果蔬工艺学重点 第三章 果蔬干制

第一节干制的基本原理一、果品蔬菜中的水分二、干制机理三、干制过程曲线四、影响干燥速度的因素五、原料在干燥过程中的变化第二节干制方法与设备一、自然干制二、人工干制第三节干制工艺一、原料的选择二、原料处理三、升温干燥四、通风排湿五、倒换烘盘六、回软七、分级八、压块九、防虫处理十、包装十一、贮存果蔬干制：就是经过一定预处理的原料在自然或人工控制的条件下促使其脱除一定水分，而将其可溶性物质的浓度提高到微生物难以利用的程度的一种食品加工方法。

习惯上，将以果品为原料的干制品称为果干，以蔬菜为原料的干制品称为干菜或脱水菜。

前者如葡萄干、红枣、柿饼、荔枝干等，后者如黄花、干椒、脱水大蒜等。

干制品具一定的色、香、味、形，可溶性固形物达75%以上，按干物质计算达80%左右，而且加水后要能复原。

果蔬的干制在我国历史悠久，源远流长。

古代人们利用日晒进行自然干制，大大延长果蔬的保藏期限。

在《本草纲目》中，用晒干制桃干的方法。

大批量生产的干制方法是在1795年法国，将片状蔬菜堆放在室内，通入40℃热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术(1810年）同时出现。

随着社会的进步，科技的发展，人工干制技术也有了较大的发展。

从技术、设备、工艺上都日趋完善。

（插PPT第4、5页）但自然干制在某些产品上仍有用武之地，特别是我国地域广，经济发展不平衡，因而自然干制在近期仍占重要地位。

如在新疆，由于气候干燥，因而葡萄干的生产采用自然干制法，不仅质量好，而且成本低。

还有一些落后山区对野菜干制至今仍用自然干制法。

（插PPT第6、7页）干制是一种既经济而又大众化的加工方法，其优点是：1、干制设备可简可繁，生产方便——简易的生产技术较易掌握，生产成本比较低廉，可就地取材，当地加工。

2、延长贮藏期------ 经干燥的食品，其水分活性较低，有利于在室温条件下长期保藏，以延长食品的市场供给，可以调节果蔬生产淡旺季，有利于解决果蔬周年供应问题。

3、便于商品流通------ 干制食品重量减轻、容积缩小，可以显著地节省包装、储藏和运输费用，并且便于携带和储运;4、便于进一步加工——干燥后的产品易于粉碎、混合、筛分，可添加各种配料进一步加工成各种美味食品因此，果蔬干制品对于救急、救灾、旅游和战备军需等方面都具有重要意义。

第一节干制的基本原理作为干制品，主要是用物理的方法来抑制微生物酶的活性，降低水分来提高原料中可溶性固形物的浓度，使微生物处于反渗透的环境中，处于生理干燥的状态，从而使食品得到保存。

一、果品蔬菜中的水分(一)果蔬组织内部的水分状态及性质果蔬的含水量很高，新鲜水果中含水量为70-90%，蔬菜中为75-95%，无论果蔬含水量多少，这些水都是以游离水，结合水两种不同的状态存在。

1、游离水（自由水）:以游离状态存在于果蔬组织中，是充满在毛细管中的水分。

所以也称为毛细管水。

游离水是主要的水分状态，它占果蔬含水量的70％左右，其中溶有糖，酸等多种物质，流动性大，不仅易从表面蒸发，而且借毛细管作用从内部向外移动，因此，所以干燥时排除的主要是游离水。

易流动、容易结冰，可作为溶剂。

2、结合水（或被束缚水）：指与果蔬组织中的化学物质通过氢键相结合的水分。

不易流动、有结合力固定、不易结冰（－40℃），不能作为溶剂。

在干燥时，当游离水被蒸发掉后，一部分结合水（胶体结合水）才被排除。

（化合水是存在于果蔬所含化学物质中的水分，极稳定，不能因干燥作用而被排除。

）果蔬中的水分，还可根据干燥过程中可被除去与否而分为平衡水分和自由水分。

1、平衡水分：在一定温度和湿度的干燥介质中，物料经过一段时间的干燥后，其水分含量将稳定在一定数值，（果蔬中排出的水分与吸收的水分相等），并不会因干燥时间延长而发生变化。

