0.8
1.0
Aw<0.65霉菌被抑制，在0.9左右霉菌生长最旺盛。
（2）水分活度对酶活力的影响
0.2
0.4 Aw
0.6
0.8
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。Aw<0.15才能抑制酶活性。
（3）水分活度对氧化反应的影响
Aw在0.4左右时，氧化反应较低，这部分水被 认为能结合氢过氧化物，干扰了它们的分解，于 是阻碍了氧化的进行。 另外这部分水能同催化氧化的金属离子发生水 化作用，从而显著地降低了金属离子的催化效率。 当水分超过0.4时，氧化速度增加。认为加入 的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更 多的催化部位，从而加速了氧化。
0.95~0.91
0.91~0.87 0.87~0.80
0.80~0.75 0.75~0.65 0.65~0.60 0.5 0.4 0.3 0.2
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
Aw<0.85微生物生长受抑制。水分活度较高的情况下 微生物繁殖迅速，
水分活度对霉菌生长的影响
0.2
0.4
Aw
0.6
（2） 水分活度大小的影响因素
影响水分活度的因素主要有食品种类、水分含量、 食品中溶质种类和浓度及温度：
• • • •
取决于水存在的量； 温度； 水中溶质的种类和浓度； 食品成分或物化特性； 水与非水部分结合的强度
2. 水分活度对食品保藏性的影响
（1）水分活度和微生物生长活动的关系 （2）水分活度对酶活力的影响 （3）水分活度对化学反应的影响
第二章 食品干制
概述
第一节 食品干藏原理
第二节 食品干燥机制
第三节 干制对食品品质的影响
第四节 食品的干制方法
第五节 干制品的包装和贮藏
概述
1. 食品的脱水加工（ dehydration）
1.1 脱水加工就是从食品中去除水分
日常生活中如日晒稻谷，风干鱼肉，油炸油条， 烤烧饼、面包等，这些加工都会使食品失去水分。
I温= -Kγ0δ（∂ θ/ ∂n）
I温 —— 物料内水分转移量，单位时 间内单位面积上的水分转移量（kg/ m 2· h） K —— 导湿系数（m2 / h） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干 物质重量（kg/m3 ） δ—— 湿物料的导湿温（1/℃） “—”负号表示水分转移的方向与水分 梯度的方向相反； 内 θ θ +Δθ
（1）水分活度和微生物生长活动的关系
大多数新鲜食品的水分活度在0.98以上，适合各种微生物生 长（易腐食品）。 大多数细菌生长繁殖所需的最低aw都在0.94-0.99，肉毒杆 菌在低于0.95就不能生长。大多数霉菌生长繁殖所需的最低 aw都在0.8-0.94。 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0.6，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。
• 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋 势（逸度）来反映， • 我们把食品中水的逸度与纯水的逸度 之比称为水分活度 AW（water activity)
1. 水分活度
f —— 食品中水的逸度 —— 纯水的逸度
Aw = ——
f0 水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽 压来表示，在常压（低压）或室温时，f/f0 和P/P0之差非常小（<1%），故用P/P0来定 义AW是合理的。
但是有些操作并不仅仅是为了去除水分，应 还有其他的作用，如油炸是为了脆，烤是为了香 脆或酥，因而人们不认为这些操作是食品脱水的 一种主要形式。
1.2 脱水加工的类型 • 依据脱水的程度，脱水加工可以分为两种类型:
产品是液态，其中水分含量较高>15% ——浓缩 (concentration)。
如浓缩果汁40~70% 产品是固体，最终水分含量低<15% ——干燥 (drying) 。 如桔子粉,奶粉,粉状咖啡
（1） 水分梯度
若用M 表示等湿面湿含量或水分含量 （kg/kg干物质），则沿法线方向相距 Δn的另一等湿面上的湿含量为M+ΔM ， 那么物体内的水分梯度grad M 则为： gradM= lim （ ΔM /Δn）= ∂M / ∂n
Δn→0
M+Δ M
M
I grad M
M— 物体内的湿含量， kg/kg干物质 Δn—物料内等湿面间的垂直距离（m）
（1）水分梯度ΔM
干制过程中潮湿食品表面水分受热后 首先有液态转化为气态，即水分蒸发， 而后，水蒸气从食品表面向周围介质 扩散，此时表面湿含量比物料中心的 湿含量低，出现水分含量的差异，即 存在水分梯度。水分扩散一般总是从 高水分处向低水分处扩散，亦即是从 内部不断向表面方向移动。这种水分 迁移现象称为导湿性。
4.食品干藏的特点
• 自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用低；但 时间长、受气候条件影响；
• 人工干制，不受气候条件限制，操作易于控制，干 制时间显著缩短，产品质量显著提高；但需要专用 设备，能耗大，干制费用大； • 人工干制技术仍在发展，高效节能。
• 在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一种食品 加工方法，并已发展成为食品加工中的一种重要保 藏方法。
（1）定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和 蒸汽压）。
水分活度数值的意义
• Aw =1的水就是自由水(或纯水），可以被利用的 水；
• Aw <1的水就是指水被结合力固定，数值的大小 反映了结合力的多少； • Aw越小则指水被结合的力就越大，水被利用的程 度就越难； 水分活度小的水是难以或不可利用的 水；
