第五章 果蔬干制

需要指出的是，即使同样含水量的产品， 需要指出的是，即使同样含水量的产品，在贮 藏期间的稳定性也是因种类而异的， 藏期间的稳定性也是因种类而异的，这是因为食品 的成分和质构状态不同，水分的束缚度不同， 的成分和质构状态不同，水分的束缚度不同，因而 Aw值也不相同 值也不相同。 Aw值也不相同。
表4－4
汽化所需的热量逐渐增高， 低，汽化所需的热量逐渐增高，果蔬 表面温度提高； 表面温度提高；当原料表面和内部水 分达到平衡状态时， 分达到平衡状态时，原料的温度与空 气的干球温度相等时， 气的干球温度相等时，水分的蒸发作 用停止，干燥过程结束。 用停止，干燥过程结束。
四、影响干燥速度的因素
影响干燥速度主要有两个因素： 影响干燥速度主要有两个因素：干燥的环境条 原料本身的性质和状态。 件；原料本身的性质和状态。 （一）干燥的环境条件 干燥介质（空气）两个功能：传递热能、 干燥介质（空气）两个功能：传递热能、将蒸 发的水分带走。 发的水分带走。 空气的温度、相对湿度、流动速度等都与干燥速 空气的温度、相对湿度、流动速度等都与干燥速 度有密切关系。 度有密切关系。
Ⅰ阶段（AB段）：开始干燥，果蔬 阶段（AB段 开始干燥，
接受干燥介质热量品温升高， 接受干燥介质热量品温升高，水分开 始蒸发； 始蒸发；
Ⅱ阶段（BC段）：恒速干燥阶段， 恒速干燥阶段， 阶段（BC段
果蔬表面温度也保持恒定，到达C 果蔬表面温度也保持恒定，到达C点， 此阶段结束； 此阶段结束；
Ⅲ阶段（CD段）：干燥速度相应降 阶段（CD段
一、果蔬中水分的状态与保存
（一）果蔬中水分存在的状态
按照自然存在形式分： 按照自然存在形式分： 游离水
特点：游离状态，占绝大不多数，具水的全部性质， 特点：游离状态，占绝大不多数，具水的全部性质， 能作为溶剂溶解物质，容易蒸发排除。 能作为溶剂溶解物质，容易蒸发排除。 特点：结合状态，占极小部分，稳定而难以蒸发， 特点：结合状态，占极小部分，稳定而难以蒸发， 一般－ ℃以上不能结冰。 一般－40℃以上不能结冰。
凤梨 苹果 香蕉 糊精
Aw＝0.7时若干食品的含水量（g水/g干物质） Aw＝0.7时若干食品的含水量（ 时若干食品的含水量 /g干物质） 干物质
0.28 0.34 0.25 0.14 干淀粉 干马铃薯 大豆 燕麦片 0.13 0.15 0.10 0.13 聚甘氨酸 卵白 鳕鱼肉 鸡肉 0.13 0.15 0.21 0.18
引起滞后现象的主要原因
由于滞后现象的存在， 由于滞后现象的存在，由解吸制得的食品必需 保持更低的水分含量才能与由回吸制得的食品保持 相同的稳定性。 相同的稳定性。 滞后现象的研究对于食品脱水和复水过程有重 要的指导意义， 要的指导意义，然而滞后现象的本质和应用中还有 许多不清楚的地方。 许多不清楚的地方。
吸附与解吸之间的滞后现象
所谓滞后现象是指向干燥 所谓滞后现象是指向干燥 滞后现象 的样品中添加水（回吸作用） 的样品中添加水（回吸作用） 后绘制的吸湿等温线和由样品 中取出一些水（解吸作用） 中取出一些水（解吸作用）后 绘制的吸湿等温线并不完全重 合，这种不重合性称为滞后现 象。
引起滞后现象的主要原因
A
w
=
P
P
= ERH /100
0
