水分活度与水分含量关系说明1．概念
2．水分含量概念就不多说。
根据现代食品科学研究指出：用水分活性（Water Activity－Aw）指导生产和贮藏具有重要的实践意义，因为水分活度既能反映食品中水分存在状态，又能揭示食品质量变化和微生物繁殖对其水分可利用的程度。因此，近年来国外的食品水分多不用百分比表示，而改用水分活性或平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity ERH）表示。
水分活性的定义：在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与
※<实验一食品水分活度的测定（6学时）——扩散法> 一、目的和要求 1、熟知扩散法测水分活度的原理； 2、加深对食品水分活度的理解和认识； 3、掌握扩散法测定水分活度的方法。 二、原理 用一般食品水分测定方法定量地测定的水分即含水量，不能说明这些水是否都能被微生物利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可利用价值，水分活度近似地表示为在某一温度下溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比值。 扩散法即用坐标内插法来测定食品的水分活度，这种方法并不需要特殊的仪器装置，可将一系列已知水分活度的标准溶液与食品试样一起放入密闭的容器中，在恒温下放置一段时间，测定食品试样重量的增减，根据增减值绘出曲线图，从图上查出食品重量不变值，即为该食品试样的水分活度A w。 三、材料、试剂和仪器 1、材料：鱼粉 2、标准饱和盐溶液，其标准饱和溶液的A w值如下表： 标准饱和盐溶液的A w值（25℃） 标准试剂A w标准试剂A w LiCl 0.11 NaBr·2H2O 0.58 CH3COOK 0.23 NaCl 0.75 MgCl2·6H2O 0.33 KBr 0.83 K2CO30.43 BaCl20.90 Mg(NO3)2·6H2O 0.52 Pb(NO3)20.97 3、主要仪器设备 康威氏（Conway）扩散皿（构造如图1-1）、分析天平、恒温箱 四、实验步骤 1、在康威氏皿的外室放置标准盐饱和溶液，在内室的铝箔皿中加入1g左右的食品试样，试样与铝箔先用分析天平准确称量并记录。 2、在玻璃盖涂上凡士林密封，放入恒温箱在25±5℃下保持2小时，准确称试样重，以后每半小时称一次，至恒重为止，算出试样的增减重量。 3、若试样的A W值大于标准试剂，则试样减重；反之，若试样的A W比标准试剂小，则试样重量增加，因此要选择3种以上标准盐溶液与试样一起分别进行试验，得出试样与各种标准盐溶液平衡时重量的增减数。 4、以食品试样增减的毫克数为纵坐标，以水分活度A W为横坐标作图（如图1-2），在图中A点是试样与MgCl2·6H2O标准饱和溶液平衡后重量减少20.2mg，B点是试样与Mg(NO3)2·6H2O 标准饱和溶液平衡后失重5.2mg，C点是试样与NaCl标准饱和溶液平衡后增加的重量为
水分活度与水分含量关系说明 1．概念 水分含量概念就不多说。 根据现代食品科学研究指出：用水分活性（Water Activity －A w ）指导生产和贮藏具有重要的实践意义，因为水分活度既能反映食品中水分存在状态，又能揭示食品质量变化和微生物繁殖对其水分可利用的程度。因此，近年来国外的食品水分多不用百分比表示，而改用水分活性或平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity ERH ）表示。 水分活性的定义：在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与相同一温度下纯水的蒸汽压的比值，即： 100 ERH p p A o w == P 为食品中水的蒸汽分压，P 0为纯水的蒸汽压。纯水的P 与P 0是一致的，所以纯水A w 值为1。而食品中的水分由于有一部分与某些可溶性成分共存（以结合水的形式存在），它的蒸汽压P 总是小于纯水的蒸汽压P 0，所以食品的A w 均小于1。 测定食品的水分活度时，可采用水分活度测定仪（记得我曾经在坛内专门有个这个方法介绍）。其工作原理是把被测食品置于密封的空间内，在保持恒温的条件下，使食品与周围空气的蒸汽压达到平衡，这时就可以以气体空间的水蒸汽压作为食品蒸汽压的数值。同时，在一定温度下纯水的饱和蒸汽压是一定的，所以可以应用上述水分活度定义的公式，
