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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 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。

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,

(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/100 Aw --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 普通霉菌

0.87 0.80

耐干燥细菌 耐渗透细菌

0.65 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。
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。
0.2 0.4 0.6 0.8 Aw

(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810%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1.013×105 Pa (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 器原有特性,包装容器在30—100厘米高处落下120—200次而不 会破损,在高温、高湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂;

(5)包装的大小、形状和外观应有利于商品的销售;
(6)和食品相接触的包装材料应符合食品卫生要求,并且不会导 致食品变性、变质;

(7)包装费用应做到低廉或合理。
干制品的包装容器 ①纸箱和盒 ②塑料袋 ③金属罐 ④玻璃瓶

二、果蔬干制品常见的质量问题分析 (一)果蔬在干燥过程中的变化 1、体积缩小、重量减轻 果品蔬菜干制后,体积和 重量明显减小。一般体积约为原料的20%~35%,重量 约为原料的10%~30%。 2、色泽的变化 果蔬在干制过程中(或干制品在贮藏 中)色泽的变化包括 三种情况: 一是果蔬中色素物质的变化; 二是褐变(酶褐变和非酶褐变)引起的颜色变化; 三是透明度的改变。 ⒈色素物质的变化 果蔬中所含的色素,主要是叶绿素 (绿)、类胡萝卜素(红、黄)、黄酮素(黄或无色)、 花青素(红、青、紫)、维生素(黄)等。

绿色果品蔬菜在加工处理时,由于与叶绿素共存的蛋白质 受热凝固,使叶绿素游离于植物体中,并处于酸性条件下,这样 就加速了叶绿素变为脱镁叶绿素,从而使其失去鲜绿色而形成褐 色。将绿色蔬菜在干制前用60℃~75℃热水烫漂,可保持其鲜绿 色 但在加热达到沸点时,叶绿素容易被氧化。如菠菜。烫漂 用水最好选用微碱性,以减少脱镁叶绿素的形成,保持果蔬鲜绿 色。用稀醋酸铜或醋酸锌溶液处理,能较好地保持其绿色。叶绿 素在低温和干燥条件下也比较稳定。因此,低温贮藏和脱水干燥 的果蔬都能较好地保持其鲜绿色。 花青素在长时间高温处理下,也会发生变化。如茄子的 果皮紫色是一种花青甙,经氧化后则变成褐色;与铁、铝等离子 结合后,可形成稳定的青紫色络合物;硫处理会促使花青素褪色 而漂白;花青素在不同的PH中会表现不同颜色;花青素为水溶性 色素,在洗涤、预煮过程中会大量流失。

⒉褐变 果蔬在干制过程中(或干制品在贮藏中),常现颜色变黄、变 褐甚至变黑的现象,一般称为褐变。按产生的原因不同,又分为 酶褐变和非酶褐变。 ⑴酶褐变 在氧化酶和过氧化物酶的作用下,果蔬中单宁氧化 呈现褐色。如制作苹果干、香蕉干等在去皮后的变化。 可见要防止褐变,就应从果蔬中单宁含量、氧化酶、过氧化 物酶的活性以及氧气的供应等方面考虑。如果控制其中之一,则 由单宁所引起的氧化变色即可受到抑制,获得良好的保色效果。 单宁是果疏褐变的基质之一,其含量因原料的种类、品种及 成熟度不同而异。就果实而言一般未成熟的果实单宁含量远多于 同品种的成熟果实。因此,在果品干制时,应选择含单宁少而成 熟 的 原 料 。 氧 化 酶 在 71℃—73.5℃ , 过 氧 化 物 酶 在 90℃— 100℃的温度下,5分钟即可遭到破坏。因此,干制前,采用沸水 或蒸气进行热处理、硫处理,都可因破坏酶的活性而抑制褐变。

⑵非酶褐变 不属于酶的作用所引起的褐变,均属于非酶褐变。 非酶褐变的原因之一是,果疏中氨基酸游离基和糖的醛基作 用生成复杂的络合物。羟基呋喃甲醛很容易与氨基酸及蛋白质化 合而生成黑蛋白素 。 这种变色快慢程度取决于氨基酸的含量与 种类、糖的种类以及温度条件。 黑蛋白素的形成与氨基酸含量的多少呈正相关。例如苹果干在 贮藏时比杏干褐变程度轻而慢,是由于苹果干中氨基酸含量较杏 干少的缘故;富含氨基酸(0.14%)的葡萄汁比氨基酸含量较少 (0.034%)的苹果汁褐变迅速而强烈。在各种氨基酸中,以赖 氨酸、胱氨酸及苏氨酸等对糖的反应较强。 糖类中,参与黑蛋白素形成反应的只是还原糖,即具有醛基 的糖。蔗糖无醛基,因此不参与反应 黑蛋白素形成与温度关系极大,提高温度能促使氨基酸和 糖形成黑蛋白素的反应加强。因此,低温贮藏干制品是控制非酶 褐变的有效方法。

