食品用實驗室噴霧干燥機

食品干藏是指利用自然條件或人工控制的方法出去食品中一定數(shù)量的水分，以抑制食品種微生物的生長繁殖、酶的活性和食品理化成分的變化，增長食品儲藏性能的保藏方法。干藏主要包括自然干藏（如曬干、風(fēng)干等）和人工干藏（如熱風(fēng)干燥、真空干燥、滲透壓脫水、冷凍干燥等）。干藏食品具有水分活度低，保質(zhì)期長，食品質(zhì)量減輕，體積縮小，節(jié)省包裝和運輸費用，便于攜帶，有利于商品流通等特點。

食品干藏具有悠久的歷史，人類很早就利用自然陽光來風(fēng)干谷類、果蔬及肉制品，以延長起儲藏期，如水稻、玉米、葡萄干、風(fēng)干肉等。自然干燥耗費能源低、所需設(shè)備少、加工成本較低，但缺點就是生產(chǎn)效率低，需要大面積的曬場，且容易受灰塵、昆蟲、鼠類的危害，產(chǎn)品質(zhì)量、衛(wèi)生安全較難保證。

歐洲工業(yè)革命以來，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，人工干藏技術(shù)很快發(fā)展起來，早采用的人工控制加熱干燥方法是烘、焙、炒，以后發(fā)展了熱風(fēng)隧道式干燥器以及氣流式、流化床式和噴霧式干燥。人工控制干燥具有快速、衛(wèi)生、質(zhì)量好、工業(yè)化生產(chǎn)等有點，但是其能耗大、成本較高。

一、食品水分與食品儲藏性能

1、食品水分的存在形式

食品中水分的存在形式主要包括自由（游離）水分子和結(jié)合水分子。

（1）結(jié)合水分子

食品中親水基團、帶電離子和水分子結(jié)合發(fā)生水合作用，使水分子受到一定的束縛，這部分被束縛的水分稱為結(jié)合水。水分子是極性分子，其中的氫原子帶有正電荷，如果遇到電負性大的、帶有孤對電子的原子，氫就會被該原子的電子云所吸引，使水分子與該原子形成氫鍵，結(jié)合水具有不能作為溶劑，難以通過干燥排除，無法被微生物、酶和化學(xué)反應(yīng)所利用等特點。

（2）自由水分子

食品中的水分，除了結(jié)合水外，統(tǒng)稱為自由水。自由水主要包括細胞內(nèi)可自由流動的水分，細胞組織結(jié)構(gòu)中的毛細管水分，生物細胞器、膜所阻流的滯化水。自由水的特點是可以作為溶劑，已蒸發(fā)排除，可被干燥，能被微生物、酶和化學(xué)反應(yīng)所利用。

微波干燥效果更佳，更快，更容易控制溫度、速度、時間，上海繼譜在這方面尤其擅長。

2、食品水分的表示方法

根據(jù)水分在食品中的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和對食品儲藏性能的影響，一般分為水分含量和水分活度兩種表示方法。

（1）食品的水分含量（平衡水分）根據(jù)熱力學(xué)原理，食品內(nèi)部的水蒸氣總是要與外界中的水蒸氣壓保持平衡狀態(tài)，如果不平衡，食品就會通過水分子的蒸發(fā)或吸收達到平衡狀態(tài)。當(dāng)食品內(nèi)部的水蒸氣壓與外界空氣的水蒸氣壓在一定溫、濕條件下達成平衡時，食品的含水量保持一定的數(shù)值，這一數(shù)值即為食品的含水量或視頻的平衡水分，一般用百分數(shù)來表示。食品的含水量通常用干基和濕基兩種方法表示：干基就是水分占食品物干物質(zhì)質(zhì)量的百分比，濕基就是指水分占含水食品質(zhì)量的百分比。

（2）水分活度

食品的水分有結(jié)合水分和游離水分，但只有游離水分才能被微生物、酶和化學(xué)反應(yīng)所利用，可稱之為有效水分。食品中的水分，無論是結(jié)合水還是自由水，

