為什麼乾燥對食品那麼重要?乾燥跟水活性有關?

平常我們喜歡吃的東西大部分是乾燥的食品,他們甚至可以保存很久很久!

像是芒果乾跟新鮮芒果比較起來,未開封的芒果乾居然可以保存240天,而新鮮芒果可能放不到2個禮拜就爛掉了。

你們知道為什麼他們可以放這麼久嗎?
難道是加了很多防腐劑嗎?😲

不不不,他們並不是加了防腐劑才能長期存放,而是他們經過了「乾燥」這個重要的步驟!

你喜歡吃餅乾嗎?或者是果乾?

偷偷跟你說,Agi 很喜歡吃餅乾、水果乾、魷魚乾等等的美食。

未開封的芒果乾居然可以保存240天,而新鮮芒果放不到2個禮拜就爛掉了,這是為什麼呢?

 

未開封的芒果乾居然可以保存240天,而新鮮芒果放不到2個禮拜就爛掉了,這是為什麼呢?

你發現亮點了嗎?

沒錯,好像平常我們喜歡吃的東西大部分是乾燥的食品,他們甚至可以保存很久很久!

像是芒果乾跟新鮮芒果比較起來,未開封的芒果乾居然可以保存240天,而新鮮芒果可能放不到2個禮拜就爛掉了。

你們知道為什麼他們可以放這麼久嗎?難道是加了很多防腐劑嗎?😲

不不不,他們並不是加了防腐劑才能長期存放,而是他們經過了「乾燥」這個重要的步驟😀~

Yes,所以今天的文章馬上要帶你了解,究竟食物為什麼要經過乾燥?

還有乾燥對食品到底有多重要!🤗

不只一種水!食品中也有水樂園?


在介紹乾燥之前,我們先來跟大家說說儲存在食物中的水分吧💧

相信大家在生物課都學過,水對於生物體來說是非常重要的成分。

同時,水也是重要的溶劑,可以幫助體內代謝廢物、調節生理機能、運輸營養成分等。

而食品科學的觀念中,我們大部分會將食物中的水分成兩大類型,分別是自由水(free water)結合水(bound water)

自由水(free water)

自由水是食品中主要的水分,在動力學上能夠自由運動的水,通常能夠在食品組織間隙中發現,可以作為溶劑、溶解食品中的成分

自由水有以下特性:

  1. 凝固點與沸騰點接近純水
  2. 具有流動性
  3. 食品乾燥時容易去除
  4. 水活性高
  5. 低溫0℃以下會結冰
  6. 可以被微生物利用繁殖
  7. 與食品裂變、酵素反應、非酵素褐變有關

🗣 簡單來說:可以自由在食品中流動、具有一般日常生活中水的性質、微生物也可以喝的水,就是自由水!

結合水(bound water)

結合水是與食品成分中的官能基以化學鍵結合的水,例如與蛋白質、醣類、脂質等所含有的-OH、-NH、-COOH官能基以氫鍵結合或是與離子基團以離子鍵結合又稱為水合水(hydrated wayer)

結合水有以下特性:

  1. 與食品成分緊密結合
  2. 不能當作溶劑
  3. 加熱不容易蒸發,但在高溫長時間加熱會被蒸發(一般在105 ℃下長時間加熱就會蒸發)
  4. 水活性低
  5. 低溫下不易結冰,冰點大約落在 -40 ℃
  6. 無法被微生物利用
  7. 如果溫度達到去除結合水的溫度時,雖然去除了結合水,但同時會促使蛋白質變性,進而降低食品的質地品質

🗣 簡單來說:被官能基結合住、沒辦法在食品組織中自由移動的水,微生物不能喝的就是結合水啦!

延伸閱讀: 水分、水活性,傻傻分不清楚❓#食話食說010

讓我來告訴你,為什麼水活性對食品這麼重要。

上面介紹完食品中的水,接下來要來跟大家說,究竟是為什麼食物經過乾燥才能長久儲存勒🤗

哈哈哈,你們真的很聰明,因為食物沒有經過乾燥就長期存放會孳生微生物阿,吃下肚就會造成我們食物中毒、生病,甚至致命🤢

延伸閱讀:食品中毒三劍客-什麼是天然毒素、化學性、細菌性食品中毒?有哪些症狀,怎麼預防?

