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【食品规定】不了解【水分活度】，别说你懂食品防腐！！
2024-01-15 17:39:51 点击量:
水分活度的定义 水分活度是关联食品保质期的一个重要因素，我们在产品配方设计必须要考虑到这一个特性。水分活度在较大程度上影响着食品的保质期，所以，水分活度在食品保鲜控制中是一个必要的考虑。那么，什么是水分活度呢？ 简单来讲：水分活度是指样品中水分存在的状态，即水分的结合程度。 严格定义来讲：水分活度Aw为一定温度下食品所显示的水蒸气压P与同一温度下纯水蒸气压Po之比，即：Aw=P/Po。 食品中水分去除的难易程度与它在食品中的存在形式有关，食品中水实际上有两种存在形式： （1）自由水——这部分水保持水本身的物理特性，能作为胶体的分散剂和溶剂。 最自由的水是纯净水或蒸馏水， 一般用干燥法就可以直接测出食品中自由水的含量。 （2）结合水或束缚水——这部分水被紧密结合起来，例如蜂蜜、动植物细胞中的水，存在于细胞壁或原生质中，与蛋白质牢固地结合在一起；化学结合水，例如一水合乳糖、脱氢乙酸钠等。无法用干燥的方法测出里面的水分含量。 产品水分和水活度的数据可以提供一定的判断，但没有必然的比例关系。 常见食品的水分活度 一、微生物生长的水分活度 每种微生物体都有其生长的最低、最佳、最高水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生长，但是0.85是病原体生长的安全界限。0.85是根据金黄色葡萄球菌产生毒素的最低水分活度得来的。 0.85以上水分活度食品需要冷藏或其它措施来控制病原体生长。水分活度0.60～0.85的食品为中等水分食品，这些食品不需要冷藏控制病原体，但由于主要酵母菌和霉菌引起的腐败，要有一个限定货架期。对大部分水分活度在0.6以下食品，有较长的货架期，也不需冷藏，这些食品称为低水分食品。 大部分生肉、水果和蔬菜属于水分较高的食品（见表3、水分活度高于0.85） 。值得注意的是面包，多数人认为它是干燥，货架稳定的产品。实际上，它有相当高的水分活度，它只是因pH值、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原体更容易生长，换言之，它变危险之前就长霉变绿了。 有些独特风味的产品，如酱油，外表像是高水分产品，但因盐、糖或其它成分结合了水分，它们的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。 所以食品按其水分活度可划分为三类（见表３、表４、表５）。有些中等和低水分活度食品为天然低水分活度，例如，糖蜜和面粉，加工时不必控制水分活度。其它中等和低水分活度食品，如果脯、腌鱼、草莓酱、饼干、酱油和面条，开始是高水分活度食品，加工后，水分活度降低了。 二、微生物生长必需的最低水分活 最低Aw值 细菌 酵母菌 霉菌 0.96 假单孢杆菌 沙门氏菌 0.95 埃希氏杆菌 芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌 0.94 乳杆菌 足球菌 分枝杆菌 0.93 根霉菌 毛霉菌 0.92 红酵母 毕赤氏酵母 0.90 小球菌 酵母 芽枝霉菌 汉逊氏酵母 0.88 假丝酵母 圆酵母 0.87 德巴利氏酵母 0.86 葡萄球菌 0.85 青霉菌 0.75 嗜盐菌 0.65 曲霉菌 0.62 接合酵母 0.60 耐干霉菌 三、食品中水分活度与微生物生长 Aw范围 在此范围内的最低水分活度一般所能抑制的微生物 在此水分活度范围内的食品 1.00～0.95 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志贺氏菌属、克雷伯氏菌属、芽孢杆菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些酵母 极易腐败变质（新鲜）食品、罐头水果、菜、肉、鱼以及牛乳；熟香肠和面包；含有约40%（质量分数） 蔗糖或7%氯化钠的食品 0.95～0.91 沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、酵母（红酵母、毕赤氏酵母） 一些干酪（英国切达、瑞士、法国明斯达、意大利波萝伏洛）、腌制肉（火腿）、一些水果汁浓物；含有55%（质量分数）蔗糖或12% 氯化钠的食品 0.91～0.87 许多酵母（假丝酶母、球拟酵母、汉逊酶母）小球菌 发酵香肠（萨拉米）、松蛋糕、干的干酪，人造奶油、含65%（质量分数）蔗糖（饱和）或15% 氯化钠的食品 0.87～0.80 大多数霉菌（产生毒素的青霉菌），金黄色葡萄球菌、大多数酵母菌属（拜耳酵母）SPP、德巴利氏酵母菌 大多数浓缩水果汁，甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和 0.80～0.75 大多数嗜盐细菌、产真菌毒素的曲霉 