Aw——水分活度； 水分活度； 式中 Aw 水分活度 溶液或食品中的水蒸气分压； 纯水的蒸汽压； P——溶液或食品中的水蒸气分压； P0——纯水的蒸汽压； 溶液或食品中的水蒸气分压 纯水的蒸汽压 ERH——平衡相对湿度，即物料既不吸湿也不散湿时的大气相对湿度 平衡相对湿度， ERH 平衡相对湿度
结合水
按照水分是否能被排除分： 按照水分是否能被排除分： 平衡水分
在一定干燥条件下， 在一定干燥条件下，当物料中排出的水分与吸收的 水分相等时， 水分相等时，物料的含水量称为该干燥条件下的平 衡水分，是在一定干燥条件下，物料干燥的极限。 衡水分，是在一定干燥条件下，物料干燥的极限。 在一定干燥条件下， 在一定干燥条件下，物料中所含的大于平衡水分的 大部分是游离水，一部分是结合水。 水，大部分是游离水，一部分是结合水。
ห้องสมุดไป่ตู้自由水分
（二）果蔬中水分活度与保藏性
水分活度（Aw） 1、水分活度（Aw） 水分活度是指溶液中水的逸度（fugacity） 水分活度是指溶液中水的逸度（fugacity） 与纯水逸度之比，可近似的表示为溶液中水分的 与纯水逸度之比， 蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压之比。 蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压之比。
三、果蔬干燥速度和温度的变化
（一）干燥速度与干燥时间的关系： 干燥速度与干燥时间的关系： BC：恒速干燥阶段，蒸发游离水； BC：恒速干燥阶段，蒸发游离水； CD：降速干燥阶段，蒸发结合水 CD：降速干燥阶段， C点：两个干燥阶段的划分没有明显 的界限。 的界限。
果蔬干燥时的料温、 （二） 果蔬干燥时的料温、绝对水分含量 与干燥时间的关系： 与干燥时间的关系：
a.解吸过程中一些水分与非水物质相互作用导 a.解吸过程中一些水分与非水物质相互作用导 致释放速度减缓； 致释放速度减缓； b.物料不规则形状产生毛细管现象的部位， b.物料不规则形状产生毛细管现象的部位，要 物料不规则形状产生毛细管现象的部位 填满或抽空水分需要不同的蒸气压； 填满或抽空水分需要不同的蒸气压； c.解吸作用时，因组织改变， c.解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法 解吸作用时 紧密结合水分， 紧密结合水分，由此可导致回吸相同水量时水处于 较高的水分活度。 较高的水分活度。
水分含量与水分活度之间的关系 ——等温吸湿曲线
定义：在恒定温度下，食品的水含量（ 定义：在恒定温度下，食品的水含量（以g水/g干物质 表示）对其水分活度形成的曲线称为等温吸湿曲 表示）对其水分活度形成的曲线称为等温吸湿曲 MSI）。 线（MSI）。
测定方法：在恒定温度下，改变食品中的水分含量， 测定方法：在恒定温度下，改变食品中的水分含量， 测定相应的活度，以水分含量为纵轴、Aw为横轴 测定相应的活度，以水分含量为纵轴、Aw为横轴 画出曲线。 画出曲线。
等温吸湿曲线中的分区
按照含水量与水分活度情况，一般的MSI均可 按照含水量与水分活度情况，一般的MSI均可 MSI 分为三个区，如下图所示： 分为三个区，如下图所示：
Ⅰ区：单层水分子区
特点： 特点：水在溶质上以单层水分子层状吸附 结合力最强，Aw也最低 也最低， 0.25之间 之间， 着，结合力最强，Aw也最低，0～0.25之间， 这种状态下的水称为Ⅰ型束缚水。 这种状态下的水称为Ⅰ型束缚水。可以看作固 体的一部分。 体的一部分。
