1、果蔬干制技术果蔬干制技术第四章果蔬干制技术第四章果蔬干制技术 第一节果蔬干制原理第一节果蔬干制原理 第二节第二节 干制方法与主要设备干制方法与主要设备 第三节果蔬干制技术第三节果蔬干制技术 第四节干制品的包装、贮藏和复水第四节干制品的包装、贮藏和复水果蔬干制原理果蔬干制原理第四章果蔬干制技术第四章果蔬干制技术果蔬干制又称果蔬脱水，即在人工控制条件下利用一定技术脱除果蔬中的水分，将其水分活度降低到微生物难以生存繁殖的程度，从而使产品具有良好保藏性，因此，脱水是指人工干燥。脱水产品不仅应达到耐久耐藏的要求，而且要求复水后基本能恢复原状。第一节果蔬干制原理第一节果蔬干制原理一、果蔬中水分的状态一、果
2、蔬中水分的状态1果蔬中水分存在的状态新鲜果蔬中含有大量的水分。一般果品含水量为70%90%；蔬菜为75%95%（表4-1）。果蔬干制原理果蔬干制原理名名 称称水分（水分（%）名名 称称水分（水分（%）苹果84.60金针菜（北京产）82.30葡萄87.90辣椒92.40梨89.30萝卜91.70桃87.50芥菜92.90梅91.10白菜95.00枣73.40冬笋88.10柿82.40洋葱88.30荔枝84.80姜87.00龙眼81.40藕89.00无花果83.60（大蒜）蒜头69.80杏85.00蘑菇93.30椰子肉47.00马铃薯81.50银杏（白果）53.70表4-1几种果品蔬菜的水分含量
3、果蔬干制原理果蔬干制原理（1）游离水是以游离状态存在于果蔬组织中的水分。果蔬中的水分，绝大多数都是以游离水的形态存在（表4-2）。游离水具有水的全部性质，能作为溶剂溶解很多物质如糖、酸等。游离水流动性大，能借助毛细管和渗透作用向外或向内移动，所以干制时容易蒸发排除。（2）结合水是指通过氢键和果蔬组织中的化学物质相结合的水分。结合水仅占极小部分，和游离水相比，结合水稳定、难以蒸发，一般在-40以上不能结冰，这个性质具有重要实际意义。结合水不能作溶剂，也不能被微生物所利用。干燥时，当游离水蒸发完之后，一部分结合水才会被排除。1、外汇是以外币表示的可用作对外支付的金融资产。2、外汇必须具有充分的可兑
4、换性。3、外汇必须在国际经济交易中被各国普遍接受和使用。常见的外国货币：10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率（二）外汇的特征（二）外汇的特征英文Foreign Exchange Rate。是指一种货币用另一种货币表示出的价格，或者说，是两种货币的兑换比价（比率）。比如，欧元兑美元的汇率表示为：EUR/USD=1.2546。这表示1欧元等于1.2546美元，在这里欧元称为单位货币，美元称为计价货币。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率10.2.2 汇率与汇率标价方法汇率与汇率标价方法（一）汇率（一）汇率汇率的标价方式分为两种：直接标价法和间接标价法。1、直接标价法。又叫“应付标价法”。是
5、以一定单位（如1、100、1000、10000）的外国货币为标准，来计算应付出多少单位本国货币才等价值。相当于计算购买一定单位外币所应付多少本国货币，所以叫应付标价法。包括中国在内的世界上绝大多数国家目前都采用直接标价法。在国际外汇市场的主要交易币种中，日元、瑞士法郎、加元等均为直接标价法。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率10.2.2 汇率与汇率标价方法汇率与汇率标价方法（二）汇率的标价方法（二）汇率的标价方法 2、间接标价法。又叫“应收标价法”。它是以一定单位（如1、100、1000、10000）的本国货币为标准，来计算应收多少单位的外国货币才等价值。相当于计算出售一定单位的本国货币
6、所应收到的外币，所以叫应收标价法。在国际外汇市场的主要交易币种中，一般是英联邦国家采用这一标价法，如英镑、澳大利亚元等。1999年1月诞生的欧元也是采用间接标价法。另外，也有美元标价法。即指以一定单位的美元为标准来计算应兑换多少单位其他货币的汇率表示方法。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率 1、固定汇率指一国货币同另一国货币的汇率基本固定，其波动被限制在极小的范围内，波动幅度很小。2、浮动汇率指一国货币当局不规定本币对其它货币的官方汇率，外汇汇率完全由市场供求关系来决定。事实上，100%由市场来决定汇率的浮动并不存在，各国政府都会在必要的时候干预外汇市场，使之成为调节经济、政治关系等的另
