水在食品中的存在形式.docx

水在食品中的存在形式我们大家都知道，食品有固体状的、半固体状的，还有液体状的，它们不论是原 料，还是半成品以及成品，都含有一定量的水，那么这一定量的水在食品中以什 么形式存在呢？我们说食品中的水分总是以两种状态存在的一、 自由水 Free Water （游离水）游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100°C时水要沸腾， 0°C以下要结冰，并且易汽化游离水是我们食品的主要分散剂，可以溶解糖、 酸、无机盐等，可用简单的热力方法除掉二、 结合水 Bound Water1、 束缚水这种水是与食品中脂肪Fat、蛋白质Protein、碳水化合物CHO等形式结合状态 它是从氢键的形式与有机物的活性基团结合在一起，故称束缚水束缚水不具有 水的特性，所以要除掉这部分水是困难的特点：①不易结冰（冰点为一40C）②不能作为溶质的溶剂2、 结品水是以配价键的形式存在，它们之间结合的很牢固，难以用普通方法除这一部分水在烘干食品时，自由水就容易气化，而结合水就难于气化冷冻食品时，自由水 冻结，而结合水在一30C仍然不冻结合水和食品的构成成分结合，稳定食品的 活性基，自由水促使腐蚀食品的微生物繁殖和酶起作用，并加速非酶褐变或脂肪 氧化等化学劣变。

三、 水分活度 Water Activity食品中的水分，上面我们按其存在状态分为两种；自由水、结合水不论是自由 水或是结合水均以加热至100〜115C时的减重来定量的实际上，食品中的水 分无论是新鲜的或是干燥的都随环境条件的变动而变化如果食品周围环境的空气干燥、湿度低，则水分从食品向空气蒸发，水分逐渐少 而干燥，反之，如果环境湿度高，则干燥的食品就会吸湿以至水分增多总之， 不管是吸湿或是干燥最终到两者平衡为止通常，我们把此时的水分称为平衡水 分（Equilibrum moisture）也就是说，食品中的水分并不是静止的，应该视为活动的状态，所以，我们从食 品保藏的角度出发，食品的含水量不用绝对含量（%）表示，而用活度表示A 其定义为食品所显示的水蒸气压P对在同一湿度下最大水蒸气压Po之比W即 AW=P /P0=Rh/100P——食品中水蒸气分压Po——纯水的蒸气压rh——平衡相对湿度A反映了食品与水的亲和能力程度，它表示了食品中所含的水分作为微生物化学 反应和微生物生长的可用价值食品的水分活度的高低是不能按其水分含量来考 虑的例如，金黄色葡萄球菌生长要求的最低水分活度为0.86，而相当于这个 水分活度的水分含量则随不同的食品而异，如干肉为23%，乳粉为16%，干燥肉 汁为63%，所以按水分含量多少难以判断食品的保存性，只有测定和控制水分活 度才对于食品保藏性具有重要意义。

食品加工中的水分活度、pH、化学2006-10-13来源：中国食品机械设备网 食品加工 可以利用水分活度、pH、化学物质及包装来控制病原体生长而对食品加工来讲，通过控 制病原体所需的营养成分，则难以达到目的，因为除特别情形之外，大多数食品为病原体生 长产提供了充足的营养我们还是集中精力通过水分活度、pH、化学物质及包装控制病原 体生长通过分别控制食品中水分活度和pH值，或加入化学添加剂如盐类物质，或通过特定的 包装技术调节气体来控制病原体的生长但是，加工者一般将这些控制技术结合使用，而不 是只依赖于一种因为单一控制系统如完全达到目的，可能是苛刻的，而且使产品不为消费 者接受一、控制pH每种微生物生长都有最低、最佳、最高pH值，酵母菌和霉菌可在低pH下生长，当pH 值为4.6或以下时可抑制致病菌生长和产生毒素的，这是我们关心的主要问题但有些病原 体，特别是艾希氏大肠杆菌0157:H7，虽然在酸性条件下生长被抑制，仍可存活较长时间 pH是一种抑制病菌生长的方法，而不能破坏现存的致病菌但是，在低pH值保持时间较 长时，很多微生物将被破坏pH 4.6是酸性食品和低酸食品的分界限有些食品开始是低酸食品，加工后成为酸性 食品。

