水分活度在食品加工中的影响
水活度对水产食品加工的影响
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张明霞2018-3-6水产干制品加工用太阳辐射、风力或各种人工干燥手段除去水产品的水分和降低水分活度,以抑制和防止微生物繁殖的加工方法历史最久、保藏效果较好。
但干制品大多复水性差,并在加工贮藏过程中易产生油脂氧化。
水产品干制加工的实质主要是通过干燥使食品水分减少到各种微生物不能繁殖生长的程度,从而达到保藏目的。
但符合保藏目的的水分含量标准因不同产品而异,较难掌握。
1936~1938年澳大利亚的W.J.斯科特把相对湿度作为与微生物生长有关的重要参数;随后在1953年提出食品的平衡相对湿度(ERH),用以表示食品基质中水分的可利用度,即水分活度,明确了食品水分活度与微生物繁殖两者间的直接关系。
以后,水分活度即被用作判断食品中微生物生长繁殖界限的有用指标。
不同种类的微生物在食品中可能繁殖生长的最低界限值如表。
此外,食品中的水分活度也与同食品变质有关的酶活性和化学反应有关。
干制品的水分含量与水分活度的关系,一般可用食品的等温吸湿曲线表示。
不同种类食品的等温吸湿曲线特性不一。
当不同种类食品的水分活度相同时,其水分含量并不一致,这种不一致性与各种食品吸湿性的强弱直接有关。
同样,当不同食品被干燥到同一水分含量时却有着不同的水分活度。
这一性质对确定干制品的干燥程度和保藏性能十分重要。
干制主要是利用干燥手段使水产品所含水分在一定温、湿度和压力等条件下向周围空间不断蒸发,以达到规定含水率的过程。
一般干燥中的水分蒸发主要在水产品表面进行。
当表面水分通过蒸发减少到一定程度时,内部水分即不断向表面扩散,继续蒸发,直到停止干燥为止。
决定干燥速度的因素主要有水产品种类及其表面状态,干燥的温度、湿度、风速和真空度等。
这些因素在干燥过程中需加以人工调节和控制。
干燥方法一般分为天然干燥和人工干燥两类。
天然干燥又分为日干(晒干)和风干。
前者是利用太阳辐射晒干;后者是在无阳光照射下利用风力的空气流通进行干燥。
方法简便,便于在缺乏现代加工技术条件下加工大量水产品。
水分活度对食品中主要的化学变化的影响
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水分活度对食品中主要的化学变化的影响答:水分活度是指食品在密闭容器内测得的水蒸气压力(P)与同温度下测得的纯水蒸气压力(Po)之比.Aw = P/Po水分活度物理意义:表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系。
一、水分活度对食品化学变化的影响主要由以下几个方面:(1)对脂肪氧化酸败的影响低水分活度, 氧化速度随水分增加而降低, 到水分活度接近等温线区域I、Ⅱ边界时进一步加水使氧化速度增加,直到水分活度接近区域Ⅱ与区域Ⅲ的边界,如果再进一步加水又引起氧化速度降低。
Aw=0-0.35范围,随Aw增加,反应速度降低的原因:水与脂类氧化生成以氢键结合的氢过氧化物,保护氢过氧化物的分解,阻止氧化进行。
这部分水与金属离子形成水合物,降低其催化性Aw=0.35-0.8范围,Aw增加,反应速度增加的原因:①水中溶解氧增加②大分子物质溶胀,活性位点暴露加速脂类氧化③催化剂和氧的流动性增加。
Aw>0.8时,Aw增加,反应速度增加很缓慢的原因:催化剂和反应物被稀释。
(2)对淀粉老化的影响含水量30%-60%,淀粉老化速度最快,,降低含水量,淀粉老化速度减慢,含水量10%-15%,结合水, 淀粉不发生老化。
(3)对蛋白质变性的影响水能使多孔蛋白质膨润, 暴露可能被氧化的基团, 氧就很容易转移到反应位置。
水分活度增大,加速蛋白质氧化, 破坏保持蛋白质高级结构的次级键, 导致蛋白质变性。
水分含量4%, 蛋白质变性缓慢进行水分含量4%在以下, 则不发生蛋白质变性。
(4)对酶促褐变的影响在低水分活度下(Aw 0.25-0.3),一些酶不会产生变化。
这是因为低水分活度下不允许酶和反应物重新反应。
(5)对非酶褐变的影响食品水分活度在一定范围内, 非酶褐变随水分活度的增大而加速,Aw0.6-0.7,褐变最严重。
随水分活度下降,非酶褐变受到抑制;降低到0.2以下,褐变难以发生。
如果水分活度大于褐变高峰Aw值,由于溶质浓度下降导致褐变速度减慢。
水分活度在食品加工中的意义
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水分活度在食品加工中的意义
