食品在冷卻、冷藏過程中，因食品中的水分蒸發或冰晶升華，造成食品的重量減少，俗稱“乾耗”。食品在冷卻、凍結、冷藏過程中都會產生乾耗，這不僅使食品脫水減重，表面會出現萎縮，食品的品質也會下降。食品的乾耗是陳列櫃冷藏中存在的一個問題，它直接影響著冷藏食品的質量和銷售商家的經濟利益。
基本介紹
- 中文名：冷藏食品的乾耗
- 產生原因：水分蒸發或冰晶升華
- 內在影響：風味和營養
- 外在影響：食品重量減少
- 危害：飲食質量，人體健康
- 本質：水分流失
冷藏食品乾耗的機理,陳列櫃內冷藏食品乾耗的影響因素,冷藏食品本身特性的影響,陳列櫃內冷藏環境的影響,外界環境的影響,降低陳列櫃內冷藏食品乾耗的措施,
冷藏食品乾耗的機理
水是一切食品的主要組成成分之一，各種食品中的含水量是不同的。食品中的水分存在的狀態直接影響著食品自身的生化過程和周圍微生物的繁殖情況是食品加工和儲藏中主要考慮的成分。一般食品的水分不用百分比含量來表示，而用水分活性。水分活性是指食品中呈溶液狀態的水的水蒸汽分壓力與相同溫度下純水的飽和水蒸汽分壓力之比。由於水蒸汽分壓力是與相對濕度有關，因而一種食品的水分活性與該產品周圍空氣的相對濕度有關。水分活性可以直接反映食品的儲藏條件。
食品冷藏中通常用空氣相對濕度來表示環境空氣中水蒸氣含量情況，它指的是空氣中實際所含的水蒸汽分壓力與同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比。飽和濕度與絕對濕度之差稱為濕度飽和差。在一定的溫度下，空氣的飽和水蒸汽分壓力大於實際水蒸汽分壓力時，即存在著飽和差的情況下，水分便開始蒸發，因而空氣含水物體中吸收和蒸發水分的多少決定於飽和差的大小。只有在某一相對濕度下空氣才會與食品達到水分平衡，食品既不會放出水分，也不會吸收水分。這種相對濕度是“平衡相對濕度”，當食品儲存在相對濕度低於該平衡相對濕度時，食品表面的水蒸汽分壓力大於空氣中水蒸汽分壓力，就會驅使水分從食品內部跑向空氣食品即發生乾耗.這種壓差越大，水分的蒸發就越快，食品的乾耗也就越大。
陳列櫃內冷藏食品乾耗的影響因素
食品的乾耗本質上是由食品內的水分與外界濕空氣進行熱濕交換引起的。因而所有影響這種熱濕交換的因素都會對冷藏食品的乾耗產生影響。陳列櫃內冷藏食品乾耗的影響因素很多，主要包括：冷藏食品本身的特性、櫃內冷藏環境及外界環境三個方面的影響。
冷藏食品本身特性的影響
冷藏食品本身的特性主要是指食品的蒸發特性、含水量、存放狀態等。冷藏食品本身的特性和存放狀態對食品的乾耗有決定性的影響。不同類型的食品，即使在相同的冷藏環境下，其乾耗也相差很大。比如，果蔬類食品和動物類食品的乾耗特性就有很大差別。肉類水分蒸發的量不僅與冷卻室內的溫度、濕度及空氣流速有密切的關係，還與肉的種類、單位質量表面積的大小、表面形狀、脂肪含量等有關。
陳列櫃內冷藏環境的影響
陳列櫃內冷藏環境對食品乾耗的影響因素主要包括櫃內空氣的濕度、溫度、流速等。
