果蔬干制品加工

果蔬的干制在我国历史悠久，源远流长。古代人们利用日晒进行自然干制，大大延长果蔬的保藏期限。随着社会的进步，科技的发展，人工干制技术也有了较大的发展。从技术、设备、工艺上都日趋完善。但自然干制在某些产品上仍有用武之地，特别是我国地域广，经济发展不平衡，因而自然干制在近期仍占重要地位。如在甘肃新疆，由于气候干燥，因而葡萄干的生产采用自然干制法，不仅质量好，而且成本低。还有一些落后山区对野菜干制至今仍用自然干制法。果蔬干制是指脱出一定水分，而将可溶性物质的浓度提高到微生物难以利用的程度，同时保持果蔬原来风味的果蔬加工方法。制品是果干或菜干。干制是一种既经济而又大众化的加工方法，其优点是：1、干制设备可简可繁，简易的生产技术较易掌握，生产成本比较低廉，可就地取材，当地加工。2、干制品水分含量少，有良好的包装，则保存容易。而且体积小、重量轻、携带方便，较易运输贮藏。3、由于干制技术的提高，干制品质量显著改进，食用又方便。4、可以调节果蔬生产淡旺季，有利于解决果蔬周年供应问题。因此，果蔬干制品对于勘测、航海、旅游、军需等方面都具有重要意义果蔬干制方法和设备果品、蔬菜干制的方法，因干燥时所使用的热量来源不同，可分为自然干制和人工干制两类。现将这两种方法及其设备介绍如下。自然干制的技术及设备⒈自然干制的技术利用自然条件如太阳辐射热、热风等使果疏干燥，称自然干燥。其中，原料直接受太阳晒干的，称晒干或日光干燥；原料在通风良好的场所利用自然风力吹干的，称阴干或晾干。自然干制的特点是不需要复杂的设备、技术简单易于操作、生产成本低。但干燥条件难以控制、干燥时间长、产品质量欠佳、同时还受到天气条件的限制，使部分地区或季节不能采用此法。如潮湿多雨的地区，采用此法时干制过程缓慢、干制时间长、腐烂损失大、产品质量差。自然干制的一般方法是将原料选择分级、洗涤、切分等预处理后，直接铺在晒场，或挂在屋檐下阴干。自然干制时，要选择合适的晒场，要求清洁卫生、交通方便且无尘土污染、阳光充足、无鼠鸟家禽危害，并要防止雨淋、要经常翻动原料以加速干燥。⒉自然干制的设备自然干制所需设备简单主要有晒场和晒干用具，如晒盘、席箔、运输工具等，此外还有工作室、熏硫室、包装室和贮藏室等。人工干制的设备及技术人工干制是人工控制干燥条件下的干燥方法。该方法可大大缩短干燥时间获得较高质量的产品，且不受季节性限制，与自然干燥相比，设备及安装费用较高，操作技术比较复杂，因而成本也较高。但是，人工干制具有自然干制不可比拟的优越性，是果蔬干制的方向。1.人工干制的设备目前，国内外许多先进的干燥设备大都具有良好的加热及保温设备，以保证干制时所需的较高和均匀的温度；有良好的通风设备以及时排除原料蒸发的水分；有良好的卫生条件及劳动条件，以避免产品污染和便于操作管理，根据设备对原料的热作用方式的不同，可将人工干制设备分为以传导、对流、辐射和电磁感应加热等四类。习惯上分为空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备和其它干燥设备。⑴烘灶⑵烘房（3）隧道式干燥机干燥室为狭长的隧道形，地面铺铁轨。装好原料的载车，沿铁轨经隧道，完成干燥，然后从隧道另一端推出，下一车原料又沿铁轨再推入。（4）带式干燥机原料铺在带上，借机械力而向前转动，与干燥室的干燥介质接触，而使原料干燥。适应于蔬菜等含水量高但物料温度不允许过高的产品。（5）滚筒干燥机由一只或两只中空的金属圆筒组成。圆筒随水平轴转动，内部由蒸汽、热水或其他加热剂加热。主要用于苹果酱、甘薯泥、南瓜酱、香蕉和糊化淀粉等浆状物料的干燥。（6）其它干燥技术其它干燥技术还有泡沫干燥、膜扩散脱水、渗透脱水、远红外干燥和利用太阳能干燥等。红外线干燥机一、果品蔬菜中的水分性质及干燥机理果品蔬菜干制，目的在于将果蔬中的水分减少，而将可溶性物质的浓度提高到微生物不能利用的程度，同时，果蔬中所含酶的活性也受到抑制，产品能够长期保存。(一)果蔬组织内部的水分状态及性质果蔬的含水量很高，一般为70％～90％左右。果蔬中的水分是以游离水、胶体结合水和化合水三种不同的状态存在。