计算出被测食品的水分活度。由此可见，测定食品水分活度的方法实际 上就是利用空气与食品的充分接触，达到空气中水蒸气分压和食品中水蒸气压的平衡，把食品中水蒸气压以空气的水蒸气分压来表示。因此在 数值上食品的水分活度等于空气的平衡相对湿度。例如面粉、大米的A w 为，用平衡相对湿度值表示则为65%，在平衡相对湿度的条件下贮藏食品，其水分含量即是它的平衡水分。在ERH65%条件下贮藏面粉、大米，其平衡水分在14%左右。这个含水量不仅符合产品质量标准的要求，而且也能达到安全贮藏。必须指出，食品的水分活度与空气的平衡相对湿度是两个不同的概念，前者表示食品中的水分被束缚的程度，后者表示空气被水蒸气饱和的程度。因此，用水分活度来指导食品的生产和贮藏，具有更科学和直接的指导作用。 拉布萨（T．P．Labuza）在总结食品的稳定性和A 之间的相对关系时， w 阐明了食品水分和间存在有内在的相互关系。并可用等温吸湿曲线（Water sorption isothermal Curve）来表示。在一定的温度下，食品由于吸湿或放湿，所得到的水分活度与含水量之间关系的曲线称为等温吸湿曲线（图1-1）。从这个曲线可以看出食品中水分存在的几种状态。如果把这个曲线分为三个区段，A 在0～之间为A区段，水分牢固地与食 w 品中某些成分结在～之间为B在
1 水分活度的定义 水分活度表示食品中十分可以被微生物所利用的程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。 相对平衡湿度：大气水汽分压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。 2 水分活度与温度的关系 由于蒸汽压和平衡相对湿度都是温度的函数，所以水分活度也是温度的函数。水分活度与温度的函数可用克劳修斯-克拉伯龙方程来表示。dlnaw/d(1/T)=-ΔH/R lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度，R-气体常数。ΔH-样品中水分的等量净吸着热。 T ↑则aw↑，Logaw-1/T 为一直线。
马铃薯淀粉的Logaw-1/T 关系图 但是当食品的温度低于0℃时，直线发生转折，也就是说在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0 中P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的蒸汽压？因为这时样品中水的蒸汽压就是冰的蒸汽压，如果P0再用冰的蒸汽压，这样水分活度的就算就失去意义，因此，冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯水）/P0（过冷水）。 食品在冻结点上下水分活度的比较： a 冰点以上，食物的水分活度是食物组成和食品温度的函数，并且主要与食品的组成有关；而在冰点以下，水分活度与食物的组成没有关系，而仅与食物的温度有关。 b 冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关系不同。如在-15℃时，水分活度为0.80，微生物不会生长，化学反应缓慢，在
20℃时，水分活度为0.80 时，化学反应快速进行，且微生物能较快的生长。 c 不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上的水分活度，同样，也不能用食物冰点以上的水分活度来预测食物冰点以下的水分活度。
水分活度测定实验报告 摘要：水分活度关系到食品的保质期，测定食品的水分活度具有重要的意义。水分活度的测定方法有多种，本文采用GYW-1水分活度测定仪对蛋糕的水分活度进行测定，得出了一些数据，结果仅供参考 1前言 1.1检测水分活度对食品的意义 水分活度值对食品的营养、色泽、风味、质构以及食品的保藏性都有重要的影响。水分活度仪一般来说，食品的水分活度越低，其保藏期就越长，但也有例外，例如，如果脂肪中的水分活度过低，则会加快脂肪的酸败。因此，食品中水分活度的测定具有重大意义。 水分活度是食品和药品行业重要的参数。它指产品中水的能量状态，是产品中能够被微生物所利用的水分的程度，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。这些俄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（抵抗微生物，香味保持），对粉末结块、化学品稳定，物理特性如纸张尺寸等都有重要影响。 从水分活度定义很容易看出，在预测食品的安全性和预测有关微生物生长、生化反应率以及物理性质稳定性等方面，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败坏和污染源； （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