果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一些 0.75～0.65 嗜旱霉菌（谢瓦曲霉、白曲霉、Wall emia Sebi）、二孢酵母 含有约10% 水分的燕麦片、颗粒牛皮糖、砂性软糖、棉花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、一些果干、坚果 0.65～0.60 耐渗透压酵母（鲁酵母），少数霉菌（刺孢曲霉、二孢红曲霉） 含约15% ～20% 水分的果干、一些太妃糖与焦糖、蜂蜜 0.5 微生物不增殖 含约12% 水分的酱、含约 10%水分的调味料 0.4 微生物不增殖 含约5%水分的全蛋粉 0.3 微生物不增殖 含3%～5% 水分的曲奇饼，脆饼干，面包硬皮等 0.2 微生物不增殖 含2%～2% 水分的全脂奶粉、含约5% 水分的脱水 03 降低水分活度的方法 控制水分活度分两步： 第一步，科学地设定可保证水分活度为0.85或更低的干燥、盐渍或加工配方，然后严格地执行。 第二步，可取制成品样品测试其水分活度。 降低食品中水分有两种传统方法，即干燥、加盐或糖结合水分子。 一、干燥 干燥是食品防腐最古老的方法之一。除防腐之外，干燥产生了食品的自身特性，如同发酵。世界上很多地方还在用开放式空气干燥，一般而言有 ４ 种基本干燥方法。 （１）热空气干燥：用于固体食品如蔬菜、水果和鱼。 （２）喷雾干燥：用于流体和半流体如牛奶、骨汤。 （３）真空干燥：用于流体如果汁。 （４）冷冻干燥：用于多种产品。 二、加盐或糖 另一种降低食品水分活度的方法是加盐或糖。 这种类型食品的例子有酱油、果酱和腌鱼，这不需要非常特殊的设备。对流体或半流体产品，如酱油或果酱，用配方加工控制。对固体食品如鱼或熏火腿，可用盐干燥，即放入盐溶液或浸入盐水中。 （一）盐藏 食品经盐藏不仅能抑制微生物的生长繁殖，并可赋予其新的风味，故兼有加工的效果。食盐的防腐作用主要在于提高渗透压，使细胞原生质浓缩发生质壁分离；降低水分活性，不利于微生物生长；减少水中溶解氧，使好气性微生物的生长受到抑制等。 各种微生物对食盐浓度的适应性差别较大。嗜盐性微生物，如红色细菌、接合酵母属和革兰氏阳性球菌在较高浓度食盐的溶液（15% 以上）中仍能生长。无色杆菌属等一般腐败性微生物约在 5% 的食盐浓度，肉毒梭状芽孢杆菌等病原菌在7%～10% 食盐浓度时，生长也受到抑制。一般霉菌对食盐都有较强的耐受性，如某些青霉菌株在25% 的食盐浓度中尚能生长。 由于各种微生物对食盐浓度的适应性不同，因而食盐浓度的高低就决定了所能生长的微生物菌群。例如肉类中食盐浓度在5% 以下时，主要是细菌的繁殖；食盐浓度在 5% 以上，存在较多的是霉菌；食盐浓度超过20% ，主要生长的微生物是酵母菌。 （二）糖藏 也是利用增加食品渗透压、降低水分活度，从而抑制微生物生长的一种贮藏方法。 一般微生物在糖浓度超过50％ 时生长便受到抑制。但有些耐透性强的酵母和霉菌，在糖浓度高达70％ 以上尚可生长。因而仅靠增加糖浓度有一定局限性，但若再添加少量酸（如食醋），微生物的耐渗透力将显著下降。 例如，果酱产品，因其原料果实中含有有机酸，在加工时又添加蔗糖，并经加热，在渗透压、酸和加热等三个因子的联合作用下，很容易杀灭酵母菌和霉菌，可得到非常好的保藏性。 三、降低水分活度的其他方法 1. 延长加热时间。例如烘焙产品，由于炉里的温度会有差异，导致产品在烘烤过程中不同部位的水分活度有较大的差异，炉温的稳定性，对食品的稳定性发挥重要的作用。 2. 增加渗透压，一般为增加糖度的方法。自古以来，糖和盐都是最传统有效的保鲜方法，但随着市场对低糖产品的需求，导致糖度不够，食品微生物生长速度加快。在必要的条件下，采用低甜度的糖来增加糖度是个非常有效的方法。一般微生物在糖浓度超过50%时生长便受到抑制。但有些耐透性强的酵母和霉菌，在糖浓度高达70%以上尚可生长。 3. 配方中增加胶体、变性淀粉等吸水性物质，把自由水锁起来。根据GB 2760的规定执行的前提下，通过一种或者几种增稠剂的合理搭配，能有效降低水活度，提升口感，改善组织，减缓面制品的老化问题。 04 水分活度的测定 根据栅栏因子理论，水分活度（Aw）是个很重要的栅栏因子，通过降低水分活度就可以控制食品的安全。当然，我们还可以通过测定产品的水分活度，来确定产品中需要控制的微生物种类，在工艺制订时有针对性地制定控制方案，同时也能很方便地预估产品保质期。 在一定温度下，利用Aw测定仪装置中的传感器，根据食品中水的蒸汽压力的变化，从仪器的显示屏上可读出指针所示的水分活度。 温馨提示：仪器检测的过程中，有时候会产生较大误差，请记得采用标准试剂对机器进行校正。
水果糖浆、面粉、米、含有 15%～17% 水分的豆类食品、水果蛋糕、家庭自制火腿，微晶糖膏、重油蛋糕
棉花糖
蔬菜、含约5% 水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
文章来源：食品研发与生产，仅供参考