水分活度對(duì)食品的影響

1、水分活度對(duì)食品中主要化學(xué)變化的影響水分活度：水分活度數(shù)值用 Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相對(duì)濕度，其數(shù) 值在0-1之間。溶液中水的蒸氣分壓 P與純水蒸氣壓 Q的比值，Aw=P/Q。 Aw值對(duì)食品保藏具有重要的意義。含有水分的食物等由于其水分活度之不 同，其儲(chǔ)藏期的穩(wěn)定性也不同。利用水分活度的測(cè)試，反映物質(zhì)的保質(zhì)期， 已逐漸成為食品，醫(yī)藥，生物制品等行業(yè)中檢驗(yàn)的重要指標(biāo)。水在產(chǎn)品中，比如食物，被限制在不同的成分中，如蛋白質(zhì)、鹽、糖。這 些化學(xué)綁定的水是不影響微生物繁殖的。 綁定的水分越多，能夠蒸發(fā)的水分就越 少，所以產(chǎn)品里含水量多，并不等于它表面的水汽分壓就一定高， 平衡相對(duì)濕度 就一

2、定大，微生物就一定更活躍。水分活度指物質(zhì)中活性水部分或者自由水。它主要影響物質(zhì)物理、化學(xué)、微生物特性，其中包括流淌性、凝聚、內(nèi)聚力和靜態(tài) 等物理現(xiàn)象。食物保質(zhì)期、顏色、味道、維生素、成分、香味的穩(wěn)定性；霉菌的 生成和微生物的生長(zhǎng)特性都直接受物質(zhì)的水分活度值所影響。 水分活度的控制對(duì) 產(chǎn)品的保質(zhì)期是非常重要的。舉個(gè)例子說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，一塊水分活度值為0.81的蛋糕，具保質(zhì)期為21c時(shí)24天，如果其水分活度提高到0.85,其保質(zhì)期將降 低為21c時(shí)12天。由此可見(jiàn)，水分活度決定了微生物的生長(zhǎng)率。同樣，水分活 度對(duì)制藥業(yè)也是非常重要的，它提供的數(shù)據(jù)反映了如下信息：藥片的內(nèi)聚力，藥 粉的粘結(jié)力，包衣的粘

3、著性等等。具體表現(xiàn)為：1、淀粉：淀粉的食品學(xué)特性主要體現(xiàn)在老化和糊化上。老化是淀粉顆粒結(jié) 構(gòu)、淀粉鏈空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而導(dǎo)致溶解性能、糊化及成面團(tuán)作用變差的過(guò)程。 在含水量到3060%寸，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速度變慢；當(dāng)含 水量降至1015%寸，淀粉中的水主要為結(jié)合水，不會(huì)發(fā)生老化。2 、脂肪：影響脂肪品質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)主要為氧化酸敗。在I區(qū)，氧化反應(yīng)的 速度隨著水分增加而降低；在II區(qū)，氧化反應(yīng)速度隨著水分的增加而加快； 在田 區(qū)，氧化反應(yīng)速度隨著水分增加又呈下降趨勢(shì)。3 、蛋白質(zhì)：據(jù)測(cè)定，當(dāng)食品中的水分含量在 2犯下時(shí)，可以有效的阻止蛋 白質(zhì)的變性；而當(dāng)達(dá)到4燉其以上時(shí)，蛋白質(zhì)變性

4、變得越來(lái)越容易。4 、酶促褐變：是在酶作用下，食品中的酚類(lèi)化合物發(fā)生特殊的氧化反應(yīng)使 食品顏色變劣的過(guò)程。食品體系中大多數(shù)的酶類(lèi)物質(zhì)在水分活度小于 0.85時(shí),活性大幅度降低。如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有一些酶例外，如 酯酶在水分活度為0.3甚至0.1時(shí)也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。5 、非酶促褐變指食品通過(guò)一些非酶氧化而導(dǎo)致食品變色的反應(yīng)。也與水分活度有密切的關(guān)系，當(dāng)食品中的水分活度在 0.60.7之間時(shí)，非 酶促褐變最為嚴(yán)重；水分活度下降，褐變速度減慢，在 0.2以下時(shí)，褐變難以發(fā) 生。但當(dāng)水分活度超過(guò)褐變高峰要求的值時(shí)， 其褐變速度又由于體系中溶質(zhì)的減 少而下降。6 、水

