干燥(dryness)

 

  食品中微生物的生长和酶的反应都离不开水,因而,把食品保持在脱水干燥的状态,就可保藏相当长的时间而不损坏品质,同时也便于包装和运输。

  各种微生物要求的最低水活性值是不同的。细菌、霉菌和酵母菌三大类微生物中,一般细菌要求的最低Aw较高,在0.940.99;霉菌要求的最低Aw0.730.94,酵母要求的最低Aw0.880.94。但有些干性霉菌,如灰绿曲霉最低Aw仅为 0.640.70 (含水量16%),某些食品水活性值在0.700.73(含水量约16%)曲霉和青霉即可生长,因此干制食品的防霉Aw值要达到0.64以下(含水量12%14%以下)才较为安全。新鲜食品如乳、肉、鱼、蛋、水果、蔬菜等都有较高水分,其水活性值一般在0.980.99,适合多种微生物的生长。目前防霉干制食品的水分一般在325%,如水果干为1525%,蔬菜干为4%以下,肉类干制品为510%,喷雾干燥乳粉为2.53%,喷雾干燥蛋粉在5% 以下。
   食品干燥、脱水方法主要有:日晒、阴干、喷雾干燥、减压蒸发和冷冻干燥等。生鲜食品干燥和脱水保藏前,一般
要进行原料预处理

一、原料预处理的必要性

  干燥能提高食品的保藏性,但也会引起褐变、变色、褪色、异味、异嗅及组织上的变化。如苹果和马铃薯,在切口处很快就变色,许多叶菜在日晒干燥时就变黄,香蕉和桃去皮后很快就褐变等现象,均是由于其本身所含的酶作用所致,所以,要防止这些变化,在干燥前就必须进行适当的预处理。

 1. 热烫

  加热可使酶失活,故蔬菜类食品在干燥前必须在热水中短时间热烫一下。热烫具有操作简便,可均匀加热及可在热水中加入食盐、CaCl2、聚磷酸盐等品质稳定剂或糖、味精等调味剂的优点,但也存在水溶性成分溶出过多的缺点。

 2. 硫熏、亚硫酸处理

 为防止柿子、苹果、杏等在干燥和保藏中发生变质,可将其放在密闭室中,点燃适量硫黄,形成SO2气体来熏,SO2能浸入果子内部,溶于水成为亚硫酸,一来作为强还原剂阻止酶的作用,二来具有漂白杀菌作用,还可抑制非酶褐变,三来它可杀死果实的细胞,使水分容易移动而加快干燥速度。

 3. 表面组织的破坏

  葡萄和无花果之类的水果果皮上覆盖着蜡类物质,阻碍干燥的进行,所以在干燥前应用沸腾的稀碱液,作极短时间的浸渍处理以除去蜡类物质来加速干燥。

 4. 防止氧化

  鱼干易产生象油炸物类的黄褐色变,败发臭,胡萝卜和蕃茄粉末易氧化裉色而失去独特的红色,油脂中的不饱和脂肪酸和胡萝卜素易被氧化而酸变。所以含有这些物质的食品在干燥前,应添加BHABHT和抗坏血酸等抗氧化剂。

 5. 浓缩

  牛乳和水果之类的多水分食品,在干燥前,应用真空蒸发罐等预先浓缩几倍后再进行干燥。

二、干燥方法

 1. 自然干燥:

  如日晒、风干或荫干。该法简便、经济,但它耗时长,在此期间产品易发生显色、变色、裉色、氧化等,使品质受到影响。用自然干燥来保藏的食品有米、麦、豆类等谷物、鱼贝类和海藻、葡萄、杏、李、萝卜干、香蕈等。

 2. 热风干燥

  靠风干燥不可能达到全年生产一致的品质,为此可采用热风干燥。即把食品放在传送带上,送入通热风的干燥室而干燥。可根据食品的性质及性状决定温、湿度、风速和风向并采用各种类型的干燥机。