由食品乾耗的機理分析可知，當食品儲存在相對濕度低於平衡相對濕度時，食品表面的水分蒸汽壓大於空氣中水分蒸汽壓，就會驅使水分從食品內部跑向空氣，食品即發生乾耗。這種壓差越大，水分的蒸發就越快，食品的乾耗也就越大。可見，櫃內空氣的相對濕度對冷藏食品的乾耗有直接的影響。櫃內空氣的相對濕度越小，即食品儲存的濕度遠離平衡相對濕度，冷藏食品的乾耗越大。
空氣的流動會改變空氣的絕對濕度，從而對冷藏食品的乾耗產生影響。當空氣靜止時，食品因其自身的蒸騰作用而使周圍空氣的濕度不斷增高，趨於飽和。這時空氣中的水分子主要以擴散方式向低濕度處移動，相對地說速度較慢，所以食品是經常處在濕度較高的環境中，蒸發脫水就比較慢。空氣流動則不斷將這種高濕度的空氣驅走，代之而來的是絕對溫度較低，吸濕能力較強的空氣，從而促進食品的脫水乾耗。空氣流動越快，冷藏食品的水分蒸發越快，乾耗就越嚴重。陳列櫃風幕的出風速度直接決定著櫃內的流場。顯然，風幕的出風速度對櫃內冷藏食品的乾耗有重要的影響。風幕的出風速度過大，整個櫃內空氣的風速都會加大，冷藏食品的乾耗也就加大。因而在陳列櫃的最佳化設計時，無論是從節能還是減小食品乾耗的角度考慮，都應該在滿足冷藏要求的前提下，儘量降低風幕的出風速度。
另外，陳列櫃的蒸發溫度、結霜和化霜及櫃內的溫度波動對櫃內食品的乾耗都有較大影響。由於熱遷移帶動濕遷移，濕空氣隨著熱量的傳遞從低溫向高溫遷移。櫃內的溫度波動必然會引起櫃內溫度場的不均勻和熱濕交換，進而引起食品的乾耗。陳列櫃的蒸發溫度越低，蒸發器的結霜量必然加大，化霜的時間和次數也就隨之增加。由於蒸發器的結霜大部分來自櫃內的濕空氣，結霜量大，櫃內空氣的濕度必然降低；而化霜時櫃內溫度迅速上升，隨著化霜的時間和次數的增加，使櫃內的溫度波動加劇。這兩點都會加大櫃內食品的乾耗。
外界環境的影響
外界環境對冷藏食品乾耗的影響因素包括外界環境的濕度、溫度、風速及光線等。
由於大部分陳列櫃是開放式的，外界環境空氣通過風幕與櫃內的冷空氣存在熱濕交換。熱遷移帶動濕空氣從低溫向高溫遷移，因而外界環境的溫度、濕度和流速都會影響對冷藏食品的乾耗。陳列櫃內空氣與環境空氣的換熱以對流換熱為主。根據傳熱學的規律，其換熱量與它們的溫差及環境空氣流速呈近似線性關係。外界環境的溫度越高，即環境空氣與冷藏食品之間的溫差越大，空氣與食品的換熱加劇。這樣冷藏食品的濕遷移也加大。外界環境的濕度對冷藏食品乾耗的影響與櫃內冷藏環境空氣濕度的影響類似，環境濕度越低，食品的乾耗就越大。
同時，外界環境空氣通過陳列櫃壁面的導熱和敞口處的輻射換熱也影響著陳列櫃的溫度場，進而間接地影響櫃內冷藏食品的乾耗。如果櫃壁材料的絕熱性能好，櫃內與環境的換熱量也就小，櫃內的溫度波動也減小。這樣櫃內冷藏食品的乾耗就會降低。另外，環境的光線照射對冷藏食品，特別是果蔬類食品的乾耗也有影響。光線對果蔬食品的影響是由兩個作用造成的：第一，環境光線的照射使果蔬的氣孔張開而加速水分的蒸騰；第二，由於光線的照射，果蔬的體溫上升，提高了組織內部的蒸氣壓而蒸騰。
降低陳列櫃內冷藏食品乾耗的措施