沒錯,這邊 Agi 要給大家一些小小的微生物知識

一般我們都會將食品乾燥到一定的程度來避免微生物生長,至於這個程度怎麼訂呢?通常我們會「以水活性來作為食物保存性的指標 」。

水活性(Aw:Water Activity)

水活性是指食物中的水分可以自由活動的程度,其實就是這個食物中自由水的含量。

當今天 水活性 Aw 越大,表示自由水含量越高

而在平衡狀態下的食品,將他的飽和蒸氣壓與同溫度下純水的飽和氣壓相除得到的比值,就是該食物的水活性。

舉例來說:

當今天有一個哈密瓜,他在25 ℃且密閉空間的飽和蒸汽壓為 90
純水在25 ℃且密閉空間的飽和蒸汽壓為100
那哈密瓜的水活性為 Aw:90/100=0.9

p.s. 當Aw=1時,即代表純水。

公式提醒:Aw=P/P0
P:代表食品於密閉容器中的水蒸氣分壓,P0:代表同溫下純水的飽和蒸汽壓。

水活性與微生物的關係?

每一種微生物也有他們適合生長的水活性,在這些水活性的條件下他們會長得比平常還要好!

細菌喜歡在Aw=0.9的環境生存、酵母菌喜歡在Aw=0.85、黴菌則喜歡在Aw=0.8

那這邊要考考你啦!
為什麼微生物適合的環境一定要用水活性表示呢?

...

還記得上面講過的水活性定義嗎?

水活性其實就是我們食品中自由水的含量喔
而微生物生長所能利用的水只有自由水呢

這也是為什麼要用水活性來表示微生物與水分的關係啦~

水活性與各種食品現象、微生物的關係圖

也因此食品乾燥的目的就是希望將食物的水活性調整到微生物無法生存繁殖的條件以及保持食物在最佳狀態的條件,這樣一來可以避免食物被微生物入侵或是壞掉囉~!😉

食物為什麼要乾燥?乾燥的五大好處

除了剛剛說的,乾燥是為了能夠降低食物的水活性、好讓食物可以增長保存的時間、不容易被微生物汙染或是腐敗外,乾燥對食品還有其他好處嗎?

當然有!🤭除了讓食物延長貯存期限之外,乾燥還有以下多種好處

一、減少重量與體積🥛

如果將牛奶乾燥變成奶粉,那就可以在相同重量下運輸更多的牛奶,到了目的地後再將奶粉復水成牛奶販賣或是直接販售奶粉,這樣一來就可以減少運輸過程中產品的重量及體積,讓運輸的成本大大降低。

二、增加方便性🍜

如果將麵食產品乾燥變成泡麵,不但能增加攜帶的方便性,同時也可以增加保存期限,讓登山者或是旅行的人都能輕鬆吃到美味的麵食,當然還能讓我們這群經常通霄工作的夜貓子輕鬆吃到美味的宵夜。

三、增加風味😋

許多產品在乾燥的過程中,因為受熱而賦予產品不同的香氣,像是鰹魚經過加熱乾燥後變成具有特殊香氣的柴魚片,Agi 最喜歡在章魚小丸子上面加柴魚片,真的超香超好吃😋。

四、增加質感與口感🫓

相信大家應該都很喜歡吃薯條對吧😆這就是由於馬鈴薯經過加熱乾燥後,讓馬鈴薯吃起來酥脆有口感又刷嘴,增加了馬鈴薯的質感及附加價值。

五、製造新型食品🥩

不知道大家有沒有吃過肉乾或是紙片肉?
這可是 Agi 最愛吃的零嘴,沒錯!肉乾就是利用豬肉乾燥後變成的新型食品🤭
因為乾燥逐漸創造不同的新型食品,讓飲食文化變得更多元,增添外食族對美食的選擇性

你們再想想,生活中還有什麼東西是新型的食品呢🍿🥨

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那我們下週見啦~

參考資料:
食品加工學(第三版)
食品科學概論(全新增修訂九版)