食品工艺学

发布时间：2025-03-01 19:19

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食品工艺学1、食品工艺学及其研究内容食品工艺学（foodtechnology）

食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，应用基础科学的原理，来研究食品的原材料、半成品和成品的贮存和加工过程与方法的一门应用科学。1、食品工艺学及其研究内容食物：

提供人体维持正常生活机能的含有一定营养成分的可食物料统称为食物食品（food）经过加工的食物称为食品食品加工(foodprocessing)对可食资源进行技术处理，以保持和提高其可食性和利用价值，开发适合人类需求的各类食品和工业产物的过程。2、主要研究内容1．探索食品生产、贮藏和分配过程中食品腐败变质的原因及控制的途径，提高食品保藏质量，便于运输、贮藏，保证食品安全2．研究充分利用现有食品资源和开辟新食品资源的途径，开发新型食品3．研究食品生产工艺、制定合理的生产方法、管理过程，提高食品质量和生产率4．研究食品工厂物料的综合利用及环境保护。食品工艺学主要参考书：1、食品工艺学，朱蓓薇，张敏，科学出版社

2017/04

2、食品工艺学，陈野,刘会平，中国轻工业出版社，

2014/033、食品工艺学，赵晋府，中国轻工业出版社，20074、食品工艺学夏文水中国轻工业出版社，20075、食品工业新技术.化学工业出版社6、FoodProcessingTechnologyP.J.Fellows7.FoodScienceNormanN.Potter,JosephH.Hotchkiss第一章食品干制和干藏工艺第一章食品干制和干藏工艺1、糖类（碳水化合物）2、蛋白质和氨基酸3、脂肪4、水分5、维生素6、矿物质7、酶8、色、香、味物质色素物质香味物质风味物质

一、食品主要成分二、食品品质变化的主要因素１、生物因素1）微生物:

微生物污染是引起食物原料变质的首要因素：金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、黄曲霉菌等2）酶:

酶也是引起食物原料变质的重要因素：呼吸作用、成熟衰老3）其他生物的侵害:虫害5%、兽害10-20%二、食品品质变化的主要因素2、物理因素温度——高温加速各种化学的、生化的变化，增加挥发性物质的损失;温度过低产生冰冻，亦影响品质光线——光的照射与曝晒，促进食品成分的分解，引起变色、变味和维生素C的损失压力——造成食品变形或破裂，使汁液流失，外观不良，如为瓶罐或袋装食品则发生破损而不能食用二、食品品质变化的主要因素3、化学因素

氧化：油脂氧化酸败、Vc氧化损失

还原：金属罐壁溶解，还原剂调节

面筋筋力

分解：蛋白质分解

化合：蛋白质水化作用、金属罐壁硫化作用等

二、食品品质变化的主要因素

微生物和酶是引起食物原料变质的最主要二个因素

三、食品品质的变化腐败变质—微生物酶促褐变—酚酶、抗坏血酸酶、过氧化物酶等非酶褐变—羰氨反应、焦糖化反应、Vc自动氧化反应氧化酸败—自动氧化酸败、酶水解酸败淀粉老化—糊化淀粉重新聚合形成微晶结构营养成分的降解—维生素降解、蛋白质、氨基酸损失新鲜度的下降—植物呼吸作用和蒸腾失水