 3. 喷雾干燥

  牛乳、果汁等液体用热风干燥时,会由于褐变和蛋白质变性而得不到优质产品,必须用喷雾干燥法。

  喷雾干燥是将稀的液状食品经过预先浓缩几倍后,以离心盘或加压喷头与热风同时进入大的干燥室喷成微细的雾状,在向室底落下时,几乎瞬时即行干燥的方法。

 4. 泡沫干燥

  也是干燥液状食品的方法。它是预先把果汁等浓缩至高粘度或加入粘性物质、表面活性剂等,使果汁形成表面积非常大的泡沫状,再喷出热风加以干燥。

 5. 薄膜干燥

  它是在缓慢回转、内部加热的圆筒表面上,涂以液体或糊状食品的薄层加以干燥的方法。

 6. 真空干燥

  常压下水在100℃沸腾蒸发,如压力降低,则水的沸点亦降低。如在17.5mmHg下,水在20℃即可沸腾,据此,可调节适当真空度及温度进行真空干燥食品,它无热风干燥温度高易引起褐变、蛋白质变性及低温干燥速度太慢等缺点,可得到优质食品。

 7. 冻结真空干燥(冷冻升华干燥)

  水分多的固体食品随着热风或真空干燥,水分逐渐蒸发,不可避免地会萎缩变形。如把压力降到6.4mmHg,则水在0℃沸腾蒸发,此时水还处在冻结状态,是由冰直接挥发为水蒸汽的所谓升华,应用此原理来进行干燥的方法称为冻结真空干燥,它具有以下特点:(1)几乎没有萎缩变形而保持原状。(2)由于没有酶及非酶褐变,所以色、香、味、营养价值几乎不变。(3)干燥时,水分不是在食品表面移动蒸发,而是保持在组织中的小冰晶升华干燥,故食品呈海绵状,易复水恢复原状。

  但该法也有缺点:(1)由于多孔性、表面积大易吸湿,油脂和胡萝卜素等也容易氧化。(2)水分低、多孔性,故叶菜类的薄食品非常脆,给包装和运输造成困难。(3)在冻结处理下,组织结构破坏,若解冻则松散地软化。故此法不适于蕃茄和草莓之类的食品。

三、   食品干燥的机理

1.    外扩散作用

食品在干燥初期,首先是原料表面的水分吸热变为蒸汽而大量蒸发,称为水分的外扩散。

由于干燥介质的影响,首先是温度上升的作用,食品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,把食品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,叫做温度梯度或称为含水率梯度。

2.内扩散作用:

借助温度梯度的动力,促使食品内部的水蒸汽向食品的表面移动,同时促使食品内部的水分也向食品的表面移动,这种作用称为出现水分的内扩散。

湿度梯度大,水分移动就快;湿度梯度小,水分移动就慢,所以湿度梯度是食品干燥的一个动力。

此外,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,这种内外层温度的差别称为温度梯度。水分借助温度梯度沿热流方向向外移动而蒸发,因此,温度梯度也是食品干燥的一个动力。

在水分蒸发的过程中,空气起热传导作用,也起输送的作用,将蒸发出的水分输送出去(以蒸汽的形式)。

如果外扩散作用《内扩散作用,产生流汁,内部水分到达表面不能蒸发,在表面凝结;

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,或叫糖心。

这两种现象都是由于水分梯度的混乱而造成的。

四、干燥食品的吸湿和变质

  干燥食品疏松多孔,非常容易吸湿潮解,吸潮后往往发生外观上的形态变化和内部的化学和物理性能变化等。

  1. 外观变化:干燥食品都比较脆,易碎,若吸湿则会变软,而干燥的粉粒状食品吸潮后则结块,进而液化。

  2. 化学变化:干燥食品吸湿后易发生油脂的败、胡萝卜素的分解褪色、糖一氨基酸反应的褐变、香味成分及维生素的分解变化等。

  3. 物理变化:食品食用时的口感很重要,若吸湿,则会因粘弹性降低、蛋白质变性、复水性改变等而降低口感。

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