1 水分活度在食品加工中的重要性
随着社会的发展,人们的生活水平越来越高,人们对食品的安全
性和质量要求也比以往更高,水分活度是食品加工很重要的一个指标,它可以帮助从全球范围内获取食品,为销售和加工提供一个经济和安
全的方式。
2 水分活度的重要意义
水分活度是指食品中在常温下克服静水压力而析出的水分,其中
有一种叫做形态水,这种水分可以在析出过程中被抽出,它和组织中
其他分子一起形成一个环境,水分活度对保护食品的质量和安全性十
分关键。
3水分活度的作用
水分活度的检测可以帮助判断食品的新鲜程度和保质期,水分活
度越低,食品质量越好,保质期越长,保持低水分活度的这种情况也
可以有效地保护现成的食品免受空气中水分的影响。
此外,对水分活
度的控制也有助于防止食品中细菌繁殖,从而保证食品的安全性。
4结论
水分活度在食品加工中具有十分重要的作用,它可以在不损害食
品质量的情况下保护食品的新鲜度,保证食品的安全性和质量,行业
更大的发展离不开对水分活度的正确把握。
水分活度 自由水 结合水
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水分活度自由水结合水水分活度、自由水和结合水是物理化学中的重要概念,对于食品、化妆品、药品等方面都有着关键的应用。
在本文中,我们将深入探讨这三种概念的定义、作用以及在实际生产中的应用。
一、水分活度的定义和作用1. 定义:水分活度是指在某一条件下,食品中对微生物生长影响的能力。
它是水分与溶解固体分子之间的平衡关系。
在特定温度下,水分活度等于水分含量与水在食品中最大可能的溶解度之比。
2. 作用:水分活度是判断食品是否容易腐败变质的重要指标。
当水分活度高时,微生物会容易繁殖,导致食品变质;反之,水分活度低时则可以延长食品的保质期。
因此,生产和储存食品时,需要特别注意控制其水分活度。
二、自由水的定义和作用1. 定义:自由水是指在食品中能够流动、不依附于食品物质的水分,是微生物生长的重要条件。
2. 作用:自由水是微生物繁殖的重要基础,过高的自由水含量是食品变质的主要原因之一。
因此,在生产和储存食品时也需要控制自由水的含量,避免微生物生长,保证食品品质。
三、结合水的定义和作用1. 定义:结合水是指在食品中被食品物质结合成化学键的水分。
它与自由水不同,不会导致食品的变质。
2. 作用:结合水是食品物质的一部分,同时也是影响其质量的重要因素之一。
它可以影响食品的口感、色泽等特征,因此在加工过程中,需要控制结合水的含量,保证产品的质量。
在实际生产中,我们需要根据需求和特性进行控制水分活度、自由水、结合水的含量,以保障产品的品质和保质期。
对于食品、化妆品、药品等具有极高要求的产品,掌握好这三个概念更是必不可少的前置知识。
水分活度对微生物食品质构及化学反应的影响
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水分活度对微生物食品质构及化学反应的影响水分活度(aw)是指食品中水分的自由活动水分的比例,它是指食品中的水分可用于微生物生长和化学反应的水分量。
水分活度的值范围从0到1,其中0表示无活水,1表示100%的自由活动水。
水分活度直接影响微生物的生长和活性,同时也对食品的质构和化学反应产生影响。
首先,水分活度对微生物的生长和活性具有重要影响。
绝大多数微生物需求水分才能生存和繁殖,且每个微生物株对水分活度的要求不同。
高水分活度提供了微生物所需的水分,促进其生长和繁殖。
然而,如果食品中的水分活度较低,则微生物无法生存,并且其代谢和酶活性也会受到限制。
因此,可降低食品中的水分活度来控制微生物的生长,增加食品的保藏期限。
其次,水分活度对食品的质构具有显著影响。
水分活度直接影响食品的纹理、硬度和口感等方面的特性。
较高的水分活度可以使食品保持柔软和有弹性的特点,而较低的水分活度则会导致食品变得硬而干燥。
例如,在面包制作过程中,较高的水分活度可以形成柔软的面包,而较低的水分活度则会产生坚硬的饼干。
最后,水分活度对食品化学反应也有直接影响。
许多食品的化学反应需要水分参与,例如淀粉的糊化和蛋白质的水解等。
在较高的水分活度下,这些化学反应可以更容易地进行。
而在较低的水分活度下,食品化学反应受到限制,例如面团的发酵过程会因为水分不足而受到影响。
综上所述,水分活度在微生物、食品质构和化学反应方面都具有重要的影响。