这将在后面讨论天然酸性食品是那些自然含酸的食品常见的天然酸性的食品有：pH为4.0的桃；pH 为3.5的橙汁和pH为3.5的苹果通常而言，大部分水果属天然酸性的食品但有些热带 水果如菠萝，根据生长条件pH可能大于4.6低酸食品（pH 4.6以上）如有：pH为6.3的生鱼；pH为5.0的青刀豆罐头；pH为5.5的 面包和pH为6.2的鲜火腿如上所述，低酸食品包括含蛋白质食品、各种蔬菜、淀粉质食 品及其它多种食品食品经加工变酸的产品包括如使用醋（醋酸）降低pH的腌渍鱼和腌渍椒，和通过发酵产 生乳酸来降低pH的橄榄和甜泡菜酸化是直接向低酸食品加酸的过程目标通常为pH 4.6或更低这些食品称为酸化食 品，要符合相应的法规如FDA 21CFR PART 114有些情况食品虽然经过加酸，但最终pH仍 高于4.6,这就需要其他方法来加以控制，如冷藏发酵是使用某些无害微生物来促进食品化学变化的过程这些微生物作用的结果是产生 酸或乙醇细菌一般产生醋酸或乳酸，酵母菌一般产生乙醇通过发酵产生酸或乙醇有两个目的一是赋予食品特定的品质以产生预期的味道或均匀 结构酸奶就是通过发酵加工具有独特的香味和结构另一个目的是食品防腐，如腌渍产品， 但这类发酵食品的pH 一般达不到4.6或以下，所以在冷藏温度下贮存才是安全的。

一） 、酸化酸化是直接向低酸食品加酸的过程添加的酸有很多种一醋酸、乳酸和柠檬酸----根据 预期成品的特性而选用另外一些酸化产品包括：腌渍洋葱，腌渍芦笋和生装酸黄瓜除用酸酸化食品外，可用天然酸性食品如蕃茄作为添加配料，来酸化低酸食品使用蕃 茄的产品包括装有整形芹菜、洋葱或辣椒意大利面条酱罐装蕃茄通常pH为约4.2,而其 它蔬菜为低酸性如制成食品的pH不同于酸性原料的pH，则认为该食品是酸化的，并适用于法规例如， 蕃茄原料pH是4.2,如制成品pH是4.5则食品已经酸化了，因为蕃茄中的部分酸被用来酸 化蔬菜或者，如制成品pH仍为4.2,则用来酸化蔬菜的蕃茄中的酸量没有明显变化，在 这种情况下该产品不适用于酸化食品法规，并且认为不是配制成的酸性食物这样的食品包 括有芥木、蕃茄酱、沙拉调料和其它调味品，都是货架稳定的食品酸化食品加工者需科学地设定加工过程以保证最终pH肯定低于4.6加工者需对每批 制成品测试平衡后的pH意思是指所有配料达到自然pH平衡，这对较大颗粒食品可能需 长达10天长的时间需经几天达到平衡pH的产品在这段时间里可能需要冷藏，以防止肉 毒梭菌或其它病原体的生长为加速测试过程，可将产品混成均匀糊状。

