3.水分活度对蛋白质变性的影响
蛋白质变性是蛋白质分子多肽链特有的有规律的高级结构被改变，使蛋白质的许多性质发生改变。因为水能使多孔蛋白质膨润，暴露出长链中易氧化的基团，氧就很容易转移到反应位置。所以水分活度增大会加速蛋白质的氧化作用，破坏保持蛋白质高级结构的副键，导致蛋白质变性。据测定，当水分含量达到4%时，蛋白质仍然会缓慢变性，只有将水分含量降到2%以下，蛋白质变性才会停止。
4.水分活度对色素分解的影响
花卉中含有的水溶性花青素在溶于水时是很不稳定的，1~2周后其特有的色泽就会消失。降低水分活度能够很好地抑制花青素的分解，经数年的储藏也仅仅是轻微分解。
综上所述，水分活度是影响干燥食品储藏稳定性的最重要因素。降低干制品的水分活度，就可抑制微生物的生长发育、酶促反应、非酶褐变等变质现象，从而使干燥食品的储藏稳定性增加。当食品的水分活度为其单分子吸附水所对应值时，干燥食品将获得最佳的储藏质量。
第二节 食用花卉的干燥
一、花卉中水分的性质及干燥原理
花卉的含水量很高，一般为60%~80%。花中的水分是以自由水、半结合水以及结合水三种状态存在。自由水：以游离状态存在于花组织中，是充满在毛细管中的水分，所以也称为毛细管水。自由水是花卉中水分主要的存在状态。自由水的特点是具有溶剂性能，能够溶解糖、酸等多种物质，流动性大，能够被蒸发、冻结，借助毛细管和渗透作用可以向外或向内迁移，所以在干燥时很容易被排除。半结合水：由于胶体的水合作用和膨胀的结果，围绕着胶粒形成一层水膜，水分和原料相结合，成为胶体状态。半结合水对那些在自由水中易溶解的物质不表现溶剂作用，不易蒸发和冻结。在干制时，除非在高温下，否则半结合水很难排除。结合水：与花卉中的其他非水组分结合在一起，不具有溶剂性能，不能被蒸发和冻结，在干燥中不会被排除。
在干燥过程中，按水分是否能够被排除将水分分为平衡水分与自由水分。在一定的温度、湿度条件下，当原料失水和吸水量达到相同时，即原料不再失水也不再吸水，这时只要外界的温度、湿度条件不发生变化，原料中所含的水分也将维持不变，原料的含水率和周围的空气湿度达到平衡，不再变化，这时的含水量即称为该温度、湿度条件下的平衡水分，也称之为平衡湿度或平衡含水量。平衡水分即原料在该温度、湿度条件下，可以干燥到的极限。原料的平衡水分随空气温度、湿度的改变而改变，当空气的湿度升高时，平衡水分也升高；湿度降低，平衡水分也随之降低。在湿度不变的情况下，温度的升高或降低，同样也会引起平衡水分变化。温度升高，平衡水分就随着下降，温度降低，平衡水分就随着升高。在干制过程中，能够除去的水分称为自由水。自由水主要是花卉中的游离水和部分半结合水。
在花卉的干燥过程中，水分的蒸发主要是依赖水分的外扩散和内扩散作用。花卉干燥时所除去的水分，是自由水和部分半结合水。由于花卉中的水分大部分为自由水，所以在蒸发开始时，水分从原料表面迅速蒸发，称为水分的外扩散。蒸发至50%~60%后，原料的干燥速度就视原料内部水分转移速度而定。干燥时原料内部的水分转移，称为水分的内扩散。因为外扩散使原料表面水分大量蒸发，造成原料表面和内部水分之间产生水蒸气分压差，使水分由内部向表面移动，以求原料各部分间水分平衡。此时，开始蒸发的是半结合水，因此，干燥后期蒸发速度就变得缓慢。在干燥过程中如果水分的外扩散速度远远超过内扩散，就会造成原料表面因过度干燥而形成硬壳，降低制品的品质，阻碍水分的继续蒸发。这时由于内部水分含量高，蒸发压力大，原料较软部分的组织往往会被压破，使原料发生开裂现象。干燥结束时产品的含水量达到平衡水分状态。
