食品工艺学课后思考题

第二章食品的脱水水分活度的概念游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，食品中水的逸度与纯水的逸度之比为水分活度Aw。

食品中水分含量和水分活度有什么关系？说明原因食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线。

水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？对微生物：大多数细菌为0.94~0.99,大多数霉菌为0.80~0.94，在Aw<0.6时，绝大多数微生物就无法生长；对酶：酶活性随Aw的提高而增大，通常在Aw为0.75~0.95的范围内酶活性达到最大。

在Aw<0.65时，酶活性降低或减弱，但要抑制酶活性，Aw应在0.15以下；对其它反应：①Aw下降时，以水为介质的反应难以发生②Aw下降时，离子型反应的速率减小③Aw 下降时，水参加的反应速率下降④Aw下降时，水影响酶的活性及酶促反应中底物的输送。

食品水分活度受到哪些因素影响?食品种类、水分存在的量、含量、温度、水中溶质的种类和浓度、食品成分或物化特性、水与非水部分结合的强度简述吸附和解吸等温线的差异及原因。

食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的关系就是水分解吸的过程，为解吸的吸附等温线；若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去即复水的过程，这就是吸附；在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水分吸附等温线两者之间不能重合（有差异），形成了滞后圈。

原因：1.食品解吸过程中的一些吸水部分与非水组分作用而无法释放出水分。

2.食品不规则形状产生的毛细管现象，欲填满或抽空水分需要不同的蒸汽压（要抽出需要P内>P外，要填满即吸着时需P外>P内）。

3.解吸时将使食品组织发生改变，当再吸水时就无法紧密结合水分，由此可导致较高的水分活度。

简述食品干燥机制干制是指食品在热空气中受热蒸发后进行脱水的过程。

在干燥时存在两个过程：食品中水分子从内部迁移到与干燥空气接触的表面（内部转移），当水分子到达表面，根据空气与表面之间的蒸汽压差，水分子就立即转移到空气中（外部转移）——水分质量转移；热空气中的热量从空气传到食品表面，由表面再传到食品内部——热量传递。

干燥是食品水分质量转移和热量传递的模型。

简述干制过程特性食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率变大后又逐渐变低，食品温度也在不断上升。

如何控制干燥过程来缩短干燥时间？（1）温度：空气作为干燥介质,提高空气温度,在恒速期干燥速度加快，在降速期也会增加（2）空气流速：空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速，对降速期没有影响（3）空气相对湿度：空气相对湿度越低，食品恒速期的干燥速率也越快；对降速期无影响。

（4）大气压力和真空度：大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。

但是，若干制由内部水分转移限制，则真空干燥对降率期的干燥速率影响不大。

适合热敏物料的干燥干制条件主要有哪些？它们如何影响湿热传递过程的？（如果要加快干燥速率，如何控制干制条件）温度：温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越大；水分受热导致产生更高的汽化速率；对于一定水分含量的空气,随着温度提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水分从食品表面扩散的动力更大。

水分子在高温下，迁移或扩散速率也加快，使内部干燥加速。

但温度过高会引起食品发生不必要的化学和物理反应。

空气流速：空气流速增加，水分扩散加快（对流质量传递速率加快），能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；食品表面接触的空气量增加，会显著加速食品表面水分的蒸发。

空气流速增加对降率期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移或扩散所限制。

空气相对湿度：食品表面和干燥空气之间的水蒸汽压差代表了外部质量传递的推动力，空气的相对湿度增加则会减小推动力，饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。

空气的相对湿度也决定食品的干燥后的平衡水分，食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态；可通过干制的解吸等温线来预测；当食品和空气达到平衡，干燥就停止。

大气压力和真空度：大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。

气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。

但是，若干制由内部水分转移限制，则真空干燥对降率期的干燥速率影响不大。

影响干燥速率的食品性质有哪些？它们如何影响干燥速率？表面积：水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。

小颗粒，薄片，表面大，易干燥、快。

组分定向：水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。

例如：芹菜的纤维结构，沿着长度方向比横穿细胞结构的方向干燥要快得多。

在肉类蛋白质纤维结构中，也存在类似行为。

细胞结构：在大多数食品中，细胞内含有部分水，剩余水在细胞外，细胞外水分比细胞内的水更容易除去；当细胞被破碎时，有利于干燥，但需注意，细胞破裂会引起干制品质量下降。