7、外一个杠杆。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率10.2.3 汇率的类别汇率的类别（一）按汇率的稳定性分为固定汇率和浮动汇率（一）按汇率的稳定性分为固定汇率和浮动汇率 1、官方汇率指由一国货币当局或外汇管理部门制定和公布的用于一切外汇交易的汇率，往往又称为法定汇率，一般在外汇管制较为严格的国家使用。2、市场汇率市场汇率指在自由外汇市场上买卖外汇基础之上形成的汇率，在外汇管制较为宽松的国家使用。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率（二）按汇率的管制程度可分为官方汇率和市场汇率（二）按汇率的管制程度可分为官方汇率和市场汇率 1、基础汇率指本国货币与基准货币或关键货币的汇率。基准货币或关键货
8、币是国际上普遍使用的，在本国国际收支中使用最多的，在国际储备中比重最大的货币。2、交叉汇率指通过基础汇率套算出的本币对其它货币的汇率，也称套算汇率，简单理解就是非美货币之间的货币汇率报价。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率（三）按汇率的标价方式可分为基础汇率和交叉汇率（三）按汇率的标价方式可分为基础汇率和交叉汇率前者指即期外汇交易所使用的汇率，后者指远期外汇交易所使用的汇率。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率（四）按外汇交易期限可分为即期汇率和远期汇率（四）按外汇交易期限可分为即期汇率和远期汇率开盘汇率也称为开盘价，收盘汇率也称为收盘价。10.2 10.2 外汇与汇率外汇与汇率（五
9、）按外汇市场营业时间可分为开盘汇率和收盘汇率（五）按外汇市场营业时间可分为开盘汇率和收盘汇率（六）按外汇买卖对象可分为银行同业汇率（六）按外汇买卖对象可分为银行同业汇率（Inter-Bank Rate）和）和商业汇率（商业汇率（Mercantile Rate）。）。（七）按外汇资金的性质不同，可分为贸易汇率和金融汇率（七）按外汇资金的性质不同，可分为贸易汇率和金融汇率（八）根据汇兑方式的不同，分为电汇汇率、信汇汇率、票汇汇率和（八）根据汇兑方式的不同，分为电汇汇率、信汇汇率、票汇汇率和现钞汇率。现钞汇率。国际储备是指一国政府为弥补国际收支差额、保持汇率稳定及应付其他紧急支付的需要而持有的国际间
10、普遍接受的资产。1、广义的国际储备分为自有储备和借入储备，又可以称为国际清偿力（International Liquidity）。2、狭义的国际储备专指自有储备。10.3 10.3 国际储备国际储备10.3.1 国际储备的概念、构成与作用国际储备的概念、构成与作用（一）国际储备的概念（一）国际储备的概念果蔬干制原理果蔬干制原理名名 称称总水量（总水量（%）游离水（游离水（%）结合水（结合水（%）苹果88.7064.6024.10甘蓝92.2082.909.30马铃薯81.5064.0017.50胡萝卜88.6066.2022.40表4-2几种果蔬中不同形态水分的含量 果蔬干制原理果蔬干制原理果
11、蔬干燥过程中，根据水分是否能被排除将其分为平衡水分和自由水分：平衡水分。在一定的干燥条件下，当果蔬中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某种果蔬的平衡水分，也可称为平衡湿度或平衡含水量。在任何情况下，如果干燥介质条件（温度和湿度）不发生变化，果蔬中所含的平衡水分也将维持不变。因此，平衡水分也就是在这一干燥条件下，果蔬干燥的极限。自由水分。在一定干燥条件下，果蔬中所含的大于平衡水分的水。这部分水在干制过程中，能够排除掉。自由水分大部分是游离水，还有一部分是结合水。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。果蔬干制原理果蔬干制原理 2果蔬中的水分活度（
12、1）水分活度 果蔬中的水分不同于纯水，受果蔬中多种成分的吸附，使果蔬组织中水分的蒸气压比同温度下纯水的蒸汽压低，水汽化变成蒸汽而逸出的能力也降低，从而使水在果蔬组织内部扩散移动能力降低，水透过细胞的渗透能力也降低。为了综合说明果蔬中水的这一物理化学性能变化对上述各种现象的影响，引入了水分活度的概念。水分活度是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，其计算公式如下：果蔬干制原理果蔬干制原理AW=P/P0=ERH/100 式中Aw水分活度；P溶液或食品中的水蒸气分压；P0同温度下
