食品工艺之脱水工艺的应用

1．脱水工艺的应用 自然降低食品水分含量称为干燥，如日晒、阴干等；借助各种技术手段减少食品水分称为脱水，二者常混用称做脱水或干制。食品脱水处理的目的在于延长食品货架寿命，防腐保藏；减少食品重量及体积，便于贮存运输，如鲜肉1.42—2．41m3／吨，脱水后只有0．425-0．566m3／吨，鲜果品1.42-1．56m3／吨，脱水后只有0．085—0．20m3／吨；近年脱水还成为方便与快餐食品的工艺手段，如速煮面和固体汤料等。脱水工艺普遍应用于加工奶粉、炼乳、肉松、肉干、鱼松、鱼干、蛋粉、蛋白片、饼干、谷粉、豆粉、脱水蔬菜、果干；砖茶、固体饮料等等。

2．脱水工艺概要 食品脱水虽有如上三方面目的，但脱水工艺的本质在于将食品中水分降至足以抑菌防腐程度。食品中水分存在形式有三，一为吸附于蛋白质和淀粉等大分子表面的结合水；二为在大分子表面形成二层以至多层的溶解水；三为存在于固形成分孔隙中与食品成分松散结合的自由水。食品脱水去掉的水分主要是自由水和溶解水。食品中以百分含量表示的总水分，实际上包括这三种水分及低沸点挥发物，应该正确地称之为干燥(98—105。C)减重才是。微生物生存和在食品防腐保藏中起决定作用的均是食品中的活性水分，即可以自由蒸发的水分，其蒸发难易，即蒸气压(P)高低与同一条件下纯水蒸气压(Po)之比称为水分活性，简称aw或Aw。若食品或溶液中水和溶质的克分子数分别为n1和n2，则P＝Po n1／n1十n2，或aw＝P／Po＝n1／n1十n2。因为aw是表示食品中水分状态，而食品周围空气中水分状态以相对湿度表示，当食品水分与空气中水分平衡时，则aw＝相对湿度(以小数表示)。例如空气相对湿度为90％，食品aw＝0．90，如二者不相等，则说明相对湿度小或大，食品水分即将蒸发或吸水，而使aw下降或增大，直至aw＝相对湿度／100为止。这个关系也是测定食品aw的根据。影响食品脱水效率的因素有温度、气压、时间、气流、气湿、食品表面积等。脱水方式往往根据工艺设备

条件和质量要求，分别采用自然干燥和人工脱水方式。主要有①晒干和风干：需要空气相对湿度低，有一定气流流速，虽简便易行，但影响食品质量。②空气对流脱水：是应用最广的脱水方式，一般在常压下，使空气自然或强制对流。应用具体方式又有强制通风柜式设备；隧道式脱水设备，比前者容量大，效率高，可连续生产；输送带或输送槽式设备；气流脱水设备，适用于粮谷干燥，水分在40％以下，脱水过程物料无固结之虞者；仓贮脱水，适用于脱水蔬菜等压片食品，先脱去大部分水，再经几十小时通暖干气流的仓贮，使物料中干湿不匀水分，得到扩散均匀；膨化脱水，与崩爆米花一样，食品达高压后突然减压。内部水蒸气膨化爆出；泡沫脱水，将蛋白类或加入起泡剂的果浆先制成泡沫状，再用热气流干燥；喷雾脱水，将浓缩奶、蛋液等喷成雾滴，增大表面积，经热气流脱水而制成奶粉、蛋粉、果汁粉类。③滚筒脱水：将液态、浆态、泥态食品与100—145℃金属滚筒接触2秒到几分钟，因其设备复杂，物料受限，且质量往往受影响，因而不是一个理想脱水方式。④真空脱水：适用于不耐高温处理的食品，如果汁粉，可在0．33kPa一0．66kPa(2.5—5mmHg)，37—82℃低温真空(减压)下脱水。虽设备昂贵但产品质量优良，有时还可使物料先充惰性气体后进入真空室，发生膨化，即真空膨化相结合脱水。⑤冷冻脱水或称升华脱水：食品先经冷冻，然后再经低温真空升华脱水。食品内水分(水溶液)必须达到三相点(固态、液态、气态共存或处于平衡的条件)以下才能升华脱水。对水来说，三相点是0℃、O.63kPa(4．7mmHg)压力。实用冷冻升华条件多为一4℃、0．53kPa(4mmHg)压力以下。脱水干制品应注意包装，防止吸水。果干一类尚应防止虫卵污染及生虫，为此可用甲基溴烟熏或适宜防腐剂，品种、用量、残留量须符合添加剂使用卫生标准。有些食品如果干等还须经速化复水处理，一般有压片法、刺孔法等，使食用前易于复水。还有些食品如脱水蔬菜、砖茶等，脱水后要经压片(压块)，以缩小容积有利运输，也耐保藏。脱水食品的耐保藏性和复水后的质量，是脱水工艺合理性的重要标志。