1.2GYW-1水分活度检测仪简介 该仪器由深圳冠亚集团研发生产，其原理是把被测样品置于密封的空间内，在保持恒温的条件下，使样品与周围空气的蒸汽压达到平衡，这时就可以以气体空间的水蒸汽压作为样品蒸汽压的数值。同时，在一定温度下纯水的饱和蒸汽压是一定的，所以可以应用上述水分活度定义的公式，计算出被测奶油蛋糕的水分活度。 2试验设备与试验材料 2.1实验设备 2.1.1GYW-1水分活度检测仪 厂家：深圳冠亚 测量通道：3通道 2.1.2电子天平 型号：AS220/C/1； 制造商：欧洲瑞德威RADWAG； 感量：0.1mg。 2.2试验材料 蛋糕 厂家：市售 保质期：45天 3实验方法与步骤 用天平称取适量的粉碎后的蛋糕于样品皿中，取3组样品，按照GYW-1水分活度仪（标定后）的操作步骤进行试验，记录结果 4试验数据 样品名称组别样品重量水分活度值（Aw） 蛋糕1 5.22450.789 2 5.23560.756 3 5.22960.772 5结论 5.1GYW-1水分活度测定仪测试食品的水分活度操作简单，应用范围广。 5.2GYW-1水分活度测定仪测试数据重复性良好，数据可靠。
水分活度的测定 随着食品科学技术的发展，食品水分活性的重要性愈来愈受到人们的重视，各国科学家正在研究通过控制水分活性来达到免杀菌保存食品的新途径。 1理想公式计算法 根据水分活性（以下简称A w ）的定义，它可近似等于食品在密封容器内的水蒸汽压（P ）与在相同温度下的纯水蒸汽压（Po ）之比： o W P P A = 根据拉乌尔定律，若立项溶液的溶质和溶剂摩尔数分别为m 1和m 2，则： 2 12m m m P P A o W +== 设一摩尔理想溶质溶于一千克水（计55.51摩尔），则此理想溶液的水分活性为： A w ＝55.51/1＋55.51＝0.9823 在含电介质的非理想溶液的A w 值可根据下式计算： ln A w ＝－υm φ/55.51 式中υ为1分子溶质产生的离子数，m 为溶液的摩尔浓度，φ是由溶质决定的常数。 但是大多数食品是由多种组分构成的复杂系统，它的a w 值难以用一般公式法计算，虽然也有许多推荐公式，但都有一定适用范围，主要在食品的可溶性成分以及数量已经明确的条件下适用。比如配制微生物培养基以及研制新的中间水分食品推荐下面公式较为适用： A w ＝A w1×A w2×A w3×…… 即总的水分活性A w 等于各组分水分活性值的乘积。 一般说来，实际上测定食品水分活性都采用直接测定法。 2直接测定法 根据蒸汽压、湿度动力学等原理相应出现了不少直接测定仪器。国外也发展了许多测定水分活性的电子仪器，其测定原理有的是根据二电极中吸湿性物质的电导变化，也有的是直接依靠气体热传导的湿度传感器来检测。这类仪器具有快速、灵敏、精确度高的优点，我国可加强这类仪器的研制。在目前情况下，这种电子仪器的造价高，有些尚需进口，不利于推广。下面介绍一种坐标内插法，它不需要特殊的仪器装置。一般实验室都可采用。 2.1仪器及用具 康维皿容器，分析天平，恒温箱。
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。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。 （6）对水溶性色素分解的影响 葡萄、杏、草莓等水果色素是水溶性花青素, 溶于水不稳定的,1-2周后其特有的色泽消失。花青素在干制品中十分稳定, 数年贮藏轻微分解一般而言, Aw 增大,水溶性色素分
电解质溶液活度计算理论进展 【摘要】：由于溶液大多数不是理想溶液，需要用活度来代替浓度。活度系数 又是描述活度与浓度的差异程度，因此活度系数的计算对于反应过程相当的重要。近几年，随着活度系数理论模型的不断发展，活度系数的计算方法也在不断的提高、创新。本文在回顾电解质溶液热力学经典理论的基础上，对活度系数计算做了综述。 【关键词】：活度系数活度模型热力学模型活度计算 Electrolyte solution activity in recent years, progress in computational theory Abstract：Solution is not ideal because most of the solution need to replace the concentration of activity. Activity coefficient is described differences in degree of activity and concentration, so the calculation of activity coefficients for the reaction process was very important. In recent years, with the activity coefficient of the