都受到不同程度的束縛，被束縛的程度越大，則從溶液中逃逸出來形成水蒸氣的趨勢就越小。為了定量說明水分子在視頻中被束縛的程度，通常用水分活度表示。

食品中水的逃逸速度和純水的逃逸速度之比即為水分活度，它反映了視頻中的水分被束縛的程度。

水分活度的大小取決于：水存在的量、溫度、水中溶質(zhì)的濃度、食品成分、水與非水部分結(jié)合的強度。其值一般在0~1之間，純水的值為1，食品中有一部分水分是以結(jié)合水的形式存在，而結(jié)合水的蒸汽壓遠遠低于純水的蒸汽壓，因此，食品的水分活度一般都小于1，食品中結(jié)合水含量越高，水分活度越低。

水分活度一定的情況下，使用小型實驗室噴霧干燥機的效果更加。

3、水分與食品儲藏性能

微生物是造成食品爛掉、降低食品儲藏性能的主要因素。而微生物的生命活動離不開水，微生物細胞通過細胞膜和細胞壁從環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)、向外排泄代謝物都需要水作為溶劑或者媒介質(zhì)。

食品在儲藏中的質(zhì)量比那話與食品水分的關(guān)系十分密切，一般情況下，水分含量高的食品有利于微生物的圣戰(zhàn)反之和發(fā)揮食品固有酶的活性，使食品儲藏穩(wěn)定性降低，但食品的穩(wěn)定性與水分的百分含量卻并不*有必然的聯(lián)系，具有相同含水量的不同食品，在儲藏中的穩(wěn)定性卻不一樣。另外，有些食品，其含水量不同，但儲藏穩(wěn)定性卻很接近。這些現(xiàn)象說明單純用水分含量高低來表示食品儲藏穩(wěn)定性是不確切的，食品加工儲藏過程中決定食品品質(zhì)和性狀的主要是水的性質(zhì)、狀態(tài)和可被利用的程度。

衡量食品儲藏穩(wěn)定性時，水在食品中的“狀態(tài)”可能比其在食品中的含量更重要。直到20世紀50年代末，水分活度概念的出現(xiàn)，更能反映食品中存在的水分的性質(zhì)，水分活度被證明是決定食品品質(zhì)和穩(wěn)定性的重要因素之一。不同的食品，其水分含量不同，水分活度相近，如從含水量在70%左右的肉、魚、蛋到含水量高于90%的新鮮水果、蔬菜，其水分活度大多都在0.97左右。通常食品水分含量與水分活度呈正相關(guān)關(guān)系，也有一些食品，其水分活度相近，水分含量卻在比較大的范圍內(nèi)變動。

水分活度與微生物、酶等生物、理化反應(yīng)的關(guān)系的研究越來越多，水分活度廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。普遍認為，水分活度的大小能確切地反映干燥食品的儲藏性能。

水分活度也一定程度的反映了干燥的效率和效果，水分程度越高，微波干燥的效果就越凸顯，水分含量在百分之五以上的食品，使用微波的成本性價比合適，上海繼譜在這塊擁有十多年的行業(yè)經(jīng)驗，積累了大量的經(jīng)驗，歡迎各行朋友過來參觀考察和實驗。

二、干燥對微生物和酶活性的影響

1、低水分活度對微生物的抑制作用

水是一切生物體生命活動*的物質(zhì)，微生物需要一定的水分才能維持一系列正常代謝活動。食品經(jīng)干制后，其水分含量、水分活度降低。抑制了微生物的生命運動。各種微生物生長所需的低水分活度不同，下表即表2列舉了抑制微生物生長繁殖的低水分活度，一般情況下，細菌生長波霉菌生長需要更高的水分活度，革蘭陰性菌對水分活度的要求比革蘭陽性細菌高。絕大多數(shù)爛掉細菌在水分活度低于0.91時就無法生長，而霉菌在水分活度低至0.8時均能生長。

