水分活度如何影响食品稳定性
水分活度与食品保藏
水分活度的测量方法包括干燥法、吸 湿法、渗透压法等，其中干燥法是最 常用的方法。
水分活度对食品稳定性的影响
水分活度影响食品的化学和物理性质，如水分含量、溶质浓度、渗透压等， 进而影响食品的稳定性。
在低水分活度下，食品中的水分含量较低，食品的稳定性较好，可以延长 保质期。
在高水分活度下，食品中的水分含量较高，食品的稳定性较差，容易发生 霉变、发酵等变质现象。
研究同时测量多个参数的方法， 如温度、湿度和气体成分，以提 高水分活度测量的准确性和可靠 性。
利用水分活度改善食品保藏效果的研究
新型保藏技术
食品加工工艺改进
优化食品加工工艺，如干燥、热处理和腌制，以降 低水分活度并提高食品的保藏效果。
研究利用新型保藏技术，如气调包装、真空 包装和辐射处理，以降低水分活度并延长食 品保质期。
新型防腐剂
研究新型防腐剂，如天然防腐剂和纳米防腐 剂，以降低水分活度并抑制食品腐败。
提高食品保藏过程中的水分活度控制精度的方法研究来自01实时监测与控制
研究实时监测和控制食品水分活 度的技术，以确保食品在保藏过 程中的水分活度稳定。
02
模型预测与优化
03
智能化控制系统
建立食品水分活度的数学模型， 预测和控制食品的水分活度，以 提高保藏效果。
色香味
水分活度也影响食品的颜色、香气和味道。在低水分活度下，食品中的化学反应减缓，有助于保持食品原有的色 香味。
03
水分活度在食品加工中的 应用
水分活度与食品干燥
水分活度与食品干燥过程密切相关，通过控制 水分活度可以调节食品的干燥速度和干燥程度， 从而影响食品的品质和保质期。
在食品干燥过程中，降低水分活度可以减缓食 品中微生物的生长速度，提高食品的保存性。
食品中的水分活度与食品安全性有何关系？
食品中的水分活度与食品安全性有何关系？作者：张月华水分活度与食品的稳定性Water activity and food stability 水活性、食品稳定性和吸着等温线之间的关系a. 微生物生长与aw的关系；b. 酶水解与aw的关系；c. 氧化反应（非酶）与aw的关系；d. 麦拉德褐变与aw的关系；e. 各种反应的速度与aw的关系；f. 含水量与aw的关系。
从以上可知，除非酶氧化在Aw≤0.3时有较高反应外，其他反应均是Aw愈小速度愈小。
也就是说，有利于食品的稳定性。
食品水分与微生物生命活动的关系不同类群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，大多数霉菌为0.94~0.80，大多数耐盐细菌为0.75，耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.65~0.60。
在水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。
食品水分与食品化学变化的关系·降低食品的aw，可以延缓褐变，减少食品营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。
·但aw过低，则会加速脂肪的氧化酸败，又能引起非酶褐变。
要使食品具有最高的稳定性所必需的水分含量，·最好将aw保持在结合水范围内。
这样，使化学变化难于发生，同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。
在食品的化学反应，其最大反应速度一般发生在具有中等水分含量的食品中（0.7~0.9aw），这是人们不期望的。
而最小反应速度一般首先出现在aw 0.2~0.3，当进一步降低aw时，除了氧化反应外，其他反应速度全都保持在最小值。
这时的水分含量是单层水分含量。
因此用食品的单分子层水的值可以准确地预测干燥产品最大稳定性时的含水量，这具有很大的实用意义。
熏煮香肠火腿制品的基本生产流程包括：选料→修整→配料→腌制→熏烤→蒸煮→冷却→包装。
而其他的肉制品包括腌腊肉制品、酱卤肉制品、熏烧烤肉制品、发酵肉制品等也均经过选料、配料、腌制、包装几个相同的过程。
而其中腌制、晾晒等过程就起到了降低肉制品中水分活度的作用。
食品化学问答题
问答题1、水分活度与食品稳定性的关系。
答：一般来说，水分活度越低，食品质量越稳定。
其原因是：水分主要是化学结合水；微生物活动受到限制。
水分活度对食品品质的影响表现在以下方面：（1）、淀粉老化：淀粉发生老化后，会使食品失去松软性，同时也会影响淀粉的影响。
