干燥对食品品质的影响

食品在干燥过程中因加热和脱水作用的影响，而发生一系列的变化，这些变化主要是食品物料内部组织结构的物理变化以及食品物料组成成分的化学变化。这些变化直接关系到干燥制品的质量和对贮藏条件的要求。

（一）食品干燥过程发生的物理变化

食品干燥过程中常出现的物理变化有干缩、表面硬化、热塑性和多孔性等。

1.干缩

食品干燥时，因水分被除去而导致体积缩小，组织细胞的弹性部分或全部丧失的现象称作干缩，干缩的程度与食品的种类、干燥方法及条件等因素有关。一般情况下，含水量多、组织脆嫩者干缩程度大，而含水量少、纤维质食品的干缩程度较轻。与常规干燥制品相比，冷冻干燥制品几乎不发生干缩。

干缩有两种情形，即均匀干缩和非均匀干缩。有充分弹性的细胞组织在均匀而缓慢地失水时，就产生了均匀干缩，否则就会发生非均匀干缩。干缩之后细胞组织的弹性都会或多或少地丧失掉，非均匀干缩还容易使干燥制品变得奇形怪状，影响其外观。

2.表面硬化

表面硬化是指干制品外表干燥而内部仍然软湿的现象。造成表面硬化的原因主要有两个方面：一是食品干燥时，其内部的溶质随水分不断向表面迁移和积累而在表面形成结晶硬化现象，如干制初期某些水果表面有含糖的黏质渗出物。这些物质会将干制品正在收缩的微孔和裂缝封闭，在微孔封闭和溶质堵塞的双重作用下，食品出现表面硬化。此时若降低食品表面温度使物料缓慢干燥，或适当“回软”再干燥，通常能减少表面硬化的发生。二是由于干燥初期，食品物料与加热空气气温差和湿度差过大致使食品表面温度急剧升高，水分蒸发过于强烈，内部水分向表面迁移的速度滞后于表面水分汽化速度，从而使表层形成一层干硬膜，造成物料表面硬化。后者与干燥条件有关，可通过降低干燥温度和提高相对湿度或减小风速来控制。

发生表面硬化之后，食品表层的透气性将变差，使干燥速度急剧下降，延长了干燥时间。另外，在表面水分蒸发后，温度也会大大升高，这将严重影响食品的外观质量。在某些食品中，尤其是某些含有高糖分和可溶性物质的食品，在干燥中最易出现表面硬化。

3.热塑性的出现

不少食品具有热塑性，即温度升高时会软化甚至有流动性，而冷却时变硬，具有玻璃体的性质。糖分及果肉成分高的果蔬汁就属于这类食品。例如橙汁或糖浆在平锅或输送带上干燥时，水分虽已全部蒸发掉，残留固体物质却仍像保持水分那样呈热塑性黏质状态，黏结在带上难以取下，而冷却时它会硬化成结晶体或无定形玻璃状而脆化，此时就便于取下。为此，大多数输送带式干燥设备内常设有冷却区。

4.物料内多孔性的形成

物料内部多孔的产生，是由于物料中的水分在干燥过程中被去除，原来被水分所占据的空间由空气填充而成为空穴，使干燥食品组织内部形成一定的空隙而具有多孔性。干燥食品孔隙的大小及均匀程度对其口感、复水性等有重要影响。

固体物料在减压干燥时，水分外逸迅速，内部能形成均匀的水分外逸通道和孔穴，具有较好的多孔状态；而常压干燥，由于水分的去除完全依赖于加热蒸发，易造成物料受热不均匀，形成表面硬化和不均匀的蒸发通道，使物料出现大量裂缝和孔洞，所以常压干燥对工艺条件及过程的要求非常严格。液体和浆状物料的干燥多利用搅拌产生泡沫以及使物料微粒化来控制其多孔的形成，泡沫的均匀程度、体积的膨胀程度以及微粒的大小决定了物料多孔性的优劣。

干燥前经预处理促使物料形成多孔性结构，有利于水分的扩散，提高物料的干燥率。不论采取何种干燥技术，多孔性食品能迅速复水和溶解，提高其食用的方便性，如方便面中的蔬菜包以及快餐食品等就有很好的复水性。多孔食品存在的问题是容易被氧化，储藏性能较差。

5.溶质迁移现象

食品在干燥过程中，其内部除了水分会向表层迁移外，溶解在水中的溶质也会迁移。溶质的迁移有两种趋势：一种是由于食品干燥时表层收缩使内层受到压缩，导致组织中的溶液穿过孔穴、裂缝和毛细管向外流动；另一种是在表层与内层溶液浓度差的作用下出现的溶质由表层向内层迁移。上述两种方向相反的溶质迁移的结果是不同的，前者使食品内部的溶质分布不均匀，后者则使溶质分布均匀化。干制品内部溶质的分布是否均匀，最终取决于干燥的工艺条件，如干燥速度。(www.xing528.com)

（二）食品干燥过程发生的化学变化

与新鲜食品相比，所有的食品在干燥过程中都会发生品质下降的变化，因此干燥工艺旨在最大限度地减少这些变化，并使加工效率最大化。食品干燥后最主要的变化是原有的香气和风味丧失严重，此外，食品的色泽和营养价值变化也很大。

