食品工艺学干燥思考题

食品工艺学作业 干燥 1、2、3食品工艺学“干燥1”思考题 水分活度的概念衡量水结合能力的大小或区分自由水和结合水，可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，将食品中水的逸度与纯水的逸度之比成为水分活度AW。2 食品中水分含量和水分活度有什么关系？说明原因 食品中MSI（水分吸附等温线）表示食品平衡水分含量与外界空气相对湿度（或AW）之间的关系。高水分食品的MSI呈反L形，低水分食品的呈反S形。等温线可分为I、II、III三个区域，I区是强烈吸附和最少流动的，这部分水通过离子或偶极相互作用与可接近的记性部位结合，在-40下不冻结，可作为固体的一部分。相当于单层水分含量，所占总水量极小部分，约1%以下。II区水通过氢键与相邻的水分子和溶质分子地和，相当于多层吸附水，流动性比体相水差，大部分在-40下不能结冰，与I区通常在总水量的5%以下，III区是在凝胶或细胞体系中被物理截留的体相水，可以冻结，类似于自由水，易被脱水除去。通常占总水量的95%以上。3 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？各种微生物都有它自己生长最旺盛的适宜Aw。AW下降，他们的生长率也下降，最后，Aw还可以下降到微生物停止生长的水平。Aw能改变微生物对热、光和化学试剂的敏感性。一般情况下，在高Aw是微生物最敏感，在中等Aw下最不敏感。微生物在不容的生长阶段所需的Aw值也不同。水分活度对酶活性的影响主要通过以下途径：水作为运动介质促进扩散作用；稳定内的结构和构象；水是水解反应的底物；破坏极性基团的氢键；从反映复合物中释放产物。酶活性随Aw的提高而增大，通常在0.75-0.95的范围内酶活性达到最大。在Aw0.65时，酶活性减低或减弱，但要抑制酶活性，Aw应在0.15以下。4 食品水分活度受到哪些因素影响? 影响食品Aw大小的因素通常取决于食品中水分存在的量、温度、水中溶质的浓度、食品成分、水与非水部分结合的强度等。5 简述吸附和解吸等温线的差异及原因。视频在相对湿度高的环境中吸附水时Aw和水分含量的关系符合MSI，但在解吸时如湿食品被干燥时或在相对湿度低的环境下释放出水分时，以水分含量与Aw作图可得到解析等温曲线，其形状与MSI相似，但这两条等温线，除首尾两端之外并补重合，根据两条曲线的相对位置，在相同水分含量下，解吸曲线中Aw比MSI中要低，这种现象称为吸附滞后现象，想成了MSI滞后环。引起MSI滞后现象可以理解为食品重新溪水时与谁的结合力减弱了。造成这种现象的原因也曾提出了几种定性解释或假设：一为这种现象是由于毛细管力在多空的食品中起作用，即在干燥过程中表面张力起到在孔中持水的作用，从而使水分含量稍高；另一种假设是在获得水或失去水时，体积膨胀或收缩引起吸收曲线中这种可见的滞后现象。确切的解释目前还没有形成，可能由多种因素引起，包括肿胀现象、介稳定局部结构小区、化学吸着、相转变、毛细管现象以及随温度下降非平衡状态逐渐持久。食品工艺学“干燥2、3”思考题1 什么是导湿性和导湿温性？简述食品干燥机制导湿性：干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有水分蒸发，而后水蒸气从食品表面向周围介质中扩散，此时表面湿含量比无聊中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。同时，食品高分子区水分就会向低水分区扩散或转移。这种由于水分梯度使得食品水分从高水分向低水分处转移或扩散的现象常称为倒是现象，也可称它为导湿性。导湿温性：在空气对流干燥中，食品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。这种由温度梯度引起的导湿温现象被称为导湿温性。食品干燥机制：干制过程中，物料表面水分蒸发到周围介质中，引起的水分差使物料内部水分向表面转移，因此表面和内部水分都在不断减少。同时热空气环境中的热量首先传到食品表面，温度差使热量由表面进一步传到每部，随着时间延长，最终达到内外温度相同。