了解食品中的水分活度可以帮助我们控制微生物的生长,改善食品的质构特性,并促进化学反应的进行。
因此,在食品加工和贮存过程中,根据特定食品的需要,可以调整食品的水分活度,以获得最佳的品质和保质期限。
水分活度如何影响食品稳定性
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水分活度如何影响食品稳定性当温度、酸碱度和其他几个因素影响产品中的微生物快速生长时,水分活度可以说是控制腐败及确定贮藏期最重要的因素。
通过测量水分活度,可以预知哪些微生物将会或不会成为潜在的腐败因素。
总的趋势是,水分活度越小的食品越稳定,较少出现腐败变质现象。
除了影响微生物生长,水分活度还决定了食品中酶和维生素C的活度,并且对其口味、香味和颜色等起到决定性作用。
我们可从以下几个方面进行阐述:提交(1)从微生物活动与食品水分活度的关系来看:各类微生物生长都需要一定的水分活度,微生物在高水分活度下繁殖能力强。
换句话说,只有食物的水分活度大于某一临界值时,特定的微生物才能生长,从而引发烘焙食品长霉变质。
一般说来,细菌为Aw>0.9,酵母为Aw>0.87,霉菌为Aw>0.8。
为了抑制微生物的生长,建议把烘焙食品的水分活度控制在0.8以下,为防霉提供保障。
(2)从酶促反应与食品水分活度的关系来看:酶反应需要水提供反应介质,有时水本身就是反应物。
水分活度对酶促反应的影响是两个方面的综合,一方面影响酶促反应底物的可移动性,另一方面影响酶的构象。
因此,酶反应依赖于水分活度。
食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时,活性大幅度降低,如定粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。
水分活度若在0.3以下,酶活动基本停止,酶促褐变反应也停止,但脂肪氧合酶是例外。
(3)从水分活度与酶反应的关系来看:非酶化学反应在水分活度0.6-0.9之间速率最大,0.3以下和0.9以上速度很低,这是生产者不期望的。
但是脂肪氧化反应在水分活度越低越易发生油脂酸败变质。
提交【必须注意】冰冻后水分活度不再是预测微生物生长和化学反应发生的最佳指标。
因为在冰点以下储存时,食品中的自由水分结冰,使剩余溶液的冰点下降、浓度增高,从而可能造成离子强度、pH值、氧化还原电位等改变,促进许多化学反应发生。
水分活度定义
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水分活度定义水分活度是指食品内部的水分在食品中的自由度和能够与其他物质进行反应的能力。
它是衡量食品中水分可用性和稳定性的重要指标。
水分活度直接影响着食品的理化特性、保质期以及微生物生长情况。
食品中的水分活度受到温度、含水量、溶质浓度和环境条件等因素的影响。
一般来说,水分活度介于0到1之间。
当水分活度为1时,相当于纯水,此时微生物活动最为剧烈,食品变得高度易腐败;而当水分活度为0时,食品中的水分不存在自由度,微生物几乎无法生长。
在食品加工中,水分活度的控制十分关键。
首先,适当控制水分活度可防止微生物滋生和繁殖,从而延长食品的保质期。
其次,不同食品对水分活度的需求也不同。
比如,某些咸酱类产品对水分活度的要求较低,而某些糕点类产品对水分活度的要求则较高。
因此,在食品加工过程中,对不同食品的水分活度进行调控,可以保证产品的质量和风味。
水分活度还与食品的贮存和运输有着密切的关系。
高水分活度的食品在贮存和运输过程中容易引发霉菌和细菌的生长,从而导致食品变质。
为了保证食品的安全性和稳定性,降低水分活度是十分必要的。
食品加工企业在生产过程中可以通过多种方法控制水分活度,如冷冻、烘烤、脱水等。
这些处理可以有效地降低食品中的水分活度,从而保证食品的质量和安全性。
此外,水分活度也与食品口感、颜色和香气等方面密切相关。
对于某些食品来说,适当的水分活度可以提高其口感和风味,使食品更加美味可口。
但是,如果水分活度过高或过低,都会导致食品的口感和风味下降。
因此,食品加工企业在生产和质检过程中,需要密切关注食品的水分活度。
合理控制水分活度,不仅可以延长食品的保质期和稳定性,还可以提高食品的口感和风味。
同时,消费者在购买食品时,也应该关注食品的水分活度,并选择符合自己需求的产品。
水分活度的名词解释

水分活度的名词解释
水分活度是指水在食品或其他物质中的可用性和可溶性程度。
它是指水分分子能在某种物质中活动并参与化学反应的能力。
