（一）干燥作用及原理
食品原料或半成品中含水分过多不仅增加运输费，且因使微生物活跃引发腐败或缩短保存期，故常要经干燥降低水分。水分活度是直接关系食品保藏性能的指标，是指食品表面的水蒸气压与同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。当水分活度大于0.95时，微生物繁殖很快，低于此值，繁殖就会受到抑制；等于或低于0.7，微生物的繁殖或其他生命活动几乎停止。
物料中的水分根据其在物料中与非水物的结合程度通常分为：构成水、邻近水、多层水和体相水。构成水和邻近水之和总称为单分子水，其蒸发、冻结、转移和溶剂能力均可忽略，也不能被微生物利用。它不可能用一般的干燥方法除掉，要除去这部分水分不但需耗用很大的能量，而且当这种水分被脱除后，必然会引起物料物理性质的变化。因此干燥时不需要也不应该除去这部分水。多层水可被蒸发，但蒸发时需吸收较多热量，且用一般的干燥方法难以完全脱除。体相水也称之为自由水，蒸发时吸收的热量与纯水近似，和普通水一样，可作为溶剂，用一般的干燥方法去除的主要就是这部分水。
干燥是指在自然条件或人工控制条件下脱除物料中水分的过程，是一种古老的单元操作之一，广泛应用于农业、食品、化工、医药等众多领域。干燥过程实质上就是物料的失水过程。干燥是利用物料内部水分不断向外表面扩散和表面水分不断蒸发来实现的。一般来说，内部扩散与外部蒸发同时发生，但两者的速度不一定时时相等。当扩散速度大于蒸发速度时，蒸发速度的快慢对干燥过程起着控制作用；反之，当蒸发速度大于扩散速度时，扩散速度的大小对干燥过程起着控制作用，称内部控制。合理的干燥工艺应该是使内部扩散速度等于或接近等于外部蒸发速度。
（二）干燥方法
干燥在食品工业中应用普遍，例如果蔬的干制、奶粉、酵母、麦芽、砂糖等的生产都离不开干燥。现代食品物料的干燥方法很多，常见的有热风干燥、喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥、红外干燥、微波干燥等，还有相继出现的两种或多种干燥技术相联合的组合干燥等。在实际生产过程中，常根据物料及其水分的性质、干燥介质的性质及其与物料的接触方式等因素来选择适宜的干燥方法。
1.热风干燥
热风干燥是最常见的食品干燥方法，以热空气为干燥介质，自然或强制地对流循环的方式与食品进行湿热交换，物料表面上的水分被汽化，使得物料内部和表面之间产生水分梯度差，使得物料内部的水分以气态或液态的形式向表面扩散。由于干燥介质是采用大气压下的空气，其温湿度容易控制，只要控制进口空气的温度，就可使食品物料免遭高温破坏的危险。采用这种干燥方法时，许多食品都会出现恒速干燥阶段和降速干燥阶段。热风干燥分为气流干燥法、流化床干燥法、喷雾干燥法等。
2.冷冻干燥
冷冻干燥是在高真空条件下，将冻结物料内的冰不经过融化直接升华为蒸汽，故冷冻干燥又称为冷冻升华干燥。
食品物料冷冻干燥时首先要将食品冻结，在冷冻过程中形成的冰晶体大小对干燥的影响很大。缓慢冻结时形成的冰晶体大，当升华时，就会立即留下多孔性通道，使水蒸气容易扩散，干燥速度快，但大冰晶会引起细胞膜和蛋白质变性，降低物料干制品的弹性和持水性。因此，冻结速度越快，物料内形成的冰晶体越小，升华时，空隙越小，干制品具有较好的复原性，但是干燥时不利于水蒸气的扩散，花费干燥时间长。冷冻干燥设备与一般常见的真空干燥机类似，但配有在真空度极低条件下保证冻结物料顺利地进行干燥的特殊设施，如制冷机及其冷凝器。因此，冻干技术更适合加工高附加值的食品原料、需要保持活性物质、高品质的食品，如水果、蔬菜、菇类、花粉等。