continuous development of theoretical models, the calculation of activity coefficients are also constantly improving and innovation. In this paper, recalling the classical theory of thermodynamics of electrolyte solution, based on calculations made on the activity coefficient is reviewed. Keywords: Activity coefficient, Activity Model, Thermodynamic model, Activity calculation 1、活度与活度系数 绝大多数的反应都有溶液（固溶体、冶金熔体及水溶液）参加，而这些溶液经常都不是理想溶液，在进行定量的热力学计算和分析，溶液中各组分的浓度必须代以活度。活度的概念首先由刘易斯(G.N.Lewis)于1907年提出，迅速被应用于电化学,以测定水溶液中电解质的活度系数。活度不能解决冶金熔体的结构问题。它能指出组分在真实溶液与理想溶液中热力学作用上的偏差，但不能提供造成偏差的原因。
食品安全国家标准 食品水分活度的测定 1 范围 本标准规定了康卫氏皿扩散法和水分活度仪扩散法测定食品中的水分活度。 本标准适用于预包装谷物制品类、肉制品类、水产制品类、蜂产品类、薯类制品类、水果制品类、蔬菜制品类、乳粉、固体饮料的食品水分活度的测定。 本标准不适用于冷冻和含挥发性成分的食品。 本标准的康卫氏皿扩散法适用食品水分活度的范围为0.00~0.98；水分活度仪扩散法为0.60~0.90。 第一法康卫氏皿扩散法 2 原理 在密封、恒温的康卫氏皿中，试样中的自由水与水分活度（A w）较高和较低的标准饱和溶液相互扩散，达到平衡后，根据试样质量的变化量，求得样品的水分活度。 3 试剂和材料 3.1 试剂 所有试剂均使用分析纯试剂；分析用水应符合GB/T 6682规定的三级水规格。 3.2 试剂配制 按表1配制各种无机盐的饱和溶液。 表1 饱和盐溶液的配制 （续）
4 仪器和设备 4.1 康卫氏皿（带磨砂玻璃盖）：见图1。 4.2 称量皿：直径35 mm，高10 mm。 4.3 天平：感量0.0001 g和0.1 g。 4.4 恒温培养箱：0℃~40℃，精度± 1℃。 4.5 电热恒温鼓风干燥箱。
l1—外室外直径，100 mm； l2—外室内直径，92 mm； l3—内室外直径，53 mm； l4—内室内直径，45 mm； h1—内室高度，10 mm； h2—外室高度，25 mm。 5 分析步骤 5.1 试样的制备 5.1.1 粉末状固体、颗粒状固体及糊状样品 取有代表性样品至少200 g，混匀，置于密闭的玻璃容器内。 5.1.2 块状样品 取可食部分的代表性样品至少200 g。在室温18 ℃~25 ℃，湿度50% ~ 80%的条件下，迅速切成约小于3 mm× 3 mm× 3 mm的小块，不得使用组织捣碎机，混匀后置于密闭的玻璃容器内。 5.1.3 瓶装固体、液体混合样品 可取液体部分 5.1.4 质量多样混合样品 取有代表性的混合均匀样品 5.1.5 液体或流动酱汁样品 可直接采取均匀样品进行称重
实验一、食品水分活度的测定 1、目的要求 1.1 水分活度的概念和扩散法测定水分活度的原理。 1.2 测定食品中水分活度的操作技术。 1.3 水分活度仪法测定食品中水分活度的方法。 第一法坐标插入法（康威微时扩散法） 1、实验原理 食品中的水分，都随环境条件的变动而变化。当环境空气的相对湿度低于食品的水分活度时，食品中的水分向空气中蒸发，食品的质量减轻；相反，当环境空气的相对湿度高于食品的水分活度时，食品就会从空气中吸收水分，使质量增加。不管是蒸发水分还是吸收水分，最终是食品和环境的水分达到平衡为止。据此原理，采用标准水分活度的试剂，形成相应湿度的空气环境，在密封和恒温条件下，观察食品试样在此空气环境中因水分变化而引起的质量变化，通常使试样分别在A w较高、中等和较低的标准饱和盐溶液中扩散平衡后，根据试样质量的增加（即在较高A w标准饱和盐溶液达平衡）和减少（即在较低A w标准饱和盐溶液达平衡）的量，计算试样的A w值，食品试样放在以此为相对湿度的空气中时，既不吸湿也不解吸，即其质量保持不变。 2、实验器材 2.1 分析天平 2.2 恒温箱 2.3 康维氏微量扩散皿 2.4 小玻璃皿或小铝皿（直径25mm～28mm、深度7mm） 2.5 凡士林 2.6 各种水果、蔬菜等食品。 3、实验试剂 至少选取3种标准饱和盐溶液。标准饱和盐溶液的A w值（25 ℃）见表-1。 表-1 标准饱和盐溶液的A w值（25 ℃）
