水分活度公式

1、水分活度公式 ( 总 4 页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One 1CA本页仅作为文档封面，使用请直接删除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 WaterActivity AQ 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，乂 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 用白分比表示，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

2、水分的蒸汽压与相 同一 温度下纯水的蒸汽压的比值，即：人 p ERHA = = P. 100P 为食品中水的蒸汽分压， Po 为纯水的蒸汽压。纯水的 P 与 Po 是一致的，所 以纯水 Aw 值为 1。而食品中的水分由于有一局部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 Po,所以 食品的Aw均小于 lo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，使食品与周圉空气的蒸汽压到达平衡，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

3、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， 到达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Aw为，用平衡相对湿度值表示那么为 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，而且也能到达平安贮藏。必须指出，食品的水分 活度与空气的平衡相对湿

4、 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，后者表示空气被图1一1食品等温吸湿曲线含*量(X?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P. Labuza在总结食品的稳定性和 Aw之间的相对关系时，说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 isothermalCurve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儿种状态。如果把这个曲线分为三个区段，Aw在0?之间为A区段，水分牢固地与食

5、品中某些成分结在？之间为B这个区段内中的水分是单层分子结 合水；A、 v区段，在这个区段中，水 分虽然也与食品 中某些成分结合，但其结合力较弱，在这个 区段中的 水分是多层分子结合水，即半结合 水：A、v在？之间为C区段，这区段中的水 分是以毛细管凝集而存在，即自山水。从曲线还可以看出，当 食品中水分在很低的情况 下，水分含量只要稍有增加，就可合在一起， 结合力最强，以引起食品水分 活度有较大的增加。同样当食品中含水量高达 90%以上时， 其水分活度儿乎接近1,近似纯水的水分活度。 山此可见，食品的水分活度与其含水量之间存在着一定 的关系。而水分活度值的大小乂决定于食品中水分的结合状态，同一种

6、食品如果含水量相同，其水分活度可能有差异，除了与水分的结合状态有关外， 还随着温度的升高而增加。2.食品的吸附特性食品的典型吸附等温线是反S型的，并可近似地由数字关系式表达见表1-1前已达及，食品中局部水分是牢固地结合在特殊晶格位置上这些晶格 位置包 括多糖的羟基、按基和蛋口质的氨基等。在这些晶格位置上，水能 被氢离子一 偶极子或被其他一些基团牢牢地结合。表11描述食品一水吸附等温线的一些方程Hen ders on海德逊(1 /H=Cnl 一“+Fugassi弗格西c.m :二?_+ c(In n)nKuh n柯恩Hl =1 a一-八Oswin奥司文小c. + ma =1C2 + Hlm=Ca

7、 +C2Mizrahi米兹莱线性等温线表中符号：a为水分活度，m为干基含水址.C为常教？ n为抬数。测定这种吸附作用的最有效的方法是利用BET Brun auer Emmet-Teiier等温线方程，它是以下述简化假设为根底的。_?_ = J_ + SALm I a mxc mxca式中，a为水分活度；m为干基含水量；rm为单层值；C为常数。利用上方 程可作图见图1-2,可用吸附数据来确定单层值mi和常数C。此方程式 对作为“单层值mo no layervalue 的估算是非常有用的。即可当作牢固 地吸附在特殊晶格位置上的 水的当量值。0250 20 1/IAlf010/1 / 1j°- » -I0.05 0 100 15图1-2确定食品中水的单层值的 BET曲线在此图中，以一为纵坐/7?(1 -a)标