四、食品保藏的方法四、食品保藏的方法1、生机原理—维持食品最低生命活动低温保藏、气调保藏或保鲜剂保藏，主要用于保藏新鲜果蔬原料。2、假死原理—抑制食品生命活动

有冷冻保藏、干制、高渗透压保藏（腌制、糖制等）、烟熏及使用添加剂

四、食品保藏的方法3、发酵原理—利用生物发酵保藏

借助于有益微生物的发酵活动（如乳酸发酵、醋酸发酵、酒精发酵等）的产物，建立起抑制腐败微生物生长的环境，达到防腐和增进风味的作用：酸奶、泡菜等。4、无菌原理—利用无菌原理的保藏方法利用热处理、辐射、过滤以及常温高压等方法处理，将食品中腐败微生物数量杀灭到在该菌数下食品能长期贮藏的程度，并维持这种状况，防止食品再次污染。第一节食品干燥的目的和干藏原理一、食品干燥的目的1、干燥（Drying）——是在自然条件或人工控制条件下促使食品中水分蒸发的工艺过程自然干燥：晒干、风干等人工干燥：如热空气干燥、真空干燥冷冻干燥一、食品干燥的目的2、脱水——是为保证食品品质变化最小，在人工控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程。3、干藏——是脱水干制品在它的水分降低到足以防止腐败变质的水平后，始终保持低水分进行长期贮藏的过程。一、食品干燥的目的降低食品中的水分，抑制微生物繁殖，阻止食品变质，延长保质期；除去部分水分，赋予食品新的风味；减轻重量、方便运输，降低运输成本；提高其他设备的生产能力、提高生产效率；提高废渣和副产品的利用价值。二、食品干燥的基本原理1、水分活度和保藏的关系在食品加工和保藏过程，决定食品品质和性状的并非是总的水分含量，而取决于水的性质、状态和可被利用的程度。1、食品物料中水分存在状态1、食品物料中水分存在状态1）游离水或称非结合水包括覆盖在食品外表面的润湿水分和食品内部毛细管和空隙中的水分，这种水分在干燥过程中首先被气化除去。但在一定条件下复水，常常较易恢复到原来的状态。1、食品物料中水分存在状态2）结合水（1）物理化学结合水包括细胞结构结合水、吸附结合水以及渗透结合水等，常常处于胶体状态。当要用干燥的办法除去这部分水分时，需要提供气化潜热以外，还需要脱吸附所需要的吸附热，脱去这种水分，常常会改变物料的性质。（2）化学结合水包括晶体中和碳水化合物中的结合水。在高温下脱水，化学性质和物理性质就会完全改变，并且不能恢复原状，这部分化学结合水的解离不能视为干燥过程。1、食品物料中水分存在状态游离水——细菌利用、酶反应、化学反应有效水分（aw）水分活度（aw

）——溶液的水蒸气分压P与同温度下溶剂（常以纯水）的饱和水蒸气分压（Po）的比：n1；溶媒的克分子数n2；溶质的克分子数2、食品的水分活度当食品在一定温度下和一定相对湿度的空气中，物料就会吸湿或散湿，当它们的水分扩散达平衡时的相对湿度（ERH），反映了该物料中的游离水分的多少，即各种食品成分蔗糖当量表成分蔗糖乳糖转化糖玉米糖浆(45D.E)动物胶淀粉及其他多糖类柠檬酸及其盐类氯化钠蔗糖当量1.01.01.30.81.30.82.59.03、水分活度对食品保藏的影响1）aw与食品中微生物的关系2）aw对食品中发生的化学作用的影响(1)aw对酶反应的影响(2)aw对非酶褐变的影响(3)aw对脂肪氧化等变质反应的影响(4)aw对维生素的影响3）aw对食品质构的影响1）aw与食品中微生物的关系微生物的生命活动离不开水，各种微生物生长所需的最低aw值各不相同。

3、水分活度对食品保藏的影响

1）aw与食品中微生物的关系

aw>0.91：多数细菌能生长，aw=0.87～0.92：一般酵母生长aw>0.8：大多数霉菌生长aw=0.75：耐渗透压酵母、耐高盐细菌aw<

0.65：微生物的繁殖完全被抑制，绝大部分微生物都不能生存

1）aw与食品中微生物的关系

微生物生长最低aw与产毒素aw不一定相同，通常产生毒素所需的最低水分活度比微生物生长所需的最低水分活度高。因此，通过水分活度的控制来抑制微生物的生长时，虽然食品中可能有微生物生长，但不一定有毒素产生。水分活度和各种反应速度2)aw对食品中发生的化学作用的影响（1）aw对酶反应的影响酶反应的速度随水分活度的提高而增大，通常在水分活度为0.75～0.95的范围内酶活性达到最大。（1）aw对酶反应的影响（1）aw对酶反应的影响由于活性中心的反应速度大于底物或产物的扩散速度，因此运动性是限制酶促反应的主要因素脂酶的底物是脂类，在底物是液态时水的运动作用就不很重要了，因此脂解作用能在极低的水分活度（Aw=0.025～0.25）下进行（1）aw对酶反应的影响

许多食品物料都有酶存在，干燥过程随着物料水分降低，酶本身也失水，活性下降。但当环境适宜（如吸湿），酶仍会恢复活性，而引起食品品质恶化或变质可能。通常只有干制品水分降至1％以下时，酶活性才会完全消失。控制干制品中酶的活动，较有效的办法是干燥前对物料进行湿热或化学钝化处理，使物料中的酶失去活性。(2)aw对非酶褐变的影响非酶褐变在中等湿度时褐变速率最大