4.1 在3个康维皿的外室分别加入A w高、中、低的3种标准饱和盐溶液 5.0mL, 并在磨口处均匀涂一层凡士林。 4.2 将3个小玻皿准确称重，然后分别称取约1 g的试样于皿内（准确至毫克数，每皿试样质量应相近）。迅速依次放入上述3个康维皿的内室中，马上加盖密封，记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。 4.3 在25℃的恒温箱中放置（2±0.5）h后，取出小玻皿准确称重，以后每隔30 min 称重一次，至恒重为止。记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。 5、结果处理 5.1 计算每个康维皿中试样的质量增减值。 5.2 以各种标准饱和盐溶液在25 ℃时的A w值为横座标，被测试样的增减质量Δm为纵座标作图。并将各点连结成一条直线，此线与横座标的交点即为被测试样的A w值。图 中A点表示试样与MgCl 2·6H 2 O标准饱和溶液平衡后质量减少20.2 mg，B点表示试样与 Mg（NO 3） 2 ·6H 2 O标准饱和溶液平衡后质量减少5.2 mg，C点表示试样与NaCl标准饱和 溶液平衡后质量增加11.1 mg。3种标准饱和盐溶液的A w分别为0.33、0.53、0.75。3点连成一线与横座标相交于D，D点即为该试样的A w，为0.60。 6、注意事项 6.1 称重要精确迅速。 6.2 扩散皿密封性要好。 6.3 对试样的A w值范围预先有一估计，以便正确选择标准饱和盐溶液。 测定时也可选择2种或4种标准饱和盐溶液(水分活度大于或小于试样的标准盐溶液各1种或2种)。
实验二食品水分含量和水分活度的测定 1.实验目的 熟知扩散法测水分活度的原理； 掌握直接干燥法测定食品水分含量的操作技术和注意事项； 掌握扩散法测定水分活度的方法。 2.实验原理 用一般食品水分测定方法定量地测定的水分即含水量，不能说明这些水是否都能被微生物利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可利用价值，水分活度近似地表示为在某一温度下溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比值。 扩散法即用坐标内插法来测定食品的水分活度，这种方法并不需要特殊的仪器装置，可将一系列已知水分活度的标准溶液与食品试样一起放入密闭的容器中，在恒温下放置一段时间，测定食品试样重量的增减，根据增减值绘出曲线图，从图上查出食品重 。 量不变值，即为该食品试样的水分活度A w 3.实验依据 3.1水分含量的测定 在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。 3.2水分活动的测定 样品在康威氏微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在aw 较高和较低的标准饱和溶液中扩散平衡后，根据样品质量的增 加（在aw较高的标准溶液中扩散平衡）和减少（在aw较低的 标准溶液中平衡），以质量的增减为纵坐标，各个标准试剂的水 分活度为横坐标，计算样品的水分活度值。该法适用中等及高 水分活度（aw>0.5）的样品。 4.仪器及材料 4.1仪器 电热恒温干燥箱；扁形铝制或玻璃制称量瓶；干燥器；分析天平；康威氏微量扩散皿（如图） 4.2试剂 标准水分活度试剂：用标准试剂配成饱和盐溶液，其在25摄氏度时Aw值如表。 4.3材料 前次试验保存的青菜试样材料，面包，饼干。 4.4注意事项 （1）取样时应该迅速，各份样品称量应在同一条件下进行。
浅谈水分活度与微生物的关系 提到水分活度，我们不少人会把它和水分含量联系相混淆，虽说两者之间存在着一定的关系，但两者却存在着差别，我们想知道水分活度的一些相关知识，首先必须了解，什么是水分活度？ 我们的食品中大多数都含有一定的水分，水分活度是指食品之中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值。水分活度还有其物理意义，就是表征食物生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总的含水量之间的定量关系。在了解了水分活度的基本定义之后，我们就可以深入地了解它的相关知识。食品水分活度是决定食品腐败变质和保质期的重要参数，对食品的色香味、组织结构以及食品的稳定性都有着重要影响，各种微生物的生命活动及各种化学、生物化学变化都要求一定的活度值。 微生物是影响食品储藏稳定性的重要因素之一, 要保证食品的质量, 最基本的一点就是要防止微生物在食品上的生长和繁殖。。对大多数微生物来说, 其生 长的最佳水分活度为Aw > 0 . 99。