خشک کردن روشی برای نگهداری مواد غذایی است که از رشد میکروارگانیسم‌هایی مانند مخمرها و کپک‌ها از طریق حذف آب جلوگیری می‌کند.
خشک کردن یکی از قدیمی‌ترین فرآیندهای نگهداری بشر است که از زمان‌های قدیم قابل پیگیری است.
بر اساس گزارش‌های مارکوپولو از سفرهایش در آسیا، مغول‌ها با خشک کردن شیر در آفتاب، پودر شیر تولید می‌کردند.
امروزه با استفاده از خشک‌کن‌هایی که در صنایع مختلف مانند شیمیایی، دارویی، فرآیندی و لبنی کار می‌کنند، انواع مختلفی از محصولات با آبگیری تهیه می‌شود. محصولات غذایی که خشک می‌شوند از میوه و گوشت گرفته تا محصولات لبنی مانند شیر و آب پنیر و همچنین انواع مختلف غذای کودک را شامل می‌شود.
کاهش محتوای آب را می‌توان با روش‌های مختلفی به دست آورد. هنگام در نظر گرفتن برداشتن آب از غذای جامد می‌توان انتقال آب از جامد به مایع یا گاز را در نظر گرفت. برای دستیابی به این امر، صنعت، انواع مختلفی از خشک‌کن‌ها را ارائه می‌دهد که انتخاب آنها منوط به ویژگی‌های مورد نظر محصول نهایی است.
دو دلیل اصلی برای خشک کردن غذا وجود دارد:
- برای جلوگیری (یا مهار) رشد و فعالیت میکروارگانیسم‌ها و در نتیجه حفظ غذا
- برای کاهش وزن و حجم غذا برای حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی ارزان‌تر.
هنگامی که این عمل به درستی انجام شود، کیفیت تغذیه، رنگ، طعم و بافت غذاهای خشک هیدراته شده مجدد فقط کمی کمتر از غذای تازه است.
با این حال، اگر خشک کردن به طور نادرست انجام شود، از دست دادن بیشتر کیفیت غذایی و به طور جدی تر، خطر فساد میکروبی و احتمالاً مسمومیت غذایی وجود دارد.
اصول خشک کردن
- خشک کردن یک فرآیند انتقال جرم است که شامل حذف آب یا حلال دیگر با تبخیر از یک جامد، دوغاب یا مایع است.
- این فرآیند اغلب به عنوان مرحله نهایی تولید قبل از فروش یا بسته‌بندی محصولات استفاده می‌شود. یک منبع گرما و یک وسیله برای حذف بخار تولید شده توسط فرآیند اغلب درگیر هستند. در محصولات زیستی مانند غذا، غلات و داروها، حلالی که باید حذف شود تقریباً همیشه آب است.
- معمولا غذاها را با هوای گرم خشک می‌کنند تا آب آن خارج شود. برای خشک کردن موثر، هوا باید گرم، خشک و متحرک باشد.
- خشکی هوا به عنوان رطوبت گفته می‌شود – هر چه رطوبت کمتر باشد، هوا خشک‌تر می‌شود. دو راه برای بیان رطوبت وجود دارد. مفیدترین نسبت بخار آب موجود در هوا به هوایی است که کاملاً از آب اشباع شده است. این به عنوان رطوبت نسبی (RH) شناخته می‌شود. هوای کاملاً خشک دارای RH 0٪ و هوای کاملاً اشباع از بخار آب دارای RH 100٪ است.
- اگر هوا روی غذا حرکت نکند، نمی‌تواند بخار آبی را که جمع کرده است از بین ببرد. یک فن یا دمنده هوا برای حفظ گردش هوا مورد نیاز است.
- به طور خلاصه – هنگامی که غذا خشک می‌شود، هوای گرم و خشک با غذا تماس پیدا می‌کند. هوای گرم آب را از غذا جذب می‌کند و از غذا دور می‌شود.
- هوای خشک جدید جای خود را می‌گیرد و این روند تا زمانی ادامه می‌یابد که غذا تمام آب خود را از دست بدهد.
- هوایی که از آب اشباع نشده است (هوای با RH کم) این ظرفیت را دارد که آب بیشتری را گرفته و نگه دارد تا زمانی که اشباع شود.
