水分活度如何影响食品稳定性

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。

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。

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。