通常人们认为一个特定的细胞类型有一个限制性水分活度值, 低于这个水分活度, 这一特定的细胞类型就不能生长、代谢和繁殖, 最终可能导致死亡。对原核生物的细菌来说,其形态小而简单, 而且是单细胞, 因此, 它与环境总是紧密接触; 对真核生物腐生酵母和霉菌来说细胞结构较细菌复杂, 经常是多细胞, 尽管如此, 它们个体仍然是很小的。由于这些微生物个体小而且水可以自由进出细胞,所以,如果环境中的水分活度减小,微生物将会失水, 直到细胞内外建立起渗透平衡,反之亦然。 水分活度与微生物生长的关系可以概括为以下几个方面: (1) 水分活度(而不是水分含量)决定微生物生长所需要水的下限值。大多数细菌在水分活度0.91以下停止生长, 大多数霉菌在水分活度0.8以下停止生长。尽管有一些适合在干燥条件下生长的真菌可在水分活度为0.65左右生长, 但一般把水分活度0.7～0.75作为微生物生长的下限。 ( 2) 环境条件影响微生物生长所需的水分活度。一般而言, 环境条件越差(如营养物质、pH、压力及温度等) , 微生物能够生长的水分活度下限越高。 (3) 水分活度能改变微生物对热、光线和化学物质的敏感性。一般来说, 在高水分活度时微生物最敏感, 在中等水分活度时最不敏感。 (4) 微生物产生毒素所需的最低水分活度比微生物生长所需的最低水分活度高。因此, 通过水分活度来控制微生物生长的一些食品中,虽然可能有微生物生长, 但不一定有毒素的产生。 由此看来，水分活度在烹饪中占了很大的作用，无论是在理论方面和实践方面都占了很大的作用。研究水分活度与食品的关系，不但可以预测食物的货架期，指出腐败的原因，而且还可以利用这些知识找出控制食物腐败的方法。 (烹饪1403陈舒阳)
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。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的时候，水分活度可以说是控制腐败最重要的因素。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。具体来说水分活度与食物的安全性的关系可从以下按个方面进行阐述： a .从微生物活动与食物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，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。一般说来，细菌为aw0.9，酵母为aw0.87，霉菌为aw0.8。一些耐渗透压微生物除外。 b .从酶促反应与食物水分活度的关系来看：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的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。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。 c .从水分活度与非酶反应的关系来看： 脂质氧化作用：在水分活度较低时食品中的水与氢过氧化物结合而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化的结束，当水分活度大于0.4 水分活度的增加增大了食物中氧气的溶解。加速了氧化，而当水分活度大于0.8 反应物被稀释，氧化作用降低。Maillard[。 ] （美拉德）反应：水分活度大于0.7 时底物被稀释。水解反应：水分是水解反应的反应物，所以随着水分活度的增大，水解反应的速度不断增大。 所以，在食品检验中水分活度的测定是一个重要的项目。
温度、配合物对活度与活度系数的影响 一、温度对活度与活度系数的影响 通常给出的活度系数是在25℃（298K）时的值，对于其他温度下的活度系数，Meissner 提出了如下方程修正q o值 （1） 式中，△t＝t－25；a和b的值对硫酸盐分别为－0.0079和－0.0029，对其他电解质为－0.005和－0.0085。此外，式（2）中的Г值必须改变以修正含有依赖温度的变量D的德拜－体克尔参数。 （2） 二、配合物对活度与活度系数的影响 （一）配合物的形成 德拜－休克尔极限定律对浓度大于10－3mol∕L的强电解质溶渣发生的偏差表明，在这些溶液中，离子间的静电引力不再在决定G ex值时占主导地位。在扩展德拜－休克尔极限定律的各种尝试中，虽然以不同的方式考虑了短程作用，但它们都假定没有因离子间的电子作用形成化学键，也没有新的物质生成。由于目前尚无方法计算这类电子间作用对G ex值的影响，只能作这种假定。对于溶液中各组分之间，不论是离子与离子之间或者离子与中性分子之间反应生成的新化合物，都无法计算其生成自由能。而这类反应对于过程化学和湿法冶金都是十分重要的，为了处理这些反应，过程化学和湿法冶金学家则从另一个角度，即将它们作为化学平衡来处理，用实验测得的平衡常数来定量描述它们。 考虑含一价阴离子L－的溶液中的一个z＋价的金属离子M z＋。它们间发生作用时假定L －是作为配位体，产物称为配合物。配合物分级形成，每一级都由一个平衡常数控制： 与M z＋形成配合物的L－离子的最大数目n称为M z＋的配位数。总的平衡常数β（称为不稳定常数）为 一般形式，累计不稳定常数 βn＝K1K2K3…Kn 若配位体为不带电荷的分子，如氨，平衡亦按同样的方式处理，则每个配合物的电荷数为z＋。