13、纯水的蒸汽压。ERH为平衡相对湿度，即食品中的水分蒸发达到平衡时，食品上空大气的相对湿度。水分活度是从01之间的数值，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。果蔬干制原理果蔬干制原理对于不同食品而言，含水量相同的食品水分活度不一定相同，水分活度相同的食品含水量也不一定相同。图4-1为等温吸湿曲线（即在恒定的温度下，以产品的水分含量（g水/g干物质）为纵坐标，以Aw为横坐标所作的曲线），表示产品的含水量与水分活度之间的关系。在低含水量区，极少量的水分含量变动即可引起水分活度极大的变动，
14、曲线的这一线段称为等温吸湿曲线，放大后的这一线段如图4-2。在吸湿曲线的吸附与解吸之间有滞后现象。在等温吸湿曲线上，按照含水量和水分活度情况，可以分为三个区段见图4-1。果蔬干制原理果蔬干制原理图4-1吸湿等温线及分区图4-2吸湿等温线的两种形式果蔬干制原理果蔬干制原理第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00.25之间，在这个区段范围内，相当于物料含水00.7g/g干物质。第区段是多层水分子区。在此状态下存在的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，它的流动性较差，其Aw在0.250.8之间，这种状态下的水称为
15、型束缚水。这个区段范围内，产品含水量在0.07g至0.140.33gg干物质范围内。I区和区的水通常占总水分含量的5%以下。果蔬干制原理果蔬干制原理第区段是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，这部分水流动性受到阻碍，在其他方面与稀盐溶液中水具有类似的性质。这是因为区的水被I区、区中的水所隔离，溶质对它的影响很小，其Aw在0.800.99之间，这种状态的水称为型束缚水。这个区段范围内，产品含水量最低为0.140.33g/g干物质，最高为20g/g干物质。区的水通常占总水分的95%以上。应该指出的是：各区域的水不是截然分开的，也不是固定在某一个区域内，而是在区域内和区域间快速
16、的交换着。所以，等温吸湿曲线中各个区域之间有过渡带。果蔬干制原理果蔬干制原理（2）水分活度与微生物 每种产品都有一定的Aw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Aw阈值（表4-3、4-4）。微生物种类微生物种类生长繁殖的最低生长繁殖的最低A Aw w革兰氏阴性杆菌、一部分细菌的孢子、某些酵母菌大多数球菌、乳杆菌、杆菌科的营养体细胞、某些霉菌大多数酵母菌大多数霉菌、金黄色葡萄球菌大多数耐盐细菌耐干旱霉菌耐高渗透压酵母任何微生物不能生长1.000.950.950.910.910.870.870.800.800.750.750.650.650.600.60表4-3一般微生物生长繁
17、殖的最低Aw值 果蔬干制原理果蔬干制原理需要指出的是，即使含水量相同的产品，在贮藏期间的稳定性也会因种类而异的。这是因为食品的成分和质构状态不同，水分的束缚度不同，因而Aw值也不同之故。表4-4所示为一组Aw相同产品的含水量，由此可见Aw值对评价食品的耐藏性是十分重要的。表4-4Aw=0.7时若干食物的含水量（g水/g干物质）凤梨 0.28苹果 0.34香蕉 0.25糊精 0.14干淀粉 0.13干马铃薯 0.15大豆 0.10燕麦片 0.13聚甘氢酸 0.13卵白 0.15鲟鱼肉 0.21鸡肉 0.18果蔬干制原理果蔬干制原理大多数果蔬的水分活度都在0.99以上，所以各种微生物都能导致果蔬的
18、腐败。细菌生长所需的最低水分活度最高，当果蔬的水分活度值降到0.90以下时，就不会发生细菌性的腐败，而酵母菌和霉菌仍能旺盛生长，导致食品腐败变质。一般认为，在室温下贮藏干制品，其水分活度应降到0.7以下方为安全，但还要根据果蔬种类、贮藏温度和湿度等因素而定。果蔬干燥过程并不是杀菌过程，而且随着水分活度的下降，微生物慢慢进入休眠状态。换句话说，干制并非无菌，在一定环境中吸湿后，微生物仍能引起制品变质，因此，干制品要长期保存，还要进行必要的包装。果蔬干制原理果蔬干制原理（3）水分活度与酶的活性 引起干制品变质的原因除微生物外，还有酶。酶的活性也与水分活度有关，水分活度降低，酶的活性也降低,果蔬干制