（三）食品干燥方法的选择
生产过程中，选择干燥方法时，通常要综合考虑干燥物料的种类、干制品的品质要求及干燥加工的成本并结合物料的形状以及它的分散性、水分含量、表面张力、黏附性能、热敏性以及其在干燥过程中的主要变化等来决定。干燥方法不同，最终的干制品质量相差较大。因此，干燥品的质量要求通常是选择干燥方法的主要依据。一般而言，所采用的干燥方法应具有干燥时间尽量最短、生产过程能耗低、生产费用少而产品品质最好、对原有营养成分损失少等优势。比如，水果橙汁和淀粉干制所选择的干燥方法不一样，橙汁粉的价格昂贵，而且干燥过程中易受热损害，所以橙汁粉的干燥应采用低温或真空干燥。
（四）物料在干燥过程中的变化
物料在干燥过程中，由于温度的升高、水分的去除，必然引发一系列的物理和化学变化。这些变化直接关系到干制品的质量和对储藏条件的要求，而且不同的干燥工艺变化程度也有差别。
1.物理变化
食品物料在干燥过程中发生的物理变化主要有：
（1）体积减小、重量减轻：一般新鲜原料干制后体积为原来的20%～35%，重量为原来的6%～20%，利于保藏和运输。
（2）表面变形：物料在干燥过程中不对称收缩引起变形翘曲、干缩、干裂。干缩是物料失去弹性的一种表现，是食品干制时最常见、最显著的变化之一。(www.xing528.com)
（3）硬化、难以复水：表面硬化是物料表面收缩和封闭的一种特殊现象。尤其是一些含有高浓度糖分和可溶性物质的食品中最容易出现表面硬化，是由于干燥过程中，物料表面温度很高，导致内部水分未能及时转移至物料表面，从而使表面迅速形成一层干燥薄膜或干硬膜。这种干硬膜的出现使得大部分残留水分保留在食品内，同时也降低了干燥速率。
（4）多孔性：食品物料在快速干燥时，伴随物料表面的硬化，其内部蒸汽压也迅速升高，促使物料形成多孔性的结构。膨化马铃薯片正是利用外逸的蒸汽来促使其发生膨化。多孔性的食品具有能迅速复水或溶解的优越性。
（5）溶质的迁移：在食品物料所含的水分中，一般都有溶解于其中的溶质如糖类、盐、酸、可溶性含氮物等。在干燥过程中，物料内部水分在向外部迁移时，可溶性溶质也随之向表面迁移。当溶液到达表面后，水分汽化逸出，溶质的浓度增加。在干燥速率较快时，溶质有可能堆积在物料表面，出现结晶析出的现象，或者成为干胶状导致形成干硬膜，堵塞毛孔而降低脱水速度。如果干燥速率较低，当靠近表层的溶质浓度升高时，溶质借助浓度差的推动力又可重新向物料的中心层扩散，使溶质在物料内部重新趋于均布。因此，可溶性溶质在干燥物料中的均匀分布程度与干燥工艺条件相关。
2.化学变化
物料在干燥过程中化学变化复杂，这些变化对干制品及其复水后的品质如色泽、风味、质地、黏度、复水率、营养价值和储藏期都有影响，其中最重要的变化是颜色变化、营养成分损失和风味的改变。
（1）颜色变化：食品的色泽随物料本身的物化性质而改变，干燥会改变食品的物化特性，使其反射、散射、吸收、传递可见光的能力发生变化，从而改变食品的色泽。食品中的天然色素包括花青素、类胡萝卜素、叶绿素、血红素等，这些色素对光、热等条件不稳定，易受加工条件的影响而发生变化，从而使食品色泽发生改变。比如发生在果蔬的干燥过程中的褐变现象，可分为酶促褐变和非酶褐变。