影响淀粉老化的主要因素是温度，但水分活度对其影响也很重要。
食品在水分活度较高的情况下，淀粉老化速度最快；降低水分活度，淀粉老化速度就下降，若含水量降至10%—15%，淀粉就不会发生老化。
（２）、脂肪酸败：食品中的水可以影响脂肪的氧化和其他自由基反应，而且影响非常复杂。
水分活度为0.3-0.4 时，脂肪氧化速度最慢。
（３）、蛋白质变性：蛋白质在湿热的情况下更易发生变性。
因此低水分活度可以抑制蛋白质的变性。
（４）、酶促褐变：酶促褐变的催化剂是酶，改变酶的作用条件，降低酶的活力就可以抑制酶促反映的进行。
低水分活度可以抑制酶促反应的进行。
（５）、非酶褐变：美拉德反应在中等至高水分活的下反应速度最快，因此，低水分活度可以抑制非酶褐变的发生（６）、水溶性色素：花青素溶于水不稳定，水分活度增加，花青素分解速度加快，从而影响食品的色泽。
２、影响脂类氧化速度的因素有哪些？答：脂肪酸的组成，游离氨基酸与相应的酰基甘油，氧浓度，温度，表面积，水分，分子定向，物理状态，乳化，分子迁移率与玻璃化转变，助氧剂，辐射能，抗氧化剂。
３、影响蛋白质水和能力的因素有哪些？答：（1）、pH 值：在等电点，蛋白质之间的相互作用增大，蛋白质与水之间作用减小，水和能力下降。
（2）、盐：低浓度时，水合盐离子与蛋白质带电基团微弱结合，水和性增强；高浓度时，盐离子与水结合，水合力下降，（3）、温度：温度升高，氢键被破坏，水合力下降。
（4）、蛋白质浓度及氨基酸组成：蛋白质浓度增大水合能力增大，带电的氨基酸数目愈多，水合能力愈大。
４、请简要回答蛋白质适当热处理的意义。
答：蛋白质适当热处理可以使蛋白质部分变性，从而改进他们的消化率和必须氨基酸的生物有效性。
食品水分活度的检测对品质的影响,与保藏稳定性的关系
食品水分活度的检测对品质的影响，与保藏稳定性的关系一、水分活度影响着食品的色、香、味和组织结构等品质。
食品中的各种化学、生物化学变化对水分活度都有一定的要求。
例如：酶促褐变反应对于食品的质量有着重要意义，它是由于酚氧化酶催化酚类物质形成黑色素所引起的。
随着水分活度的减少。
酚氧化酶的活性逐步降低；同样，食品内的绝大多数酶，如淀粉酶、过氧化物酶等，在水分活度低于0.85的环境中，催化活性便明显地减弱，但脂酶除外，它在水分活度Aw为0.3甚至0.1时还可保留活性。
非酶促褐变反应---美拉德反应也与水分活度有着密切的关系，当水分活度在0.6~0.7之间时，反应达到最大值；维生素B1的降解在中高水分活度条件下也表现出了最高的反应速度。
另外，水分活度对脂肪的非酶氧化反应也有较复杂的影响。
这些例子都说明了水分活度值对食品品质有着重要的影响。
二、水分活度影响着食品的保藏稳定性。
微生物的生长繁殖是导致食品腐败变质的重要因素。
而它们的生长繁殖与水分活度有密不可分的关系。
在各类微生物中，细菌对水分活度的要求最高，Aw0.9时才能生长；其次是酵母菌，Aw的阈值是0.87；再次是霉菌。
大多数霉菌在Aw为0.8时就开始繁殖。
在食品中，微生物赖以生存的水分主要是自由水，食品内白由水含量越高，水分活度越大，从而使食品更容易受微生物的污染，保藏稳定性也就越差。
利用食品的水分活度原理，控制其中的水分活度，就可以提高产品质量、延长食品的保藏期。
例如：为了保持饼干、爆米花和薯片的脆性，为了避免颗粒蔗糖、乳粉和速溶咖啡的结块，必须使这些产品的水分活度保持在适当低的条件下；水果软糖中的琼脂、主食面包中添加的乳化剂、糕点生产中添加的甘油等不仅调整了食品的水分活度，而且也改善了食品的质构、口感并延长了保质期。
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。
水分活度是确定贮藏期限的一个重要因素。
2.4水分活度与食品的稳定性
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。
稳定性,最好将水分活度保持在结合水范围。既使化学变化难以发生,同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。
<小结>：
1.水分活度的定义及水分活度与食品含水量的关系。
2.等温吸湿曲线的定义和意义。
3.等温吸湿曲线的区域划分和各区域意义。
4.滞后现象
<布置作业>：P15:5，9，10。补充：等温吸湿曲线三个区域的水分有什么特征？