食品中水分活度与微生物生长关系
范围 aw 1.0~0.95 在此范围内的最低水分活度一般所 能抑制的微生物 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志 贺氏菌属、克霍伯氏菌属、芽孢杆 菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些 酵母 沙门氏杆菌属、 溶副血红蛋白弧菌、 肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、 乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、 酵母（红酵母、毕赤氏酵母） 许多酵母（假丝酵母、球拟酵母、 汉逊酵母） 、小球菌 大多数霉菌（产生毒素的青霉菌） 、 金黄色葡萄球菌、大多数酵母菌属 （拜耳酵母） SPP、 德巴利氏酵母菌 嗜旱霉菌（谢瓦曲霉、白曲霉、 Wallemia Sebi） 、二孢酵母 耐渗透压酵母（鲁酵母） 、少数霉菌 （刺孢曲霉、二孢红曲霉） 微生物不增值 微生物不增值 微生物不增值 微生物不增值 微生物不增值 在此水分活度范围的食品 极易腐败变质（新鲜）食品、罐头水果、蔬菜、肉、 鱼以及牛乳；熟香肠和面包；含有约 40%（w/w）蔗 糖或 7%氯化钠的食品 一些干酪（英国切达、瑞士、法国明斯达、意大利菠 萝伏洛） 、腌制肉（火腿） 、一些水果汁浓缩物；含有 55%（w/w）蔗糖或 12%氯化钠的食品 发酵香肠（萨拉米） 、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、 含 65%（w/w）蔗糖（饱和）或 15%氯化钠的食品 大多数浓缩水果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和 水果糖浆、面粉、米、含有 15~17%水分的豆类食物、 水果蛋糕、家庭自制火腿、微晶糖膏、重油蛋糕 果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一 些棉花糖 含有约 10%水分的燕麦片、颗粒牛扎糖、砂性软糖、 棉花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、一些果干、坚果 含约 15~20%水分的果干、一些太妃糖与焦糖；蜂蜜 含约 12%水分的酱、含约 10%水分的调味料 含约 5%水分的全蛋粉 含约 3~5%水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等 含约 2~3%水分的全脂奶粉、 含约 5%水分的脱水蔬菜、 含约 5%水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
I
Δn
表面
图 温度梯度下水分的流向
3. 干制水分总量
干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度 和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿 性和导湿温性共同作用的结果。
• I总=I湿+I温
两者方向相反时：
•
当I湿﹥ I温， I总=I湿- I温
以导湿性为主，物料水分将按照水分减少方向转 移；导湿温性为次要因素；
•
当I湿﹤ I温， I总= I温- I湿
水分随热流方向转移（并向物料水分增加方向发 展），水分向外扩散则受阻。
二、 干制过程的特性
食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少， 干燥速率变大后又逐渐变低，食品温度也在不断 上升。
1.干燥曲线 （1） 水分含量曲线 （2） 干燥速率曲线 （3） 食品温度曲线
2. 干燥的目的
• 减小食品体积和重量；一般重量变为原来的
1/8~1/2左右，节省包装、贮藏和运输费用，带来 了方便性； • 降低食品中水分含量，使食品易于贮藏，延长保 藏期。
3. 食品干燥保藏
• 是指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的 水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保 持低水分可进行长期贮藏的方法。 • 这种方法是从自然界各种现象中认识和从实践中 得到的，如稻谷、 麦子、玉米、豆类、水果、蔬 菜等。
•依据脱水原理的不同，食品脱水加工的类型有： 在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组 分的蒸汽压不同而分离去除水分至固体或半固体；
如浓缩，干燥 依据食品分子大小不同，用膜来分离水分; 如超滤、反渗透等，主要是用于浓缩
• 食品干制：是指在尽可能不改变食品风味
的前提下，利用各种方法脱除食品中的水 分，使其降低到一定水平，并保持低水分 状态，以延长食品的贮藏期或改善食品加 工品质的过程。
导湿系数K在干燥过程中并非稳定不变，它随着 物料水分含量和温度而异。
2. 导湿温性
• 干燥时，物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部 会建立一定的温度梯度。温度梯度将促使水分（不论液 态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿 温性。 • 导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象。 • 高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但将促使水 蒸汽压上升，高温区水蒸汽压 大于低温区；此外，高温 区毛细管内水分还将受到挤压空气扩张的影响，结果使 毛细管内水分顺着热流方向转移。