酶促褐变：是由于被切分后的果蔬，组织细胞被打破，其中含有的酚类化合物，在氧化酶和过氧化物酶的作用下发生氧化反应，生成醌类物质，再经一系列变化最后生成褐色物质（黑色素）。这种酶促褐变给干制品外观品质带来了不良后果，生产中常采用热烫、添加化学物质、抽空等预处理方法来解决。
非酶褐变：果蔬干燥过程中也会发生非酶褐变反应，主要包括以下三种。
a.美拉德反应：主要指还原糖和游离氨基酸或蛋白质链上氨基酸残基的游离残基发生的化学反应，故简称羰氨反应。该反应是食品在加热或长期储存时发生褐变的主要原因，反应产物中除了色素变化之外，还有风味和香气物质的改变。参加美拉德反应的只有还原糖，果蔬中氨基酸含量越高，反应生成的类黑色素越多。
b.糖的焦糖化：指糖分首先分解成各种羰基中间产物，然后再聚合反应生成褐色聚合物。
c.色素变色：果蔬中大都含有色彩丰富的色素物质，主要包括4类色素，即叶绿素、胡萝卜素、叶黄素和花青素。其中叶绿素和花青素不稳定，容易变色，如绿色果蔬在酸性和加热条件下，其富含的叶绿素容易脱镁，生成暗褐色的脱镁叶绿素；胡萝卜素和叶黄素较稳定，不易变色。
（2）营养成分损失：食品干燥去除水分，每单位质量干制食品中营养成分如蛋白质、脂肪和碳水化合物等的含量反而增加。食品物料在干燥过程中，矿物质和蛋白质则较相对比较稳定；糖类和维生素损失较多，其中维生素C被破坏最快。
蛋白质：蛋白质对高温敏感，高温下易变性降解，促使氨基酸和还原糖发生美拉德反应，形成褐色物质。另外，干燥过程中的高温，可能破坏蛋白质空间结构稳定的氢键、二硫键、疏水相互作用等，引起蛋白质的变性，产生硫味。
脂肪：高温干燥时脂肪氧化比低温时严重得多，因此，干燥含脂肪较多的物料时，应考虑添加一定量的抗氧化剂。比如，方便面加工中，事先添加抗氧化剂可以有效抑制脂肪的氧化。
糖类：果蔬中含有较多的碳水化合物，高温下这些物料易发生焦化，也会影响果蔬干制品的质地。而且，葡萄糖、果糖等不稳定，在高温长时间的条件下，易分解发生损失。
维生素类：水溶性维生素如维生素C和部分B族维生素容易发生氧化而损失掉，干制前的物料预处理条件及选用的脱水干燥方法对物料中维生素的含量有密切关系。例如，乳制品中维生素含量取决于其在原料乳内的含量及其在加工中可能保存的量。采用滚筒或喷雾干燥可较好地保存维生素A，但维生素C对热不稳定又易氧化，故在干制中会全部损失掉。如果选用升华和真空干燥，则可较好地保存维生素C。
（3）风味：在干燥过程中，食品物料中的挥发性成分比水更易发生逸散损失，因为醇类、酯类、醛类等的沸点更低。因此，干制品的风味物质比新鲜制品要少，而且可能还会产生一些特殊的蒸煮味。迄今为止，要完全阻止风味物质的逸散是几乎不现实的，通常采用三种方法来防止挥发性物质的损失：一是芳香物质的回收，即通过在干燥设备中增加冷凝回收装置，回收或冷凝外逸的蒸汽，再添加到干制食品中，从而尽可能地保存其原有的风味。也可从其他来源取得香精或风味制剂以弥补成品中风味的损耗，比如浓缩苹果汁生产线的浓缩环节，常配备有香气物质的回收精馏塔。二是采用低温干燥以减少香气物质的挥发。三是在干燥前预先添加包埋物质如树胶等（微胶囊技术），首先将风味物质包埋、固定，从而减少挥发性物质的逸散。
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