第四章 果蔬干制加工
果蔬干制(Drying)---是指果蔬原料经预处 理后,在自然或人工条件下脱除一定水分,使产品达到可以长期保藏程度的工艺过程。
自然干燥:利用自然条件干燥的过程。如 利用太阳、风力晒干或阴干。
人工干燥(脱水 Dehydration):在人工控 制条件下,促使食品水分蒸发的过程。 第一节 果蔬干制原理 一、果蔬中水分的状态 1.果蔬中水分存在的状态
一般果品含水量为70%~90%;蔬菜为75%~ 95%。果蔬中除水分以外的物质,统称为干物质,包括可溶性物质与不溶性物质。
(1) 化学结合水:按定量比牢固地和化学物质结合的水分,即存 在于化合物中的水分。——干制一般不能除去。
(2) 物化结合水:不按定量比于物质结合,主要有两种形式: 吸附结合水(胶体结合水):被胶体微粒表面力场所吸附的水分。——干制很难除去。 渗透结合水:因渗透压的作用而保持在细胞内的水 分。结合力较吸附结合水小,可以因渗透压的差异经 细胞壁向外扩散。——干制时可部分除去。 (3) 机械结合水(游离水)
充满在物料组织内毛细管中和附着在物料表面 的湿润水分,呈游离状态,可溶解可溶性固形物, 占果蔬水分总量的绝大部分。干制时很容易除去。 2. 水分含量的表示方法
(1)湿基含水量(相对含水量) (2)干基含水量(绝对含水量) 3. 平衡水分和自由水分
①平衡水分——在一定的干燥条件下,当果蔬排出 的水分与吸收的水分相等时,果蔬的含水量称为该干燥 条件下的平衡水分,也称平衡湿度或平衡含水量。
②自由水分——在一定干燥条件下,能够排除的水 分,自由水分是果蔬中所含的大于平衡水分的水。
果蔬中除水分以外的物质,统称为干物质,包括可 溶性物质与不溶性物质。 4.果蔬中的水分活度与干制品的保藏
(1)水分活度概念:指溶液中水的逸度与同温度下纯水逸 度之比,也就是指溶液中能够自由运动的水分 子与纯水中的自由水分子之比。可近似的表示 为食品中水分的蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压之比。
水分活度范围:0~1,纯水的AW=1。 水分活度表示水与食品的结合程度; Aw值越小,结合程度越高,脱水越难;
水分活度只有在水未冻结前有意义,此时水分活度是食品组成与湿度的函数。
第I区段是单层水分子区:水在溶质上以单层水分子层状吸附着,结合力 最强,Aw也最低,在0~0.25之间,在这个区段范围内,相当于物料含水0~0.7g/g干物质。
第Ⅱ区段是多层水分子区:水是靠近溶质的多层水分子,它通过氢键与 邻近的水以及产品中极性较弱的基团缔合,其Aw 在0.25~0.8之间,这种状态下的水称为Ⅱ型束缚 水。这个区段范围内,产品含水量在0.07g-0.14~0.33g/g干物质范围内。 I区和Ⅱ区的水通常占总水分含量的5%以下。
第Ⅲ区段包括产品组织内和组织间隙中的水以及 细胞内的水和凝胶中束缚的水,除流动性受到阻碍外,在其他方面与稀盐溶液中水具有类似的性质,其Aw在0.80~0.99之间, 这种状态的水称为Ⅲ型束缚水。这个区段范围内,产品含水量最低为0.14~ 0.33g/g干物质,最高为20g/g干物质。Ⅲ区的水 通常占总水分的95%以上。 (2)水分活度与微生物 每种产品都有一定的 A w 值,各种微生物的活动、化学反 应以及生物化学反应也都有一定的A w 阈值
(3)水分活度与酶的活性
水分活度降低,酶的活性也降低;