19、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。但实际干制品的水分不可能降到1%以下。因此，在干制前，需进行热烫处理，以钝化果蔬中的酶。果蔬干制原理果蔬干制原理二、干制机理二、干制机理常规的加热干燥，都是以空气作为干燥介质。当果蔬所含的水分超过平衡水分，当它和干燥介质接触时，自由水分开始蒸发，水分从产品表面的蒸发称为水分外扩散（表面汽化）。干燥初期，水分蒸发主要是外扩散，由于外扩散的结果，造成产品表面和内部的水蒸气产生压差，使内部水分向表面移动，称之为水分内扩散，此外，干燥时食品各部分温度
20、不同，还存在水分的热扩散，其方向是从温度较高处向较低处转移，但因干燥时内外层温差较小，热扩散较弱。果蔬干制原理果蔬干制原理实际上，干燥过程中水分的表面汽化和内部扩散是同时进行，二者的速度随果蔬种类、品种、原料的状态及干燥介质的不同而异。一些含糖量高、块形大的果蔬如枣、柿等，其内部水分扩散速度较表面汽化速度慢，这时内部水分扩散速度对整个干制过程起控制作用，称为内部扩散控制。这类果蔬干燥时，为了加快干燥速度，必须设法加快内部水分扩散速度，如采用抛物线式升温，对果实进行热处理等，而决不能单纯提高干燥温度、降低相对湿度，特别是干燥初期，否则表面汽化速度过快，内外水分扩散的毛细管断裂，使表面过干而结壳（
21、称为硬壳现象），阻碍了水分的继续蒸发，反而延长干燥时间。此时，由于内部含水量高，蒸汽压力高，当这种压力超过果蔬所能忍受的压力时，就会使组织被压破，出现开裂现象，使制品品质降低。果蔬干制原理果蔬干制原理对一些含糖量低，切成薄片的果蔬产品如萝卜片、黄花菜、苹果等，其内部水分扩散速度较表面水分汽化速度快，水分在表面的汽化速度对整个干制过程起控制作用，称为表面汽化控制。这种果蔬内部水分扩散一般较快，只要提高环境温度，降低湿度，就能加快干制速度。因此，干制时必须使水分的表面汽化和内部扩散相互衔接，配合适当，才能缩短干燥时间，提高干制品的质量。果蔬干制原理果蔬干制原理三、果蔬干燥速度和温度的变化三、果蔬干
22、燥速度和温度的变化 图4-3果蔬干燥时温度和湿度变化曲线图1原料温度2原料湿度果蔬干制原理果蔬干制原理图4-3表示干燥速度和干燥时间的关系，果蔬进入干燥初期所蒸发出来的必然是游离水，此时，果蔬表面的蒸汽压几乎和纯水的蒸汽压相等，而且在这部分水分未完全蒸发掉以前，此蒸汽压也必然保持不变，并在一定的情况下会出现干燥速度不变的现象即恒速干燥阶段。只要外界干燥条件恒定，此时的干燥速度就保持不变。当恒速干燥过程进行到全部游离水汽化完毕后，余下的水分为结合水分时，水分的蒸汽压随水分结合力的增加而不断降低，这样，在一定的干燥条件下，干燥速度就会下降即降速干燥阶段。实际上，结合水和游离水并没有绝对明显的界限，
23、因此，干燥两个阶段的划分也没有明显的界限。果蔬干制原理果蔬干制原理图4-4表示果蔬干燥时的温度、绝对水分含量与干燥时间的关系，开始干燥时，果蔬接受干燥介质的热量而使其温度升高，当果蔬温度超过水分蒸发需要的温度时，水分开始蒸发，此时蒸发的水主要是游离水，由于干燥速度是恒定的，所以单位时间供给汽化所需的热量也应一定，使果蔬表面温度亦保持恒定，而果蔬的湿度则有规律下降，到达C点，干制的第一阶段结束，开始汽化结合水。正如干燥速度要发生变化一样，果蔬表面温度也要发生变化。这时，果蔬表面水分的蒸汽压在不断下降，其湿度降低，干燥速度也相应降低，汽化所需的热量愈来愈高，导致果蔬表面温度提高，出现了CD段温度和
24、湿度的变化。当原料表面和内部水分达到平衡状态时，水分的蒸发作用停止，干燥过程也就结束。果蔬干制原理果蔬干制原理图4-4干燥速度曲线图果蔬干制原理果蔬干制原理四、影响干燥速度的因素四、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。干制过程中，所采用的高温是有一定限度的，温度过高会加快果蔬中糖分和其他营养成分的损失或致焦化，影响制品外观和风味；此外，干燥前期，高温还易使果蔬组织内汁液迅速膨胀，细胞壁破裂，内容物流失；如果开始干燥时，采用高温低湿
25、条件，则容易造成硬壳现象。相反，干燥温度过低，使干燥时间延长，产品容易氧化变色。因此，干燥时应选择适合的干燥温度。果蔬干制原理果蔬干制原理（2）干燥介质的湿度一般来说，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不仅与干燥速度有关，而且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。果蔬干制原理果蔬干制原理（3）空气的流动速度干燥空气的流动速度越大，果蔬的干燥