各种微生物对水分活度范围的敏感性：细菌>酵母菌>霉菌
一般情况下：Aw<0.90，细菌不生长；Aw<0.87，大多数酵母菌受到抑制；
Aw<0.80，大多数霉菌不生长。
二、水分活度对食品化学变化的影响
1．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。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
淀粉糊化——淀粉在常温下不溶于水，但当水温至53℃以上时，淀粉的物理性能发生明显变化。淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化对脂肪氧化酸败的影响
2．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
。一般情况,浓缩液态、中湿食品位于非酶褐变最适水分含量范围。
水分活度如何影响食品稳定性
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。
水分活度与食品储藏稳定的关系
水分活度与食品储藏稳定的关系卞 科(郑州粮食学院粮油储藏系,郑州450052)摘要 对水分活度与食品保藏稳定性的关系进行了探讨。
讨论了水分活度对微生物生长、食品中油脂的氧化、酶活力、食品的质构、食品中蛋白质和维生素的影响。
同时也指出了水分活度应用的局限性,为食品特别是配方食品的开发提供参考。
关键词 水分活度;食品稳定性;储藏中图分类号 T S 201几千前以前,人们就意识到天然高水分食物可以通过干燥来延长其储藏寿命。
最早是把食物在阳光下凉晒以除去水分,以后又有烟熏、盐腌、糖渍等食品保存方法。
这些朴素的食物保存方法都是建立在经验的基础上。
即降低食物的水分含量就能延长其储藏寿命,水分含量越低,食物的储藏寿命就越长。
直到19世纪中末期人们才认识到食品的水分含量与食品腐败变质之间有直接关系[1～2]。
这个简单关系的发现使得食品储藏、食品加工、食品干燥及食品包装等方面取得了许多有重大意义的进展,尽管这种关系是简单的、不完善的、在实践中有时甚至会出现较大的偏差[3]。
在以后的研究中人们又发现食物在干燥过程中所产生的水气压逐渐减小,也就是说越干燥的食物,水气压就越小,于是科学家们推测水气压与食品的储藏稳定性之间可能存在着某种关系。
在大量研究的基础上逐步认识到,衡量食品储藏稳定性时,水在食品中的“状态”可能比其在食品中的含量更重要[4],因为冰冻状态下(尽管含水量很高)储藏的食品比常温下储存的食品要稳定得多。
事实上,早在1924年,H .W alter 在他的研究报告中就指出生物材料的有效保藏方法是脱水,其水分含量应降到产生85%以下的相对水汽压。
然而遗憾的是W alter 的研究没有深入下去,形成一个完整的理论。
50年代初科学家们发现,尽管一般来说水分含量与食品的储藏稳定性之间存在着某些关系,但并没有必然关系,也就是说虽然有的食品含水量较高,但储藏寿命却较长(较稳定),而另一些食品尽管含水量低,储藏寿命却较短(不稳定)。
食品中与水相关的食品学问题及相关技术原理
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。在含水量大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。
脂肪：影响脂肪品质的化学反应主要为酸败，而酸败过程的化学本质 是空气氧的自动氧化。脂类的氧化反应与水分含量之间的关系为：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。其原因 是在非常干燥的样品中加入水会明显干扰氧化，本质是水与脂肪自由基氧 化中形成的氢过氧化合物通过氢键结合，降低了氢过氧化合物分解的活性， 从而降低了脂肪氧化反应的速度；从没有水开始，随着水量的增加，保护 作用增强，因此氧化速度有一个降低的过程；除了水对氢过氧化物的保护 作用外，水与金属的结合还可使金属离子对脂肪氧化反应的催化作用降低。 当含水量超过Ⅰ、Ⅱ区交界时，较大量的水通过溶解作用可以有效地增加 氧的含量，还可使脂肪分子通过溶胀而更加暴露；当含水量到达Ⅲ区时， 大量的水降低了反应物和催化剂的浓度，氧化速度又有所降低。
0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80
