资源简介

(共13张PPT)
项目一 水的性能与控制
食品中水分活度
概述
我们都知道食品中各种非水组分与水通过氢键键合的能力和结合力大小均不相同，被非水组分结合牢固的水不可能被食品的微生物生长和化学水解反应所利用。因此，我们会发现仅仅认识到食品的腐败性与含水量有关是不够全面，因为含水量相同的不同种类食品，其耐储藏性质和腐败性仍然存在着较大的差异。
水分活度
科学家为了更容易定量说明食品中水分的含量和食品腐败性之间的关系，引入水分活度（AW）的概念来说明，水分子在食品中被非水成分缔合的程度。
水分活度
水分活度是指在一定温度下，食品水的蒸气压P与纯水的饱和蒸气压P0的比值。
AW = P /P0
水分活度是0~1的数值。对于纯水而言，其P与P0值相等。因此，水分活度值为1，完全无水时Aw值为0。
水分活度
食品中水分活度与其组成有关，食品中的含水量越大，自由水越多，其水分活度越大；反之非水物质越多，结合水越多，其水分活度值越小。水分活度反映了食品中水分的存在形式和被微生物利用的程度。例如，鱼和水果等含水量高的食品 Aw值为0.94~0.59，水分能够被各类微生物利用，从而在食品上繁殖导致食品腐败变质。
水分活度条件
大量实验数据证实，各种微生物能够繁殖的水分活度条件为：食品Aw在0.94~0.99之间适宜细菌生长；食品Aw〉0.88适宜酵母菌生长；食品Aw〉0.80适宜霉菌生长。所以，水分活度值偏高的食品易受微生物的污染而腐败变质。
水分活度与食品含水量的关系
水分含量一般是以 100℃～105℃恒重后样品重量的减少量作为食品水分的含量。可见，水分含量与水分活度是两个不同的概念。一般来说，食品的含水量越高，食品的水分活度就越大，但二者之间并不存在正比关系，有些食品的含水量相近，但水分活度相差很大，有些食品的水分活度相近，含水量却相差很大。
食品 含水量 食品 含水量 食品 含水量
凤梨 0.28 干淀粉 0.13 卵白 0.15
苹果 0.34 干马铃薯 0.15 鱼肉 0.21
香蕉 0.25 大豆 0.10 鸡肉 0.18
水分吸湿等温线
在恒定温度下，以食品的含水量（每克干物质中含水克数，即g/g表示）为纵坐标，以其水分活度（Aw）为横坐标绘图形成的曲线称为水分吸湿等温线（MSI)。
吸湿等温线分区
I区为结合水中的构成水和邻近水，对高水分含量的食品而言，I区的水仅占总水分含量的极小部分，是水分子和食品成分中的羧基、氨基等基团通过水-离子或水-偶极相互作用而牢固结合的那部分水，形成单分子结合水，结合力量最强，Aw数值在0~0.25相当于物料含水量在0~0.07g/g干物质，这部分水很难发生物理、化学变化，含此水分的食品的劣变速度很慢。
吸湿等温线分区
Ⅱ区为结合水中的多层水。在此区段，水分子多与食品成分中的羧基、酰胺基主要靠水-水和水-溶质的氢键键合形成多分子层结合水，还有直径<1μm的毛细血管水。Aw数值在0.25~0.80，相当于物料含水量在0.07~0.33g/g干物质。当食品中的水分含量相当于Ⅱ区和Ⅲ区的边界时，水将引起溶解过程，它还起了增塑剂的作用，并且促使固体骨架开始肿胀。溶解过程的开始将促使反应物质流动，因此加速了大多数化学反应的速度。
吸湿等温线分区
Ⅲ区为毛细管凝聚的自由水。在此区段，水分在物料上以物理截留的方式凝结在食物的多孔性结构中，例如，直径>1um的大毛细管中的水分和纤维丝上的水分其性质接近理想溶液。Aw数值在0.80~0.99，物料每克干物质含水量最低在0.14~0.33g，最高为20g。这部分水是食品中与非水物质结合最不牢固、最容易流动的水。
结论
可见，运用吸湿等温线，可以确定水的转移程度与 Aw有关，预测食品的腐败变质的难易程度，不同食品相同含水量或相同水分活度对其稳定性的影响，以及预测出不同食品中非水组分与水结合能力的强弱。
总 结
1.各种食品在一定条件下都各有一定的水分活度，各种微生物的活动和各种化学与生物化学反应也都需要有一定的Aw值。
2.计算出微生物、化学以及生物化学所需要的水分活度值，就可以控制食品加工的条件和预测食品的存储性。

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