水分活度通常用aw表示,其值介于0和1之间。
水分活度对于食品贮存和保鲜非常重要。
高水分活度的食品更容易腐败和变质,因为水分活跃地参与了微生物生长和酵素活性。
而低水分活度可以抑制微生物的生长,延长食品的保质期。
在食品加工中,水分活度也会影响到产品的质地和口感。
比如,在糖果制造过程中,水分活度的控制可以影响到软硬程度和储存稳定性。
在面包制作中,水分活度的调节可以影响到面团的柔软度和保持时间。
除了食品行业,水分活度在其他领域也有重要应用。
在药物制造中,水分活度可以影响到药物的稳定性和溶解度。
在化妆品制造中,水分活度的控制可以影响到乳液或霜状产品的稳定性和质地。
总之,水分活度是指水在物质中的可用性和可溶性程度,它对于食品贮存和保鲜、食品质地和口感的控制以及其他行业的产品稳定性都起着重要的作用。
通过控制水分活度,可以延长产品的保质期,改善产品的质地,并确保产品的稳定性和品质。
水分活度与食品的质构的关系

水分活度与食品的质构的关系食品的品质除了与它本身的组织结构和成分有关外,水是影响其品质的最主要因素之一。
食品中水的含量、含水量多,就显得鲜嫩多汁,一旦失去一部分水分,组织细胞内的压力降低,蔬菜就会枯蔫、皱缩和失重,水果表面干瘪,其食用价值就会大大下降。
水分活度对干燥和半干燥食品的质构有较大的影响。
水分活度为0.4~0.5燥食品的理想性质,水分活度不能超过0.3~0.5。
对含水量较高的食品(蛋糕、面包等),为避免失水变硬,需要保持相当高的水分活度。
(沈秀华)食物中的碳水化合物学习要求掌握:焦糖化反应和美拉德反应的定义及其在食品加工过程中的意义,单糖的氧化还原反应。
熟悉:碳水化合物的分类、低聚糖的种类与结构。
了解:碳水化合物的生理功能,淀粉的老化和糊化反应。
碳水化合物(carbohydrate)又称糖类,是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物的总称。
碳水化合物是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合物,为人类提供了主要的膳食能量,此外碳水化合物还具有节约蛋白质和抗生酮的作用。
碳水化合物在食物中的重要性表现在以下几个方面:①重要的能量来源;②单糖和低聚糖是重要的甜味剂;③与食品中其他成分反应产生色泽和香味;④具有高黏度、凝胶能力与稳定作用。
一、碳水化合物的种类及化学性质根据碳水化合物能否水解和水解后生成的物质,可将它们分为单糖、双糖、寡糖和多糖四大类。
单糖是指不能再被水解的糖单位。
单糖是构成各种寡糖和多糖的基本构成单位,每分子可含有3~9个碳原子。
在食品中常见的有葡萄糖(glucose)和果糖(frucose)。
葡萄糖有D型和L型,人体只能代谢D型葡萄糖而不能利用L型,所以有人用L型葡萄糖做甜味剂,可达到增加食品的甜味而又不增加热能摄入的目的。
果糖主要存在于水果和蜂蜜中,人工制作的玉米糖浆中含果糖达40%~90%,是饮料、糖果生产的重要原料。
糖醇是单糖的重要衍生物,常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇等。
由于这些糖醇类物质在体内消化、吸收的速度慢,提供能量较葡萄糖少,已被广泛用于食品加工中。
简述水分活度的定义

简述水分活度的定义水分活度是指水分在食品或其他物质中的有效性和可用性。
它是描述水分对物质性质和稳定性的影响程度的一个重要指标。
水分活度的概念是由美国科学家A.W. Anderson在1961年提出的。
水分活度的定义是指在一定温度下,食品或物质中水分所表现出的自由能状态与纯水在同一温度下所表现出的自由能状态之比。
水分活度的范围一般从0到1之间,其中0表示无水分,1表示纯水。
水分活度的概念对于食品工程、食品保鲜以及微生物学等领域都有着重要的意义。
在食品工程中,水分活度是评价食品质量和稳定性的重要参数,它对食品的保存、储存、加工和质量控制等环节都有着直接影响。
在食品保鲜方面,水分活度的高低决定了微生物的生长和繁殖能力。
一般来说,当水分活度低于0.6时,微生物的生长速度会显著减慢,甚至停止。
因此,控制食品的水分活度是防止食品腐败和变质的重要手段之一。
水分活度也对食品的质量和口感有着直接影响。
在面包、饼干等烘焙食品中,水分活度的大小直接影响了其脆脆的口感和长时间的保存性。
水分活度过高会导致食品变软、发霉,而水分活度过低则会导致食品变硬、干燥。
因此,在食品加工过程中,通过控制食品的水分活度,可以调节食品的质感和口感,提高食品的品质。