大多数霉菌、金黄色葡萄球菌、大多 数酵母菌属
大多数嗜盐细菌、产真菌毒素的曲霉 嗜旱霉菌、二孢酵母 耐渗透压酵母、少数霉菌 微生物不增殖
0.80～0.75 0.75～0.65 0.65～0.6 小于0.5
由上表可以看出：a.不同种类的微生物其正常生长繁殖所需要的水分 活度不同，由此可以正确推断影响不同含水量食品质量的主要微生物；b. 表中每一个水分活度区间的下限为相应微生物正常生长的水分活度阈值， 即在此水分活度以下，该类微生物不能正常生长。 不同种类的微生物其存活和生长与水分活度有关系，同一种类微生物 在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。一般讲，细菌形成芽孢时比繁 殖时所需的水分活度要高；产毒微生物在产生毒素时所需的水分活度高于 不产毒时所需的水分活度。 由以上讨论可以得出结论，当食品的水分活度降低到一定的限度以下 时，就会抑制要求水分活度阈值高于此值的微生物的生长、繁殖或产生毒 素，使食品加工和贮藏得以顺利进行。当然发酵技术中要求所用微生物能 正常快速增殖，此时则要给予合适的、必要高的水分活度；另外，利用水 分活度控制食品质量或加工工艺时还要考虑pH、营养成分、氧气等因素对 于微生物的影响。 3.4.3 水分活度与食品化学变化的关系 食品中的水分活度与食品中所发生的化学变化的种类和速度有密切的 关系；而食品中的化学变化是依赖于各类食品成分而发生的。以各类食品 成分为线索，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：
中国海洋大学复试食品化学试题库答案
食品化学试卷库第01 套答案一、名词解释1，水分活度：同温度下食品中水蒸气分压与纯水蒸气压之比，即Aw=p/p0。
Aw 能反应水与各手足无措非水分缔合程度，比水分含量能更可靠的预示食品的稳定性。
2，美拉德反应：食品中的还原糖（主要是葡萄糖）同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应。
这种反应称为美拉德反应。
3，淀粉糊化：加热提供能量时，破坏淀粉颗粒结晶胶束区弱的氢键后，淀粉颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失。
此过程称为淀粉的糊化。
4，膳食纤维：一类不被消化的聚合物。
主要由两部分组成，一部分是不溶性的植物细胞壁材料，主要是木质素和纤维素，另一部分是非淀粉的水溶性多糖。
具有与水溶性多糖相似的功能。
5，维生素原：指在生命体中可全部或部分的转化为维生素的物质。
6，脂肪的塑性：是指固体脂肪在外力作用下，当外力超过分子间作用力时，开始流动，但当外力停止后，脂肪重新恢复原有稠度。
7，酶制剂：通过生物工程制得的，用于工业生产的混合酶体系。
8，食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。
二、填空题1，涩，苦2，山梨醇，保湿剂；3，铜和铁4，非均一；5，油酸和亚油酸6，3～6 乳状液；7，清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白8，氨基酸，Strecker 降解2 9，必需氨基酸和消化率10，植醇和脱植基叶绿素11，嘧啶和噻唑12，维生素B6，β－葡萄糖苷酶13，有益或辅助营养元素和有毒元素14，萎凋、揉捻、发酵和干燥15，肌苷酸和鸟苷酸16，α－淀粉酶、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖转移酶17，N-亚硝胺18，L-赖氨酸，大于三、简答题1,哪些因素会使食品中蛋白质变性？答：（1）.物理因素：主要是热、静水压、剪切和辐照等因素。
（2）.化学因素：主要是pH 有机溶质、表面活性剂、有机溶剂和促溶盐等因素。
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。
食品化学简答题
1.简述水分活度与食品稳定性的关系.答：(1)水分活度与微生物生长：水分活度在0.6以下绝大多数的微生物都不能生长，Aw越低，微生物越难存活，控制水分活度就抑制微生物的生长繁殖。
(2)水分活度与酶促反应：水分活度在0.25－0.3范围可以有效减缓酶促褐变。
(3)水分活度与非酶褐变,赖氨酸损失：水分活度在0.6－0.7范围最容易发生酶促褐变。
