01  食品干制的基本原理

 

       為抑制微生物和酶的作用引起制品的腐敗變質，必須將于制品脫水干燥至一定的水分含量范圍內，以提高制品的貨架壽命。

 

 

一、干燥機理

 

       食品干燥的基本機理是濕熱的轉移，也就是說當濕物料進行干燥時，既有水分的轉移，又有熱量的轉移。其轉移的規律是，水分總是從高水分處向低水分處擴散。而熱量也總是從高溫處向低溫處轉移。

 

       濕物料開始干燥時，水分均勻地分布于物料中，即濕物料內外水分含量一致。當濕物料遇到加熱介質（熱空氣）時，物料表面水分首先汽化，這樣就形成了濕物料表面和內部的濕度差，按干燥機理，物料內部的高水分就會向表面相對較低水分的方向擴散，隨著表面物料水分的不斷蒸發，水分擴散也不斷進行，這種擴情況對所有干燥都適用。

 

二、食品干制過程的特征

 

       一般干燥都經過3個階段：即預熱階段、恒率階段、降率階段。下面從干燥曲線、干燥速率曲線和食品溫度曲線來分析整個干燥過程中的變化（見圖1）。

 

圖 1 食品干燥過程曲線

 

 

1-干燥曲線 2-干燥速率曲線 3-食品溫度曲線

 

 

 

1.預熱階段

 

       水分則沿曲線逐漸下降，而干燥速率則由0增至最高值，此階段為預熱階段。漸當濕物料遇熱時，食品溫度迅速從室溫起上升，直到最高值（由濕度決定）。食品的水分則沿曲線逐漸下降，而干燥速率則由0增至最高值，此階段為預熱階段。

 

 

2.恒率階段

 

       此階段水分按直線規律下降，干燥速率恒定不變。在這一階段，向物料提供的熱量完全用于水分蒸發，此時食品不再被加熱，溫度保持不變，而物料溫度則與液體蒸發溫度（濕球溫度）相等。

 

 

3.降率階段

 

       在這一階段，食品的水分將沿曲線下降，水分下降逐漸減慢，在干制末期則與平衡水分靠攏。當食品水分到達平衡水分時，干燥就停止，食品溫度則上升，直至和熱介質溫度（干球溫度）相等。

 

 

       從上述三個階段可以明顯地看出，干燥的目的是盡量快速地脫水，因此恒率階段是水分蒸發速率最高的階段，如何提高干燥速率，盡可能延長恒率階段是關鍵。

 

 

02  食品干制前的預處理

 

       食品在干制過程中，都會發生一系列的物理和化學變化，降低了食品的品質。為了盡可能抑制這種變化、提高干燥效率，以確保干制品在貯藏期的品質，必須經預處理。

 

 

一、酶的鈍化及方法

 

       許多果蔬原料都含氧化酶和過氧化酶，含量雖有多有少，但在干燥前，一般都需進行去皮、切片、破碎、過濾等處理，當酶直接接觸空氣中的氧時，就會產生酶促褐變。這種作用在干燥時由于溫度的升高及干物質濃度的提高，作用更為強烈，隨之使食品的色香味、質構及營養價值等降低。因此，干燥前必須鈍化酶的活性，才能制得優質的干制品。

 

       采用凍結干燥雖在干燥時不受酶作用的影響，但制品在貯藏過程中，受到酶的緩慢作用，逐漸褐變，并伴隨有維生素的損失、香味變化等不良現象。因此，原料在干制前必須經鈍化酶的處理。

 

（一）熱燙處理（滅酶）

 

       熱燙的目的是鈍化原料中的酶，除去澀味及蠟質，并有洗滌和消毒效果。

 

       熱燙時，一般將原料浸于熱水中鈍化酶，也可采用蒸汽處理，或用微波加熱作瞬時處理。

 

       用熱水浸泡的方法加熱較均勻，并可在熱水中加氯化鈣或復合磷酸鹽，以調整原料的硬度及其咀嚼感。這是熱水浸泡的優點。但在浸泡時原料中的可溶性成分易溶出，導致維生素、糖分等營養成分損失。

 

       熱燙條件因原料不同而異，一般在 95~100℃的沸水或醋酸、復合磷酸鹽、食鹽等稀溶液中短時間浸泡。用蒸汽熱燙是將原料置于網狀輸送帶上，使其以一定速度通過噴射蒸汽的隧道以達到短時熱燙的目的。

 

       以上任何一種熱處理方法完成后，應立即投入5~10℃的冷卻水槽中迅速冷卻，盡量避免營養成分的損失及品質變劣。冷卻時，為防止變色可適量加檸檬酸或亞硫酸鈉護色。

 

（二）硫磺熏蒸

 