為了避免和減少食品在冷藏中的乾耗，最根本的是要減少食品與外界空氣的熱濕交換。如果陳列櫃內濕度較高，而且冷藏食品的溫度能與櫃內溫度保持一致的話，可基本上不發生乾耗。這就要求陳列櫃內要保持較高的濕度和均勻的溫度場，同時溫度波動要小。
陳列櫃風幕的性能直接影響櫃內的溫度場和流場，而且風幕的熱負荷是陳列櫃與外界環境空氣熱交換的最主要部分。因此，改善陳列櫃風幕的性能，保證櫃內良好的溫度場和流場，能夠最大程度的減少櫃內食品與外界的熱濕交換，進而降低櫃內冷藏食品的乾耗。具體的措施包括：進行風幕及陳列櫃的最佳化設計，保證櫃內均勻、穩定的溫度場；在滿足冷藏要求的前提下，儘可能降低風幕的出口風速，使櫃內食品處於低風速或微風速的冷藏環境下。對於陳列櫃壁面來講，使用好的絕熱材料，可以增強壁面的絕熱性能，減少外界熱量流入對櫃內溫度場的影響。另外，合理地設計室內的燈光，以減少外界的熱輻射對櫃內溫度場的影響，同時光線對果蔬類食品乾耗的影響也會減小。
在陳列櫃的設計過程中：一方面，通過適當提高蒸發溫度、增大蒸發器的換熱面積，來實現製冷工況的小溫差傳熱；從而減少陳列櫃蒸發器的結霜量和櫃內空氣的水分流失，保證櫃內冷藏食品對空氣濕度的要求。同時，結霜量的減少使得化霜時間和次數減少，櫃內的溫度波動也減小，對降低食品的乾耗也是有利的。另一方面，沒有特殊要求時，避免櫃體過寬，即風幕流程過長。因為這樣，為了保證櫃內的低溫，必然要加大風幕的送風速度，以致整個櫃內速度場的風速都增加，對冷藏食品的乾耗及其不利。
在實際套用過程中，對於冷藏保鮮要求較高的商品，可以使用加濕裝置，對櫃內空氣定時加濕；以保證櫃內較高的濕度環境，最大限度的減少櫃內冷藏商品的乾耗。SANYO系列陳列櫃的實際套用中採用較多，比如：超音波加濕裝置已套用於鮮花櫃，水蒸氣加濕裝置用於熟食櫃(蒸煮食品)，霧裝噴淋加濕裝置用於果蔬櫃。
對陳列櫃內的冷藏食品本身來講，可以通過增加包裝來減小乾耗。比如，水產品可鍍冰衣，讓冰衣與凍魚體表面緊貼成為一層冰膜，這樣在凍藏中就可由冰衣的升華來替代魚體表面冰晶的升華，減少凍魚的乾耗。而最新的塗膜保鮮法相對包冰衣法而言，能更有效地提高物料的品質。該技術特點：(1)所用塗膜材料為天然可食性，食用時不需去除塗膜，而且塗膜的存在使口感更好；(2)塗膜保鮮能延長保質期、降低乾耗、減少物料汁液損失； (3)使用該技術幾乎不會增加生產成本。
食品包裝時，內包裝材料應緊貼凍結食品。如果它們之間有空隙，則水蒸氣蒸發、冰晶升華仍可能發生，凍品會在包裝袋內發生乾耗。比如，對於袋裝水餃等食品，就應該防止這種情況的發生，否則會嚴重影響這類食品的銷售。因此，對於水餃等食品的加工廠家來說，食品包裝前的處理很重要。對冷凍食品進行真空包裝，就可以有效防止這種情況的發生。由於真空的袋內沒有空氣流動，食品緊貼內包裝材料，食品基本不發生乾耗。
另外，改進陳列櫃內冷藏食品的堆放形式，也可以有效降低冷藏食品的乾耗。比如，提高堆放量、增大冷藏食品堆放密度、加大垛的體積、避免冷藏食品被風幕出風直吹、以及冷藏食品的碼垛整齊，都可以減少櫃內冷藏食品的乾耗。