除了食品工程领域,水分活度在微生物学研究中也有着重要的应用。
微生物的生长和繁殖需要一定的水分环境,而水分活度的大小决定了微生物是否能够生存和繁殖。
在微生物学实验中,通过调节培养基的水分活度,可以控制微生物的生长速度和数量,进而研究微生物的生理特性和代谢途径。
水分活度是描述水分对物质性质和稳定性影响程度的重要指标。
它在食品工程、食品保鲜以及微生物学研究中都有着重要的应用。
通过控制食品的水分活度,可以提高食品的质量和口感,延长食品的保存期限。
在微生物学研究中,水分活度的调节可以影响微生物的生长和代谢,帮助科学家们更好地理解微生物的生物学特性。
因此,水分活度的研究对于食品工业的发展和食品安全有着重要的意义。
水分活度对食品中主要化学变化的影响

水分活度对食品中主要化学变化的影响水分活性即a w。
水对食品中化学反应的影响很复杂,水分活性并不是确定最低化学反应的唯一参数。
因为水在食品中可以是化学反应物及生成物溶剂;也可作为反应物;产生于反应的产物;作为另一种物质的催化或抑制活性的改良剂,因此要进行综合分析。
1.a w对酶反应的影响许多来自天然的食品物料都有酶存在,干燥过程随着物料水分降低,没本身也失水,活性下降。
但当环境适宜,酶仍会恢复活性,而可能引起食品品质恶化活变质。
在水分活性值低于BET单分子层值吸附水分活性时,酶反应进行得极慢或者是完全停止,这是由于食品物料中缺乏流动性水分使酶扩散到基质的特定部位。
通常只有干制品水分降至1%以下时,酶活性才会完全消失。
在干燥食品中酶反应速度受底物扩散到酶周围的速度所限制,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%的相对湿度下,面筋蛋白质仍不能被显著地水解。
大分子底物的扩散效应可能造成酶反应性质的变化,例如,在一个水介质中,淀粉酶作用于可溶性淀粉而生成寡糖。
一般来说,在低水分活性下,首先生成葡萄糖和麦芽糖,而仅在较高的水分活性下才生成寡糖。
一般来说,在低水分活性下没反应倾向于防止反应中间物的积累或有利于某些反应途径,这可能是由于潜在的中间物不能扩散离开酶的活性部位,而只有立刻讲解或反应。
影响食品中酶稳定性的因素有水分、温度、pH、离子强度、食品构成成分、贮藏时间及酶抑制剂或活性剂等。
水分活性只是影响其稳定性条件之一。
许多干燥食品的最终水分含量难以达到1%以下,因此靠减少水分活性值来抑制酶对干制品品质的影响并不十分有效。
湿热处理酶易使其不可逆失活。
2 . a w对非酶褐变的影响非酶褐变是食品发生褐变的重要反应,还原糖和氨基酸在合适的条件下发生反应。
模拟研究发现,氨基酸氮的最大损失发生在平和水分活性0.65~0.70,高于或低于此值氨基酸损失都较小。
在37℃、70℃和90℃条件下都获得同样的结论。
(完整版)水分活度对食品的影响

水分活度对食品中主要化学变化的影响水分活度:水分活度数值用Aw表示,水分活度值等于用百分率表示的相对湿度,其数值在0-1之间。
溶液中水的蒸气分压P与纯水蒸气压Q的比值,Aw=P/Q 。
Aw值对食品保藏具有重要的意义。
含有水分的食物等由于其水分活度之不同,其储藏期的稳定性也不同。
利用水分活度的测试,反映物质的保质期,已逐渐成为食品,医药,生物制品等行业中检验的重要指标。
水在产品中,比如食物,被限制在不同的成分中,如蛋白质、盐、糖。
这些化学绑定的水是不影响微生物繁殖的。
绑定的水分越多,能够蒸发的水分就越少,所以产品里含水量多,并不等于它表面的水汽分压就一定高,平衡相对湿度就一定大,微生物就一定更活跃。
水分活度指物质中活性水部分或者自由水。
它主要影响物质物理、化学、微生物特性,其中包括流淌性、凝聚、内聚力和静态等物理现象。
食物保质期、颜色、味道、维生素、成分、香味的稳定性;霉菌的生成和微生物的生长特性都直接受物质的水分活度值所影响。
水分活度的控制对产品的保质期是非常重要的。
举个例子说明这个问题,一块水分活度值为0.81的蛋糕,其保质期为21℃时24天,如果其水分活度提高到0.85,其保质期将降低为21℃时12天。
由此可见,水分活度决定了微生物的生长率。
同样,水分活度对制药业也是非常重要的,它提供的数据反映了如下信息:药片的内聚力,药粉的粘结力,包衣的粘着性等等。
具体表现为:1、淀粉:淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。