第五章水分和水分活度的测定 一、选择题 1．以下属于直接测定水分的方法是（）。 （1）介电常数法（2）测定食品密度法（3）蒸馏法（4）折射率法 2．所谓恒重,是指两次烘烤后称量的质量一般不超过（）。 （1）１mg （2）2mg （3）6mg (4)10mg 3．对于（）,蒸馏法是惟一的、公认的水分测定方法。 （1）乳粉（2）香料（3）蜂蜜（4）油类 4．在干燥过程中，为了避免食品原料形成硬皮或结块，从而造成不稳定或错误的水分测量结果，可加入（）。 （1）食盐（2）海砂（3）白陶土（4）活性碳 5．常压干燥法一般使用的温度是（）。 （1）95℃～105℃（2）110℃～120℃（4）50℃～60℃（4）120℃以上 6．确定减压干燥法的时间的方法是（） （1）干燥到恒重（2）规定一定时间 （3）50℃～60℃干燥3～4小时（4）50℃～60℃干燥约1小时 7．在各类微生物中，（）对水分活度的要求最高。 （1）酵母菌（2）细菌（3）耐高渗酵母(4)霉菌 8．蒸馏法测定水份时常用的有机溶剂是（） （1）甲苯、二甲苯（2）乙醚、石油醚 （3）氯仿、乙醇（4）四氯化碳、乙醚 9．测定食品样品水分活度的方法是（） （1）常压干燥法（2）卡尔、费休滴定法 （3）溶剂萃取＋卡尔费休滴定法（4）减压干燥法 10．美拉德反应当水分活度在（）之间时，反应达到最大。 （1）0.5～0.6 （2）0.6～0.7 （3）0.7～0.8 （4）0.8～0.9 二、填空题 1．选用干燥法测定食品中水分的含量，称量瓶的预处理操作为。 2．扩散法测定水分活度适用于的样品。 3．水分的存在形式有两种，即和，干燥过程主要除去的是水。 4．水分活度反应了食品中水分的存在状态，即水分与其他非水组分的或。 5．含糖、胶质较高的食品在烘干过程中表面形成一层薄膜叫，阻碍水分蒸发。在样品中加入小颗粒状等干燥助剂，可增阻止物理栅的形成有利蒸发。 三、名词解释 水分活度 四、简答题 1．水分测定有哪几种主要方法？采用时各有什么特点？ 2．简述水分活度值的测定意义。 3．简述食品中水的存在状态。 4．简述水分的测定意义。
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。毒菌生长的最低水分活度在0.86－0.97。在真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度要保持在0.94以下。 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。 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。 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。水分活度控制在0.35－0.5可保持干燥食品理想性质。 对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、面包等，它们的水分活度大于周围空气的相对 湿度，保存时需要防止水分蒸发。 通过食品的包装创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求。 GYW-1G食品水分活度仪应用范围 GYW-1G食品水分活度仪可广泛应用于面包、馅料、饼干、蛋糕、酱料、膨化食品、休闲食品、脱水食品、干果类、果酱类（萨拉、番茄）、食品添加剂等行业的活度检测中,快速满足烘焙食品、调料、农业、制药、饲料、添加剂、果酱行业等质量检验中对水份活度检测的强烈需求。 GYW-1G食品水分活度仪参数 (1)传感器:美国进口传感器 (2)准确性:0.015AW (3)分辨率: 0.001AW (4)重复性：≤0.005 (5)测量范围：0.000～1.000AW (6)测量精度：温度±0.1℃ 活度±0.015（@25℃）