1、游离水:以游离状态存在于果蔬组织中，是充满在毛细管中的水分。所以也称为毛细管水。游离水是主要的水分状态，游离水的特点是能溶解糖、酸等多种物质，流动性大，借毛细管和渗透作用可以向外或向内迁移，所以干燥时排除的主要是游离水。2、胶体结合水:由于胶体的水和作用和膨胀的结果，围绕着胶粒形成一层水膜，水分与其结合成为胶体状态。3、化合水：存在于果品蔬菜化学物质中的水分，一般不能因干燥作用而排除。㈡水分活度水分活度又叫水分活性，是溶液中水的蒸气压与同温度下纯水的蒸气压之比。Aw=P/P0=ERH/100Aw--水分活度P--溶液或食品中水蒸气压P0--纯水的蒸气压ERH--平衡相对湿度（食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。）食品中水分含量与水分活度之间的关系（Ⅰ）单分子层水，不能被冰冻，不能干燥除去。-40℃不能冻结，占总水量的极小部分。（Ⅱ）多层水，主要通过水-水和水-溶质氢键同相邻分子缔合，为可溶性组分的溶液，大部分多层水在-40℃不被冻结，I+II的水占5%以下（Ⅲ）自由水或体相水，是食品中结合的最弱，流动性最大的水，主要是在细胞体系或凝胶中被毛细管液面表面张力或被物理性截留的水，这种水很易通过干燥除去或易结冰，可作为溶剂，容易被酶和微生物利用，食品容易腐败，通常占95%以上；果蔬脱水是为了保藏，食品的保藏性不仅和水分含量有关，与果蔬中水分的状态也有关。游离水中的糖类，盐类等可溶性物质多了，溶液浓度增大，渗透压增高，造成微生物细胞壁分离而死亡，因而可通过降低水分活度，抑制微生物的生长，保存食品。虽然食品有一定的含水量，但由于水分活度低，微生物不能利用。不含任何物质的纯水Aw=1，如食品中没有水分，水蒸气压为0，Aw=0。Aw值高到一定值时，酶的活性才能被激活，并随着Aw值增高，酶的活性增强，Aw为0.2时脂肪氧化反应速度最低，Aw值大时叶绿素变成脱镁叶绿素；蔗糖水解，花青素被破坏，Vc、VB损失速度加快。水分活度与微生物大多数新鲜食品的水分活度在0.99以上，适合各种微生物生长。大多数重要的食品腐败细菌所需的最低aw都在0.9以上。只有当水分活度降到0.75以下，食品的腐败变质才显著减慢；若将水分降到0.65，能生长的微生物极少。一般认为，水分活度降到0.7以下物料才能在室温下进行较长时间的贮存。干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水，干制后，微生物就长期地处于休眠状态，环境条件一旦适宜，又会重新吸湿恢复活动，微生物的耐旱力常随菌种及其不同生长期而异。干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，但保藏过程中微生物总数会稳步下降。微生物发育时必需的水分活度表微生物发育所需要的最低AW微生物发育所需要的最低AW普通细菌0.90嗜盐细菌小于0.75普通酵母0.87耐干燥细菌0.65普通霉菌0.80耐渗透细菌0.61水分活度与酶的关系通常水分活度在0.75-0.95的范围内酶活性达到最大。水分减少时，酶的活性也就下降。只有在水分降低到1%以下时，酶的活性才会完全消失。酶在湿热条件下易钝化。为了控制干制品中酶的活动，就有必要在干制前对食品进行湿热或化学钝化处理，以达到酶失去活性为度。0.20.40.60.8Aw呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增大而迅速提高。（三）、干燥机理果品蔬菜在干制过程中，水分的蒸发主要是依赖两种作用，即水分外扩散作用和内扩散作用，果疏干制时所需除去的水分，是游离水和部分胶体结合水。干燥开始时由于果蔬中水分大部分为游离水，所以蒸发时，水分从原料表面蒸发得快，称水分外扩散（水分转移是由多的部位向少的部位移动），当水分蒸发至50％—60％后，其干燥速度依原料内部水分转移速度而定。干燥时原料内部水分转移，称为水分内部扩散。