水在非酶褐变中既作溶剂又是反应产物，在低水分活度下因扩散作用的受阻而反应缓慢；在高水分活度下，反应因反馈抑制作用和稀释作用而下降。（3）aw对脂肪氧化等变质反应的影响水分活度在很高或很低时，脂肪都容易发生氧化，水分活度在0.3～0.4之间时的酸败变化最小。脂肪氧化问题常靠添加抗氧化剂来减缓:BHA、BHT、PGVc、柠檬酸（3）aw对脂肪氧化等变质反应的影响水分活度小于0.1的干燥食品因氧气与油脂结合的机会多，氧化速度非常快当水分活度大于0.55时，水的存在提高了催化剂的流动性而使油脂氧化的速度增加而水分活度在0.3～0.4之间时，食品中水分呈单分子层吸附，在自由基反应中与过氧化物发生氢键结合，减缓了过氧化物分解的初期速率，当单分子层水与微量的金属离子结合，能降低其催化活性或产生不溶性金属水合物而失去催化活性。（4）aw对维生素的影响

在低aw下，维生素C比较稳定,随着食品中水分活度增加，维生素C降解迅速增快。将维生素C包埋或先添加到油相中防止其与水接触是防止维生素C降解的有效方法。3）aw对食品质构的影响aw对食品质构的影响主要反映在干燥时水分被去除，由于热及盐分的浓缩作用，很容易引起蛋白质变性；变性的蛋白质不能完全吸收水分，淀粉及多数胶体也发生变化而使其亲水性下降，从而使物料的硬度、弹性、脆性、胶粘性和咀嚼性产生相应的变化。

第二节食品干制的基本原理一、影响热量和质量传递的重要因素食品干制过程是水分和热量传递的过程，影响湿、热传递的因素：1、表面面积2、温度3、空气流速4、空气的湿度5、真空度1、表面面积表面面积增大，也就增加了湿热交换的通道，并且缩短了热量传递到食品中心的距离和食品中心的水分运行到表面而逸出的距离。2、温度

加热介质与食品之间的温差越大，传入食品的热量的传递速率越高，从而为脱水提供推动力。3、空气流速空气流速的增大，相当于与食品进行湿热交换的空气量增多，而且还能及时驱除食品表面的蒸气，从而能显著地加速食品的干燥速度。4、空气的湿度当空气为干燥介质时，空气越干燥，能够容纳的水分越多，食品的干燥速度越快。5、真空度水的沸点反比于真空度，在相同的温度下，提高干燥室的真空度相当于增加了食品与空气之间的温差，因此能有效地加快食品内水分的蒸发速度，并能使干制品具有酥松的结构。

二、食品干制过程的特性1、食品干制过程曲线1、食品干制过程曲线1）干燥曲线：干制过程中食品绝对水分（W绝）和干制时间（τ）的关系曲线：

W绝=f（τ）

食品绝对水分是以食品干物质的重量作为计算基础的食品水分1、食品干制过程曲线2）干燥速率曲线：干燥过程单位时间内物料湿度的变化（dW脱／dτ），与该时间物料湿度（W脱）的关系曲线在干燥速率曲线上各点切线所得的斜率即为该点食品物料湿度下相应的干燥速率

dW脱／dτ=f（W脱）。1、食品干制过程曲线

3）食品温度曲线：干燥过程食品物料温度（T食）和干燥时间（τ）的关系曲线：

T食=f（τ）

2、食品干制过程特性1）初期加热阶段（AB）：物料加热阶段，食品温度迅速上升到湿球温度，干燥速率增至最大值，水分逐渐下降。2、食品干制过程特性2）恒率干燥阶段（BC）：食品的干燥主要发生在此阶段中，干燥速率稳定不变，水分含量以线性方式下降，物料温度稳定在湿球温度，加热介质提供的热量全部消耗于水分的蒸发。2、食品干制过程特性3)降速干燥阶段（CD）：当食品干制到第一临界水分时，干燥速率开始下降，食品内水分含量沿曲线下降，逐渐趋近于平衡水分，食品温度逐步上升，趋向干球温度。4)干燥末段（DE）：当食品水分达到平衡水分时，干燥速率为零，食品温度达到干球温度3、干制过程食品水分状态

平衡相对湿度（ERH）——在一定温度下，食品干燥速率为零时的空气湿度（食品既不吸水也不蒸发水分的空气湿度）平衡水分：脱水食品吸收空气中的水蒸气，直至其表面蒸汽压与空气的蒸汽压互相平衡。此时的食品的水分含量为平衡水分3、干制过程食品水分状态

吸湿水分——干物料会吸湿，当空气湿度达到饱和时，物料从空气中吸取的水分将达最高值，此时的平衡水分称为吸湿水分。湿润水分——食品水分超过吸湿水分，物料处于潮湿状态，其表面有水分附着，形成自由水分称润湿水分3、干制过程食品水分状态