老化是淀粉颗粒结构、淀粉链空间结构发生变化而导致溶解性能、糊化及成面团作用变差的过程。
在含水量到30~60%时,淀粉的老化速度最快;降低含水量老化速度变慢;当含水量降至10~15%时,淀粉中的水主要为结合水,不会发生老化。
2、脂肪:影响脂肪品质的化学反应主要为氧化酸败。
在Ⅰ区,氧化反应的速度随着水分增加而降低;在Ⅱ区,氧化反应速度随着水分的增加而加快;在Ⅲ区,氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。
解释水分活度
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解释水分活度
水分活度是指在特定条件下,水分分子对于溶质分子的吸附和解吸作用能力。
它是衡量水分在食品、制药、化妆品等领域中活性和可用性的重要指标。
水分活度可以通过以下公式计算得出:水分活度(aw)=水分蒸汽压(P)/饱和水蒸汽压(Po)。
水分活度的取值范围在0到1之间,其中0表示无水分存在,1表示纯水。
一般来说,当水分活度小于0.6时,微生物的生长受到抑制,食品的保质期相对较长;当水分活度大于0.6时,微生物的生长速度加快,食品容易腐败变质。
水分活度对于食品的质量和安全具有重要影响。
在食品加工和储存过程中,控制水分活度可以有效地延长食品的保质期,并防止微生物的生长和繁殖。
同时,水分活度还与食品的口感、质地、颜色等相关,适当调节水分活度可以改善食品的口感和品质。
在制药和化妆品领域,水分活度的控制也非常重要。
过高的水分活度可能导致产品的稳定性降低,容易变质或失去活性。
因此,在生产过程中需要严格控制水分活度,以确保产品的质量和安全性。
总之,水分活度是衡量水分在各个领域中活性和可用性的指标,对于食品、制药、化妆品等行业具有重要的意义。
通过合理控制水分活度,可以延长产品的保质期,改善产品的口感和品质,确保产品的稳定性和安全性。
水分活度概念及意义
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水分活度概念及意义水分活度是食品科学和质量控制领域中的一个重要概念,它反映了食品中水分存在的状态和与食品体系的相互作用。
本文将详细介绍水分活度的定义、预测食品稳定性、微生物生长、化学反应速度、食品口感和风味、营养价值、质量控制和安全评估等方面的意义。
1.定义水分活度是指食品中水的相对蒸气压与同温度下纯水的饱和蒸气压的比值。
它反映了食品中水的自由度和参与各种化学、生物和微生物反应的能力。
水分活度可以用来描述食品中水分的存在状态,包括游离水和结合水。
2.预测食品稳定性水分活度对食品的稳定性有着重要的影响。
在食品加工和储存过程中,水分活度可以预测食品的微生物稳定性、化学稳定性和物理稳定性。
水分活度较高的食品容易滋生微生物,引发腐败变质;而水分活度较低的食品则可以延长保质期。
因此,控制水分活度是保证食品稳定性的重要手段。
3.微生物生长水分活度对微生物的生长和繁殖具有重要影响。
不同种类的微生物生长所需的水分活度不同。
水分活度较高的环境有利于细菌的生长,而水分活度较低的环境则可以抑制细菌的生长。
对于酵母和霉菌来说,适宜的水分活度范围更窄,因此控制水分活度可以有效防止微生物污染。
4.化学反应速度水分活度对食品中的化学反应速度也有重要影响。
水分活度高意味着食品中的水分子更多,可以促进化学反应的进行。
例如,在食品氧化过程中,水分活度较高会导致氧化速度加快,食品品质下降。
因此,控制水分活度可以调节化学反应速度,保持食品品质。
5.食品口感和风味水分活度对食品的口感和风味具有重要影响。
水分活度高会使食品口感软糯,水分活度低会使食品口感脆硬。
此外,水分活度还会影响食品中风味物质的释放和挥发,进而影响食品的风味。
例如,在制作焙烤类食品时,控制水分活度可以调整面包的口感和饼干的脆度。
6.营养价值水分活度对食品的营养价值也有一定影响。
水分活度高有利于保持食品中的营养成分,如维生素和矿物质。
而水分活度低则可能导致食品中营养成分的流失。
水活度在焙烤食品中的影响
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水活度在焙烤食品中的作用水分活度的定义水分活度,是指在饱和蒸汽压平衡状态下样品中可被利用的自由水的多少,它不同于样品中的水分含量(水分质量/物质质量)。
水分活度写为aw,在0—1范围之间变化(0为绝对干燥,1为相对湿度)。
样品中水分通过与周围环境湿度的交换,才可能在其表面形成理想的适合微生物生长的媒介,影响着微生物的稳定性。
