(nèi)部軟濕、枯燥速率急劇下降的現(xiàn)象。原因:①內(nèi)部溶質(zhì)隨水分向外表遷移,積累在外表形成結(jié)晶,如含糖或鹽多的食品。②外表溫度過高、枯燥過強,內(nèi)部水分向外表遷移的速度滯后于外表水分汽化速度,表層形成干硬膜。外表硬化后食品的透氣性差,枯燥速度下降,枯燥過程延長。防止措施:降低枯燥溫度、提高相對濕度或減小風(fēng)速,或適當(dāng)回軟后再枯燥。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成:快速枯燥時物料外表硬化及其內(nèi)部蒸汽壓迅速建立,會促使物料成為多孔性制品;添加發(fā)泡劑、真空枯燥等也可形成多孔性制品。熱塑性的出現(xiàn):不少食品具有熱塑性,即溫度升高時會軟化甚至有流動性,而冷卻時變硬,具有玻璃體的性質(zhì),如糖分及果肉含量高的果蔬汁即屬于這類食品。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化溶質(zhì)遷移現(xiàn)象:①食品枯燥時表層收縮使內(nèi)層受到壓縮,組織中的溶液穿過孔穴、裂縫和毛細(xì)血管向外流動,遷移到表層的溶液蒸發(fā)后濃度逐漸增大,使食品內(nèi)部的溶質(zhì)分布不均勻。②在表層與內(nèi)層溶液濃度差的作用下出現(xiàn)的溶質(zhì)由表層向內(nèi)層遷移,使溶質(zhì)分布均勻。最終溶質(zhì)分布是否均勻,取決于枯燥速度。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化二、化學(xué)變化脫水枯燥對食品營養(yǎng)成分的影響:蛋白質(zhì)含量較多的制品復(fù)水后,其外觀、含水量、硬度均不能回到新鮮時的狀態(tài),主要是蛋白質(zhì)脫水變性引起的??菰飳κ称窢I養(yǎng)成分的影響主要包括:①蛋白質(zhì)變性,②脂質(zhì)的自動氧化,③碳水化合物的焦化,④維生素C和胡蘿卜素的氧化。蛋白質(zhì)脫水變性原因:①熱變性。在熱的作用下,維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的氫鍵、二硫鍵破壞,改變了蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。②脫水使組織中的鹽濃度增大,蛋白質(zhì)因鹽析作用而變性。影響蛋白質(zhì)變性的因素:①溫度越高蛋白質(zhì)變性速度越快。②枯燥初期蛋白質(zhì)變性慢,后期快。③食品含水量10%以上時,蛋白質(zhì)易變性。④脂質(zhì)對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定有一定的保護作用,但脂質(zhì)氧化的產(chǎn)物促進蛋白質(zhì)的變性。⑤凍結(jié)枯燥法引起蛋白質(zhì)變性輕。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化脫水枯燥對食品色素的影響:①葉綠素:在濕熱條件下將失去鎂原子轉(zhuǎn)化成脫鎂葉綠素,呈橄欖綠,不再是草綠色。②類胡蘿卜素和花青素:也會因枯燥而褪色。③酶促褐變及非酶褐變:最常見。非酶褐變中常見的是焦糖化反響和美拉德反響。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化脫水枯燥時食品風(fēng)味的變化:失去揮發(fā)性風(fēng)味成分是脫水枯燥常見的現(xiàn)象,如牛乳失去極微量的低級脂肪酸,特別是硫化甲基,其制品即失去鮮乳風(fēng)味??蓪L(fēng)味物質(zhì)香精或風(fēng)味劑加到干制品中。食品在干制過程的變化物理變化干縮和干裂表面硬化物料內(nèi)疏松、多孔性的形成化學(xué)變化脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響組織學(xué)變化熱塑性的出現(xiàn)溶質(zhì)遷移現(xiàn)象脫水干燥對食品色素的影響脫水干燥時食品風(fēng)味的變化組織學(xué)變化:干制品復(fù)水后的口感、多汁性等組織特性均與生鮮食品存在差異。原因:食品中的蛋白質(zhì)因枯燥變性、肌肉組織纖維的排列及顯微構(gòu)造因脫水發(fā)生變化,降低了蛋白質(zhì)的持水力,增加了組織纖維的韌性,導(dǎo)致干制品復(fù)水性差、口感老韌、缺乏汁液。組織學(xué)的變化主要取決于枯燥方法。常壓空氣枯燥的鱈魚:魚肉組織粘而緊密,僅有較少的纖維空隙,復(fù)水速度極慢,口感硬。真空枯燥的鱈魚:纖維的聚集程度低于常壓空氣枯燥的鱈魚,纖維間的間隙較大,組織特性較好。真空冷凍枯燥的鱈魚:復(fù)水后根本保持了凍結(jié)時所形成的結(jié)構(gòu),纖維分布均勻而廣泛,纖維間的空隙大,復(fù)水速度快且程度高,口感柔軟多汁,有一定的凝膠形成能力。第五章食品干制第一節(jié)食品干藏原理第二節(jié)食品干制過程第三節(jié)常用食品干制方法第四節(jié)干制和干藏過程中食品品質(zhì)的變化第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸?shù)诹?jié)中間水分食品第五節(jié)干制食品的儲藏與運輸一、干制品包裝儲運前的處理包括篩選分級、回軟、防蟲、速化復(fù)水處理、壓塊等工序?;剀洠撼7Q均濕或水分平衡:讓干制品堆積在密閉室內(nèi)或容器內(nèi)進行短暫儲藏,使水分在干制品、干制品之間擴散和重分布到達(dá)均勻一致的要求。一般水果干制品常需均濕處理,脫水蔬菜不需這種處理。分級除雜:目的是符合標(biāo)準(zhǔn),便于包裝,質(zhì)優(yōu)價優(yōu)??扇斯ずY選,也可用振動篩剔除不合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,再在移動速度3~7m·min-1的輸送帶上人工挑選,剔除雜質(zhì)和變色、殘缺不良的成品。滅蟲:自然枯燥的常有蟲卵混雜,包裝前對果蔬干制品和包裝材料煙熏,儲藏時定期煙熏。常用的煙熏劑是甲基溴,一個月煙熏一次。葡萄干還可用甲酸甲酯、乙酸甲酯或硫熏處理。人工篩選干香菇茶葉分級機壓塊:食品干制后重量減少多,體積縮小少,干制品膨松,不利于包裝運輸。目的:縮小體積、節(jié)省包裝材料、儲藏容積及拖運費用、降低氧氣、防止氧化變質(zhì)。蔬菜干制品在水壓機中用塊模壓塊。蔬菜制品水分低,質(zhì)脆易碎,須用蒸氣加熱20~30s,促使軟化以便壓塊并減少破
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