果蔬干制时,酶和底物两者的浓度同时增加,使得酶的生化反应速率变得较为复杂。在某些干制果蔬中,酶仍保持相当的活性,只有当干制品的水分降到1%以下时,酶的活性才消失。 因此,在干制前,需进行热烫处理,以钝化果蔬 中的酶。 二、干燥机理
3.水分的扩散作用 (1)水分移动的动力
温度梯度 物料的温度沿某一方向递减或递增的趋势。 升温:外高内低——阻力 降温:外低内高——动力
湿度梯度 物料的湿度度沿某一方向递减或递增的趋势 果蔬干制过程中始终是动力。
3.水分的扩散作用 (2)水分移动的过程
水分的外扩散(表面汽化)作用:在温度梯度和湿度梯度的作用下,物料表面水分向干燥介质扩散的现象。
水分的内扩散作用:在温度梯度和湿度梯度的作用下,水分从物料 内部向物料表面扩散的现象。
4.表面汽化控制与内部扩散控制
(1)表面汽化控制---在恒速干燥阶段,物料内 部还存在大量水分,物料表面为水分所饱和,水分的 内部扩散速度大于表面汽化速度,这时表面汽化速度 制约着干燥过程。这种现象称为表面汽化控制。
(2)内部扩散控制---在降速干燥阶段,随着物 料水分含量的减少,水分的内部扩散速度逐渐减慢, 直到小于表面汽化速度,这时内部扩散速度就制约着 干燥过程。这种现象称为内部扩散控制。
三、影响干燥速度的因素 1.干燥的环境条件
(1)干燥介质的温度:温度升高,空气所能够容纳的水蒸气就会增多,空气的湿含量就增大。果蔬的水分就容易蒸发,干燥速度就会加快。反之,温度低,空气的湿含量小,干燥速度就慢。
果蔬干制不宜采用过高温度的原因
果蔬含水量高,骤然与干热空气相遇,组织中 的汁液迅速膨胀,易使细胞破裂,内容物流失;
原料中的糖分和其他有机物因高温而分解或焦 化,有损成品外观和风味; 高温低湿会引起原料表面结壳,阻碍内部水分 的进一步蒸发。
(2)干燥介质的湿度:空气的相对湿度愈小,水分蒸发的速度就愈快;相对湿度又受温度的影响:空气温度升高,相对 湿度就会减少;反之,温度降低,相对湿度就会增 大;在温度不变时,相对湿度愈低,则空气的饱和 差就愈大;在干制过程中,可以采用升高温度和降低相对湿 度来提高果蔬的干燥速度。干燥介质的相对湿度也决定干制品的终点含水量。 相对湿度愈低,干制品的含水量也愈低。
(3)空气的流动速度 干燥空气的流速越大,果蔬的干燥速度越快
可以将表面蒸发出的、聚集在果蔬周围的水蒸气迅 速带走,及时补充未饱和的空气; 促使干燥介质所携带的热量迅速传递给果蔬原料, 以维持水分蒸发所需的温度;
但流速过快,会造成热能与动力浪费,前期风速过 快还易出现表面“结壳”。一般地,风速在3m/s以下 时,水分的蒸发速度与风速大体成正比例增加。 2.原料性质和状态
(1)果蔬种类:不同原料,所含各种化学成分的保水力不同, 组织和细胞结构性的差异,在同样干燥条件下,干 燥速度各不相同。一般来说,可溶性固形物含量高、 组织紧密的产品,干燥速度慢;反之,干燥速度快。
(2)果蔬干制前预备处理 如:去皮、切分、热烫、浸碱、熏硫等,对干 制过程均有促进作用。 (3)原料装载量 装载量和装载厚薄
装载量的多少、厚薄要以不妨碍空气流通为原则,以便于热量的传递和水蒸气的外逸; 干燥过程中物料体积会发生变化,调整其厚薄,干燥初期宜薄些,干燥后期可适当厚些。 五、原料在脱水过程中的变化 1.物理变化 (1)体积减小、质量一般干制后的体积为鲜原料的20%~35%,质量 约为鲜重的6%~20%。 干燥率:原料鲜重与干燥成品之比,即生产一 份干制品所需新鲜原料的份数。 (2)干缩