一般把水分活度0.70~0.75作為微生物生長的下限值，但微生物對低水分活度的耐受性和其他因素有關(guān)。一般而言，環(huán)境條件越差（如營養(yǎng)物質(zhì)，pH值，氧氣分壓，二氧化碳濃度及溫度等），微生物能夠生長繁殖的低水分活度值就越高，反之亦然。如金黃色葡萄球菌在正常條件下，水分活度值低于0.86就難以生長，若在缺氧狀態(tài)下，水分活度值則需大于0.90才能生長繁殖。

食品干制過程中，使食品原料以及加工過程污染的微生物脫水，微生物的生命運動受到影響，干制并不能將微生物全部殺死，大多數(shù)微生物處于休眠狀態(tài)，如葡萄球菌、腸道桿菌、結(jié)核桿菌，在小型實驗室噴霧干燥機從干燥狀態(tài)下能保持活力幾周乃至幾個月，乳酸菌能保持活力幾個月或一年以上。一旦環(huán)境條件改善（溫暖潮濕氣候），食品物料吸濕，微生物也會重新恢復(fù)活動，使食品爛掉變質(zhì)，產(chǎn)生毒素。所以食品干制過程中，需要加強衛(wèi)生管理，減少微生物污染，以增強食品的儲藏性能，特別是被污染的致病菌、寄生蟲等，要注意殺滅。食品干藏過程中微生物的活動，取決于干藏條件（如食品的溫度、濕度和包裝）、水分活度和微生物種類等。

2、低水分活度對酶活性的抑制作用

酶是由生物的活細胞產(chǎn)生的、具有催化活性和高度特異性的蛋白質(zhì)。酶對食品成分具有催化作用，使其發(fā)生降解反應(yīng)，導(dǎo)致食品質(zhì)量穩(wěn)定性下降。酶的活性與分子構(gòu)象關(guān)系密切，只有在適宜的水分活度時，酶的分子構(gòu)象才能得到充分的發(fā)揮，表現(xiàn)他的催化活性。另外，降低水分可使酶促反應(yīng)的底物難以移開，影響了底物物質(zhì)與酶的接觸機會。由此可見，控制水分活度就能有效的減緩或抑制酶促反應(yīng)，提高食品的穩(wěn)定性。

而使用微波降低水分活度，效果更佳，一則是速度快，二則是易控制，三則是效果好，還有微波達到80℃后就有很好很明顯的殺菌效果，在小型實驗室噴霧干燥機行業(yè)中，上海繼譜是的新秀，在食品行業(yè)中尤其受歡迎。

三、干制對食品質(zhì)量的穩(wěn)定作用

1、低水分活度抑制食品質(zhì)量變化的原因

小型實驗室噴霧干燥機干制過程降低了食品的水分活度，除了可以抑制微生物的生長活動外，還能在不同程度上抑制食品其他方面的品質(zhì)變化，增強食品的儲藏性能。

（1）、水分與食品化學(xué)變化

大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都必須在水溶液中才能進行，降低食品的水分活度，食品中水的存在狀態(tài)發(fā)生了變化，結(jié)合水的比例增加了，自由睡的比例下降了。而結(jié)合水是不能作為反應(yīng)物的溶劑的，所以降低水分活度，使食品中許多可能發(fā)生的反應(yīng)受到抑制，從而提高視頻的穩(wěn)定性。很多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)都必須有水分子參加才能進行，如水解反應(yīng)，降低水分活度就減少了參加反應(yīng)的自由水含量。由于反應(yīng)物中水的比例下降，化學(xué)反應(yīng)的速度就變慢，抑制了食品質(zhì)量的變化速度，許多化學(xué)反應(yīng)是屬于離子反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生的條件是反應(yīng)物需要進行離子化或水化作用，而發(fā)生離子化或水化作用的前提就是有足夠的自由水。降低食品的水分活度，自由水含量比例下降，影響了反應(yīng)物的離子化或水化作用，因而反應(yīng)受到抑制，食品的穩(wěn)定性也得到了加強。

（2）、水分與食品酶促反應(yīng)

