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、風干等）和人工干藏（如熱風干燥、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，保質期長，食品質量減輕，體積縮小，節省包裝和運輸費用，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、風干肉等。自然干燥耗費能源低、所需設備少、加工成本較低，但缺點就是生產效率低，需要大面積的曬場，且容易受灰塵、昆蟲、鼠類的危害，產品質量、衛生安全較難保證。

歐洲工業革命以來，隨著機械工業的發展，人工干藏技術很快發展起來，早采用的人工控制加熱干燥方法是烘、焙、炒，以后發展了熱風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、衛生、質量好、工業化生產等有點，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）水分子和結合水分子。

（1）結合水分子

食品中親水基團、帶電離子和水分子結合發生水合作用，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、酶和化學反應所利用等特點。

（2）自由水分子

食品中的水分，除了結合水外，統稱為自由水。自由水主要包括細胞內可自由流動的水分，細胞組織結構中的毛細管水分，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，已蒸發排除，可被干燥，能被微生物、酶和化學反應所利用。

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

根據水分在食品中的結構、性質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）根據熱力學原理，食品內部的水蒸氣總是要與外界中的水蒸氣壓保持平衡狀態，如果不平衡，食品就會通過水分子的蒸發或吸收達到平衡狀態。當食品內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值，這一數值即為食品的含水量或視頻的平衡水分，一般用百分數來表示。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質量的百分比，濕基就是指水分占含水食品質量的百分比。

（2）水分活度

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

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、水中溶質的濃度、食品成分、水與非水部分結合的強度。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合水的形式存在，而結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境中攝取營養物質、向外排泄代謝物都需要水作為溶劑或者媒介質。

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

衡量食品儲藏穩定性時，水在食品中的“狀態”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，更能反映食品中存在的水分的性質，水分活度被證明是決定食品品質和穩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關系，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變動。

水分活度與微生物、酶等生物、理化反應的關系的研究越來越多，水分活度廣泛應用于食品加工領域。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經驗，積累了大量的經驗，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，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。一般而言，環境條件越差（如營養物質，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，大多數微生物處于休眠狀態，如葡萄球菌、腸道桿菌、結核桿菌，在小型實驗室噴霧干燥機從干燥狀態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活動，使食品爛掉變質，產生毒素。所以食品干制過程中，需要加強衛生管理，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生的、具有催化活性和高度特異性的蛋白質。酶對食品成分具有催化作用，使其發生降解反應，導致食品質量穩定性下降。酶的活性與分子構象關系密切，只有在適宜的水分活度時，酶的分子構象才能得到充分的發揮，表現他的催化活性。另外，降低水分可使酶促反應的底物難以移開，影響了底物物質與酶的接觸機會。由此可見，控制水分活度就能有效的減緩或抑制酶促反應，提高食品的穩定性。

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中，上海繼譜是的新秀，在食品行業中尤其受歡迎。

三、干制對食品質量的穩定作用

1、低水分活度抑制食品質量變化的原因

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變化，增強食品的儲藏性能。

（1）、水分與食品化學變化

大多數化學反應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發生了變化，結合水的比例增加了，自由睡的比例下降了。而結合水是不能作為反應物的溶劑的，所以降低水分活度，使食品中許多可能發生的反應受到抑制，從而提高視頻的穩定性。很多化學反應和生物化學反應都必須有水分子參加才能進行，如水解反應，降低水分活度就減少了參加反應的自由水含量。由于反應物中水的比例下降，化學反應的速度就變慢，抑制了食品質量的變化速度，許多化學反應是屬于離子反應，反應發生的條件是反應物需要進行離子化或水化作用，而發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，影響了反應物的離子化或水化作用，因而反應受到抑制，食品的穩定性也得到了加強。

（2）、水分與食品酶促反應

以酶為催化劑的酶促反應，水除了做反映物外，還作為底物向酶輸送介質，并且通過水合作用促使酶和底物活化。水還具有穩定酶的結構和構象、保持酶活性的作用。當水分活度低于0.8時，大多數酶的活性受到抑制，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。可見，小型實驗室噴霧干燥機降低食品的水分活度，就阻礙了酶促反應，提高了食品的穩定性。

2、低水分活度對食品營養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象的發生。淀粉老化的實質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，水分基本上以結合水狀態存在，淀粉就不會發生老化。

（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，會發生自動氧化，產生小分子的醛、酮、酸類物質，使食品產生“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，當水分活度降低只單分子曾吸附時，食品中的水分處于結合水狀態，食品穩定性很好。當然，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生反應，反而加快脂肪氧化酸敗速度。

（3）、對蛋白質構象穩定性和蛋白質變性的影響對蛋白質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分子的表面覆蓋一層水膜，這是蛋白質形成穩定的親水膠體的重要原因之一。氨基酸殘基的非極性側鏈間的疏水作用有利于蛋白質分子折疊，水的存在有利于促進疏水基團的相互作用，使蛋白質形成穩定的三級結構。

蛋白質變性改變了蛋白質分子多肽鏈的排列規律，使維持蛋白質多肽鏈結構的副鍵遭到破壞，使蛋白質的許多性質發生改變，食品蛋白質變性而變得堅硬、口感差。食品蛋白質變性與水分活度降低有一定的關系，因為小型實驗室噴霧干燥機的水能使多空蛋白質膨潤，暴露出長鏈中可能氧化的集團，很容易與氧發生反應而被氧化。所以多高的水分活度會加快蛋白質的氧化作用，破壞保持蛋白質立體結構的副鍵，導致蛋白質變性。

（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定性和溫度、水分活度等因素有著密切的聯系，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生的褐色變化，主要發生在蔬菜、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，使產品褐變、發黑、產生異味、失去彈性等。酶促反應的催化劑是酶，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，就會由于酶促反應而褐變、發黑，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生反應，主要有美拉德反應和抗壞血酸氧化反應。美拉德反應是食品在加熱或儲藏后反生的食品蛋白質的氨基與還原糖的翔基發生反應，使食品褐變，并產生異味，導致產品的感官質量和營養價值受到一定的影響。梅拉德發硬與食品的水分活度有密切的關系，在一定范圍內，美拉德反應隨著水分活度的增加而加速，水分活度在0.6~0.7之間，食品褐變為嚴重，隨著水分活度的降低，梅拉德反應就會收到抑制而減弱，當水分活度降低到0.2以下，褐變就難以發生。

（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，如水溶性花青素，在水中很不穩定，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定。如果儲藏環境的相對濕度增加，導致制品的水分活度增加，則花青素分解速度就加快，例如凍結干燥的草莓，如儲藏在相對濕度大于10%的環境中，花青素就開始發生分解，并隨著水分活度的增加而加速，葉綠素在無水的狀態中也很穩定，若水分含量達6%以上，則會逐漸轉變為脫鎂葉綠素，進而分解為無色物質。

（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，草莓經凍結干燥后（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，然后測定草莓揮發性還原物質的含量，結果隨著草莓稀釋率的增加，其揮發性還原物致逐漸減少，說明水分活度較低的草莓，揮發性物質的含量就較高，芳香成分的損失就較少，同理，凍結干燥的香菇，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備，上海繼譜在這一方面有著多年的實戰經驗，涉及的農產品、食品及其領域尤為廣泛，在噴霧干燥方面尤其擅長。