2简述干制过程中食品水分含量、干燥速率和食品温度的变化，画出曲线图水分含量变化： AB食品预热，水分开始蒸发，下降缓慢 BC温度梯度减小或消失，水分快速迁移蒸发，快速下降 C多层吸附水，水分下降缓慢 DE水分减少趋于停止或含量达到平衡。干燥速率变化： A”B”水分开始蒸发，速率上升 B”C”到达B”时达到最大值，此时水分转移与蒸发达到平衡，速率不变。 C”第一临界水分点，物料表面不再完全干燥 C”D”汽化物料结合水分，随表面水分降低，速率下降。 D”物料表面已干，水分较难通过干燥表面蒸发，阻力增大，速率下降更快，直到E”点终止。食品温度变化： AB食品初期加热阶段 BCB吸收热量全部用于蒸发，干燥速率不变 CD蒸发减少，热量剩余，温度升高 DE温度上升，直到干燥达到平衡，E温度与环境相同。3 如果想要缩短干燥时间，该如何控制干燥过程？1）恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温度。2）降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品表面过度受热。要降低干燥介质的温度，务使食品温度上升到干球温度时不致超出导致品质变化。3）干燥末期，干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。一般达到与当时介质温度和相对湿度条件相适应的平衡水分4 在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，是什么原因，如何控制？ 紫菜片为低水分食品，其表面蒸汽压较低。南方空气相对湿度较大，因而空气蒸汽压较大，因此环境中的水蒸气不断向物料表面扩散，而物料则从其表面附近空气中吸收水蒸气而增加水分，直至蒸汽压平衡。因此导致紫菜片水分含量较高，使潜藏在紫菜片中的微生物复苏，进而生长繁殖。5 干制条件主要有哪些？它们如何影响湿热传递过程的？（如果要加快干燥速率，如何控制干制条件） 1) 温度：提高空气温度，传热介质与食品间温差加大，热量向食品传递的速率越大，水分蒸发扩散速率越大，干燥加快。2) 空气流速：空气流速越大，气膜越薄，越有利于增加干燥速率。3) 空气相对湿度：空气相对湿度越低，食品表面和干燥空气间的蒸汽压差越大，外部质量传递的推动力越大，干燥速率越快。4) 真空度：真空条件下，水沸点下降，相同温度加热干燥，水分蒸发快。6 影响干燥速率的食品性质有哪些？它们如何影响干燥速率？ 1）表面积水分子从食品内部必须行走的距离决定了食品干燥速度的快慢，表面积越大，料层厚度越薄，越有利于干燥。2）组分定向食品微结构的定向影响水分从食品内转移的速率。水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。3）细胞结构细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去。活的动植物是具有细胞结构的活性组织，在其细胞间、细胞内均维系着一定的水分，具有一定的膨胀压，以保持其组织的饱满与新鲜状态，细胞死后，失去对水分的保护作用。4）溶质的类型和浓度食品的组成决定了干燥时水分子的流动性，特别是含水分低的时候，食品中溶质与水作用，会抑制水分子的流动性，降低水分转移速率。溶质的存在也提高了沸点，影响水分的企划。因此溶质浓度越高，维持水分子的能力越大，相同条件下干燥速率下降。7 食品在干制过程中有那些变化? 物理变化：干缩、干裂；表面硬化；多孔性；热塑性；溶质迁移化学变化：1）营养成分变化：蛋白质变性、褐变、二硫键破坏；脂肪氧化；碳水化合物分解耗损；维生素氧化损失2）色素变化引起褐变3）风味变差8 食品的复水性和复原性概念 复水性：是指新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示，或用复水比、负重系数等来表示。复原性：是指干制品重新吸收水分后在重量、大小、形状、质地、颜色、风味、结构、成分以及其他可见因素（感官评定）等各方面恢复原来新鲜状态的程度。