这时，果蔬组织所含的水分为该干燥介质条件下的平衡水分（或平衡湿度）。

这一平衡水分就是果蔬在这一干燥介质条件下可以干燥的极限。

2、自由水分：在干燥过程中被除去的水分，是果蔬所含的大于平衡水分的部分，这部分水分称为自由水。

自由水分主要是果蔬中的游离水，也有很少一部分胶体结合水。

果蔬中除水分以外的物质，统称为干物质。

（二）水分活度▪水分活度又叫水分活性，是溶液中水的蒸气压与同温度下纯水的蒸气压之比。

▪Aw =P/P0 =ERH▪式中Aw --水分活度▪P--溶液或食品中水蒸气压▪P0 --纯水的蒸气压▪ERH--平衡相对温度（物料既不吸湿也不散湿时的大气相对湿度）纯水的P与P0是一致的，所以纯水Aw值为1。

而食品中的水分由于有一部分以结合水的形式存在，它的蒸汽压P总是小于纯水的蒸汽压P0，所以食品的Aw均小于1。

Aw越小则指水被结合的力就越大，水被利用的程度就越难；水分活度小的水是难以或不可利用的水。

Aw：0~1⏹食品的Aw与空气的ERH是两个不同的概念，前者表示食品中的水分被束缚的程度，后者表示空气被水蒸气饱和的程度。

⏹用Aw来指导食品的生产和贮藏，具有更科学和直接的指导作用。

1、食品中水分含量与水分活度Aw之间的关系拉布萨（T．P．Labuza）在总结食品的稳定性和Aw之间的相对关系时，阐明了食品Aw和水分含量之间存在有内在的相互关系。

并可用等温吸湿曲线来表示。

在一定的温度下，食品由于吸湿或放湿，所得到的Aw与含水量之间关系的曲线称为等温吸湿曲线。

呈倒“S”型。

（Ⅰ）单层水分子区Aw最低，在0～0.25之间，水被牢固地吸附着，结合力最强。

不能被冰冻，不能干燥除去。

﹣40℃不能冻结，占总水量的极小部分，称为I型束缚水。

相当于物料含水0~0.07g/g 干物质。

（Ⅱ）多层水分子区Aw在0.25～0.80之间，水分虽然也与食品中某些成分结合，但其结合力较弱，即半结合水，又称II型束缚水。

相当于物料含水0.07~0.33g/g干物质。

（Ⅲ）自由水层区Aw在0.80～0.99之间，是食品中结合最弱，流动性最大的水，主要是在细胞体系或凝胶中被毛细管液面表面张力或被物理性截留的水，这种水很易通过干燥除去或易结冰，可作为溶剂，容易被酶和微生物利用，称为Ⅲ型束缚水。

食品容易腐败，通常占95%以上。

I单水分子层区和II多水分子层区是食品被干燥后达到的最终平衡水分（一般在5%以内）；这也是干制食品的吸湿区；III自由水层区，物料处于潮湿状态，高水分含量，是脱水干制区。

各区域的水不是截然分开的，也不是固定在某一个区域内，而是在区域内和区域间快速的交换着，所以各区域间有过渡带。

相同水分含量，水分活度随温度增高而增大相同水分活度，水分含量随温度降低而增大。

2、水分活度对食品保藏性的影响⏹通过对微生物与水的关系研究发现是Aw，而不是水分含量决定微生物生长可利用的水分的最低限制⏹不同的食品均有各自的Aw值，微生物繁殖生长和食品的质量变化也都需要有一定的Aw阈值⏹控制食品的Aw对保证和提高食品质量的稳定性以及抑制微生物的繁殖均具有重要意义一般认为，在室温下贮藏食品，其水分活度应降到0.7以下。

