主题:【资料】水分在食品中的存在状态与检测方法

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水是食品、药品、化妆品等的基本成分,水是也是微生物生存、成长的主要条件之一,控制水的含量能够保证产品的保质期,抑制有害微生物的生存发展,并且能够优化产品的生产加工过程,对产品工艺具有指导性的意义。


随着国家食品安全战略的进一步加强,食品质量的检测会越来越严格,水分作为食品的基本组成成分之一,对产品的生产、加工、应用都具有指导性的意义,是实验室必检项目之一。
一、食品中水分存在状态
食品中的水分有着多种存在状态,一般可将食品中的水分分为自由水(或称游离水、体相水)和结合水(或称束缚水、固定水)。其中,结合水又可根据被结合的牢固程度,可细分为化合水、邻近水、多层水;自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流动水。
食品中结合水和自由水的性质区别主要在于以下几个方面:
⑴食品中结合水与非水成分缔合强度大,其蒸汽压也比自由水低得很多,随着食品中非水成分的不同,结合水的量也不同,要想将结合水从食品中除去,需要的能量比自由水高得多,且如果强行将结合水从食品中除去,食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变;
⑵结合水的冰点比自由水低得多,这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水,可在较低温度生存的原因之一;而多汁的果蔬,由于自由水较多,冰点相对较高,且易结冰破坏其组织;
⑶结合水不能作为溶质的溶剂;
⑷自由水能被微生物所利用,结合水则不能,所以自由水较多的食品容易腐败。
二、水对食品的影响
食品中水分变化,主要是自由水的增减。若自由水蒸发,结合水存在,则食品保持干燥。生化反应、生命活动微弱,处于休眠状态。此时各种虫害、霉菌的活动也处于停止状态。这样食品的储存养护质量就稳定。而含自由水高的食品,在温度较高时,酶的活性增强,生化反应加速,呼吸加剧,老化加快。在这种高湿、高温条件下,虫害、霉腐严重。食品的质量迅速发生变化。另外在高湿、低温时,由于自由水结冰,使机体细胞膜因受结冰体积增大的损伤而破裂,发生冻伤现象。所以食品中自由水的存在,是造成食品储存养护质量不稳定的重要因素。
水对食品的影响,可通过水分含量和水分活度来判定。
1、水分含量
食品种类繁多,与我们的生活息息相关。水分是食品的主要组成部分之一,是形成食品加工工艺的重要因素。食品水分的分布和状态对于食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度会产生极大的影响,例如:水分过低,会造成食品的结构不稳,口感差;水分含量过高,会造成食品的质地和新鲜程度。水是引起食品化学变化及微生物作用的重要原因,直接关系到食品的贮藏和安全特性。
因此,食品在生产、加工、储存过程中应该严格控制水分含量,防止因水分含量不合格而导致的一系列质量问题。控制水分含量可以采用SFY-800型快速水分仪。如下图。

 
(SFY-800食品快速水分仪工作中)



2、水分活度
水分含量是指产品中总水量,包括分子状态下的水,用%表示,自由水是指“活跃”的
水,关系着微生物的生长,它的测量结果叫水活度Aw
水活度、pH值、温度和其它一些参数一起影响到微生物的生长,但是Aw水活度和pH是其中最重要的2个参数。
自由水关系到霉菌,酵母,细菌甚至毒素的生长,参与一些化学/生物反应(如非酶褐变,美拉德反应),会破坏产品的质感、气味、颜色、味道和营养价值(蛋白质和维生素含量),另外关系到货架期(保质期),这些因素最优化需要水活度值在一个限定窄的范围内。所以水活度的正确测量对食品而言具有重要的意义。
需要注意的是,二种物质虽然可能有着相同的水分含量,但是可能会有不同的Aw值。水分含量并不能代表水分活度。
欧洲在超过30年前已经意识到水活度的重要性了,FDA(美国食品药品管理局)和USDA(美国农业部)已经建立相关法规,同样今天也成为HACCP要求的一个关键指标。
食品的水分活度可使用GYW-1水分活度仪来检测。如下图。

 
(GYW-1食品水分活度仪工作中)



3、水分活度检测的意义
A、货架期
新产品从一开始就考虑到水分活度的概念,将会非常安全、有最长的货架期和最好的质量,水分活度的数据能用以预测新产品的潜在风险,水分活度能用以绘制稳定图来预测新产品可能的改变,反应和风险!
B、原料检测
原料中水分活度的消息能帮助生产商评估何种成分相对安全,以及哪种物质必须在随后的生产工艺中小心处理,因此,原料中检出的低水分活度值能取代或补充广泛的微生物例行测试,现在许多公司都要求供货商提供其产品或成分的水分活度规格,因为原材料的水分活度规格能确保稳定的产品质量,另外当产品的水分活度改变了,可以追溯到底是由于成分还是生产工艺的问题。
C、产品中水分活度带来的影响
水分活度和有害微生物的生长并且关联,例如细菌或真菌,他们能产生毒素或其他有害物质。化学或生化反应(例如褐变反应)也会增加发生的可能性。
--微生物稳定性
--化学稳定性
--蛋白质和维生素含量
--颜色、口味和营养价值
--稳定性和耐久度
--溶解性和质地

结语

对于食品而言,不管是水分含量,还是水分活度,都会对其质量造成不同程度的影响,在生产、加工、应用过程中,应严格把控。
食品安全关乎到人类的身体健康,目前的食品安全形势严峻,在食品制作的每个环节中应该严格把控、多方监督,食品安全需要我们每一个人都参与进来,共同营造一个和谐的食品安全环境
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学习了,值得一看。
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张老师,在农口对水分的测定一般用什么方法
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原文由 wangjunyu(wangjunyu1113) 发表:
加热的
话说,你新婚,也没来版面发个喜糖啊
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