水活性和微生物的关系 为什么要测量水活性？ 水活性定义为物质中水分含量的活性部分或者说自由水。它影响物质物理、机械、化学、微生物特性，这些包括流淌性、凝聚、内聚力和静态现象。食物上架寿命、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水活性值影响。左边的表格显示了部分微生物生长所需要的最低水活性值。水活性的控制对产品的保质期非常重要。 如果我们能测出食物中水活性我们就能预知哪种微生物是导致食物腐败的潜在原因，并能分检出来。让我们考虑一下水活性值为0.81的蛋糕，其保质期为21℃时24天。如果水活性提高到0.85，这些指标将降低为21℃时12天。这表明是水活性值决定了微生物生长率。 同样的，水活性对制药业也非常重要，它提供的数据表达了如下信息：药片的内聚力，药粉的粘结力，包衣的粘着性等等。 水活性与微生物生长 水活性值微生物 1.00 - 0.91 多数细菌 0.91 - 0.87 多数酵母菌 0.87 - 0.80 多数霉菌 0.80 - 0.75 多数嗜盐细菌 0.75 - 0.65 干性霉菌 0.65 - 0.60 耐渗透压酵母菌 什么是水活性？ 水活性是吸湿物质在很小的密闭容器内与周围空间达到平衡时的相对湿度，用0...1.0aw表示。水活性测量主要用在食品行业，常用来检测产品的保质期和质量。 什么是平衡相对湿度(ERH)? 平衡相对湿度(ERH)是指吸湿物质与周围环境水汽交换达到平衡时的相对湿度，用0...100%RH 表示。平衡相对湿度典型应用在造纸和医药领域。同样也应用到任何对湿气敏感的产品中。 水活性与ERH？ 水活性是指食品中的水分存在的状态，即水分与食品的结合程度或者游离程度。结合程度越高，水活性越低，结合程度越低，水活性就越高。而平衡相对湿度(ERH)是指食品周围空气的状态。 什么是水分含量？ 水分含量是指固体物质中水占总质量的百分比。 水活性与水分含量的关系？ 食品的水分含量越高，水活性越大；但两者并不存在简单的正比关系。在恒定温度下，食品
饲料水分活度和其含水率的关系及饲料水分控制方案 成品饲料的含水量长期以来一直是一个重要的品质参数。在许多国家，立法规定了饲料的含水量范围。在现代动物营养里，从多方面考虑饲料含水量已越来越重要了。 一、饲料水分活度及含水率的关系 含水量影响微生物活动、昆虫的侵袭、适口性、采食量、颜色、质地和加工特性，进而会影响饲料的营养价值、消化率、饲料颗粒品质、饲料的保质期和饲料加工的经济价值。 饲料原料和成品饲料的水分含量传统上用水占饲料重量的百分比表示。该水的重量实际上是指105的烘箱内加热饲料所挥发出来的水的重量。然而粗水分并不是控制饲料保存的因素。真正的参数应是原料里可用于维持微生物生长的实际水的重量。如果其中的水不能被利用，那么微生物就不能生长。这种现象经常会在糖蜜中看到。除非另加水稀释糖蜜，否则不管糖蜜含水量多高，微生物都不会在其间生长。 为了有效控制饲料含水量，需要同时考虑饲料虐水的数量和质量。饲料的粗水分是一个定量指标，但是这一指标对于词料里水的数量、饲料营养素利用、维持微生物的生长，尤其是霉菌的生长均不备参考价值。完要全理解饲料水分和微生物生长之间的相互关系必须同时考虑粗水分和水活度。 水活度是饲料里水的蒸发压（Pfeed)与纯水的蒸发压（P0）之比： 水活度（aw)=Pfeed/P0 水活度范围在0?1.00，纯水的水活度值为1.00。对于复杂混合物比如饲料，渗透力和其他引力通常会降低水活度，使其低于1.00。水活度也与密封容器里样品上部空气的相对湿度有关： 水活度（aw)=相对湿度（%）/100 这表明如果一种饲料样品被密封在一个容器里，饲料上方的空气湿度将上升到一个稳定的或者大约是57%的平衡值，也就是说这种饲料的水活度是0.57。水活度实质上是度量饲料内的结合水，以及不能被化学或微生物的活动进一步利用的水的指标。 微生物需要可利用水用于生长和新陈代谢，这种可利用的水最好通过水活度来衡量。不同微生物对水活度的反应不同。一般来说，酵母和霉菌能在一个低的水活度下生长，而细菌则不能。大多数细菌生长要求水活度值在0.95以上，但是一些霉菌和酵母在水活度值0.40的条件下也能生长。水活度值低于0.75时，DNA结构被破坏，活细胞不能再生存。 水活度长期被用于食品和制药工业中，用来表示一个产品里可利用水的数量，以及研发用于控制微生物生长的生产工艺和产品。改变食品的水活度常常通过添加水溶性物质如葡萄糖、蔗糖、糖浆或食盐来完成。 然而从饲料含水量控制考虑，水活度还是有价值的，因为它能确保饲料生产时既能达到最大的含水量而不会被微生物破坏。这个指标还具有相当大的经济价值，因为在饲料原料保存和饲料加工生产中水分丢失与产品重量的减少密切相关，由此造成产量损失有时高达3%。这种产量损失要么必须由生产者作为一项额外的操作费来承担，要么必须通过有效控制成品饲料的水分含量来避免。 二、饲料水分含量控制方案-饲料快速水分测定仪 A、技术参数 1、称重范围：0-60g 可调试测试空间为3cm 2、水分测定范围：0.01-100% 3、样品质量：0.50-60g 4、加热温度范围：起始-180℃