水分活度下降到0.2,褐变基本上不发生。
(4)水分活度与脂肪氧化：水分活度较低和胶高时都容易发生脂肪氧化。
2.举例说明糖类物质在食品贮藏加工过程中发生的化学变化及对食品品质的影响。
答：在食品贮藏加工过程中，糖类物质由于具有醇羟基和羰基的性质，可以发生成酯、成醚、成缩醛等反应和羰基的一些加成反应，产生一系列复杂的化合物，既有利于食品加工品质，又有不利的一面，部分中间产物对食品的品质影响极大。
1) 美拉德反应：羰基和氨基经过脱水缩合，聚合成棕色至黑色的化合物。
食品中有羰氨缩合引起食品色泽加深的现象十分普遍，同时也产生一些挥发性的全类和酮类物质，构成食品的独特的香气。
经常利用这个反应来加工食品，例如烤面包的金黄色、烤肉的棕红色的形成等。
2)焦糖化反应糖和糖浆在高温加热时, 糖分子会发生烯醇化, 脱水, 断裂等一系列反应, 产生不饱和环的中间产物，产生的深色物质有两大类：糖的脱水产物和裂解产物（醛、酮类）的缩合、聚合产物。
黑色产物焦糖色是一种食品添加剂,广泛应用于饮料、烘烤食品、糖果和调味料生产等。
3)在碱性条件下的变化：单糖在碱性条件下不稳定，容易发生异构化（烯醇化反应）和分解反应，生成异构糖和分解成小分子的糖、醛、酸和醇类化合物；还可能发生分子内氧化和重排作用生产糖精酸。
4）在酸性条件下的变化：糖与酸共热则脱水生成活泼的中间产物糠醛，例如戊糖生成糠醛，己糖生成羟甲基糠醛。
5）糖氧化与还原反应：醛糖在弱氧化剂作用下可以生成糖酸；在强氧化剂作用下可以生成二元酸，酮糖在强氧化剂作用下在酮基处裂解生成草酸和酒石酸。
水分活度概念及意义
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。
水分活度的测定原理
水分活度的测定原理水分活度是指水在食品中的有效性或可用性，即水分对食品中的化学、生物和物理性质的影响程度。
测定水分活度的原理主要是基于水分分子与食品中其他分子之间的相互作用力。
1. 水分活度的定义：水分活度（aw）是水分子在食品中表现出的化学活性和生物活性的度量。
它与水分分子的浓度和环境温度密切相关。
2. 水分活度与食品性质的关系：水分活度的变化会直接影响食品的品质、稳定性和耐久性。
当水分活度越高，微生物生长速度越快，酶活性增强，食品的储存寿命降低。
因此，了解和测定水分活度对于食品品质控制和储存具有重要意义。
3. 水分活度测定的方法：3.1 相对湿度法：相对湿度法是根据食品中水分活度和食品表面与环境之间的相对湿度之间的平衡关系来测定水分活度。
该方法通过在恒温恒湿环境中进行试验，通过确定食品表面与环境中的水分蒸汽压平衡时的相对湿度，计算出水分活度值。
3.2 直接测量法：直接测量法是通过测量食品中水分分子与其他分子间的相互作用力，推断出水分活度的大小。
3.2.1 透过性测量法：该方法通过测量食品中水分子的透过性，即水分子通过食品并与外界气体分子交换的速度来推断水分活度。
3.2.2 波比率法：波比率法是通过测量电磁波在食品中传播速度的变化，来推断水分活度的大小。
水分活度越高，波速越快，波比率越大。
3.2.3 压缩法：该方法是通过测量食品中水分对压力的敏感性，即水分活度与食品的压缩性之间的关系来推断水分活度。
3.3 理论估计法：基于理论模型，通过食品中各组分的性质参数和相互作用力来计算食品中水分活度。
4. 应用和意义：水分活度的测定对于食品加工、储存和运输过程中的质量控制和安全保障具有重要作用。
通过准确测定食品中的水分活度，可以制定科学合理的储存条件和保鲜方法，保持食品的原始理化特性，避免食品腐败和质量变化，保障食品的品质和安全。
此外，水分活度的测定还对于调整食品配方、优化加工工艺、改进新产品、探索新领域等具有重要参考意义。
水分活度对微生物、食品质构及化学反应的影响
水分活度对微生物、食品质构及化学反应的影响1、水分活度与微生物食品中各种微生物的生长发育是由其水分活度而不是由其含水量决定的。
食品的水分活度决定了微生物在食品中萌发的时间、生长速率及死亡率。
细菌对水分活度最敏感。
水分活度﹤0.90时，细菌不能生长；酵母菌次之，水分活度﹤0.87时大多数酵母菌受到抑制；霉菌的敏感性最差，水分活度﹤0.80时大多数霉菌不生长。
水分活度﹥0.91时，微生物变质以细菌为主；水分活度﹤0.91时可抑制一般细菌的生长。