此外,重金属也会促进褐变,按促进作用由小到大的顺序 排列为:锡、铁、铅、铜。如单宁与铁生成黑色的化合物;单宁与 锡长时间加热生成玫瑰色的化合物。单宁与碱作用容易变黑。硫处 理对非酶褐变有抑制作用,因为二氧化硫与不饱和的糖反应形成磺 酸,可减少黑蛋白素的形成
(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 被排除,使干制品呈半透明状态。因而干制品的透明度决定于果疏 中气体被排除的程度。 气体愈多,制品愈不透明,反之,则愈透明。干制品愈透明, 质量愈高,这不只是因为透明度高的干制品外观好,而且由于空气 含量少,可减少氧化作用,使制品耐贮藏。干制前的热处理即可达 到这个目的。

4、营养成分的变化 果疏干制中,营养成分的变化虽因 干制方式和处理方法的不同而有差异,但总的来说,水分减少较 大,糖分和维生素损失较多,矿物质和蛋白质则较稳定。

5、表面硬化现象
水分外扩散远远超过内扩散,则原料表面会过度干燥而形 成硬壳,降低制品的品质,阻碍水分的继续蒸发。

6、物料内多孔性的形成

果蔬干制品加工工艺流程

(二)、包装前的处理
1、筛选分级 不同干制品有不同的等级标准,应当根据其标准要求进行分 级,以充分体现优质优价。分级常根据产品色泽、形态(粉状者 为细度)、气味、杂质、斑点和水分等指标构成的标准进行,一 般可将产品分为优级品、一级品、二级品和等外品。分级的方法 有手工法和过筛法。 2、回软 通常称均湿或水分的平衡,其目的是使干制品变软,使水分均 匀一致。 回软的方法是在产品干燥后,剔除过湿、过大、过小、结块及 细屑,待冷却后,立即堆集起来或放于大木箱中,密封,使水分 达到平衡。

3、压块
蔬菜干制后,质量大大减轻,但体积减小程度相对 较少。其制品体积膨松、容积大、不利于包装和贮运, 且间隙内空气多,产品易被氧化变质。所以,蔬菜干制 品在包装前常需压块。 一般脱水蔬菜压块是在脱水的最后阶段,温度为 60℃—65℃时进行。若干燥后产品已经冷却,压块时则 易引起破碎,故在压块之前常需喷以热蒸气,然后立即 压块。喷气压块的蔬菜,应与等量的生石灰同贮,以降 低产品的含水量。生产中,脱水蔬菜从干制机中取出以 后不经回软便立即趁热压块。

4、防虫处理
干制品中常混杂有虫卵,若包装破损或产品回潮,可发生虫害,故应对干 制品进行防虫处理。防虫的方法有以下几种: ㈠低温贮藏 将产品贮藏在2℃-10℃条件下,抑制虫卵发育,推迟虫害的出 现。 ㈡热力杀虫 将果蔬干制品在 75℃-80℃温度下处理 10min-15min 后立即包 装,可杀死昆虫和虫卵。对于干燥过度的果蔬,可用蒸气处理2min-5min,不 仅可杀虫,还可使产品肉质柔软,改进外观。 (三)熏蒸剂杀虫 常用的熏蒸剂有二氧化硫、二硫化碳、氯化苦和溴代甲烷等。将上述熏蒸 剂在密闭的容器或仓库内熏蒸一定时间,可杀死害虫及虫卵。熏蒸剂不仅对 昆虫具有毒性,而且对人类也有毒,使用时应戴防毒面具,并注意用高压贮 液桶盛装熏蒸剂,使用时由高压贮液桶直接向熏蒸室内输送熏蒸剂。熏蒸剂 的使用,常在包装前进行,特别是晒干的果蔬制品,因带有较多昆虫及虫卵, 常在离开晒场前就进行熏蒸。果蔬干制品贮藏过程中,还常定期进行熏蒸, 以防虫害发生。

3、熏蒸剂杀虫 常用的熏蒸剂有二氧化硫、二硫化碳、氯化苦和溴 代甲烷等。将上述熏蒸剂在密闭的容器或仓库内熏蒸一 定时间,可杀死害虫及虫卵。熏蒸剂不仅对昆虫具有毒 性,而且对人类也有毒,使用时应戴防毒面具,并注意 用高压贮液桶盛装熏蒸剂,使用时由高压贮液桶直接向 熏蒸室内输送熏蒸剂。熏蒸剂的使用,常在包装前进行, 特别是晒干的果蔬制品,因带有较多昆虫及虫卵,常在 离开晒场前就进行熏蒸。果蔬干制品贮藏过程中,还常 定期进行熏蒸,以防虫害发生。


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