溶质的类型和浓度：溶质如蛋白质、碳水化合物、盐、糖等，与水相互作用，结合力大，水分活度低，抑制水分子迁移，干燥慢；尤其在低水分含量时还会增加食品的粘度；浓度越高，则影响越大；这些物质通常会降低水分迁移速度和减慢干燥速率食品在干制过程中有那些变化?物理变化干缩、干裂：如木耳，胡萝卜丁表面硬化：如山芋片溶质的迁移：有时表面结晶析出多孔性：如香菇、蔬菜热塑性：加热时会软化的物料如糖浆或果浆，冷却后变硬或脆化学变化（1）营养成分蛋白质：受热易变性，一般较稳定，但高温长时间，会分解或降解碳水化合物：大分子稳定，小分子如低聚糖受高温易焦化、褐变脂肪：高温脱水时脂肪氧化比低温时严重维生素：水溶性易被破坏和损失，如VC、硫胺素、胡萝卜素、VD；B6、烟碱酸较稳定，损失少（2）色素色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递可见光的能力）新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化褐变；糖胺反应(Maillard)、酶促褐变、焦糖化、其他。

（3）风味引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去除，受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味防止风味损失方法：芳香物质回收（如浓缩苹果汁）、低温干燥、加包埋物质，使风味固定食品的复水性和复原性概念复原性：干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。

复水性：新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示。

、1、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？（1）菌种与菌株•菌种不同、耐热性不同•同一菌种，菌株不同，耐热性也不同•正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱•各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱。

•同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异（2）热处理前细菌芽孢的培育和经历•生物有抵御周围环境的本能。

食品污染前腐败菌及其芽孢所处的生长环境对他们的耐热性有一定影响•在含有磷酸或镁的培养基种生长出的芽孢具有较强的耐热性；在含有碳水化合物和氨基酸的环境中培养芽孢的耐热性很强；在高温下培养比在低温下喂养形成的芽孢的耐热性要强•菌龄与贮藏期也有一定影响（3）热处理时介质或食品成分的影响酸度：对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性的强弱受其它因素控制糖：高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保护作用盐的影响：通常食盐的浓度在4%以下时,对芽孢的耐热性有一定的保护作用,而8%以上浓度时,则可削弱其耐热性；这种削弱和保护的程度常随腐败菌的种类而异。

食品中其它成分的影响：•淀粉对芽孢没有直接影响•蛋白质如明胶、血清等能增强芽孢的耐热性•脂肪和油能增强细菌芽孢耐热性的作用•如果食品中加入少量的杀菌剂和抑制剂也能大大减弱芽孢的耐热性（4）热处理温度热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。

（5）原始活菌数腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长。

因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。

2、D值、Z值、F值的概念是什么？分别表示什么意思？这三者如何互相计算？D值：在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件下某细菌数群中每杀死90%原有残存活菌数时所需要的时间。

Z值：直线横过一个对数循环所需要改变的温度数（℃）。

换句话说，Z值为热力致死时间按照1/10或10倍变化时相应的加热温度变化（℃）。

F值：通常用121℃（国外用250F°或121.1℃）作为标准温度，该温度下的热力致死时间用符号F来表示，并称为F值。

F值的定义就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间，F值与原始菌数是相关的。

3、杀菌工艺条件如何选择？杀菌操作过程中罐头食品的杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压三个主要因素组成。

在工厂中常用杀菌式表示对杀菌操作的工艺要求。

温度和时间的选用：正确的杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部杀死和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不至于过度。

罐头食品合理的F值可以根据对象菌的耐热性、污染情况以及预期贮藏温度加以确定。

同样的F值可以有大量温度-时间组合而成的工艺条件可供选用。

原则上，尽可能选择高温短时杀菌工艺，但还要根据酶的残存活性和食品品质的变化作选择。

杀菌时罐内外压力的平衡：罐头食品杀菌时随着罐温升高，所装内容物的体积也随之而膨胀，而罐内的顶隙则相应缩小。

罐内顶隙的气压也随之升高。

为了不使铁罐变形或玻璃罐跳盖，必须利用空气或杀菌锅内水所形成的补充压力以抵消罐内的空气压力。

1、名词解释通常在隧道干燥中将热空气气流的方向和小车前进（物料移动）的方向相同的称为顺流，方向相反的称为逆流。

高温低湿空气进入的一端称为热端，低温高湿空气离开的一端称为冷端；湿物料进入的一端称为湿端，干制品离开的一端称为干端。

2、简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点：逆流干燥设备的特点：（1）湿物料先在冷端遇到的是低温高湿空气，物料因含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢；这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂；适合于初期干燥速率过快容易干裂的水果如李、梅等。

（2）干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，但因遇到的是高温低湿空气，干燥仍可进行但比较缓慢，干制品的平衡水分可相应降低，最终水分可低于5%；（3）干端处物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。

此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了避免焦化，干端处的空气温度不宜过高，一般不宜超过77℃。