- اصل خشک کردن این است که هوای خشک با مواد غذایی تماس پیدا می‌کند و مقداری از رطوبت غذا را جذب می کند. سپس این هوا باید باد شده و با هوای خشک جایگزین شود تا فرآیند استخراج رطوبت از غذا تا خشک شدن غذا ادامه یابد.
- اگر از هوای مرطوب (با RH بالا) استفاده شود، به عنوان مثال. در آب‌و‌هوای گرمسیری که نسبتاً مرطوب است، به سرعت اشباع می‌شود و نمی‌تواند بخار آب بیشتری را از غذا جذب کند. بنابراین فرآیند خشک شدن در مناطق استوایی مرطوب بیشتر از مناطق استوایی نیمه خشک طول می‌کشد.
- دمای هوا بر رطوبت تأثیر می‌گذارد – دمای بالاتر رطوبت را کاهش می‌دهد و به هوا اجازه می‌دهد بخار آب بیشتری را حمل کند.
- نقطه شبنم دمایی است که در آن هوا از رطوبت اشباع می‌شود (100٪ RH). هر گونه سرد شدن بیشتر از این نقطه منجر به تراکم آب از هوا می‌شود. این در شب هنگام سرد شدن هوا و تشکیل بخار آب به صورت شبنم روی زمین دیده می‌شود.
- هنگامی که غذا در خشک کن قرار می‌گیرد، مدت کوتاهی وجود دارد که در طی آن سطح گرم شود. این دو مرحله متمایز نرخ ثابت و نرخ سقوط دارد.
- در دوره سرعت ثابت، آب با تبخیر از سطح غذا حذف می‌شود. اگر وضعیت هوا (دما و رطوبت نسبی) در خشک کن ثابت باشد، آب با سرعت ثابتی تبخیر می‌شود
- با پیشرفت خشک شدن، آب باید از داخل غذا خارج شود. این امر روز به روز دشوارتر می‌شود زیرا آب باید از طریق غذا از مرکز به خارج از جایی که تبخیر می‌شود حرکت کند.
- سرعت خشک شدن کند می‌شود که به دوره نرخ سقوط معروف است. در نهایت رطوبت بیشتری از غذا حذف نمی‌شود و گفته می‌شود که با هوای خشک شدن در تعادل است.
- در طول دوره نرخ سقوط، سرعت خشک شدن عمدتاً توسط ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی غذا کنترل می‌شود. دمای هوای خشک کردن نیز در این مرحله مهم است زیرا هوای گرم به رطوبت داخل غذا کمک می‌کند تا به سمت سطح حرکت کند.
- عامل اصلی که سرعت خشک شدن را کنترل می‌کند، سرعتی است که رطوبت می‌تواند از داخل یک ذره یا تکه غذا به سطح حرکت کند.
- بنابراین، هر چه فاصله‌ای که رطوبت باید طی کند کمتر باشد، سرعت خشک شدن سریعتر است.
- به همین دلیل، تا حد امکان، محصولات باید قبل از خشک شدن به قطعات کوچک بریده شوند. کاهش سایز باعث افزایش سطح غذا نسبت به حجم قطعات نیز می‌شود. این به نوبه خود سرعت تبخیر آب از غذا را افزایش می‌دهد.
- برای اطمینان از نگهداری ایمن، رطوبت نهایی غذا باید کمتر از 20 درصد برای میوه‌ها و گوشت، کمتر از 10 درصد برای سبزیجات و 2.5 تا 5 درصد برای محصولات لبنی باشد.
- پایداری یک غذای خشک در طول نگهداری به میزان رطوبت آن و سهولت جذب رطوبت از هوا بستگی دارد.
- واضح است که خطر افزایش رطوبت در مناطقی با رطوبت بالا بیشتر است. با این حال، غذاهای مختلف به میزان‌های متفاوتی، رطوبت را جذب می‌کنند. برای غذاهایی که به راحتی رطوبت را جذب می‌کنند، لازم است آنها در مواد ضد رطوبت، بسته‌بندی شوند.
- رطوبت کم، تنها نشانه‌ای از ثبات مواد غذایی است و تضمینی نیست. این در دسترس بودن رطوبت برای رشد میکروبی است که اهمیت بیشتری دارد و از اصطلاح فعالیت آب (aw) برای توصیف آن استفاده می‌شود.
- فعالیت آب از 0 تا 1 متغیر است. هر چه این مقدار کمتر باشد رشد میکروارگانیسم‌ها روی یک غذا دشوارتر است.
