水活性

纯水的饱和蒸气压的比值

水活性(Water Activity，又称水分活度、水活度，简写aw)指的是在密闭空间中，某一种食品的平衡蒸气压与相同温度下纯水的饱和蒸气压的比值。

定义

食品的稳定性和安全性与食品中水的含量并不是直接相关，而是与水的“状态”，或者说与食品中水的“可利用性”有关。因为已有的证据表明，不同种类的食品即便水分含量相同，其腐败变质的难易程度也存在明显的差异。而且，食品中的水与其非水组分结合的强度是不同的，处于不同的存在状态，强烈结合的那一部分水是不能有效地被微生物和生物化学所利用。因此，引进了水分活度(wateractivitx)的概念。水分活度是指食品中水的蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸气压的比值:Aw=p/p0

式中:Aw是水分活度;p是某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压；p0是相同温度下纯水的饱和蒸汽压。p/p0 又可以称为相对蒸汽压。

水活性(Water Activity，又称水分活度、水活度，简写aw)指的是在密闭空间中，某一种食品的平衡蒸气压与相同温度下纯水的饱和蒸气压的比值。纯水的水活性等于1.0。水活性所量度的是食物中的自由水分子，而这些水分子是微生物生殖和存活的必需品。大部份生鲜食品的水活性是0.99，而可以抑止多数细菌增长的水活性大约是0.91。

如果把纯水作为食品来看，其水蒸气压p和p0值相等，故Aw=1。然而，一般食品不仅含有水，而且含有非水组分，食品的蒸气压比纯水小，即总是p≤p0，故Aw<1。

测定方法

水分活度是样品的固有性质，环境平衡相对湿度是与样品相平衡的大气性质，它们只是在数值上相等:同时，少量样品(小于1g)与环境之间达到平衡需要相当长的时间，而大量的样品在温度低于50°C时，则几乎不可能与环境达到平衡。

样品的水分活度与水分含量之间的关系非常重要因此常常要测定某条件下食品的Aw，这可以通过测定该条件下食品的蒸气压或环境平衡相对湿度来进行。具体方法如下:

1)冰点测定法:先测定样品的冰点降低和水分含量，再根据方程p/p=ERH/100=N=n/(n+n)计算Aw.在低温下测量达点而计算高温时的Aw值所引起的误差是很小的(<0.001Aw/°C).

(2)相对湿度传感器测定法:在恒定温度下，把已知水分含量的样品放在一个小的密闭室内，使其达到平衡，然后使用任何一种电子技术或湿度技术测量样品和环境大气平衡的ERH.即可得到Aw。

(3)恒定相对湿度平衡室法(扩散法):样品在康威微量扩散皿的密封和恒温条件下.分别在Aw值较高和较低的标准饱和溶液中进行扩散平衡根据样品质量的增加(在较高Aw值标准溶淮中平衡)和减少(在较低Aw值标准溶液中平衡)求出样品的Aw值。扩散法测量水分活度比较复杂，步骤烦琐、耗时，无法直接得到测量结果(需要称重、作图、求解)，已不常用。

（4）水分活度仅测定样品的Aw，已报道的最先进仪器精确温度控制已达到0.2°C.最高精确度已达到0.0001Aw，最短测量时间只有5min。

水分活度指标在判断食品腐败变质方面远比水分含量指标好，但仍是不完美的，因为一些其他因素如氧的浓度、pH值、水的流动性和溶质的种类等在某些情况下对食品变质的速率也有强烈的影响。

降低水分活度提高食品稳定性的机理

低水分活度能抑制食品的化学变化和微生物的生长繁殖，稳定食品质量，是因为食品中发生的化学反应和酶促反应以及微生物的生长繁殖是引起食品腐败变质的重要原因，故降低水分活度可以抑制这些反应的进行，其机理如下，

(1)大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，如果降低食品的水分活度，则食品中水的存在状态发生了变化，结合水的比例增加，体相水的比例减少，而结合水是不能作为反应物的溶剂的。所以降低水分活度，能使食品中许多可能发生的酶促反应受到抑制。

(2)很多化学反应属于离子反应。该反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水合作用，而这个作用的条件必须是有足够的体相水才能进行，

(3)很多化学反应和生物化学反应都必须有水分子参加才能进行(如水解反应),若降低水分活度，就减少了参加反应的体相水的数量化学反应的速度也就变慢。

(4)许多以酶为催化剂的酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩放的输送介质，并且通过水化促使酶和底物活化，当Aw值低于0.8时大多数酶的活力就受到抑制;若Aw值降到0.25~0.30的范围，则食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶就会受到强烈地抑制或丧失其活力(但脂肪酶例外，水分活度在0.05~0.1时仍能保持其活性)。

(5)食品中微生物的生长繁殖都要求有一定量低限度的Aw时大多数细菌为0.99~0.94，大多数霉菌为0.94-0.80，大多数耐盐细菌为0.75、谢干燥霉南和耐高诊透压静母为0.65~0.60.当水分活度低于0.60时绝大多数微生物就无法生长。

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