水活性(Water Activity，又稱水分活度、水活度，簡寫aw)指的是在密閉空間中，某一種食品的平衡蒸氣壓與相同溫度下純水的飽和蒸氣壓的比值。
基本介紹
- 中文名：水活性
- 外文名：water activity
- 別稱：水分活度、水活度
定義,測定方法,降低水分活度提高食品穩定性的機理,
定義
食品的穩定性和安全性與食品中水的含量並不是直接相關，而是與水的“狀態”，或者說與食品中水的“可利用性”有關。因為已有的證據表明，不同種類的食品即便水分含量相同，其腐敗變質的難易程度也存在明顯的差異。而且，食品中的水與其非水組分結合的強度是不同的，處於不同的存在狀態，強烈結合的那一部分水是不能有效地被微生物和生物化學所利用。因此，引進了水分活度(wateractivitx)的概念。水分活度是指食品中水的蒸汽壓與同溫度下純水的飽和蒸氣壓的比值:Aw=p/p0
式中:Aw是水分活度;p是某種食品在密閉容器中達到平衡狀態時的水蒸氣分壓；p是相同溫度下純水的飽和蒸汽壓。p/po 又可以稱為相對蒸汽壓。
水活性(Water Activity，又稱水分活度、水活度，簡寫aw)指的是在密閉空間中，某一種食品的平衡蒸氣壓與相同溫度下純水的飽和蒸氣壓的比值。純水的水活性等於1.0。水活性所量度的是食物中的自由水分子，而這些水分子是微生物生殖和存活的必需品。大部份生鮮食品的水活性是0.99，而可以抑止多數細菌增長的水活性大約是0.91。
如果把純水作為食品來看，其水蒸氣壓p和p0值相等，故Aw=1。然而，一般食品不僅含有水，而且含有非水組分，食品的蒸氣壓比純水小，即總是p≤p0，故Aw<1。
測定方法
水分活度是樣品的固有性質，環境平衡相對濕度是與樣品相平衡的大氣性質，它們只是在數值上相等:同時，少量樣品(不於1g)與環境之間達到平衡需要相當長的時間，而大量的樣品在溫度低於50°C時，則幾乎不可能與環境達到平衡。
樣品的水分活度與水分含量之間的關係非常重要因此常常要測定某條件下食品的Aw，這可以通過測定該條件下食品的熊氣壓或環境平衡相對濕度來進行。具體方法如下:
1)冰點測定法:先測定樣品的冰點降低和水分含量，再根據方程p/p=ERH/100=N=n/(n+n)計算Aw.在低溫下測量達點而計算高溫時的Aw值所引起的誤差是很小的(<0.001Aw/°C).
(2)相對濕度感測器測定法:在恆定溫度下，把已知水分含量的樣品放在一個小的密閉室內，使其達到平衡，然後使用任何一種電子技術或濕度技術測量樣品和環境大氣平衡的ERH.即可得到Aw。
(3)恆定相對濕度平衡室法(擴散法):樣品在康威微量擴散皿的密封和恆溫條件下.分別在Aw值較高和較低的標準飽和溶液中進行擴散平衡根據樣品質量的增加(在較高Aw值標準溶淮中平衡)和減少(在較低Aw值標準溶液中平衡)求出樣品的Aw值。擴散法測量水分活度比較複雜，步驟煩瑣、耗時，無法直接得到測量結果(需要稱重、作圖、求解)，現在也不常用。
(4）水分活度僅測定樣品的Aw，已報導的最先進儀器精確溫度控制已達到0.2°C.最高精確度已達到0.0001Aw，最短測量時間只有5min。
水分活度指標在判斷食品腐敗變質方面遠比水分含量指標好，但仍是不完美的，因為一些其他因素如氧的濃度、pH值、水的流動性和溶質的種類等在某些情況下對食品變質的速率也有強烈的影響。
1)冰點測定法:先測定樣品的冰點降低和水分含量，再根據方程p/p=ERH/100=N=n/(n+n)計算Aw.在低溫下測量達點而計算高溫時的Aw值所引起的誤差是很小的(<0.001Aw/°C).
(2)相對濕度感測器測定法:在恆定溫度下，把已知水分含量的樣品放在一個小的密閉室內，使其達到平衡，然後使用任何一種電子技術或濕度技術測量樣品和環境大氣平衡的ERH.即可得到Aw。
(3)恆定相對濕度平衡室法(擴散法):樣品在康威微量擴散皿的密封和恆溫條件下.分別在Aw值較高和較低的標準飽和溶液中進行擴散平衡根據樣品質量的增加(在較高Aw值標準溶淮中平衡)和減少(在較低Aw值標準溶液中平衡)求出樣品的Aw值。擴散法測量水分活度比較複雜，步驟煩瑣、耗時，無法直接得到測量結果(需要稱重、作圖、求解)，現在也不常用。
(4）水分活度僅測定樣品的Aw，已報導的最先進儀器精確溫度控制已達到0.2°C.最高精確度已達到0.0001Aw，最短測量時間只有5min。
水分活度指標在判斷食品腐敗變質方面遠比水分含量指標好，但仍是不完美的，因為一些其他因素如氧的濃度、pH值、水的流動性和溶質的種類等在某些情況下對食品變質的速率也有強烈的影響。
降低水分活度提高食品穩定性的機理
低水分活度能抑制食品的化學變化和微生物的生長繁殖，穩定食品質量，是因為食品中發生的化學反應和酶促反應以及微生物的生長繁殖是引起食品腐敗變質的重要原因，故降低水分活度可以抑制這些反應的進行，其機理如下，
(1)大多數化學反應都必須在水溶液中才能進行，如果降低食品的水分活度，則食品中水的存在狀態發生了變化，結合水的比例增加，體相水的比例減少，而結合水是不能作為反應物的溶劑的。所以降低水分活度，能使食品中許多可能發生的化學反應楚促反應受到抑制。
(2)很多化學反應屬於離子反應。該反應發生的條件是反應物首先必須進行離子化或水合作用，而這個作用的條件必須是有足夠的體相水才能進行，
(3)很多化學反應和生物化學反應都必須有水分子參加才能進行(如水解反應),若降低水分活度，就減少了參加反應的體相水的數量化學反應的速度也就變慢。
(4)許多以酶為催化劑的酶促反應，水除了起著一種反應物的作用外，還能作為底物向酶擴放的輸送介質，並且通過水化促使酶和底物活化，當Aw值低於0.8時大多數酶的活力就受到抑制;若Aw值降到0.25~0.30的範圍，則食品中的澱粉酶、多酚氧化酶和過氧化物酶就會受到強烈地抑制或喪失其活力(但脂肪酶例外，水分活度在0.05~0.1時仍能保持其活性)。
(5)食品中微生物的生長繁殖都要求有一定量低限度的Aw時大多數細菌為0.99~0.94，大多數黴菌為0.94-0.80，大多數耐鹽細菌為0.75、謝乾燥霉南和耐高診透壓靜母為0.65~0.60.當水分活度低於0.60時絕大多數微生物就無法生長。