5、溶性色素：一般而言，當(dāng)食品中的水分活度增大時(shí)，水溶性色素（常 見(jiàn)的是花青素類(lèi)）分解的速度就會(huì)加快。7、對(duì)酶的影響：許多來(lái)自天然的食品物料都有酶存在，干燥過(guò)程隨著物料水分降低，沒(méi)本身也失水，活性下降。但當(dāng)環(huán)境適宜，酶仍會(huì)恢復(fù)活性，而可能引起食品品質(zhì)惡化活變質(zhì)。在水分活性值低于 BET單分子層值吸附水分活性時(shí), 酶反應(yīng)進(jìn)行得極慢或者是完全停止，這是由于食品物料中缺乏流動(dòng)性水分使酶擴(kuò)散到基質(zhì)的特定部位。通常只有干制品水分降至1犯下時(shí)，酶活性才會(huì)完全消失。在干燥食品中酶反應(yīng)速度受底物擴(kuò)散到酶周?chē)乃俣人拗?，故干燥食品中高分子底物不易被酶作用。例如，在含有蛋白酶的淀粉中，即使?5%勺相對(duì)濕度下，面筋

6、蛋白質(zhì)仍不能被顯著地水解。大分子底物的擴(kuò)散效應(yīng)可能造成酶反應(yīng) 性質(zhì)的變化，例如，在一個(gè)水介質(zhì)中，淀粉酶作用于可溶性淀粉而生成寡糖。 一 般來(lái)說(shuō)，在低水分活性下，首先生成葡萄糖和麥芽糖，而僅在較高的水分活性下 才生成寡糖。一般來(lái)說(shuō)，在低水分活性下沒(méi)反應(yīng)傾向于防止反應(yīng)中間物的積累或 有利于某些反應(yīng)途徑，這可能是由于潛在的中間物不能擴(kuò)散離開(kāi)酶的活性部位， 而只有立刻講解或反應(yīng)。影響食品中酶穩(wěn)定性的因素有水分、溫度、 pH離子強(qiáng)度、食品構(gòu)成成 分、貯藏時(shí)間及酶抑制劑或活性劑等。水分活性只是影響其穩(wěn)定性條件之一。許多干燥食品的最終水分含量難以達(dá)到 1%A下，因此靠減少水分活性值來(lái)抑制 酶對(duì)干制品品質(zhì)的影

7、響并不十分有效。濕熱處理酶易使其不可逆失活。8、對(duì)維生素的影響水分活性對(duì)食品中維生素的影響研究的最多的是維生素 co在低aw下，維 生素c比較穩(wěn)定，隨著模擬系統(tǒng)和食品中水分的增加，維生素c的降解迅速增快。 其他維生素的穩(wěn)定性也有同樣的變化規(guī)律， 且其降解反應(yīng)屬于一級(jí)化學(xué)反應(yīng)，溫 度對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)影響很大。降低維生素c的貯藏水分活性和降低溫度同樣重要， 將維生素C包埋或先添加到油相中防止其與水接觸也是防止維生素 C降解的有效 方法。許多強(qiáng)化維生素的食品（如面粉制品），硫胺素Bi的穩(wěn)定性也受到注意。Hollenbeck和Ober-meyer （1952年）研究了硫胺素鹽的種類(lèi)，溫度和水分對(duì)其穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)在38c硫胺素的損失量大于28Co在38C,隨著面粉中水分含量由9.2%曾至14.5%,兩種型式維生素 B損失增加，但硫胺素鹽酸鹽損失比單硝酸鹽損失大。另一些研究者證實(shí)這種結(jié)果，小麥粉制品在38% 14林分條件下維生素B損失可達(dá)80%