潮湿食品——含润湿水分的食品脱水——物料从润湿水分被干制到平衡水分的过程去湿——物料从吸湿水分被干制到平衡水分的过程4、物料干制过程的湿热传递1）物料给湿过程：水分从物料表面向外（周围空气）扩散的过程称为给湿过程给湿强度：W——物料表面水分蒸发强度，kg.m-2.h-1；P物饱——和物料表面湿球温度相应的饱和水蒸气压，kPa；P空蒸——热空气的水蒸气压，kPa；B——大气压，kPa；C——物料表面的给湿系数，kg.m-2.h-1.kPa。

4、物料干制过程的湿热传递2）物料导湿过程：食品水分在物料内部的转移称导湿。水分转移方向和水分梯度方向相反,导湿性所引起水分转移量：i水——物料单位时间内单位面积上的水分转移量，kg.m-2

.h-1；K——导湿系数，m2.h-1；γ0——单位湿物料容积内绝对干物质质量，kg（干物质）.m-3；W绝——物料水分，kg·kg-1（干物质）。4、物料干制过程的湿热传递3）导湿温性：物料内的温度梯度则促使水分由高温处向低温处转移的现象称为导湿温性。导湿温性是水分传递的一个障碍。导湿温性引起水分转移量和温度梯度成正比：3）导湿温性K一物料导湿系数，m2.h-1；γ0—单位湿物料容积中绝干物质质量，kg干.m-3；

—温度梯度，℃.m-1；δ—湿物料的导湿温系数，1/℃或kg.kg-1（干物质）.℃-1

4、物料干制过程的湿热传递干燥过程中，湿物料内部同时会有水分梯度（导湿性）和温度梯度（导湿温性）存在。若两者方向一致，则在两者共同的推动下水分总流量将为两者之和，即:4、物料干制过程的湿热传递在大多数干制情况下，导湿温性常成为内部水分扩散的阻力因素，故水分流量就应按下式计算：5、合理选用干制工艺条件1）水分蒸发强度尽可能或小于等于水分扩散率，同时应避免导湿温性建立，以免降低食品内部水分扩散率。2）在恒定干躁阶段物料表面温度不高于湿球温度，在保证食品表面水分蒸发不小于导湿强度原则下，允许尽可能提高空气温度，因此一般食品在干燥初阶段可选择较高温度。5、合理选用干制工艺条件3）在干燥后期降速干燥过程中，可适当降低空气温度和流速，降低食品表面水分蒸发强度，以免表面因受热过度产生硬化、焦化。4）干燥末期，干燥末期相对湿度应根据干燥品预期水分选择达到所要求的平衡水分。第三节食品的干燥方法及控制一、分类1、按干燥设备的特征来分类：自然干燥：晒干风干人工干燥：箱式干燥隧道式干燥输送式干燥滚筒干燥流化床干燥喷雾干燥冷冻干燥一、干燥设备分类

2、按干燥的连续性：间歇（批次）干燥连续干燥

3、以干燥时空气的压力：常压干燥真空干燥4、以干燥过程向物料供能（热）的方法：对流干燥传导干燥能量场作用下的干燥综合干燥法二、干燥方法的合理选择应根据被干燥食品物料的种类、干燥制品的品质要求及干燥成本，综合考虑。最佳的干燥工艺条件是指在耗热、耗能量最少情况下获得最好的产品质量，即达到经济性与优良食品品质。常用干燥流程常用干燥方法干燥机类型适用的食品类型干燥机类型适用的食品类型