       主要用于水果類。熏蒸時，一般將被熏物料置于密閉的熏蒸室中，點燃需干燥物料質量的0.1%~0.4%的硫磺，控制燃燒時供氣量，使室內充滿二氧化硫，經0.5~5h熏蒸即可。

 

       硫磺用量與熏蒸時間隨食品種類不同而異。二氧化硫氣體溶于食品中所含的水分，則形成二氧化硫水溶液，而且有強烈的還原作用，可阻止酶的作用。同時，還可防止非酶褐變反應，又可引起細胞內原生質的分離，可增進細胞膜的水分滲透性而易于干燥。此外，對減少維生素的損失有一定的效果，并可殺死微生物及害蟲。

 

       用0.2%~0.6%的亞硫酸鹽溶液噴淋或浸漬以替代硫磺熏蒸，亦有同樣效果。例如玉米、馬鈴薯等經亞硫酸鹽溶液浸泡后干燥，在貯藏中對風味及外觀的保持都有顯著效果。但必須注意處理后的食品殘硫量不能超過食品中衛生允許量。

 

 

二、非酶褐變的防止

 

       亞硫酸鹽對防止糖與氨基酸以及羰基化合物與氨基酸作用所產生的非酶褐變相當有效。用 0.01%~0.05%氯化鋁稀溶液浸漬物料，有一定防止非酶褐變效果。對某些還原糖含量高的食品，有時可加葡萄糖氧化酶將還原糖除去，以防止非酶褐變的產生。

 

三、防止脂肪及油溶性成分的變化

 

       熱風干燥、被膜干燥、噴霧干燥以及油炸干燥，都是在高溫下進行的干燥，且伴有較多的空氣接觸，脂肪及類脂物質易發生氧化，其他如類葉紅素、類胡蘿卜素等油溶性成分也可被氧化。采用真空干燥及凍結干燥，雖因干燥溫度較低脂肪成分不被氧化，但因干燥制品為多孔性組織結構，表面積大大增加，故制品在貯藏過程中，油脂等成分易氧化變質酸敗。一般在干燥前適量添加抗氧化劑，如生育酚、BTA、BHT、PG等，則可防止氧化。但對油性食品，抗氧化劑的添加必須均勻分布，否則起不到預期的效果。

 

 

四、促進干燥效率的預處理

 

       李子、葡萄、櫻桃、無花果、蘋果等的外皮上有蠟質，不利于水分的蒸發，為此在干燥前先以0.5%~1.0%的氫氧化鈉沸騰溶液浸漬5~20s，并立即水洗，這時果皮組織被破壞，可加速干燥速度。

 

       蘋果、桃等果肉中含有氣體，若浸以單甘酯等表面活性劑，然后干燥，可加速干燥初期恒率干燥階段的干燥速度。櫻桃、青豌豆等果皮或種皮組織致密的原料，在干燥時，可在表面刺以小孔，以縮短干燥時間。

 

五、其他預處理

 

       各種食品的干燥，由于其本身性質和要求不同，為取得品質良好的食品，除適當地控制干燥條件外，還需在干燥前進行一些特殊的預處理。

 

       一些休閑食品（如方便米飯、方便面）的配菜中配有肉干之類，經干燥后，因蛋白質變性，雖經復水、其質構仍較硬，影響制品的品質。對此，可在干燥前用木瓜蛋白酶（Papain）等蛋白質水解酶預處理，或者用復合磷酸鹽溶液浸漬或煮熟，則干燥時間可縮短，制品的復水速度加快，復水后的肉質柔軟。同時，表面形成該處理劑的薄膜，可防止氧化。若在處理液中添加一些抗氧化劑，則抗氧化效果更佳。

 

       脫水方便米飯干燥時，往往會發生米粒之間嚴重粘結和米飯易粘結在干燥設備上的現象，在干燥機再次干燥時，原未剝離的米飯帶入到下批干燥米飯中，從而影響制品質量。為解決此困難，可在米飯蒸煮時，適量加入棕櫚油，并經單甘酯、糖酯等表面活性劑充分乳化均質，以盡量減少用油量，這樣可減少米飯的粘結。

 

       真空或凍結干燥的食品，水分含量低，有的制品質地較脆，極易破碎。這時，在干燥前先用甘油、丙二醇、山梨醇溶液適當浸漬，則干燥后制品較柔軟，從而減少破損。同樣，干燥后可形成該處理劑的薄膜，防止與空氣直接接觸而具有防止氧化的效果。

 

       對方便面等制品，在和面時適當添加CMC、瓜兒豆膠或其他合適的增稠劑，一方面可增加面條的粘彈性和韌性，另一方面在油炸時，可減少耗油量，減少制品的含油量。這對節約成本和提高制品的質量都非常有益。