1、空气温度 当干燥空气的绝对湿度不变， 当干燥空气的绝对湿度不变，当空气温度升高 空气的饱和差随之增加。也就是说， 时，空气的饱和差随之增加。也就是说，空气中水 蒸气饱和差随温度的变化而改变。 蒸气饱和差随温度的变化而改变。
表 4－ 5 温度（ 温度（℃） 10 15 20 25 30 80％相对湿度下， 在80％相对湿度下，不同温度的湿度饱和差 饱和差（Pa） 饱和差（Pa） 246 341 468 633 849 与温度10℃时空气饱和差相比的％ 与温度10℃时空气饱和差相比的％ 10℃时空气饱和差相比的 100 139 190 258 345
2、水分活度与保藏性
各种微生物的活动、 各种微生物的活动、各种化学与生物化学反应都需 要一定的Aw Aw值 了解相关信息，有助于预测食品的耐藏性。 要一定的Aw值。了解相关信息，有助于预测食品的耐藏性。 表4－3 一般微生物生长繁殖的最低Aw值 一般微生物生长繁殖的最低Aw值 Aw
微生物种类 革兰氏阴性杆菌、部分细菌的孢子、某些酵母菌 革兰氏阴性杆菌、部分细菌的孢子、 大多数球菌、乳杆菌、杆菌科的营养体细胞、某些霉菌 大多数球菌、乳杆菌、杆菌科的营养体细胞、 大多数酵母菌 大多数霉菌、 大多数霉菌、金黄色葡萄球菌 大多数耐盐细菌 耐干燥霉菌 耐高渗透压酵母 任何微生物不能生长 生长繁殖的最低Aw 生长繁殖的最低Aw 1.00～0.95 1.00～ 0.95～0.91 0.95～ 0.91～ 0.91～0.87 0.87～ 0.87～0.80 0.80～ 0.80～0.75 0.75～ 0.75～0.65 0.65～ 0.65～0.60 ＜0.60
二、干制机理
• 讨论常规加热干燥，以热空气为干燥介质； 讨论常规加热干燥，以热空气为干燥介质； • 水分外扩散：干燥初期，水分从产品表面蒸 水分外扩散：干燥初期， 发； • 水分内扩散：由于外扩散的结果，造成产品 水分内扩散：由于外扩散的结果， 表面和内部水分之间的水蒸气分压差， 表面和内部水分之间的水蒸气分压差，使内 部水分向表面移动，称之为水分内扩散。 部水分向表面移动，称之为水分内扩散。
Ⅱ区：多层水分子区
特点： 特点：水通过氢键与临近的水及产品中极 性较弱的基团缔合，流动性极差，Aw在0.25～ 性较弱的基团缔合，流动性极差，Aw在0.25～ 0.8之间 这种状态下的水称为Ⅱ型束缚水。 之间， 0.8之间，这种状态下的水称为Ⅱ型束缚水。 当食品中的水分含量相当于Ⅱ区和Ⅲ 当食品中的水分含量相当于Ⅱ区和Ⅲ区的边界 水将引起溶解，并起增塑剂作用、 时，水将引起溶解，并起增塑剂作用、促使固 体骨架溶胀，加速了大多数食品化学反应。 体骨架溶胀，加速了大多数食品化学反应。
产品组织内、组织间隙中、 Ⅲ区：产品组织内、组织间隙中、细胞内及凝 胶中束缚的水
特点：水的流动性受到阻碍， 在 特点：水的流动性受到阻碍，Aw在0.80～0.99之 ～ 之 这种状态的水称为Ⅲ型束缚水。 间，这种状态的水称为Ⅲ型束缚水。通常占总水分 的95％以上。 ％以上。 值得指出的是： 值得指出的是： 各区域的水不是截然分开的， 各区域的水不是截然分开的，也不是固定在某 一区域内，而是在区域内和区域间快速的交换着。 一区域内，而是在区域内和区域间快速的交换着。 因此，等温吸湿曲线中各个区域之间有过渡带。 因此，等温吸湿曲线中各个区域之间有过渡带。