干燥过程可以分成两个阶段：恒速干燥阶段和降速干燥阶段。在两个阶段交界点的水分称为临界水分，这是每一种原料在一定干燥条件下的特征。
开始干燥时，原料的温度低于干燥介质的温度，需要经过一段时间的加热，原料的温度才能开始上升，此时的曲线是BC段，原料的温度与干燥时间成直线关系；达到C点，即临界点以后，原料受到足够的加热，温度开始上升，此时的曲线是CD段，温度随干燥时间呈曲线上升关系。原料的绝对水分含量在整个干燥期间是逐渐降低，开始干燥时，由于自由水呈大量蒸发的状态，曲线是B′C′段，呈直线降低，达到C′点以后，因自由水已经大量蒸发，原料的绝对水分含量大为降低，曲线呈C′D′段，随干燥时间的降低减缓。
干燥速度指单位时间内绝对水分含量降低的百分数，开始干燥时原料的干燥速度是不随着干燥时间变化而变化的，此时曲线呈BC段，达到C点之后，干燥速度随着时间的延伸而下降。可能的原因是：原料蒸发一定量的水分要消耗一定量的热能，在干燥初期，干燥介质传热和原料本身吸收热，都需要一段时间才能使原料温度逐渐升高到水分蒸发的温度；另外，蒸发作用进行时，原料本身所含的有机物质、空气、水分都受热膨胀，就其膨胀系数而言，通常气体比液体大，液体又比固体大。干燥初期，原料内部存在较多的空气和大量的自由水，随着温度不断增高，致使空气和水蒸气膨胀，原料内部压力增大，促使原料内部的水分向表面移动而蒸发，这时候只要原料表面有足够的水分，原料表面的温度就会维持在湿球温度。此时，水分在表面汽化的速度是起控制作用的，称之为表面汽化控制，干燥速度不随时间的变化而变化，所以又称BC段为恒速干燥阶段。随着干燥作用的进行，当原料的水分含量减少到50%~60%时，自由水已大为减少，开始蒸发部分半结合水，这时，内部水分扩散速度比表面汽化速度小，内部水分扩散速度对于干燥作用起控制作用，这种情况称为内部扩散控制，干燥速度随着干燥时间的延长而下降，CD这一阶段称为降速干燥阶段。
干燥后期，干燥的热空气使原料的温度上升到较高的程度，原料表面和内部水分达到平衡状态，原料的温度与空气的干球温度相等，水分的蒸发作用停止，干燥过程也告结束。
二、花卉干燥的影响因素
在干燥过程中，干燥速度的快慢对干制品的品质好坏起了决定性的作用，当其他条件相同时，干燥速度越快，越不容易发生不良变化，成品品质越好。干燥速度在很大程度上取决于干燥介质的温度、相对湿度和循环速度，同时花卉原料的种类和状态也有一定的影响。
通常采用的干燥介质是热空气，但是，这种热空气并不是绝对干燥的，而是干空气和水蒸气的混合物。当这种热空气与润湿的原料接触时，在原料和热空气之间发生热交换，热空气放出热量，原料吸收这部分热量用于使其所含的水分汽化，热空气的温度同时因此降低。所以要使原料继续干燥，就要连续不断地提供温度足够的热空气。当热空气提供的热量等于原料水分蒸发所消耗的热量时，就能保持一定的温度；如果提供的热量超过水分蒸发所需要的热量，温度就会逐渐上升。温度升高时，空气的饱和差也随之增加，达到饱和所需要的水蒸气就越多，热空气能携带的水分就越多，原料中的水分就越容易蒸发，干燥速度就越快。