由于外扩散的结果，造成原料表面和内部水分之间的水蒸气分压差，水分由内部向表面移动，以求原料各部分平衡。此时，开始蒸发胶体结合水，因此，干制后期蒸发速度就明显显得缓慢。在原料干燥时，因各部分产生温差与水分内扩散方向相反的水分的热扩散，其方向从较热处移向不太热的部分，即由四周移向中央。果蔬干燥过程可分为两个阶段：即恒速干燥阶段和降速干燥阶段。在两个阶段交界点的水分称为临界水分，这是每一种原料在一定干燥条件下的特性。恒速阶段此阶段干燥速率保持恒定，物料内部水分很快移向表面，物料表面始终为水气所饱和，干燥机理属表面汽化控制，干燥所去除的水分相当于物料的非结合水，因此此阶段物料水分的汽化如同纯水的蒸发，蒸发温度相当于热空气的湿球温度。降速阶段进入降速阶段，干燥速率随物料含水量的降低而逐渐下降，干燥机理转为内部扩散控制，开始汽化物料的结合水。由于干燥速率降低，空气对物料对流传热的热流量已大于水汽化带回空气的热流量，因而物料的温度开始不断上升，物料表面温度比空气湿球温度越来越大。临界含水量由恒速阶段到降速阶段的转折点，称为干燥过程的临界点。临界点是干燥由表面汽化控制到内部扩散控制的转变点，是物料去除非结合水的转折点。（四）干制对酶活性的影响：水分活度影响酶促反应主要通过以下途径：①水作为运动介质促进扩散作用②稳定酶的结构和构象③水是水解反应的底物④通过水化作用使酶和底物活化二、影响干燥速度的因素：干燥速度的快慢，对果蔬干制品的好坏起着决定性作用。在其它条件相同的情况下，干燥越快，越不容易发生不良变化，成品的品质也越好。干燥速度与下列因素有关：1、干燥介质的温度果蔬的干燥是把预热的空气作为干燥介质。它有两个作用，一是向原料传热，原料吸热后使它所含水分汽化，二是把原料汽化水气带到室外果蔬干制时，尤其在干制初期，一般不宜采用过高的温度，否则会产生以下不良现象：第一果蔬含水量很高，骤然和干燥的热空气相遇，则组织中汁液迅速膨胀，易使细胞壁破裂，内容物流失。第二原料中的糖分和其它有机物因高温而分解或焦化，有损成品外观和风味。第三高温低湿易造成原料表面结壳，而影响水分的散发。因此，在干燥过程中，要控制干燥介质的温度稍低于致使果蔬变质的温度，尤其对于富含糖分和芳香物质的原料，应特别注意。2、干燥介质的湿度在一定温度下相对湿度越小，空气的饱和差越大，果蔬干燥速度越快。红枣在干制后期，分别放在60℃相对湿度不同的烘房中，一个烘房湿度为65％，红枣干制后含水量是47.2％;另一个烘房湿度为56％，干制后的红枣含水量则为34.1％。再如，甘蓝干燥后期相对湿度30％，最终含水量为8.0％，在相对湿度8-10％条件下，干甘蓝含水量为1.6％。3、气流循环的速度干燥空气的流动速度愈大，果蔬表面的水分蒸发也愈快;反之，则愈慢。据测定，风速在每3m/s以下的范围内，水分蒸发速度与风速大体成正比例地增加。4、大气压力或真空度大气压力为1.013×105Pa(一个大气压)时，水的沸点为100℃。若大气压下降，则水的沸点也下降。气压越低，沸点也越低。若温度不变，气压降低，则水的沸腾加剧。因而，在真空室内加热干制时，就可以在较低的温度下进行。5、果蔬的种类和状态果蔬的种类不同，所含化学成分及其组织结构也有差异，因而干燥速度也不相同。如在烘房干制红枣采用同样的烘干方法，河南灵宝产的泡枣，由于组织比较疏松，经24小时即可达到干燥。而陕西大荔县产的疙瘩枣则需36小时才能达到干燥。此外，原料的切分与否以及切块大小、厚薄不一，干燥速度也不一样。切分越薄，表面积越大，干燥速度就越快。6、原料的装载量烘房单位面积上装载的原料量，对于果蔬的干燥速度也有很大影响。烘盘上原料装载量多，则厚度大，不利于空气流通，影响水分蒸发。7、包装经过必要处理和分级后的果蔬干制品，宜尽快包装。包装应达到以下要求：（1）能防止干制品吸湿回潮以免结块。包装材料在90%相对湿度中，每年水分增加量不超过2%。（2）能防止外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等入侵；（3）能不透外界光线；（4）贮藏、搬运和销售过程中具有耐久牢固的特点，能维护容