空气对流干燥机

滚筒干燥机箱式、盘架式固体、浆状、液体常压式浆状、液体隧道式固体真空式浆状、液体连续输送带式浆状、液体

真空干燥机槽型输送带式固体真空盘架式固体、浆状、液体气流提升式小块、颗粒真空带式浆状、液体喷雾式液体、浆状冷冻干燥固体、液体流化床式小块、颗粒三、食品干制前的预处理1、干制前的热处理灭酶、杀菌、杀死虫卵。2、预防褐变和氧化的预处理亚硫酸盐抑制羰氨褐变抗坏血酸、半胱氨酸等还原性物质同样能抑制褐变添加抗氧化剂可防止干燥时氧化。四、食品干制方法1、自然干燥1）晒干晒干是指利用太阳光的辐射能进行干燥的过程。2）风干风干是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压差进行脱水干燥的过程。四、食品干制方法2、空气对流干燥空气对流干燥是最常见的食品干燥方法。这类干燥在常压下进行，有间歇式（分批）和连续式；空气既是热源，也是湿气的载体，且空气有自然或强制对流循环，在不同条件下环绕湿物料。湿物料可以是固体、膏状物料及液体。四、食品干制方法2、空气对流干燥对流干燥热空气参数如温度、相对湿度和空气流速在干燥过程随着时间的推移，或沿着干燥室的长度（高度）变化而改变，即干燥是在变化的条件下进行的。升高空气的温度会加速热的传递和提高干燥速率，但在降速阶段，空气温度直接影响到干燥品的品质。因此，要根据物料的导湿性和导湿温性来选择控制干燥温度。四、食品干制方法2、空气对流干燥1）箱式或盘架式干燥—自然或强制通风，箱内设有可调式分风板，物料干燥均匀。热源可采用蒸汽、热水、电、远红外，选择广泛。是通用干燥设备，适用范围广，可干燥各种物料：适用于食品、农副产品、水产品、轻工、重工等行业物料及产品的加热固化、干燥脱水。如脱水蔬菜、瓜果干、香肠、肉干等。四、食品干制方法2、空气对流干燥1）

以横流方式干燥食品，空气流速以不把制品从盘中吹走为度。横流干燥时干燥面积为盘子表面积，食品床厚度为食品堆积高度。2）

干燥空气也可以穿流方式通过食品。当空气高速流经托盘时，有效干燥面积为食品表面积之和，厚度为颗粒的直径。穿流干燥必须注意防止短路，即空气以沟流方式穿过床层。

2、空气对流干燥2)隧道式干燥-半连续式干燥设备热端——高温低湿空气进入的一端冷端——低温高湿空气离开的一端湿端——湿物料进入的一端干端——干制品离开的一端顺流干燥——热端为湿端的干燥方式逆流干燥——热端为干端的干燥方式2、空气对流干燥

顺流干燥时湿物料与高温低湿的空气相遇，水分蒸发非常迅速，物料的湿球温度下降也较大，这就允许顺流干燥使用高一些的空气温度。但物料水分蒸发过速，容易发生表面硬化，干制品内部就会干裂并形成多孔性。而在干端，低温高湿的空气与即将干燥的物料相遇，水分的蒸发非常缓慢，干制品的水分含量也较高。为了提高热量利用率和避免干燥初期因干燥率过大而出现软质水果内裂和流汁现象，干燥时常循环使用部分吸湿后的热空气。2、空气对流干燥逆流干燥的情况正好相反，湿物料进入隧道后遇到低温高湿的空气，水分蒸发比较缓慢，物料能够全面均匀地收缩，不易发生干裂。物料在干端处已接近干燥，在高温低湿空气中蒸发仍较缓慢，温度则上升到接近干球温度，停留时间过长容易焦化，因此，干端处的温度不宜过高。2、空气对流干燥

3)输送带式干燥——带式干燥机是成批生产用的连续式干燥设备，用于透气性较好的片状、条状，颗粒状物料的干燥，具有干燥速度快、蒸发强度高、产品质量好的优点，对脱水滤饼类的膏状物料，需经造粒或制成条状后进行干燥。

2、空气对流干燥

3)输送带式干燥——输送带式干燥设备可以采用顺流、逆流或穿流式干燥。

带式穿流干燥机广泛应用于食品、农副产品、脱水蔬菜、中药材、水产品、土特产品、饲料及化工原料等加工业之片状、条状、块状和颗粒物料的脱水干燥作业。对于含水率高、而物料温度不允许高的物料尤为合适.2、空气对流干燥4)喷雾干燥—喷雾干燥是将液态或浆状食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程

4)喷雾干燥

4)喷雾干燥干燥室内保持真空状态，当细雾与热空气接触时，水分闪蒸掉而变成微粒下落，湿热空气由风机排出。因雾滴具有极大的表面积，传热传质速度极快，因此干燥时间极短，一般在2～10秒内完成；物料温度低，受热损害小，适宜于热敏食品的干燥。

4)喷雾干燥

供料系统:压力式和离心式压力式:压力喷雾时，液体借助于高压泵的压力，以一定速度沿喷头斜线导流沟进入喷嘴的旋转室，在喷嘴中央形成一股压力等于大气压的空气旋流，液体则形成围绕空气旋转的环形薄膜从喷嘴喷出，然后液膜变薄并拉成丝，断裂成液滴。

4)喷雾干燥

供料系统:离心式:液体在高速旋转的转盘上受到两种力的作用，转盘产生的离心力和空气与液体之间摩擦力。液体经转盘加速，以高速从转盘的周边以薄膜状进入空气，在摩擦力作用下瞬间分散成微细液滴。