26、速度也就越快。因为，加大空气流速，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，使果蔬表面与其周围干燥介质始终保持较大的湿度差，从而促使水分不断地蒸发。同时还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。但空气流速不能过快，过快会造成热能与动力的浪费，前期风速过快还易出现表面“结壳”现象。据测定，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。果蔬干制原理果蔬干制原理2原料性质和状态（1）果蔬种类不同果蔬原料，由于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
27、、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果蔬干制前预处理包括去皮、切分、热烫、浸碱、熏硫等，对干制过程均有促进作用。去皮使果蔬原料失去表皮的保护，有利于水分蒸发；原料切分后，比表面积（表面积与体积之比）增大，水分蒸发速度也增大，切分愈细愈薄，则需时愈短；热烫和熏硫，均能改变细胞壁的透性，降低细胞持水力，使水分容易移动和蒸发；碱液处理除去蜡质，可使干燥速度显著提高。果蔬干制原理果蔬干制原理（3）原料装载量物料的装载量和装载厚薄，对于果蔬的干燥速度影响也很大。载料盘上物料装载过多、厚度大时，不利于空气流通，影响水分的蒸发。因此，装载量的多少、厚薄要以不妨碍空气流通为
28、原则，以便于热量的传递和水蒸气的外逸。但在干燥过程中可以随着物料体积的变化，调整其厚薄，干燥初期宜薄些，干燥后期可适当厚些。自然气流干燥的宜薄，用鼓风干燥的可厚些。此外，干制设备的类型及干制工艺也是影响干燥速度的主要因素。应该根据原料的特性，选择理想的干制设备，控制合理的工艺参数，提高干制效率，保证干制品的质量。果蔬干制原理果蔬干制原理五、原料在脱水过程中的变化五、原料在脱水过程中的变化 1物理变化（1）体积减小、质量减轻 是果蔬干制后最明显的变化，一般干制后的体积为鲜原料的20%35%，质量约为鲜重的6%20%。原料种类、品种以及干制品含水量的不同，干燥前后质量差异很大，用干燥率（原料鲜重与
29、干燥成品之比）来表示原料与成品间的比例关系，即生产一份干制品所需新鲜原料的份数。几种果品、蔬菜的干燥率见表4-5。果蔬干制原理果蔬干制原理名 称干燥率名 称干燥率洋葱1216：1黄花菜58：1杏47.5：l菠菜1620：1梨48：1柿3.54.5：1桃3.57：l枣34：l李2.53.5：1甘蓝1420：1苹果68：1香蕉712：1荔枝3.54：1胡萝卜1016：1甜菜1214：1番茄1820：1马铃薯57：1菜豆812：1南瓜1416：1辣椒36：1表4-5几种果品蔬菜的干燥率 果蔬干制原理果蔬干制原理在干燥过程中，物料质量及含水量都在变化，利用含水量不能很好地反映干燥速度，宜用水分率表示干
30、制的速度，即l份干物质所含有水分的份数。水分率的计算公式如下：wwM100式中M 水分率w 物质的含水量果蔬干制原理果蔬干制原理式中D 干燥率Ws1原料的干物质含量（%）Ws2干制品的干物质含量（%）W1原料的含水量（%）W2干制品的含水量（%）M1原料的水分率M2干制品的水分率 11100100211212MMwwwwDss果蔬干制原理果蔬干制原理（2）干缩果蔬是由细胞组成的，有充分弹性的细胞组织均匀而缓慢地失水时，就会产生均匀收缩，使产品保持较好的外观。但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。另外，在干制品块
31、、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（所谓“发亮”）。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，质量愈好。因此，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。果蔬干制原理果蔬干制原理（4）表面硬化现象有两种原因造成表面硬化（也称为硬壳）。其一是由于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。其二是产品干制时，产品内部的溶质分子随水分不断向表面