水分活度对在食品中的化学反应也有着重要的影响。
确定一个样品的水分活度需要在相对湿度达到平衡后(水分饱和蒸汽压),这才涉及到水活度的值。
如果在测量过程中样品始终处于一个恒定的温度,那么进行精确测量水分活度是有可能的。
Aqualab系列水活度仪,是可以精确测量食品水活度的仪器,是目前世界上最高精度的检测水活度的仪器,测量温度范围控制在0 °C到50 °C。
最新的Aqualab Series 4系列水活度检测仪器,采用专利的高精度的镜面冷凝露点技术,实现了无需日常校准,检测精度高,检测时间短(5min),无耗材,操作简单等特性。
水分活度在食品中的影响一个产品的湿度平衡值,是通过它表面实际的水蒸气分压来确定的,还取决于化合物,温度,水分含量,贮存环境,绝对压力和包装等。
食品中的自由水为微生物的生长提供了条件如细菌或真菌,从而产生毒素或其他有害物质。
但是其他化学/生物反应(如美拉德反应)的发生,可能会越来越多地改变一个产品的下列因素:微生物稳定性(增长)•化学稳定性•蛋白质和维生素含量•颜色,口感和营养价值•稳定性和耐用性的化合物•储存和包装•溶解度和质地产品的改进和稳定性需要在一个很低的水分活度幅度内,在食品中添加了所谓的保湿剂后其水分活度值很可能就会被改变。
现在,在食品行业中水分活度的测量是建立在研究,开发,质量控制和生产中的。
焙烤食品焙烤食品中包括保质期长的食品,例如饼干,蛋糕,松饼等,它们无需冷冻冷藏,在室温条件下(18度至25度)就可以保存一段很长的时间(6至12个月)。
水分活度与食品防腐
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水分活度与食品防腐一、引言食品防腐是食品安全的重要环节,而水分活度在食品防腐过程中起着关键作用。
本文将介绍水分活度与食品防腐的相关概念、原理和应用,以期为食品安全领域的从业人员提供有益的参考。
二、水分活度与食品防腐的关系水分活度是指食品中水的存在状态,即水分的自由程度。
水分活度高,表示食品中的水分可以自由移动,微生物容易生长繁殖;而水分活度低,则意味着食品中的水分被限制,微生物难以生长。
因此,控制食品中的水分活度是食品防腐的重要手段之一。
食品防腐主要是通过抑制微生物的生长繁殖来实现的。
微生物的生长需要一定的水分,因此通过降低食品中的水分活度,可以有效地延长食品的保质期。
此外,一些防腐剂也可以直接抑制微生物的生长繁殖,从而达到防腐的目的。
三、水分活度与食品防腐的原理1、降低水分活度降低水分活度是食品防腐的基本原理之一。
通过去除食品中的水分或降低水分活度,可以限制微生物的生长繁殖,从而延长食品的保质期。
比如,采用干燥、脱水等方法可以有效地降低食品中的水分活度。
2、添加防腐剂添加防腐剂是另一种常见的食品防腐方法。
防腐剂可以干扰微生物的细胞膜、蛋白质合成等过程,从而抑制其生长繁殖。
常用的防腐剂包括苯甲酸盐、山梨酸盐、乳酸菌等。
3、栅栏技术栅栏技术是一种综合性的食品防腐方法,通过采用多种手段,如降低水分活度、添加防腐剂、调整pH值等,来抑制微生物的生长繁殖。
栅栏技术可以针对不同的微生物种类制定不同的防腐方案,从而达到更好的防腐效果。
四、水分活度与食品防腐的应用1、干燥食品干燥食品是应用水分活度原理进行食品防腐的典型例子。
通过去除食品中的水分,可以有效地延长食品的保质期。
如干果、饼干等食品都是通过干燥方法进行保存的。
2、发酵食品发酵食品是利用微生物进行食品防腐的典型例子。
在发酵过程中,微生物可以产生酒精、醋酸等物质,从而降低食品中的pH值,抑制其他微生物的生长。
如酸奶、醋等食品都是通过发酵方法进行保存的。
3、罐装食品罐装食品是利用高温灭菌和密封方法进行食品防腐的典型例子。
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水分活度对食品中主要化学变化的影响
一、食品中水的组成:
食品中的水不是单独存在的,它会与食品中的其他成分发生化学或物理作用,因而改变了水的性质。
按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成结合水、毛细管水和自由水。
结合水:又称为束缚水,是指存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水,是食品中与非水成分结合的最牢固的水。