1.干燥对香气和风味的影响

食品在脱水干燥时不仅失去水分，也使食品中的挥发性成分受到损失，因此大部分干燥食品的味道不如新鲜原料的味道。挥发性物质受损失的程度取决于温度、食品的含水量、挥发性物质的含量及它们在水蒸气中的溶解度。如牛乳失去极微量的低级脂肪酸，特别是硫化甲基，虽然它的含量仅亿分之一，但其制品却已失去鲜乳风味。即使低温干燥也会导致化学变化，而出现食品变味的问题。

要完全防止干燥过程中风味物质损失是比较难的。解决的有效办法是从干燥设备中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干燥食品中；或干燥前在某些液态食品中添加树胶和其他包埋物质将风味物微胶囊化以防止或减少风味损失；或添加酶类或活化天然存在的酶，促使食品中的风味前体物质形成风味物质。

2.干燥对色泽的影响

新鲜食品的色泽一般都比较鲜艳，干燥会改变食品反射、散射、吸收、传递可见光的能力，而使食品色泽发生变化。此外，食品中所含有的色素物质如类胡萝卜素、花青素、肌红素、叶绿素等也会在高温条件下发生变化，如变黄、变褐、变黑等，其中最常见的变色是褐变。干燥过程温度越高，处理时间越长，色素变化越显著。

促使干制品褐变的原因包括酶促褐变和非酶褐变。酶促褐变可通过钝化酶活性和减少氧气供给来防止，如氧化酶在71～73.5℃、过氧化酶在90～100℃的温度下即可被破坏，所以对原料进行热烫处理、硫处理或盐水浸泡处理等可以抑制酶促褐变。而焦糖化反应和美拉德反应是食品干制过程中常见的非酶褐变。前者反应中糖分首先分解成各种羰基中间物，而后再聚合反应生成褐色聚合物；后者为氨基酸和还原糖的相互反应，常出现于水果脱水干燥过程中。脱水干燥时高温和残余水分中的反应物质浓度对美拉德反应有促进作用。美拉德褐变反应在水分下降到20%～25%时最迅速，水分继续下降则它的反应速率逐渐减慢，当干燥品水分低于1%时，褐变反应可减慢到甚至于长期贮存也难以察觉的程度；水分在30%以上时褐变反应也随水分增加而减缓，低温贮藏也有利于减缓褐变反应速率。

另外，金属也能引起褐变。金属促进褐变作用由大到小的顺序依次为：铜、铅、铁、锡。单宁与铁作用产生黑色化合物，单宁与锡长时间加热生成玫瑰色化合物，单宁与碱作用易于变黑等。

3.干燥对营养价值的影响

高温干燥引起蛋白质变性，使干制品复水性差，颜色变深。蛋白质在热的作用下，维持蛋白质空间结构稳定的氢键、二硫键等被破坏，改变了蛋白质分子的空间结构而导致变性。此外，由于脱水作用使组织中溶液的盐浓度增大，蛋白质因盐析作用而变性。氨基酸在干燥过程中会与脂肪自动氧化或参与美拉德反应而发生损失。

虽然干燥食品的水分活度较低，脂酶及脂氧化酶的活性受到抑制，但是由于缺乏水分的保护作用，因而极易发生脂质的自动氧化，干燥温度升高，脂肪氧化严重，导致干燥食品变质。脂质氧化不仅会影响干燥食品的色泽、风味，而且还会促进蛋白质的变性，使干燥食品的营养价值和食用价值降低甚至完全丧失，因此应采取适当措施予以防止。这些措施包括降低贮藏温度、采用适当的相对湿度、真空包装、使用脂溶性抗氧化剂等。

按照常规食品干燥条件，蛋白质、脂肪和碳水化合物的营养价值下降并不是干燥的主要问题，各种维生素的破坏和损失才是非常严重的问题，直接关系到干燥食品的营养价值。高温条件下，食品中的维生素均有不同程度的破坏。维生素C和维生素B₁对热十分敏感；未经酶钝化处理的蔬菜，在干燥时胡萝卜素的损耗量高达80%，如果干燥方法选择适当，可下降至5%。

（三）食品干燥过程中组织特性的变化

经干燥的食品在复水后，其口感、多汁性及凝胶形成能力等组织特性均与新鲜食品存在差异。这是由于食品中蛋白质因干燥变性及肌肉组织纤维的排列因脱水而发生变化，降低了蛋白质的持水力，增加了组织纤维的韧性，导致干燥食品复水性变差，复水后的口感较为老韧，缺乏汁液。

食品干燥过程中组织特性的变化主要取决于干燥方法。以不同干燥方法干燥的鳕鱼肉的组织切片为例，常压空气干燥的鳕鱼肉复水后组织呈黏着而紧密的结构，仅有较少的纤维空隙，且分布不均匀，其组织特性与鲜鱼肉的组织特性相差甚大，在复水时速度极慢且程度较小，故口感干硬如嚼橡胶，凝胶形成能力基本丧失。真空干燥法干燥的鱼肉复水后，纤维的聚集程度较常压干燥的鱼肉低，且纤维间的空隙较大，因此，其组织特性要优于前者。而采用真空冻干法干燥的鳕鱼肉在复水后，基本保持了冻结时所形成的组织结构，因此，冻干鳕鱼肉的复水速度快且程度高，口感较为柔软多汁，且有一定的凝胶形成能力。