果蔬组织均匀而缓慢地失水时,会产生均匀收缩, 使产品保持较好的外观;当用高温干燥或用热烫方法使细胞失去活力之后, 细胞壁多少要失去一些弹性,干燥时会产生永久的 变形,且易出现干裂和破碎等现象;在干制品块、片不同部位上所产生的不相等收缩, 又往往造成奇形怪状的翘曲,进而影响产品的外观。 (3)透明度的改变
食品透明度决定于果蔬组织细胞间隙存在的 空气,空气排除得愈彻底,则干制品愈透明; 新鲜果蔬细胞间隙中的空气,在干制时受热 排除,使优质的干制品呈半透明状态; 排除组织内及细胞间的空气,既可改善外观, 又能减少氧化,增强制品的保藏性。 (4)表面硬化现象
产品表面水分的汽化速度过快,而内部水分扩散 速度慢,不能及时移动到产品表面,从而使表面迅 速形成一层干硬壳的现象。 产品干制时,产品内部的溶质分子随水分不断向 表面迁移,积累在表面上形成结晶,从而造成硬壳。
——产品表面硬壳产生以后,水分移动的毛细 管断裂,水分移动受阻,大部分水分封闭在产品内 部,形成外干内湿的现象,干制速度急剧下降 (5)多孔性
产品内部不同部位水分含量的显著差异造成了干 燥过程中收缩应力的不同; 干燥很慢时,中央和表面湿度差异不大,容易整 块地向致密的核心收缩 干燥很快时,表面比中心湿度小很多,且受到相 当大的张力,当至内部最后干燥收缩时,内部的应 力将使组织脱开,干燥产品内就出现大量的裂缝和 孔隙,常称为蜂窝状结构。
(6)物质不均一化
干燥过程中的水分流——水分不均一化:外干内湿; 干燥过程中的物质流——物质不均一化:可溶性物 质外高内低;
——刚干制结束时,物质的不均一化使得产品外面 坚硬而脆,不适合包装操作,需要适当回软——即物 质的均一化过程 2.化学变化
(1)颜色变化 酶促褐变:在有氧的情况下,由氧化酶类引起果 蔬所含的酚类物质(单宁、儿茶酚、绿原酸等)、酪 氨酸等成分氧化而产生褐色物质的变化。 防止措施: 隔绝或减少与氧接触 灭酶或者抑酶 抗氧化剂处理 2.化学变化 (1)颜色变化 非酶褐变: 美拉德反应
金属离子引起的褐变,金属对褐变作用的促进顺序是锡、铁、铅、铜。 蔬菜中含有的胡萝卜素、叶绿素因受热与其他物质反应变色。 焦糖化作用。
(2)营养成分的变化 糖分的变化
果蔬中含果糖和葡萄糖均不稳定,易氧化分解; 糖的焦糖化反应也会导致糖分的损失;
干制时间越长,糖分损失越多,产品质量越差;
糖分损失随温度的升高和时间的延长而增加,温 度过高时糖分焦化,颜色加深,味道变差。
维生素的变化
在干制时,以维生素C氧化破坏最快。 维生素C的破坏程度除与干制环境中的氧含量和温 度有关外,还与抗坏血酸酶的活性和含量密切相关; 在缺氧加热的条件下,则可以使维生素免遭破坏, 此外; 在酸性溶液或者在高浓度糖溶液中则较稳定。 其他维生素在干制时也有不同程度的破坏。 风味物质的变化
果蔬通过干制加工,常由于高温加热使其挥发性 芳香物质损失较多,从而使得干制品食用时芳香气 味和鲜味不足 ——为此常从干制设备中回收或冷凝外逸的蒸汽再 加回到干制品中,以便尽可能保存它的原有风味。
第二节 干制方法与主要设备 一、干制方法概述
1.自然干制:方法简便,设备简单,但自然干制 受气候条件影响大。
2.人工干制:人工干燥是人为控制干燥环境和干燥过程而 进行干燥的方法。 人工干制可大大缩短干燥时间,并获得高质量 的干制产品。 设备费用高,操作技术比较复杂,成本较高。 按干燥时的热作用方式分为:
第四章 果蔬干制加工
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)