自由水:是指食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。
毛细管水:指食品中由于天然形成的毛细管而保留的水分,是存在于生物体细胞间隙的水。
毛细管的直径越小,持水能力越强,当毛细管直径小于0.1μm 时,毛细管水实际上已经成为结合水,而当毛细管直径大于0.1μm则为自由水,大部分毛细管水为自由水。
结合水与自由水的区别:结合水在食品中不能作为溶剂,在-40℃时不结冰,而自由水可以作为溶剂,在-40℃会结冰。
食品中的结合水的产生除毛细管作用外,大多数结合水是由于食品中的水分与食品中的蛋白质、淀粉、果胶等物质的羧基、羰基、氨基、亚氨基、羟基、巯基等亲水性基团或水中的无机离子的键合或偶极作用产生的。
根据与食品中非水组分之间的作用力的强弱可将结合水分成单分子层水和多分子层水。
单分子层水:指与食品中非水成分的强极性基团如:羧基—、氨基+、羟基等直接以氢键结合的第一个水分子层。
在食品中的水分中它与非水成分之间的结合能力最强,很难蒸发,与纯水相比其蒸发焓大为增加,它不能被微生物所利用。
一般说来,食品干燥后安全贮藏的水分含量要求即为该食品的单分子层水。
若得到干燥后食品的水分含量就可以计算食品的单分子层水含量:
A w/m(1-A w) =1/m1 c+(c-1)A w /m1 c
式中:A w—水分活度,m—水分含量,m1—单分子层水含量,c-常数。
多分子层水:是指单分子层水之外的几个水分子层包含的水。
二、水分活度:
自由水和结合水的比例可以用水分活度(Aw)表示,水分活度也可看作食品表面的蒸汽压p与纯水的蒸汽压p0之比。
纯水的水分活度为1.0,水分活度越小,自由水所占的比例越小,结合水所占的比例越大。
虽然在食物冻结后不能用水分活度来预测食物的安全性,但在未冻结时,食物的安全性确实与食物的水分活度有着密切的关系。
总的趋势是,水分活度越小的食物越稳定,较少出现腐败变质现象。
三、食品中的化学变化的种类和速度是依赖于各类食品成分而发生的,其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下:
1、对淀粉老化的影响:淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。
老化是淀粉颗粒结构、淀粉链空间结构发生变化而导致溶解性能、糊化及成面团作用变差的过程。
在含水量到30~60%时,淀粉的老化速度最快;降低含水量老化速度变慢;当含水量降至10~15%时,淀粉中的水主要为结合水,不会发生老化。
2、对脂肪氧化酸败的影响:影响脂肪品质的化学反应主要为氧化酸败。
在Ⅰ区,氧化反应的速度随着水分增加而降低;在Ⅱ区,氧化反应速度随着水分的增加而加快;在Ⅲ区,氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。
3、对蛋白质变性的影响:水能使多孔蛋白质膨润,暴露可能被氧化的基团,养就容易转移到反应位置。
水分活度增大,加速蛋白质氧化,破坏保持蛋白质高级结构的次级键,导致蛋白质变性。
据测定,当食品中的水分含量在2%以下时,可以有效的阻止蛋白质的变性;而当达到4%或其以上时,蛋白质变性变得越来越容易。
4、对酶促褐变的影响:是在酶作用下,食品中的酚类化合物发生特殊的氧化反应使食品颜色变劣的过程。
食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时,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,如酯酶在水分活度为0.3 甚至0.1 时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。
5、非酶促褐变指食品通过一些非酶氧化而导致食品变色的反应。
也与水分活度有密切的关系,当食品中的水分活度在0.6~0.7之间时,非酶促褐变最为严重;水分活度下降,褐变速度减慢,在0.2以下时,褐变难以发生。
但当水分活度超过褐变高峰要求的值时,其褐变速度又由于体系中溶质的减少而下降。
6、水溶性色素:一般而言,当食品中的水分活度增大时,水溶性色素(常见的是花青素类)分解的速度就会加快。
以上可以看出食品中的水分对食品的保藏性有重要的影响。
水分不仅影响食品的营养成分、风味和外观形态的变化,而且影响微生物的生长发育,食品中的游离水分能被微生物、酶和化学反应所利用。
因此,食品的水分含量,特别是水分活度,与食品的保藏性有着十分密切的关系。