均质含油的食品时， 均质前应将油除去另一种方法是在产品加油前测试pH，因为油不影响最终pH二） 、测量pH值如加工者要进行酸化处理，必须有某种测量pH的方法加工者多数选用pH计，但也 可使用指示溶液、试纸、或进行滴定确保最终pH低于4.0如用pH计，需进行适当地校正pH计可有双电极，或两个功能结合在一个电极上的单个复合电极一个是参比电极， 一个是测量电极不用时，电极应浸没在蒸馏水或制造商推荐的其它溶液中每天使用时应 用两种缓冲溶液校正仪器，其中一中pH接近所测的平衡pH校正后，电极应用蒸馏水冲洗， 然后用于测试pH计的操作和校正应遵照制造商的说明进行三） 、直接酸化和批酸化向产品中加酸有几种不同方法一种方法称为直接酸化，即在生产低酸食品过程中，在 单个制成品容器中加入预先确定数量的酸用此方法，重要的是加工者控制酸与食品比例， 酸化蔬菜最常用的方法另一种方法是批酸化，顾名思义，酸和食品大批混合后让其平衡 然后包装酸化食品对经批酸化的制成品监测pH所需频率要比经直接酸化的低这是因为直接酸化缸与缸 之间有变化，而批酸化则不然最后一点，按配方配制的酸化食品和酸性食品的，必须进行充分地热处理以灭活腐败微 生物和病原体的繁殖体。

两个原因，一个是防止腐败导致经济损失，另外是腐败生物的繁殖 可使pH升高，危及产品的安全关于酸化食品的加工工程，可查找美国FDA《酸化食品生产者检验指南》或其他资料四） 、发酵对于发酵食品，判定一个特定食品是否安全时常常令人困惑发酵食品如发酵泡菜和酸 奶等葡萄酒和啤酒，是用酵母菌使产品发酵产生乙醇，乙醇使产品防腐在酸泡菜、发酵香 肠、奶酪、甜酸泡菜、橄榄和酪乳的生产中，发酵时细菌产生了乳酸霉菌也用于某些食品 的发酵，主要是为了味道和其它特性，如酱油和其它中国特色食品实际上，发酵实在是一种艺术一方面需要促进好的微生物生长同时一方面阻止会引起 腐败的不良微生物生长通常的作法是向食品中加盐或发酵剂，或在某些情形中将其轻微地 酸化发酵剂可以是酵母菌或细菌在很多发酵产品中，一个普遍现象就是没有消除产酸细菌的加工过程所以大部分发酵 产品必须保持冷藏，以保证发酵细菌不会使产品腐败二、控制水分活度（一）、常见食品的水分活度如同pH，每种微生物体有其生长的最低、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至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常见食品的水分活度水分活度分类控制要求0.85以上水份较大的食品要求冷藏或其他措施控制病原体生长0.6——0.85中等水份食品不需要冷藏控制病原体由于因酵母和霉菌引起的腐败而限制货架期0.6以下低水份食品较长货架期，也不需要冷藏水份较高的食品（水分活度高于0.85 ）的一些例子:水份较高的食品 水分活度生鱼0.99苹果0.99牛奶0.98熏火腿0.87面包0.95大部分生肉、水果和蔬菜属于水份较高的食品（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、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左右因果酱和果冻的水分活度可满足酵母菌和 霉菌生长，它们需在将包装前轻微加热将酵母菌霉菌杀灭以防止腐败。

中等水分食品（水分活度在0.60至0.85之间）的一些例子：中等水分食品 水分活度糖蜜 0.76重盐渍鱼如鳗鱼 0.70面粉 0.70果酱 0.80果脯 0.70酱油 0.80货架完全稳定产品，或低水分食品（水分活度0.60以下）的产品如：低水分食品 水分活度干面条 0.50饼干 0.10所以食品按其水分活度可划分为三类有些中等和低水分活度食品为天然低水分活度， 例如，糖蜜和面粉因为加工时不必控制水分活度，将不讨论这些食品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）、控制水分活度有些产品需仔细控制水分活度，其它则不必例如，果酱如果不用糖降低已有水分活度， 将不成酱----或者说不成冻胶----也不能投放市场这类产品不需为安全而控制水分活度降低食品中水分有两种传统方法，即干燥和加盐或糖结合水分子干燥是食品防腐最古老的方法之一。