水分活度對食品的影響

1、水分活度對食品中主要化學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，其儲藏期的穩(wěn)定性也不同。利用水分活度的測試，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)中檢驗的重要指標。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、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 產(chǎn)品的保質(zhì)期是非常重要的。舉個例子說明這個問題，一塊水分活度值為0.81的蛋糕，具保質(zhì)期為21c時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12天。由此可見，水分活度決定了微生物的生長率。同樣，水分活 度對制藥業(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)生變化而導致溶解性能、糊化及成面團作用變差的過程。 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；當含 水量降至1015%寸，淀粉中的水主要為結(jié)合水，不會發(fā)生老化。2 、脂肪：影響脂肪品質(zhì)的化學反應(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。3 、蛋白質(zhì)：據(jù)測定，當食品中的水分含量在 2犯下時，可以有效的阻止蛋 白質(zhì)的變性；而當達到4燉其以上時，蛋白質(zhì)變性

4、變得越來越容易。4 、酶促褐變：是在酶作用下，食品中的酚類化合物發(fā)生特殊的氧化反應(yīng)使 食品顏色變劣的過程。食品體系中大多數(shù)的酶類物質(zhì)在水分活度小于 0.85時,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一些非酶氧化而導致食品變色的反應(yīng)。也與水分活度有密切的關(guān)系，當食品中的水分活度在 0.60.7之間時，非 酶促褐變最為嚴重；水分活度下降，褐變速度減慢，在 0.2以下時，褐變難以發(fā) 生。但當水分活度超過褐變高峰要求的值時， 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，當食品中的水分活度增大時，水溶性色素（常 見的是花青素類）分解的速度就會加快。7、對酶的影響：許多來自天然的食品物料都有酶存在，干燥過程隨著物料水分降低，沒本身也失水，活性下降。但當環(huán)境適宜，酶仍會恢復活性，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, 酶反應(yīng)進行得極慢或者是完全停止，這是由于食品物料中缺乏流動性水分使酶擴散到基質(zhì)的特定部位。通常只有干制品水分降至1犯下時，酶活性才會完全消失。在干燥食品中酶反應(yīng)速度受底物擴散到酶周圍的速度所限制，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，即使在65%勺相對濕度下，面筋

6、蛋白質(zhì)仍不能被顯著地水解。大分子底物的擴散效應(yīng)可能造成酶反應(yīng) 性質(zhì)的變化，例如，在一個水介質(zhì)中，淀粉酶作用于可溶性淀粉而生成寡糖。 一 般來說，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。一般來說，在低水分活性下沒反應(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散離開酶的活性部位， 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離子強度、食品構(gòu)成成 分、貯藏時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到 1%A下，因此靠減少水分活性值來抑制 酶對干制品品質(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、對維生素的影響水分活性對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)屬于一級化學反應(yīng)，溫 度對反應(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，溫度和水分對其穩(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80%