此时，除嗜盐菌﹑耐干燥霉菌等特殊菌群外，大多数微生物不能生长发育。

“干制并非无菌”。

干制过程中，食品与微生物同时脱水，由于水分下降，蛋白质变性，微生物不能完全利用水分，忍受不了干燥的环境处于休眠状态，部分死亡（微生物数量会稳步缓慢地下降），但大部分仅是抑制作用，遇温暖潮湿空气或复水后，就会腐败变质。

另外，水分活度下降，酶的活性也下降。

二、干制机理果蔬的干燥过程是果蔬中水分蒸发的过程，水分的蒸发是依靠水分外扩散和内扩散完成的。

（1 ）水分外扩散是指水分由果蔬表面向周围介质中蒸发的过程。

由于干燥介质的影响，首先是温度上升的作用，果蔬表面开始升温并蒸发水分，于是表面水分逐渐降低，当低于内部水分时，内部才开始向表面移动。

因此，把果蔬的厚度分成若干层时，内部的一层含水率最高，外面一层含水率最低，这种水分逐层降低的状态，叫做水分梯度或称为含水率梯度。

导湿性：水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，即从内部不断向表面的水分迁移现象。

（2）水分内扩散借助水分梯度的动力，促使果蔬内部的水蒸汽向果蔬的表面移动，同时促使果蔬内部的水分也向果蔬的表面移动，这种作用称为水分的内扩散。

水分梯度大，水分移动就快；水分梯度小，水分移动就慢，所以水分梯度是果蔬干燥的一个动力。

在水分蒸发的过程中，干燥介质是热空气，它有两个作用:一是热传导作用，向原料传热，原料吸热后使所含的水分汽化；二是输送作用，将蒸发出的水分输送出去（以蒸汽的形式），使干燥作用继续不断进行。

温度梯度ΔT：食品在热空气中，食品表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度差，即温度梯度。

温度梯度将促使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温处转移。

又称导湿温性。

如何从机制上控制缩短干燥时间的干燥过程？在干制过程中，有时采用升温、降温，再升温，再降温的方法，形成温度的上、下波动，即将温度升高到一定的程度，使食品内部受热，而后再降低食品表面的温度，这样食品内部温度就高于表面温度，形成新的温度梯度，水分借助温度梯度沿热流方向向外移动而蒸发。

水分梯度的混乱而造成的两种现象：（水分内扩散与水分外扩散作用是否协调，对干燥作用的影响很大。

）如果外扩散作用﹤内扩散作用，内部水分到达表面不能蒸发，在表面凝结，产生流汁；如果外扩散作用﹥内扩散作用（如温度过高，风速过大）易使物料表面产生结壳的现象，将物料表面水分蒸发的通道阻塞，这种现象叫做外干内湿，或叫溏心。

三、干制过程曲线干制过程包括水分经原料表面蒸发、果蔬内部水分向外扩散（传质）和干燥空气与果蔬之间产生热能互换（传热）。

可分为三个阶段：①预热阶段果蔬被加热，水分被蒸发加快，干燥速率上升，随着热量的传递，果蔬水分逐渐下降，干燥速度由0增至最高值。

干制预热阶段所经历的时间很短，与整个干燥过程所需时间相比，常常略去不计。

干燥速度：系指单位时间内绝对水分含量降低的百分数。

②B〃C〃恒速干燥阶段：干燥速度不随时间的变化而变化，所以又称B〃C〃段为恒速干燥阶段。

此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率，是第一干燥阶段。

在该阶段蒸发的水分主要是游离水。

③C〃D〃降速干燥阶段：当恒速干燥过程进行到绝大部分游离水蒸发完后，余下的水分为结合水时，果蔬内部水分转移速率小于果蔬表面水分蒸发速率，水分的蒸汽压随水分结合力的增加而不断降低，原料的绝对水分含量大为降低，干燥速度就会下降，即为降速干燥阶段。

注意：以上我们讲的都是以空气为介质通过加热来干燥。

若是采用其它加热方式，如没有热量传递过程，则干燥速率曲线将会变化。

四、影响干燥速度的因素干燥速度的快慢对于成品的品质起决定性的作用，当其它条件相同时，干燥越快越不容易发生不良变化，干制品的品质就越好。