3．脱水工艺与食品质量 食品脱水过程水分蒸散速度并不一致，一般分为预备脱水期、恒率脱水期和减率脱水期等三期，前二期水分可等率减少，随时间加长，水分几乎成一定坡度直线下降，水分可脱除90％左右，但减率期水分蒸发速度大减，为脱去残存10％的水分，几乎仍需与前两期相等的时间，因此不仅耗费大量能源，而且由于食品成分在表层加浓，形成硬壳，以及随脱水过程加长所产生的一系列影响，如蛋白质变性、复水率低、脂肪酸败、褐变、焦糖化以及感官方面的改变，除所希望的改变外，多是对食品质量有影响的。为改善这些影响，近年推崇一种中间水分食品，有人称为半湿半干食品，指aw在0．6一0．85，总水分约在20％一40％之间，不仅可克服上述缺陷，尤其是减少能源消耗，降低费用，而且具有韧性口感受消费者欢迎，也有一定的耐保藏性和便于运输、包装性质。这种食品有时也可借助加入多元醇、糖、盐等“湿润剂”，以降低其aw值；使用防腐剂抑菌或其他改善食品风味外观手段。脱水过程中对食品质量的其他影响基本与高温工艺项下所述略同。由于食品脱水工艺常是温度不过高而处理时间较长，为防止工艺过程中酶对食品质量的不利影响，都在脱水前对食品先行漂烫，即70℃1—3分钟，或用o。13％亚硫酸及其盐类处理，破坏氧化酶等酶类，而使食品营养成分有更多保存，食品质量变化更小。

4．脱水工艺对食品的耐保藏性 脱水工艺的重要着眼点是增强食品的耐保藏性。微生物生长所必需的aw值：最常见的腐败菌假单胞菌o．96；沙门氏菌、大肠埃希氏菌、芽胞梭菌属0．95；乳杆菌、足球菌、分枝杆菌0．94；根霉、毛霉等食品霉变的主要霉菌0．93；微球菌及红酵母、啤酒酵母、毕赤酵母0．92；假丝酵母、圆酵母0．88；葡萄球菌0．86；青霉菌0．85；嗜盐菌0．75；曲霉0.65；接合酵母0.62；耐干霉0．60。如以总水分％计，则细菌在水分10％以下，霉菌在13％一l 6％以下，酵母在20％以下就不能生长。食品中水分至少应脱掉至奶粉8％、全蛋粉10％一11％、面粉13％一15％、脱脂奶粉15％、脱水蔬菜14％一20％以下。实际食品质量标准所要求的脱水食品水分含量标准更低些。例如全脂牛奶粉3％，羊奶粉2．5％一3％，全蛋粉4．5％，蛋黄粉4％，蛋白片16％，硬糖＜3％，奶糖蛋白糖5％一9％，白沙糖o．06％一0．16％，绵白糖1．6％一2．o％，油炸方便面10％，风干方便面12．5％等等。aw值：鲜肉、鱼等等均在0．96以上，含盐12％一15％的咸食品在0．87一0．90，米面类O．60，奶粉和干菜0．20等。