4)喷雾干燥经雾化形成的微滴与空气的接触可以是顺流或逆流，常用的是顺流。顺流液滴和热空气同一方向进入干燥室，初期干燥迅速，干燥温度低，适合热敏性食品。逆流干燥的干物料与高温空气相遇，对热敏食品不合适。但在逆流干燥器中，雾化的湿颗粒与部分干燥后下落，并与上升气流带动的较轻颗粒接触，产生颗粒间的附聚，产品的溶解性能较好，适合吸湿性强的物料。2、空气对流干燥5)气流干燥——气流干燥是将粉状或颗粒食品悬浮在热空气中，在气力输送状态下进行干燥6)贮仓式干燥——贮仓式干燥是为缓慢的长时间后期干燥而设计的2、空气对流干燥7)流化床干燥——流化床干燥物料由多孔板承托。当空气强制由下而上穿过物料床层时，如果气流速度适当，便可得到床层体积膨胀，颗粒脱离接触，床内剧烈翻腾的流化床，干燥过程物料呈流化状态，即保持缓慢沸腾状，故也称沸腾床干燥热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋转风分离器除尘后由排风口排出；干燥物俩由排风口排出2、空气对流干燥流化床干燥特点：热效率高，比一般干燥装置可节能30%以上。床层温度分布均匀，无局部过热现象，流态化均匀，无死角现象。对物料表面积损伤小，可用于易碎物料的干燥，物料颗粒不规则时亦可使用，不影响效果。采用全封闭式结构，有效地防止了物料与外界的交叉污染，环境清洁，可连续作业。当用于高水分物料大批量生产时，可采用多台串联的方式以达到用要求。3、接触式干燥1)滚筒干燥——滚筒干燥机是一种内加热传导型转动连续干燥设备。旋转的滚筒通过其下部料槽，粘附着一厚度的料膜，热量通过管道输送至滚筒内壁，传导到滚筒外壁，再传导给料膜，使料膜中的湿得到蒸发、脱湿、使含湿分的物料得到干燥。3、接触式干燥1)滚筒干燥物料在滚筒上形成0.1～1.0mm厚度的薄层，圆筒内部由蒸汽、热水或其他加热剂加热。当滚筒回转3/4～7/8周时，物料已干燥到预期的程度，被刮刀刮下。3、接触式干燥2)真空干燥——真空干燥是利用低压下水的沸点降低的原理，使蒸发器的传热推动力增大，干燥在高温下产品易氧化变质、风味易变化的热敏食品。同时，真空干燥制品的结构酥松，容易复水3、接触式干燥3)冷冻(升华)干燥——将食品中水分直接由冰晶体蒸发成水蒸气的干燥过程。冷冻干燥机3)冷冻干燥冷冻干燥又称升华干燥——是指干燥时物料的水分直接由冰晶体蒸发成水蒸气的干燥过程。工艺流程食品原料→前处理→速冻→真空干燥→真空(或充气)包装→成品(1)冷冻干燥的特点:

因整个干燥过程在低温、低氧下进行，因而冻干食品具有的优点：1）冷冻干燥的条件最温和，是食品干燥方法中物料温度最低的干燥。原料风味、营养变化最小。最大限度地保持了原有的营养成分、活性物质，如维生素C能保持在90%以上。2）冻干食品保持原有的外观，不干裂，不收缩。(1)冷冻干燥的特点:3）冻干食品复水性和速溶性大大提高，冷冻干燥过程对物料物理结构和分子结构破坏极小，能较好保持原有体积及形态，制品容易复水恢复原有性质与状态，复水率达90%以上，复水时间大为缩短；4）冻干食品重量轻，便于运输、贮存。5）冻干食品可常温保存，在真空包装条件下，可储存2~3年。(1)冷冻干燥的特点:

冷冻干燥不足：生产成本较高干制品因多孔而易氧化，需要惰性气体保护冷冻干燥的设备投资及操作费用较高，从加工成本看真空冻干食品的加工费是冷冻食品和罐头食品的2倍多,但其销售储藏费用低.从整个加工流通过程的总成本看,是罐头食品的1.02倍,为冷冻食品的1.28倍.(2)冷冻干燥原料预处理固态食品：切丁、切片、切条、切段非固态食品：浓缩成4％～25％的液状体、糊状体，（3）冷冻干燥的过程基本原理

