(3)--2.3 水分活度与吸着等温线.ppt

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1、水水水分水分活度与吸着活度与吸着等温等温线3.1 水分活度（水分活度（water activity，aw）定）定义水分活度定义：aw=f/f0，f：溶剂（水）的逸度。f0：纯溶剂的逸度。逸度：溶剂从溶液逃脱的趋势。3.1 水分活度（水分活度（water activity,a w）定）定义Scott首先将水分活度应用于食品。在低压（例如室温）下，f/f0和P/P0之间的差别小于1%，aw=P/P0，此等式成立的前提是溶液是理想溶液和存在热力学平衡。食品体系一般不符合上述两个条件，更合适的表达式应为aw P/P0。有时直接以P/P0表示。aw与产品环境的百分平衡相对湿度有关aw=P/P0=ERH%

2、/100必须注意：RVP是样品的一种内在性质，而ERH是与样品平衡的大气的性质；仅当产品与它的环境达到平衡时方程的关系才能成立。平衡的建立是一个耗时的过程。3.1 水分活度（水分活度（water activity，aw）定定义定义：在恒定温度下，食品水分含量（每单位质量干物质中水的质量）对水分活性作图得到的曲线称为水分吸着等温线（moisturesorptionisotherms，缩写为MSI）。3.2 水分吸着等温水分吸着等温线恒定的温度下，水分含量和水分活度之间存在着一一对应的函数关系，这个函数关系叫等温线。3.2 水分吸着等温水分吸着等温线水分活度、等温线与温度的关系符合Clausius

3、-Clapeyron方程3.2 水分吸着等温水分吸着等温线T：绝对温度R：气体常数H：在样品的水分含量下等量净吸附热3.3 等温等温线各区水的性各区水的性质被最牢固地吸附着，是食品中最难流动的水。在原点附近的这些水是化合水的范畴或者构成水的范畴。继续加水就进入到邻近水的范畴。那么无论是化合水还是邻近水，它们与非水组分之间的相互作用是非常强烈的。等温线区中的水：区的高水分端（区和区的边界）相当于食品的“BET单层”水分含量。它代表了构成水与邻近水。“BET 单层”水分含量干物质可接近的强极性基团周围形成1个单分子层所需水的近似量。BET相当于一个干制品在呈现最高稳定性的前提下能含有的最高水分含量

4、。“BET 单层”水分含量区域II的水非水组分的亲水基团第一层中剩下位置的水以及在邻近水的外层形成的几层水。区域II的水当水增加至靠近区的低水分端，它对溶质产生显著的增塑作用，降低了它们的玻璃化相变温度（glasstransitiontemperature，Tg），并导致固体基质的初步肿胀。此作用和开始出现的溶解过程使大多数反应的速度加快。区域II的水区域III的水结合得最弱，流动性大，被称为体相水。对食品性稳定性的影响是最大的。区域III的水定义：把水加到干的样品中（回吸）所得的水分吸附等温线与解吸所得的等温线不一定重叠，这种不重叠现象即为滞后现象。3.3 滞后滞后现象象（Hysteresi

5、s）因为滞后现象的影响，同一种物料经过脱水再复水，它不能够恢复到这个脱水之前的这个状态。回吸的方法得到的水与解析的方法得到的水，虽然水分活度一样，但是含水量存在差别。3.3 滞后滞后现象象（Hysteresis）实例：将鸡肉和猪肉的P/P0值调节至0.74-0.84范围，如果用解吸的方法，那么试样中脂肪氧化的速度要高于用回吸的方法。3.3 滞后滞后现象象（Hysteresis）3.4 水分水分活度与食品活度与食品稳定性定性在BET单分子层水的含水量对应的水分活度以下时，各类变化都处于最低的速率，微生物不生长。也就是说，在BET单分子层水时食品呈现最高稳定性。3.4 水分水分活度与食品活度与食品稳定性定性其中一个特例是脂肪氧化，在BET单分子层水分含量（水分活度）以下时，随着水分活度的下降反而速度增加。高于BET单分子层含水量所对应的水分活度时，所有反应速度都提速。3.4 水分水分活度与食品活度与食品稳定性定性脂肪氧化在aw=00.35范围内，随aw增加，反应速度下降的原因：水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合，保护氢过氧化物的分解，阻止氧化进行。这部分水能与金属离子形成水合物，降低了其催化性。3.4 水分水分活度与食品活度与食品稳定性定性