32、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，致使干制速度急剧下降，进一步干制发生困难。果蔬干制原理果蔬干制原理（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。一块容易收缩的产品，如果干燥很慢，它的中央部位不会比表面潮湿很多，产品就整块地向致密的核心收缩。相反，如果干燥得很快，那么表面要比中心干得多，且受到相当大的张力，这样，当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。果蔬干制原理果蔬干制原理 2化学变化（1）颜
33、色变化果蔬在干制或贮藏过程中，常会变成黄色、褐色或黑色等，一般统称为褐变。根据褐变发生的原因不同，又可将之分为酶促褐变和非酶褐变。酶促褐变酶作用的底物有酪氨酸和单宁物质，经过一系列复杂中间过程，最终形成黑色素。酶褐变是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。影响果蔬酶褐变的因素为底物（单宁、酪氨酸等）、酶（氧化酶和过氧化物酶）活性和氧气，三者中只要控制其中之一，即可抑制酶褐变。因此，可用热烫的方法或SO2处理来钝化氧化酶的活性；还可采用抗氧化剂消耗物料中的氧气，抑制酶促褐变的发生。果蔬干制原理果蔬干制原理非酶褐变非酶褐变的
34、主要原因之一是果蔬中氨基酸的游离氨基与还原糖的游离羰基作用生成复杂的黑色络合物而引起的。这种褐变的程度与快慢取决于氨基酸的含量与种类、糖的种类以及温度条件。此外，重金属也会促进褐变，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也属于非酶褐变。果蔬中的糖类加热到其熔点以上时会产生黑褐色的色素物质，被称为焦糖化作用，也属非酶褐变。原料的硫处理对于果蔬非酶褐变亦有抑制作用，因为二氧化硫与不饱和糖反应可形成磺酸，从而减少类黑色素的生成。在干制加工与保存时,控制温度也可减轻非酶褐变。果蔬干制原理果蔬干制原理（2）营养成分的变化 糖分的变化果蔬含有的主要糖
35、分是葡萄糖、果糖和蔗糖。果蔬中含果糖和葡萄糖均不稳定，易氧化分解。因此，自然干制的果蔬，因干燥缓慢，酶活性不能很快被抑制，呼吸作用仍要进行一段时间，从而要消耗一部分糖分和其他有机物质。干制时间越长，糖分损失越多，干制品的质量越差。人工干制果蔬，能很快抑制酶的活性和呼吸作用，干制时间又短，可减少糖分的损失，但较高的干燥温度对糖分也有很大影响。一般来说，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。果蔬干制原理果蔬干制原理维生素的变化果蔬中含有多种维生素。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
36、含量密切相关。氧化与高温共同影响，常可能使维生素C全部破坏，但在缺氧加热的条件下，则可以使维生素免遭破坏，此外，阳光照射和碱性环境中也易使维生素C遭到破坏，但在酸性溶液或者在浓度较高的糖溶液中则较稳定。另外，其他维生素在干制时也有不同程度的破坏。（3）风味物质的变化果蔬通过干制加工，常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。干制方法与主要设备干制方法与主要设备第二节第二节 干制方法与主要设备干制方法与主要设备 一、干制方法概述一、干制方法概述 1自然干制自然干制方法可分
37、为两种，一是原料直接接受阳光暴晒的，称为晒干或日光干制；另一种是原料在通风良好的室内、棚下以热风吹干的，称为阴干或晾干。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。晒制的方法是选择空旷通风，地面平坦之处，将果蔬直接铺于地上、苇席或晒盘上直接暴晒。夜间或下雨时，堆集一处，并盖上苇席，次日再晒，直到晒干为止。阴干或晾干主要采用干燥空气使果蔬产品脱水的方法。干制方法与主要设备干制方法与主要设备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。和自然干制相比，人工干制可大大缩短干燥时间，并获得高质量的干制产品。但人工干制设备费用高，操作技术比较复杂，成本较高。人工干燥设备一
