文档介绍：第八章干燥
干制食品图片
干燥的目的
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,平衡产销高峰;
用于某些食品加工过程以改善加工品质------ 如大豆、花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳(去外衣),便于后加工,提高制品品质;促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟;
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;
干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。
食品中水的状态
过去分类:
自由水----水分活度为1,容易从食品中去除。
结合水----水分活度小于1,从食品中去除要花费较多的能量。
机械结合水----如毛细管水分、孔隙中水分和表面湿润水分
化学结合水----如晶体中的结合水,这种水分不能用干燥方
法去除。化学结合水的解离不视为干燥过程。
物化结合水----如吸附水分、渗透水分和结合水分。
如果水分活度很低时
水分迁移率----水分在食品内移动的能力。
用状态图来预测食品中的水分
干燥对食品质量的影响
干燥目的:减少复水产品中一些降低质量的分解变化,同时使加工效率最佳和生产成本最低。
风味减少或改变----在干燥过程中,风味化合物因比水容易挥发而在干燥加工中被除去;在干燥过程中使水分子从食品中除去的物理力也能使挥发性化合物(乙醇、乙醛、酮类等)被除去;高温时增加了化学反应速率,许多这样的反应产生不理想的风味化合物。
物理品质的变化----褐变、蛋白质变性、维生素和蛋白质的热降解等会影响干制品的营养状况。
*干燥过程中这些变化的大小很大程度上取决于干制品过程中的性质。经典例子:喷雾干燥和冷冻速溶咖啡之间的差别。
水分的吸收和解收
水分含量和水分活度之间的关系可通过实验找到。实验测量的方向影响水分含量和水分活度之间的关系。在一定水分活度时,水分吸收(吸水)曲线上水分含量比水分解吸(干燥)曲线要稍低。
这种现象是由于多孔食品中毛细管力引起的,即表面张力在干燥过程中起到在孔中持水的作用,产生稍高的水分含量。另一种假设是在获得水或失去水时,体积膨胀或收缩引起吸收曲线中这种可见的滞后现象。
GAB模型:
Xm——在干溶质分子上覆盖的水分子“单层”
X——水分含量,kg水/kg干物质
Aw——水分活度
干燥速率
在干燥中,水分子是先从食品中跑到与干燥空气接触的表面(内部阻碍干燥)。
一旦水分子到达表面,根据空气和表面之间的蒸汽压差,水分子就立即转移到空气中(外部阻碍干燥)。
干燥速率取决于干燥的条件。事实上,大多数食品随着产品的干燥,是从初始阶段的外部干燥过程向内部干燥过程转变。
干燥曲线
对于许多食品来说,干燥曲线的形状是相似的。在干燥初始有一个短暂的平衡期(指热力平衡),之后,水分含量随时间急速下降,几乎呈线性。这种干燥初期之后,随着产品中水分含量的减少,干燥速率慢得多。
干燥速率是水分含量随时间变化的斜率,以kg水/kg干物质·min来表示。
恒速期
在大部分食品中,干燥初速度就是水分子从表面跑向干燥空气的速度,在这种情况下,食品表面水分含量被认为是恒定的。
干燥速率是由水分子从产品表面向干燥空气进行对流质量传递的推动力所决定的。
干燥推力是食品表面水分蒸汽压和干燥空气的水分蒸汽压两者之差。影响干燥速率的其他因素有空气流速、温度、相对湿度、初始水分含量和食品与干燥空气接触的面积。
continue
对于只存在对流热量传递时:
在恒速期,传递到食品的所有热量都进入水的汽化中。因此,温度保持在某一恒定值,该值取决于热量传递机制。
如果干燥仅以对流方式,可以看到食品表面的温度稳定为干燥空气的湿球温度,也就是说,表面温度稳定在空气完全被水分所饱和的这一点上。
如果其他热量传递机制(辐射、微波、传导)提供一部分热量给食品,那么表面温度不再是湿球温度,而是温度要稍微高些(但仍然为恒定值),有时称为假湿球温度。