以酶為催化劑的酶促反應(yīng)，水除了做反映物外，還作為底物向酶輸送介質(zhì)，并且通過水合作用促使酶和底物活化。水還具有穩(wěn)定酶的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象、保持酶活性的作用。當(dāng)水分活度低于0.8時，大多數(shù)酶的活性受到抑制，若水分活度值為0.25~0.30時，食品中的淀粉酶、酚氧化酶和過氧化酶就會受到強烈的抑制或喪失活性?？梢姡⌒蛯嶒炇覈婌F干燥機降低食品的水分活度，就阻礙了酶促反應(yīng)，提高了食品的穩(wěn)定性。

2、低水分活度對食品營養(yǎng)成分變化的抑制作用

（1）、對碳水化合物的變化影響

淀粉是食品中主要的碳水化合物，低水分活度就會減慢淀粉老化現(xiàn)象的發(fā)生。淀粉老化的實質(zhì)就是糊化淀粉分子友自動排成序，形成致密、高度警惕花的不溶性的淀粉分子微束。淀粉發(fā)生老化后，會使制品失去彈性、口感變差，因此食品加工中要注意控制淀粉的老化。影響淀粉老化的主要因素有溫度、水分活度等。淀粉制品在高水分活度下（Aw=0.96），淀粉容易發(fā)生老化。如果小型實驗室噴霧干燥機降低淀粉的水分活度，淀粉老化就會減慢。熱水分活度降低到0.45時，水分基本上以結(jié)合水狀態(tài)存在，淀粉就不會發(fā)生老化。

（2）小型實驗室噴霧干燥機對脂肪氧化酸敗的影響

附含脂肪的食品在加工儲藏過程中，在溫度、氧氣、金屬離子等催化作用下，會發(fā)生自動氧化，產(chǎn)生小分子的醛、酮、酸類物質(zhì)，使食品產(chǎn)生“哈喇味”。低溫、除氧包裝和降低水分活度是防止脂肪氧化酸敗的重要措施。降低食品的水分活度會減緩脂肪氧化酸敗的速度，當(dāng)水分活度降低只單分子曾吸附時，食品中的水分處于結(jié)合水狀態(tài)，食品穩(wěn)定性很好。當(dāng)然，如果食品的水分含量太低，食品表面的一些活性基團沒有全部被水分子覆蓋，就會暴露在空氣中與氧氣發(fā)生反應(yīng)，反而加快脂肪氧化酸敗速度。

（3）、對蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)變性的影響對蛋白質(zhì)分子中的極性鍵可以與水形成氫鍵，小型實驗室噴霧干燥機使蛋白質(zhì)分子的表面覆蓋一層水膜，這是蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的親水膠體的重要原因之一。氨基酸殘基的非極性側(cè)鏈間的疏水作用有利于蛋白質(zhì)分子折疊，水的存在有利于促進疏水基團的相互作用，使蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的三級結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)變性改變了蛋白質(zhì)分子多肽鏈的排列規(guī)律，使維持蛋白質(zhì)多肽鏈結(jié)構(gòu)的副鍵遭到破壞，使蛋白質(zhì)的許多性質(zhì)發(fā)生改變，食品蛋白質(zhì)變性而變得堅硬、口感差。食品蛋白質(zhì)變性與水分活度降低有一定的關(guān)系，因為小型實驗室噴霧干燥機的水能使多空蛋白質(zhì)膨潤，暴露出長鏈中可能氧化的集團，很容易與氧發(fā)生反應(yīng)而被氧化。所以多高的水分活度會加快蛋白質(zhì)的氧化作用，破壞保持蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的副鍵，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。

（4）、小型實驗室噴霧干燥機對水溶性維生素的影響

食品中水溶性維生素的穩(wěn)定性和溫度、水分活度等因素有著密切的聯(lián)系，在起條件不變的情況下，降低水分活度，可以減少水溶性維生素的損失，例如，玉米-豆乳粉混合物中維生素C的半衰期隨著水分活度的降低而明顯增長，26℃條件下，水分活度值0.7時，半衰期為231d，水分活度值0.6時，半衰期為537d，水分活度值0.55時，半衰期為2423d。