38、般按烘干时的热作用方式分为：借助空气加热的对流式干燥设备、借助热辐射的热辐射式干燥设备和借助电磁感应加热的感应式干燥设备三类。此外，还有间歇式烘干室和连续式通道烘干室及低温干燥室和高温烘干室之别。所用的载热体有蒸汽、热水、电能等。干制方法与主要设备干制方法与主要设备 二、常用的干制设备二、常用的干制设备 1隧道式干燥机（1）逆流式干燥机（2）顺流式干燥机（3）混合式干燥机 图4-5混合式干燥机1-运输车；2-加热器；3-电扇；4-空气入口；5-空气出口；6-原料入口；7-干燥品出口；8-活动隔门 干制方法与主要设备干制方法与主要设备2带式干燥机 带式干燥机适应于单品种、整季节的大规模生产。图4
39、-6带式干燥机1-原料进口；2-原料出口；3-原料运动方向 干制方法与主要设备干制方法与主要设备3流化床干燥机 如图4-7，多用于颗粒状物料的干制。流化床式干燥设备可以连续化生产，其设备设计简单，物料颗粒和干燥介质密切接触，并且不经搅拌就能达到干燥均匀的要求。图4-7流化床式干燥设备1-物料入口；2-空气入口；3-出料口；4-强制通风室；5-多孔板；6-沸腾床；7-干燥室；8-排气窗 干制方法与主要设备干制方法与主要设备三、其他干燥方法三、其他干燥方法1红外线干燥 红外线干燥是利用辐射传热干燥的一种方法。红外线辐射元件发出的红外线以光的速度直线传播到被干燥的物料，当它辐射到物体表面时，如同可见
40、光，可被物体吸收、折射或反射。当红外线的发射波长和被干燥物料的吸收波长相匹配时，引起物料中的分子强烈振动，在物料内部发生激烈摩擦产生热而达到干燥的目的。在工业上一般将把波长范围0.722.5m，称为近红外辐射，2.51000m称为远红外辐射。由于辐射线穿透物料的深度（透热深度）约等于波长，而远红外线比近红外线波长长，也就是说远红外干燥比近红外干燥好。干制方法与主要设备干制方法与主要设备获得远红外线的方法主要靠发射远红外线的物质碳化物、氮化物、硼化物、氧化物，因此，常利用这些物质作为远红外线辐射元件，涂在热源上，就可以发射出远红外线。远红外线发射的有效距离为lm以内。远红外设备形式也较多，如：箱
41、式远红外线烘箱、输送带式远红外干燥设备、移动式远红外加热干燥机等。远红外线干燥具有干燥速度快、干燥质量好、生产效率高、等优点，适用于大面积、薄层物料的加热干燥，已被用于果蔬干制中。干制方法与主要设备干制方法与主要设备 2微波干燥微波干燥就是利用微波为热辐射源，加热果蔬原料使之脱水干燥的一种方法。微波的特点是：它似光线一样能传播并且易集中；微波具有较强的穿透性，照射于被干燥物质时，能够很快深入到物质的内部；微波加热的热量不是由外部传入，而是在被加热物体内部产生的，所以尽管被加热物料形状复杂，加热也是均匀的，不会出现外焦内湿现象；微波不会改变和破坏物质分子内部的结构及分子中的键；微波具有选择性加热
42、的特性，物料中水所吸收的微波要远远多于其他固形物，因而水分易加热蒸发，而固形物吸收热量少，则不易过热，营养物质及色、香、味不易遭到破坏。因此，微波干燥是一种干燥速度快、干制品质好、热效率高的果蔬干燥方法。干制方法与主要设备干制方法与主要设备3真空冷冻干燥真空冷冻干燥也被称为冷冻升华干燥、升华干燥。常被简称为“冻干”（FD）。冷冻干燥是将食品中的水分先冻结成冰，然后在较高真空度下，将冰直接转化为蒸汽而除去，从而使食品获得干燥的方法。冷冻干燥法与常规干燥法相比具有如下特点：一是特别适用于热敏性食品以及易氧化食品的干燥，可以保留新鲜食品的色、香、味及维生素C等营养物质；二是干燥后制品不失原有的固体框
43、架结构，保持原有的形状；三是冻干食品复水后易于恢复原有的性质和形状；四是冻干的热能利用经济，干燥设备往往无须绝热；五是由于操作是在高真空和低温下进行，需要有一整套高真空获得设备和制冷设备，故投资和操作费用都大，因而产品成本高,干燥成本为普通干燥的25倍以上。但是真空冷冻干燥的产品可以最大限度地保持新鲜原料所具有的色、香、味及营养物质，复水性良好，如表4-6。因此，真空冷冻干燥多用于一些中高档食品的干制加工。干制方法与主要设备干制方法与主要设备品名样品质量/g复水时间/min复水后质量/g热风干燥冷冻干燥热风干燥冷冻干燥热风干燥冷冻干燥油菜1212503049.3169洋葱14.214.2411
44、06781.5胡萝卜353511011136.3223表4-6冷冻干燥与热风干燥复水情况的比较 干制方法与主要设备干制方法与主要设备（1）冷冻干燥的原理水的相平衡关系。依赖于温度和压力的改变，水可以在固、液、汽三态之间相互转变或达到平衡状态。上述变化可用水的相平衡图来表示，见图4-8。图中有三条线AB、AC及AD分别叫做升华曲线、熔解曲线及汽化曲线。这三条曲线有一个共点，即A点，称为三相点，在该点所对应的压力和温度条件下，水可以液、固、汽三种相态同时存在，此时压力为610Pa，温度为0.0098。图4-8 水的相平衡图 干制方法与主要设备干制方法与主要设备当环境压力低于610Pa，则温度的升高