水有固态、液态、气态三中态相.根据热力学中的相平衡理论,随压力的降低,水的冰点变化不大,而沸点却越来越低,向冰点靠近.当压力降到一定的真空度时,水的沸点和冰点重合,冰就可以不经液态而直接汽化为气体,这一过程称为升华.（3）冷冻干燥的过程食品的真空冷冻干燥,就是在水的三相点以下,即在低温低压条件下,使食品中冻结的水分升华而脱去.冷冻干燥时，被干燥的物料首先要进行预冻，然后在高真空状态下进行升华，物料内的水的温度必须保持在三相点以下。冷冻干燥的过程包括：①物料的冻结

②物料的干燥

①物料的冻结物料的冻结有两种方法：自冻法—自冻法是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热，使物料温度下降，直至它达到冻结点时物料水分自行冻结的方法。预冻法—预冻法是干燥前用常规的冻结方法，将物料预先冻结。冻结速率的控制—较大的冰晶体，干制速度快，制品多孔性好。②物料的干燥冷冻干燥的干燥过程包括两个不同的步骤：

升华解吸它们可以在同一干燥室中进行，也可在不同干燥室进行。②物料的干燥

升华——也称初步干燥，是冷冻干燥的主体部分。冻结物料中的水分在真空条件下要达到纯粹的、强烈的升华。其主要条件：

干燥室绝对压力热量供给物料温度升华主要条件a．绝对压力：真空室内的绝对压力（总压力）应保持低于物料内冰晶体的饱和水蒸气压，保证物料内的水蒸气向外扩散

不同温度下冰的蒸汽压和升华热温度（℃）0-10-20-30-40-50蒸汽压（Pa）610.2260.0103.539.4612.934.00升华热（Kc/Kg）678672668662659656升华主要条件C．温度控制：过度加热会引起物料温度升高，当料温超过冰晶开始融化温度时，溶液自由沸腾，使溶液中挥发性的芳香物质损失增加，容易引起泡沫或充气膨胀，液相沸腾的蒸汽气流带走一些颗粒而造成损失。

C．温度控制：

一般食品物料的开始融化的温度tim：-21~-51℃

允许融化的温度tam：-10~-32℃②物料的干燥解析：

当冰晶体全部升华后，此时的物料仍有5％以上没有冻结而被物料牢牢吸附着的水，必须用比初期干燥较高的温度和较低的绝对压力，才能促使这些水分转移，使产品的含水量降至能在室温下长期储藏的水平，称为二次干燥。(3)．冷冻干燥的干燥速率的提高采用一定方法强化干燥过程的传热传质过程，可以提高干燥速率。强化途径有：（1）对物料的预处理（2）采用组合干燥工艺（3）常压冻干技术（4）干燥箱内加通风搅拌装置（5）加热方式的选择和加热温度的控制(3)．冷冻干燥的干燥速率的提高采用一定方法强化干燥过程的传热传质过程，可以提高干燥速率。强化途径有：（6）提高已干层导热性（7）刮除已干层，降低传导阻力（8）改变干燥室压力，提高升华温度（9）改进低温冷凝的方法（10）添加冻干添加剂冻干添加剂（1）防冻剂可防止或减少含活性物质的细胞在冻结、升华或贮存中因细胞膜破裂、细胞脱水、细胞质浓缩等物理化学原因而死亡；还可提供给活体制品营养基质，防止胞内水的过度干燥，维持加工、贮运中最低代谢和呼吸强度所需的最低限度水分平衡，延长贮存期，达到最高存活率。对于保持酶制剂的生理活性同样起着重要作用。常用的防冻剂有甘油、二甲亚矾、聚乙烯砒咯烷酮（PVP）、蔗糖、多肽、醋酸钠等。冻干添加剂（2）抗氧化剂可防止或减少贮存中的氧化作用。常用的抗氧化剂有：氨基酸、卵磷脂、蛋白质水解物、硫代硫酸钠、异抗坏血酸、抗坏血酸钠，以及类脂类抗氧化剂，如去甲二氢愈创木脂酸（NDGA）、叔丁基羟基茵香醚（BHA）等。（3）美拉德反应消除剂可减少加工及贮藏中美拉德反应对制品质量的破坏作用。常用的美拉德反应消除剂有谷氨酸钠、亚硫酸钠、没食子酸等。冻干添加剂（4）自由基抑制剂可减少自由基参与的质量破坏反应。常用的自由基抑制剂有硫脉、碘化钠等。（5）酸碱度调整剂在冷冻干燥、储藏过程中，将生物制品PH值调整到活性物质最稳定区域。