食品用實驗室噴霧干燥機

3、小型實驗室噴霧干燥機降低水分活度對食品色澤、芳香成分變化的影響

（1）、對酶促褐變的影響

酶促褐變是由氧化酶類引起食品中的酚類和單寧等成分氧化而產(chǎn)生的褐色變化，主要發(fā)生在蔬菜、水果等新鮮的植物性食品中，如蘋果、梨、桃、馬鈴薯、茄子、芹菜等在加工過程中切片、破碎后，由于組織細胞破壞，很容易被氧化，使產(chǎn)品褐變、發(fā)黑、產(chǎn)生異味、失去彈性等。酶促反應(yīng)的催化劑是酶，因此通過改變酶作用的條件，降低酶的活性，就可以抑制酶促反應(yīng)的反生，而控制水分活度是有效的方法。如水分活度在0.45的干燥蘋果、橄欖、馬鈴薯等，在常溫下2~3個月，就會由于酶促反應(yīng)而褐變、發(fā)黑，而將其水分活度降低至0.25~0.3時，由于小型實驗室噴霧干燥機有效地抑制了酶的活性，從而阻止了食品的酶促褐變。

（2）、對非酶促變的影響

非酶褐變是食品成分之間發(fā)生反應(yīng)，主要有美拉德反應(yīng)和抗壞血酸氧化反應(yīng)。美拉德反應(yīng)是食品在加熱或儲藏后反生的食品蛋白質(zhì)的氨基與還原糖的翔基發(fā)生反應(yīng)，使食品褐變，并產(chǎn)生異味，導(dǎo)致產(chǎn)品的感官質(zhì)量和營養(yǎng)價值受到一定的影響。梅拉德發(fā)硬與食品的水分活度有密切的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，美拉德反應(yīng)隨著水分活度的增加而加速，水分活度在0.6~0.7之間，食品褐變?yōu)閲乐?，隨著水分活度的降低，梅拉德反應(yīng)就會收到抑制而減弱，當(dāng)水分活度降低到0.2以下，褐變就難以發(fā)生。

（3）、小型實驗室噴霧干燥機對水溶性色素的影響

水果、蔬菜的色素物質(zhì)，如水溶性花青素，在水中很不穩(wěn)定，1~2周后其*的色澤就因分解而褪色，但果蔬干制品的花青素卻相對比較穩(wěn)定。如果儲藏環(huán)境的相對濕度增加，導(dǎo)致制品的水分活度增加，則花青素分解速度就加快，例如凍結(jié)干燥的草莓，如儲藏在相對濕度大于10%的環(huán)境中，花青素就開始發(fā)生分解，并隨著水分活度的增加而加速，葉綠素在無水的狀態(tài)中也很穩(wěn)定，若水分含量達6%以上，則會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊撴V葉綠素，進而分解為無色物質(zhì)。

（4）、對芳香成分變化的影響

具有芳香氣味的水果和蔬菜，凍結(jié)干燥后，芳香成分的消失隨著水分活度的增加而加快，例如，草莓經(jīng)凍結(jié)干燥后（含水量約為3%），在不同的相對濕度下使之吸濕，達到平衡后草莓就具有不同的水分活度值，然后測定草莓揮發(fā)性還原物質(zhì)的含量，結(jié)果隨著草莓稀釋率的增加，其揮發(fā)性還原物致逐漸減少，說明水分活度較低的草莓，揮發(fā)性物質(zhì)的含量就較高，芳香成分的損失就較少，同理，凍結(jié)干燥的香菇，水分含量在6%以上，一年*的芳香成分就會*消失，而水分含量在2%以下，雖經(jīng)2~3年的儲藏，其*的芳香成分也不會消失。

總體來說，小型實驗室噴霧干燥機對食品的儲藏與制作都是*的，而要達到較為理想的效果，小型實驗室噴霧干燥機是比較理想的設(shè)備，上海繼譜在這一方面有著多年的實戰(zhàn)經(jīng)驗，涉及的農(nóng)產(chǎn)品、食品及其領(lǐng)域尤為廣泛，在噴霧干燥方面尤其擅長。