45、将直接导致水由固态变成汽态，这就是升华过程。冷冻干燥即基于这一原理。当温度和压力均低于三相点（A点）时，若温度不变，压力降低；或者压力不变，温度上升，均可以促进冰的升华，加速冻干过程。食品的冻结。冻结工艺将在以下几个方面影响冷冻干燥的效果。首先，冻结率低或未冻结水分较多者，冻干品的含水量也高；其次，冻结速度将影响冻干速度和冻干品质量。冻结速度慢，可能影响干制品的弹性和复水性，但却有利于冻干时水蒸气的逸出，因此必定存在一个最适冻结速度。最后，食品被冻结成什么形状，不仅影响冻干品的外观形态，而且对食品在干燥时，能否有效地吸收热量和排出升华气体起着重要的作用。干制方法与主要设备干制方法与主要设备食品
46、的冻结常用的有自冻法和预冻法两种。自冻法是利用物料表面水分蒸发时从物料本身吸收汽化潜热，促使物料温度下降，直至达到冻结点时，物料水分自行冻结的方法。由于迅速蒸发会引起食品变形或发泡现象，因此，不适合于外观形态要求高的食品。预冻法是干燥前用一般的冻结方法将食品预先冻结成一定的形状，常用的是冷风冻结法、盐水浸渍冻结法、平板冻结法、液氮冻结法、液CO2冻结法等。干燥。干燥包含了两个基本过程，即热量由热源通过适当方式传给冻结体的过程和冻结体冰晶吸热升华变成蒸汽并逸出的过程。冻结体冰晶的升华总是从表面向内部进行，干燥中总存在两个区域，即已干层（升华面以外的区域）和冻结层（升华面以内的区域）。由于在干燥过
47、程中，热量向内部传入和内部水蒸气外散的阻力越来越大，使整个升华过程十分缓慢，干燥成本很高。干制方法与主要设备干制方法与主要设备冷冻干燥过程的传热方式主要是热传导和热辐射。热传导常用的热源有电、石油、煤气、天然气和煤等，常用的载热剂有水、水蒸气、矿物油、乙二醇等。以辐射方式加热主要是通过红外线、微波进行，可以大大提高干燥速度，但微波干燥成本较高，因此，可以采取初期干燥时用普通热源，而中、后期干燥时用微波的方法，既能缩短干燥时间，又能降低干燥成本。干制方法与主要设备干制方法与主要设备（2）冷冻干燥设备冷冻干燥装置的组成 冷冻干燥装置的基本组成包括干燥室、制冷系统、真空系统、低温冷凝系统和加热系统等
48、部分。干燥室有多种形式，如箱式、圆筒式等，大型冻干设备的干燥室多为圆筒式，内设加热板或辐射装置，物料装在料盘中并放置在盘架或加热板上加热干燥。制冷系统的作用有两个，一是将干燥盒中要干燥的物料进行冻结，二是给低温冷凝器提供冷量，使干燥室中抽出的水蒸气在低温冷凝器中冷却而结霜。冷冻干燥使用的冷冻机，负荷变化大。冷冻干燥初期，需要制冷量较大，随着水分的不断升华，需要量逐渐减少。干制方法与主要设备干制方法与主要设备真空系统的作用主要是保持干燥室的真空度，其次为低温冷凝器降低压力，将干燥室内水蒸气和不凝结气体抽出。低温冷凝器是为了迅速排除升华产生的水蒸汽，其温度必须低于被干燥物料的温度。通常低温冷凝器的
49、温度为-40-50。加热系统的作用是供给冰晶升华所需的潜热。二者应大体相当，若供热过多，就会使食品升温并导致冰晶的融化；如果过少，则会降低升华的速度。干制方法与主要设备干制方法与主要设备冷冻干燥装置的形式 a.间歇式冷冻干燥装置这种装置的特点是预冻、抽气、加热干燥以及低温冷凝器的融霜等操作都是间歇的，物料的预冻和水蒸汽的凝聚成霜分别由两个制冷系统完成，如图4-9所示。该装置的优点是适合多品种小批量生产；设备制造及维修保养简便；单机操作，不影响其他设备的正常运行；易于控制干燥时不同阶段的加热温度和真空度。缺点是设备利用率较低；若大批量生产，设备的投资费用和操作费用较大。干制方法与主要设备干制方法
50、与主要设备图4-9间歇式冷冻干燥设备示意图1-膨胀阀；2-低温冷凝器；3-干燥室；4-阀门；5-冷凝器；6-压缩机；7-真空泵；8-热交换器 干制方法与主要设备干制方法与主要设备b.连续式冷冻干燥设备连续式冷冻干燥设备较适用于品种单一而产量较大的食品干燥，生产效率较高，降低了劳动强度，主要适用于浆液状和颗粒状食品的干燥。这种干燥器有两种形式：一种是物料在浅盘中进行干燥；另一种是不在浅盘中进行的颗粒状物料的冷冻干燥。在浅盘中进行的干燥，制品必须经过仔细预处理，以期达到干燥均匀。连续式冷冻干燥设备的缺点是不适于多品种小批量生产，设备复杂、庞大、投资费用高。图4-10是一种旋转式连续干燥设备，另外，