在食品原料中加入食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，但一种嗜盐菌却能生长，就会造成食品的腐败。
有效抑制方法是在10℃以下的低温中贮藏，以抑制这种嗜盐菌的生长。
2、水分活度对酶促反应的影响水分活度水分活度﹤0.85时，导致食品原料腐败的大部分酶会失去活性，一些生物化学反应就不能进行。
酶的反应速率还与酶能否与食品相互接触有关。
当酶与食品相互接触时，反应速率较快；当酶与食品相互隔离时，反应速率较慢。
3、水分活度对食品化学变化的影响食品中存在着氧化，褐变等化学变化，食品采用热处理的方法可以避免微生物腐败的危险，但化学腐败仍然不可避免。
食品中化学反应的速率与水分活度的关系是随着食品的组成、物理状态及其结构而改变的，也受大气组成(特别是氧的浓度)、温度等因素的影响。
水分活度对脂肪氧化酸败的影响：水分活度高，脂肪氧化酸败变快。
水分活度为0.3－0.4时速率较慢；水分活度﹥0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使含脂食品膨胀，暴露了更多的易氧化部位。
若再增加水分活度，又稀释了反应体系，反应速率开始降低。
水分活度对美拉德反应的影响：水分活度在0.6－0.7时最容易发生，水分在一定范围内时，非酶褐变随水分活度增加而增加。
水分活度Aw降到0.2以下，褐变难以进行。
水分活度大于褐变的高峰值，则因溶质受到稀释而速度减慢。
色素的稳定与水分活度：水分活度Aw越大，花青素分解越快。
4、水分活度对食品质构的影响水分活度从0.2~0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各种脆性食品，必须在较低的Aw下，才能保持其酥脆。
水分活度的概及其与食品稳定性的关系。 食品伙伴网
Multilayer water: 大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结 冰， 但冰点大大降低。
有一定溶解溶质的能力 与纯水比较分子平均运动大大降低 不能被微生物利用
Bulk-phase water: 能结冰，但冰点有所下降 溶解溶质的能力强，干燥时易被除去 与纯水分子平均运动接近很适于微生物生长 和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质， 但与食品的风味及功能性紧密相关。
H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性, 这种极性使分子之间产生引力。
2）氢键作用
分子中的电荷是非对称分布的，产生的分子偶 极矩为1.84 D(库.米)。氢原子几乎成为裸露的 带正电荷的质子后，这个半径很小且带正电荷 的质子。能够和带相对负电荷的另一水分子中 的氧原子之间产生静电引力，这种作用力产生 的能量一般在2-40kJ／mol的范围，比化学键弱， 但比纯分子间力强，称之为氢键。
重点难点：
水分活度的概及其与食品稳定性的关系。
生命之源 组成机体，维持生命活 动、调节代谢
战争之源 “下一场世界大战将是 对水资源的争夺”
水是食品中非常重要的 一种成分，也是构成大 多数食品的主要组成；
水对食品的结构、外观、 外表、质地、风味以及 对腐败的敏感性有着很 大的影响。
人及动物体的机体中：
H2O-侧链OH
疏水水合
H2O-+R→R（水合）
疏水相互作用 R(水合)+R(水合)→R(水
合)+ H2O
相互作用强弱 (与H2O- H2O氢键比较)
较强
近乎相等
∆G>0 ∆G<0
水与溶质相互作用的分类
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⑵ 水与离子基团的相互作用 Interaction of water with Ionic groups
水分活度与食品防腐
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。
水分活度在食品中的重要性
创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*水分活度在食品中的重要性Anthony J. Fontna Jr. 美国DECAGON DEVICES公司高级科学家水分活度在微生物生长、食品变质反应方面，进行食品的稳定性和安全性预测是一个重要的参数。
