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(共18张PPT)
项目一 水的性能与控制
食品中水分活度与稳定性
思考
为什么小麦、玉米需要晾干后储藏，如果不晾干储藏则极容易发霉、长虫腐烂变质？
食品水分活度与食品稳定性关系
各种食品都有一定的水分活度，微生物的生长和生物化学反应也都需要一定的水分活度范围。新鲜食品的水分活度很高，降低水分活度，可以提高食品的稳定性，减少腐败变质。所以，水分活度与食品的稳定性之间有着密切的联系。
水分活度与微生物生命活动的关系
不同种类微生物生长繁殖的最低水分活度范围是：大多数细菌为0.99~ 0.94，大多数耐盐细菌为0.75以上；耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母菌为0.65~0.60。在水分活度低于0.60时，绝大多数微生物无法生长。
水分活度与微生物生命活动的关系
微生物在不同的生长阶段，所需Aw值也不一样，细菌形成芽孢时比繁殖生长时要高。例如，魏氏芽孢杆菌繁殖生长时的Aw值为0.96，而芽孢形成的最适宜的Aw值为0.993，Aw值若低于0.97，就几乎看不到芽孢形成。有些微生物在繁殖中还会产生毒素，微生物产生毒素时所需Aw值高于生长时所需的Aw值，如黄曲霉素生长时所需的Aw值为0.78~0.80，而产生毒素时要求的Aw值达0.83。
水分活度与微生物生命活动的关系
如果水分活度高于微生物生长繁殖所需的最低Aw值时，微生物就可能导致食品腐败变质；如果食品水分活度降低到一定限度以下时，就会抑制要求Aw值高于此值的微生物生长、繁殖或产生毒素，可以防止或降低微生物对食品质量的不良影响。
当然在发酵食品的加工中，就必须把水分活度提高到有利于有益微生物生长、繁殖、分泌代谢所需的水分活度值以上。微生物对水分的需要也会受到pH、营养成分、氧气等共存因素的影响。
水分活度与微生物生命活动的关系
在选定食品的水分活度时应根据具体情况进行适当的调整。需要指出的是，即使含水量相同的不同食品，在储藏期间的稳定性也是不一样的，这是因为食品的成分、结构和状态不同，水分的束缚程度不同，因而Aw值也不同。
水分活度与食品成分的化学变化之间的关系
大多数食品是以动植物组织为原料的，甚至许多植物果实本身就可以直接食用。在大多数食品加工和储藏过程中，始终存在着生物化学反应，水作为一种化学反应的介质，它的数量和存在状态直接或间接影响着生物化学反应的过程。
水分活度对淀粉老化的影响
淀粉的老化实际上是已经糊化的淀粉分子在放置过程中，分子之间通过氢键又重新形成排列有序、结构致密、高度晶化的、溶解度小的淀粉的过程。淀粉老化后，食品的松软程度降低，并且影响酶对淀粉的水解，使食品变得难以消化吸收。影响淀粉老化的主要因素除温度外，水分活度也是主要因素。
水分活度对淀粉老化的影响
实验证明：在含水量达30%~60%时，淀粉老化的速度最快；如果降低含水量则淀粉老化速度减慢，若含水量降至10%~15%时，则水分基本上以结合水的状态存在，淀粉不会发生变化，富含淀粉的即食型食品（如方便面等），就是将淀粉在糊化状态下，迅速脱水至10%以下时，使淀粉固定在糊化状态，再用热水浸泡时，复水性能好。
水分活度对蛋白质变性的影响
蛋白质的变性是蛋白质受某些物理或化学因素的作用，维持蛋白质分子多肽链高级结构的副链遭到破坏，不仅表现出沉淀现象，而且它的空间结构、理化性质和生物学活性都发生了变化。因为水能使蛋白质分子中的可氧化的基团充分暴露，水中溶解氧的量也会增加，氧就很容易转移到反应位置。
水分活度对蛋白质变性的影响
所以，水分活度增大会加速蛋白质的氧化作用，使维持蛋白质高级结构的某些副键遭到破坏，导致蛋白质的变性。实验测定，当水分含量大于4%时，蛋白质的变性仍能缓慢进行；若水分含量在2%以下时，则不发生变性。
水分活度对脂肪氧化酸败的影响
富含脂肪的食品很容易受空气中氧、微生物的作用发生氧化酸败。食品中的水分活度对氧化酸败的影响较为复杂。从水分活度的低度值开始，氧化速度随着水分的增加而降低。这是因为当水分活度很低时，食品中的水与过氧化物形成氢键而结合，此氢键可保护过氧化物的分解，因此可降低过氧化物分解时的初速度，最终阻止氧化的进行，同时这部分水也可以与金属离子结合，降低其催化氧化的活性，因而也阻止了氧化反应的进行。
水分活度对脂肪氧化酸败的影响
在Aw值为0.3~0.4时，氧化速度最慢；当Aw值>0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使脂肪的大分子肿胀，暴露了更多容易氧化的部位，加快了氧化速度。当Aw值较大时（>0.8时），进一步加入的水可以降低氧化速度，原因是水对催化剂的稀释降低了它们的催化活性，并降低了反应物的浓度。
水分活度对酶促褐变的影响
酶促褐变是在酶的催化下进行的。酶促褐变多发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。酶促褐变发生后，不仅影响食品的色泽、风味，也可能产生一些对营养有影响的物质。酶的活性与分子的构象关系密切，只有在适宜的水分活度时，酶的分子构象才能得到充分发挥，表现出它的催化活性。当Aw值降低到0.25~0.30，就能有效地减慢或阻止酶促褐变的进行。
水分活度对非酶褐变的影响
最常见的非酶褐变是美拉德反应，水分活度Aw值在0.6~0.7时最容易发生非酶褐变。当食品的水分活度在一定范围内时，非酶褐变的速度随水分活度的增加而加速，随水分活度的降低而受到抑制或减弱；当水分活度降到0.2以下时，非酶褐变难以进行。但如果水分活度大于褐变高峰的Aw值时，则由于溶质的浓度下降而导致褐变速度减慢。在一般情况下，浓缩食品的水分活度正好位于非酶褐变最适宜的范围内，褐变容易发生。
水分活度对水溶性色素分解的影响
葡萄、山楂、草莓等水果中含有水溶性的花青素，花青素溶于水时很不稳定，1~2周后其特有的色泽就会消失。但花青素在这些水果的干制品中则十分稳定。经过数年的储藏也仅仅是轻微的分解。一般随着水分活度的增大，水溶性色素分解的速度就会加快。
总 结
1.当我们降低食品的水分活度，可以抑制微生物的生长和繁殖，延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少食品营养成分的破坏，防止水溶色素的分解。
2.但水分活度过低，则会加速脂肪的氧化酸败，还能引起非酶褐变。要使食品具有较高的稳定性，最好将Aw值保持在结合水范围内，这样既可使化学反应难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。

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