常用的酸碱度调整剂有柠檬酸、磷酸、酒石酸、氨基酸、山梨醇、乙二胺四乙酸（EDTA）等。冻干添加剂（6）缓冲剂蛋白质具有两性电解质，既能和酸作用又能和碱作用。在中性环境中，大多数蛋白质是稳定的，由于蛋白质溶液在冻结过程中溶液的浓度是逐渐升高的，所以在高浓度时可改变溶液的PH值，PH值变化4个单位导致蛋白质变性，使生物制品失活。因此在冻干保护剂配方中，需添加适量缓冲剂。如，磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、脱脂乳、氯化钾等。冻干添加剂（7）填充剂对于无定形食品可起支持固体和晶体颗粒的骨架作用，可防止有效组分随水蒸气一起升华逸散。常用填充剂有甘露糖醇、肌醇、葡聚糖、乳糖。甘氨酸、聚乙烯砒咯烷酮、胶体物质等。甘露醇、甘氨酸不但可提高无定形溶质及制品结构的刚性，减少崩解，甘氨酸还可将球蛋白制品的溶解时间从40mn减少到lmin。三聚磷酸盐是一种广谱综合保护剂，可螫合与蛋白质牢固结合的钙、镁离子，使制品PH值保持在9．5左右，增高制品结合水的含量，从而使肉制品嫩度提高，脂肪酸败减少。冻干添加剂第四节食品在干制过程中的主要变化一、物理变化1、溶质迁移现象2、干缩、干裂3、表面硬化4、物料内多孔性的形成5、热塑性一、物理变化1、溶质迁移现象食品物料中溶质，当水分在干燥过程中随之由内向表面迁移，食品干燥时表层收缩使深层受到压缩，液态成分向表层移动。溶液到达表面后，水分汽化逸出，溶质被浓缩，造成干制品内部可溶物质分布的不均匀，愈接近表面，溶质愈多。当表层溶液的浓度逐渐增高，内层溶液的浓度仍未变化，于是在浓度差的推动下表层溶液中的溶质便向内层扩散。在干燥中出现了两股方向相反的物质流：第一股物质流把溶质通过溶剂带往物料表面第二股物质流因浓差扩散而使溶质重新回到内部，使溶质分布均匀化。一、物理变化2、干缩、干裂干缩——细胞壁结构有一定的弹性和硬度，即使细胞死亡，它们仍保持不同程度的弹性。但应力作用下增大到一定数值，超过了细胞的弹性限度，发生了结构的屈服，在应力消失后细胞无法恢复原有形态，便产生了干缩。干裂——当物料在中心干燥之前表面已经干燥变硬了，中心干燥收缩时就脱离干硬膜出现内裂（孔隙和蜂窝状结构）。一、物理变化脱水干制时，胡萝卜丁形态的变化：一、物理变化3、表面硬化表面硬化实际上是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象。如物料表面温度很高，就会因为内部水分未能及时转移至物料表面使表面迅速形成一层干燥薄膜或干硬膜。干硬膜的渗透性极低，以致将大部分残留水分阻隔在食品内，同时还使干燥速率急剧下降。

一、物理变化

4、物料内多孔性的形成

快速干燥时物料表面硬化及其内部蒸汽压的迅速建立会促使物料成为多孔性制品。多孔性食品能迅速复水或溶解，提高其食用的方便性，但也带来保藏性的问题。一、物理变化5、热塑性不少食品具有热塑性，即温度升高时会软化甚至有流动性，而冷却时变硬，具有玻璃体的性质。

二、干燥过程食品的化学变化二、干燥过程食品的化学变化1、脱水干燥对食品营养成分的影响：

糖（碳水化合物）—果糖和葡萄糖在高温下易于分解，高温加热碳水化合物含量较高的食品，极易焦化；而缓慢晒干过程中初期的呼吸作用也会导致糖分分解。还原糖还会和氨基酸反应而产生褐变。二、干燥过程食品的化学变化1、脱水干燥对食品营养成分的影响：

脂肪氧化—动物组织高温脱水时脂肪氧化是主要问题，脂肪氧化与干燥时的温度和氧气量有关。通常情况下，高温常压干燥比低温真空干燥引起的氧化现象严重得多。为了抑制干制时的脂肪氧化，常常在干燥前添加抗氧化剂。维生素氧化—水溶性维生素被氧化：维生素C和胡萝卜素易因氧化而遭受损失；核黄素对光极其敏感；硫胺素对热敏感，故干燥处理时常会有所损耗。二、干燥过程食品的化学变化2、脱水干燥对食品色素的影响

色素变化—天然绿色是叶绿素a和叶绿素b的混合物。叶绿素呈现绿色的能力和色素分子中的镁有关。湿热条件下叶绿素将失去镁原子而转化成脱镁叶绿素，呈橄榄

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