花卉原料在干燥时，尤其在干燥初期，一般不宜采用过高的温度，否则会产生以下不良现象：
花卉本身含水量很高，如果骤然和干燥的热空气相遇，则组织中的汁液会迅速膨胀，易使细胞壁破裂，内容物流失。
原料中的糖分和其他有机物因高温而分解或焦化，会影响成品外观和风味。
高温低湿易造成原料表面结壳，而影响水分的散发。
因此，在干燥过程中，要控制干燥介质的温度稍低于使花发生变质的温度，尤其对于富含糖分和芳香物质的原料，应特别注意。
空气的温度升高，相对湿度就会减少；反之，温度降低，相对湿度就会增大。在温度不变的情况下，相对湿度越低，空气的饱和差越大，干燥速度越快。升高温度的同时又降低相对湿度，使原料与外界水蒸气分压相差越大，水分的蒸发就越容易，干燥越迅速，干制品的含水量也越低。这种现象特别是在干燥后期更为明显。
热空气的流速越大，原料表面的水分蒸发越快。加大热空气流速有两个作用：一是有利于热空气将热量迅速传递给原料，以维持其蒸发温度；二是将从原料中蒸发出来的水分迅速带走，不断补充新鲜未饱和的热空气，促进原料表面水分的不断蒸发。据测定，热空气流速在3m/s以下的范围内时，水分蒸发速度与热空气流速大体成正比例的增加。
花卉的种类不同，所含的化学成分及其组织结构也不同，即使是同一种花，因品种不同，其成分及结构也有差异。因而干燥速度也不相同。由于水分是从原料表面蒸发的，所以原料切分的大小也与干燥速度有直接关系。切分越小，比表面积越大，蒸发面积就越大，干燥速度也就越快。另外，原料的装载量对干燥速度也有一定影响。烘盘单位面积上装载的原料量越多，则厚度越大，就不利于热空气的流通从而影响热交换，影响水分的蒸发，降低干燥速度。
三、花卉在干燥过程中的变化
花卉在干燥后，体积和质量都明显减小。干品体积约为鲜品的50%~70%，质量约为原质量的6%~20%。
花卉原料在干燥过程中，常常会发生颜色变黄色、褐色或黑色，这种现象通常称为褐变。褐变发生原因的不同，可分为酶促褐变和非酶褐变。
酶促褐变是指底物在氧化酶和过氧化物酶的催化下，产生变色的反应。通常花卉中变色的底物是单宁类物质，花卉中的单宁被氧化后呈现褐色。单宁中包含有儿茶酚，这种酚类物质在氧化酶的催化下与空气中的氧相互作用，形成过氧儿茶酚，可以使空气中的氧分子活化。可见，要防止酶促褐变，就应从花卉中单宁含量、氧化酶、过氧化物酶的活性以及氧气的供应等方面考虑。如果控制其中之一，则由单宁所引起的氧化变色即可受到抑制，获得良好的护色效果。单宁是花卉酶促褐变的底物之一，其含量因原料的种类、品种和成熟程度不同而异。单宁的氧化是在氧化酶和过氧化物酶构成的氧化物酶系统中完成的，只要对酶活性进行破坏就能防止酶促褐变的发生。加热能够使酶失活，氧化酶在71~73.5℃，过氧化物酶在90~100℃下，5min即可失活。因此，在干燥加工前，采用沸水或蒸汽对原料进行热处理，就可以抑制酶促褐变。此外，花卉中还含有蛋白质，组成蛋白质的氨基酸，尤其是酪氨酸在酪氨酸剪切酶的催化下会产生黑色素，使产品变黑。
非酶褐变是指不是由酶催化底物作用所引起的褐变。在花卉干燥和干制品储藏时都有可能发生。非酶褐变的原因之一是花卉中氨基酸的游离的氨基和糖的醛基作用生成复杂的络合物，即发生美拉德反应，生产有色物质。这种变色的程度与快慢取决于氨基酸的含量与种类、糖的种类及温度条件。
