水分活度对食品中主要化学变化的影响

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1、水分活度对食品中主要化学变化的影响水分活性即aw。水对食品中化学反应的影响很复杂，水分活性并不是确定最低化学反应的唯一参数。因为水在食品中可以是化学反应物及生成物溶剂；也可作为反应物；产生于反应的产物；作为另一种物质的催化或抑制活性的改良剂，因此要进行综合分析。1.aw对酶反应的影响许多来自天然的食品物料都有酶存在，干燥过程随着物料水分降低，没本身也失水，活性下降。但当环境适宜，酶仍会恢复活性，而可能引起食品品质恶化活变质。在水分活性值低于BET单分子层值吸附水分活性时，酶反应进行得极慢或者是完全停止，这是由于食品物料中缺乏流动性水分使酶扩散到基质的特定部位。通常只

2、有干制品水分降至1%以下时，酶活性才会完全消失。在干燥食品中酶反应速度受底物扩散到酶周围的速度所限制，故干燥食品中高分子底物不易被酶作用。例如，在含有蛋白酶的淀粉中，即使在65%的相对湿度下，面筋蛋白质仍不能被显著地水解。大分子底物的扩散效应可能造成酶反应性质的变化，例如，在一个水介质中，淀粉酶作用于可溶性淀粉而生成寡糖。一般来说，在低水分活性下，首先生成葡萄糖和麦芽糖，而仅在较高的水分活性下才生成寡糖。一般来说，在低水分活性下没反应倾向于防止反应中间物的积累或有利于某些反应途径，这可能是由于潜在的中间物不能扩散离开酶的活性部位，而只有立刻讲解或反应。影响食品中酶稳

3、定性的因素有水分、温度、pH、离子强度、食品构成成分、贮藏时间及酶抑制剂或活性剂等。水分活性只是影响其稳定性条件之一。许多干燥食品的最终水分含量难以达到1%以下，因此靠减少水分活性值来抑制酶对干制品品质的影响并不十分有效。湿热处理酶易使其不可逆失活。2.aw对非酶褐变的影响非酶褐变是食品发生褐变的重要反应，还原糖和氨基酸在合适的条件下发生反应。模拟研究发现，氨基酸氮的最大损失发生在平和水分活性0.65~0.70，高于或低于此值氨基酸损失都较小。在37℃、70℃和90℃条件下都获得同样的结论。通常在水分活性0.65~0.70范围内不同食品中的水分含量变化较大，蛋白质吸

4、水达饱和，蛋白质分子流动性增加，扩大分子间及分子内的分子重排，使褐变增加。非酶褐变也是中湿食品常碰到的质量问题，这类发生非酶褐变的水分活性范围是0.65~0.75；肉制品褐变水分活性范围一般在0.30~0.60；干乳制品，主要是非脂干燥乳其褐变水分活性大约在0.70.由于食品组成成分的差异，即使同一种食品，由于加工工艺不同，引起褐变的最适水分活性也有差异。3.脂肪氧化等变质反应水影响脂肪氧化和食品中另一些自由基的反应。虽然在很低的水分活性，含有不饱和脂肪酸的食品放在空气中极容易遭受氧化酸败，即使水分活性低于单分子层水分也很容易氧化酸败。而随着水分活性增加到0.30~

5、0.50，脂肪自动氧化速率和量却减少，此后随着水分活性增加，氧化速率也增加，直到中湿食品状态，再到稳定状态（此时水分活性超过0.75）。脂类的氧化酸败是含脂干燥食品贮藏变质的主要因素。它产生臭味，脂肪酸降解和某些维生素破坏。出了水分活性外，金属离子、温度、光、氧和脂肪本身的性质都直接影响到脂肪的自动氧化。干燥谷类食品，虽然它被认为不是脂肪性食品，由于其含有一定量的脂肪，这类食品贮藏质量主要取决于其对自动氧化的耐性，且直接与谷类的水分有关。Martin发现燕麦片的稳定性随干麦片的水分含量的增加而增加。干制品脂肪氧化问题常靠添加抗氧化剂来减缓，如酚型抗氧化剂BHA、BH

6、T和PG。金属整合剂的添加，有复合增加抗氧化作用。水的存在状态将会影响到抗氧化剂的作用，如EDTA和柠檬酸在水分活性增加时抗氧化作用加强。有人做过实验，抗氧化剂在吸湿过程比解吸过程对食品物料有更强的作用。4.aw对维生素的影响水分活性对食品中维生素的影响研究的最多的是维生素c。在低aw下，维生素c比较稳定，随着模拟系统和食品中水分的增加，维生素c的降解迅速增快。其他维生素的稳定性也有同样的变化规律，且其降解反应属于一级化学反应，温度对反应速率常数影响很大。降低维生素c的贮藏水分活性和降低温度同样重要，将维生素C包埋或先添加到油相中防止其与水接触也是防止维生素C降解的

7、有效方法。许多强化维生素的食品（如面粉制品），硫胺素B1的稳定性也受到注意。Hollenbeck和Ober-meyer（1952年）研究了硫胺素盐的种类，温度和水分对其稳定性的影响，发现在38℃硫胺素的损失量大于28℃。在38℃，随着面粉中水分含量由9.2%增至14.5%，两种型式维生素B1损失增加，但硫胺素盐酸盐损失比单硝酸盐损失大。另一些研究者证实这种结果，小麦粉制品在38%，14%水分条件下维生素B1损失可达80%(质量分数)；而3.6%和10%水分含量的面粉中维生素B1都没多大变化。低水分含量下维生素较稳定的机制尚未清楚，也可能与褐变反应有关。脂溶性维生