几个世纪以来，人们都是通过干燥、冷冻、加糖或盐的方法来控制食品中的水，利用此方法来保存食品或控制食品安全。
水分活度是对系统中水的能量状态的一个测量（或是水被“束缚”的程度的测量），因此它可以成为溶剂并加入到化学反应、生化反应、微生物增长中。
为了更好地理解这个概念，让我们假设有两箱水，一箱装10000加仑，另一箱装1加仑，这两箱的水会如何移动呢？水的体积不发生任何作用。
压力是唯一的影响因素。
将含1加仑水的水箱抬上山顶，不管体积如何，一加仑的水会向山下低压力的水流动。
同理可知，水含量是不能预测水分迁移方向的，但水分活度可以告诉你答案。
食品安全的目标之一就是防止有害微生物的生长并产生毒素。
这些微生物的生长有一个水分活度的限制，低于该水分活度，这些有害微生物将无法生长。
水分活度而非水含量决定着微生物生长的最低限度。
绝大部分食品变质细菌在水分活度高于0.9的情况下会生长。
除了微生物和水分活度存在一定的关系，水分活度也会影响食品微生物的其它方面，例如：孢子形成、发芽及毒枝菌素的生长。
水分活度不但会影响微生物的变质，化学反应和酶解反应与水分活度也存在一定的关系。
水可以通过影响食品系统的粘性来充当溶剂或反应物或改变反应物的变动。
水分活度会影响非褐酶变反应、脂质氧化、维他命降解、酶解反应、蛋白质变性、淀粉变性和面粉沉降的速度和程度。
随着水分活度的提高，非酶褐变反应的机率也会随之提高，水分活度在0.6-0.7之间时，会达到最大值。
虽然受不同机制的影响，当水分活度存在中间范围并在最高和最低之间变化时，脂质氧化率可以达到最低。
这些反应都会导致异样的味道和气味的变化。
水分活度对食品的意义
水分活度对食品的意义食品中的水分以游离水和结合水两种形式存在，微生物在食品上生产繁殖，能利用的水是游离水，而不是食品总含水量（%）。
因为其中一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质，如氨基酸，糖，盐等结合，这种结合对微生物是无用的，所以水分含量对食品生产和保藏缺乏科学的指导作用。
因此提出了用水分活性（Aw值）来表示食品中可被微生物利用的水。
水分活度（Aw值）是溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，也可近似地表示为溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比。
它是指食品中水分的存在状态，反映水分与食品结合或游离的程度，其值越小，说明结合程度越高。
水分活度指产品中自由水的量，是酶和微生物生长的基础数据。
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的。
绑定的水分越多，能够蒸发的水汽就越少，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。
水分活度对产品稳定性影响很大，如抵抗微生物、香味保持、对粉末结块、化学品稳定、物理特性及食品保藏性等都有重要影响。
一般来说，食品的水分活度越低，其保藏期就越长。
但也有例外，若脂肪中的水活度过低，则会加快脂肪的酸败。
从水分活度定义易看出，在预测食品的安全性和预测有关微生物生长、生化反应率及物理性质稳定性两方面，水分活度是极其重要的。
通过测定和控制食品的水分活度，可以做到以下几点（1）预测哪种微生物是潜在的腐败和污染源；（2）确保食品的化学稳定性；（3）使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到最小；（4）延长酶的活性和食品中维生素；（5）优化食品的物理性质，如质构和货架期。
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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：
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（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。
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【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。