有色物质的形成与氨基酸含量的多少呈正相关。糖类中，参与有色物质形成的只有还原糖，即具有醛基的糖。蔗糖无醛基，因此不参与反应，只有在高温及加酸等作用下转化成葡萄糖和果糖后，才参加反应。有色物质的形成与温度也有着密切的关系，温度的升高能够大幅度促使氨基酸和糖发生美拉德反应生成有色物质。研究发现非酶褐变的温度系数很高，温度每上升10℃，褐变速率增加5~7倍，因此低温储藏干制品是控制非酶褐变的有效方法。此外，重金属也会促进褐变，按促进作用由大到小的顺序排列为：铜、铅、铁、锡。如单宁与金属铁作用生成黑色的化合物；单宁与锡长时间加热生成玫瑰色的化合物；单宁与碱作用容易变黑等。而硫处理对于非酶褐变有抑制作用，因为二氧化硫能与不饱和的糖反应形成磺酸，可减少糖与氨基酸的反应，从而减少有色物质的生产。
在花卉的干燥过程中，营养成分的变化会因干燥方式和处理方法的不同而有差异，但总的来说，是水分大量减少，糖分和维生素损失较多，矿物质和蛋白质较稳定。
在干燥过程中花卉中的水分会大量蒸发，因此在干燥结束后花卉中的水分含量会发生很大的变化。在干燥过程中为了能够更好地了解水分减少的情况，采用水分率来表示水分含量。水分率指1份干物质中所含有的水分的份数。干燥时，花卉中的干物质是保持不变的，只有水分在变化。因此，当干燥作用进行时，1份干物质中所含有的水分的份数就会逐渐减少，可明显地表示水分的变化。在花卉的干燥过程中，可用干燥率表示原料与成品间的比例关系。干燥率指生产1份干制品所需新鲜原料的份数的比例。例如黄花菜的干燥率为6∶1，即6kg鲜黄花菜，可制成1kg干黄花菜。如果以百分率表示，则每100kg鲜黄花菜可制成干黄花菜16.7kg。由于原料的种类、品种以及干制品的含水量不同，干燥率会有很大的差异。
花卉中含有大量的糖分，它的变化直接影响到花卉干制品的质量。花卉中含有的糖分主要是葡萄糖、果糖和蔗糖。不同种类的花卉，这三种糖的含量也有很大的差别。花卉中含有的果糖和葡萄糖均不稳定，易于分解。因此，自然干制的花卉，因干燥缓慢，酶的活性不能很快被抑制，呼吸作用仍要进行一段时间，从而要消耗一部分糖分和其他有机物质。干燥时间越长，糖分损失越多，干制品的质量越差。人工干燥花卉，能很快抑制酶的活性和呼吸作用，干燥时间短，可减少糖分的损失，但所采用的温度和时间对糖分也有很大影响。一般来说，糖分的损失随温度的升高和时间的延长而增加，温度过高时糖分发生焦化，颜色变深褐色甚至呈黑色，味道变苦，变褐的程度与温度及糖分含量成正比。
花卉中含有多种维生素，其中维生素C和维生素A对人体健康尤为重要。维生素C很容易被氧化破坏，因此在干燥加工时，要特别注意提高维生素C的保存率。维生素C的破坏程度除与干燥时环境中的含氧量和温度有关外，还与抗坏血酸酶的活性和含量有关。氧化与高温的共同影响，往往可能使维生素C被全部破坏，但在缺氧加热的情况下，却可以大量保存维生素C。此外，维生素C在阳光照射下和碱性环境中也易遭受破坏，但在酸性溶液或者在浓度较高的糖液中则较稳定。因此，干燥时对原料的处理方法不同，维生素C的保存率也不同。另外，维生素A1和维生素A2在干燥过程中的稳定性较维生素B2，维生素B1、尼克酸差，容易受高温影响而破坏损失。