□ 林祉延 湖北大學(xué)知行學(xué)院
食物中的水主要由結(jié)合水和自由水這兩種類型組成,微生物可以有效利用自由水,但不能利用結(jié)合水。食品中的水分含量并不都可以被微生物利用。所以,為了表明可利用水在食物中含量,提出了水分活度的概念。水分活度主要是指在一個封閉的小容器中,吸濕性物質(zhì)與四周環(huán)境處于平衡狀態(tài)下的相對濕度,通常運用RH來表示。而水活性的測量通常在食品行業(yè)使用,并且對產(chǎn)品的保質(zhì)期與質(zhì)量進行檢測。
水活度主要是食物在密閉容器內(nèi)達到平衡時的水分蒸汽壓與該溫度下純水的飽和水蒸汽壓之比。它在反應(yīng)食品穩(wěn)定性方面是一種具有可靠性的熱力學(xué)概念指標(biāo),所以,在食品檢測中具有極為重要的意義;含水量大部分是作為一種食品技術(shù)和生產(chǎn)指標(biāo),能夠反映食品的味道和營養(yǎng)價值,并且,還是影響食品保鮮的一個因素[1]。
食品企業(yè)在開展食品加工、存儲、銷售的時候,食品的原料可能會受到外界微生物的影響,并且因為殺菌不充分、儲存運輸?shù)姆椒ú贿m合導(dǎo)致微生物污染,導(dǎo)致食品質(zhì)量發(fā)生變化,導(dǎo)致消費者身體健康受到危害。面對這一問題必須對食品生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行有效控制,避免在生產(chǎn)過程中被潛在的微生物影響,食品企業(yè)才能生產(chǎn)安全、合格的產(chǎn)品。在對不良微生物生長進行控制的過程中,水分活度是極為重要的一項因素,美國聯(lián)邦法規(guī)第21條明確規(guī)定,水活度是食品安全的一個重要指標(biāo)。與此同時,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)《食品生產(chǎn)過程規(guī)范》(GMP)明確將水活度定義為食品安全的關(guān)鍵指標(biāo)。在危害分析關(guān)鍵控制點(ACCP)監(jiān)控體系中明確表名:“可以通過對水分活度進行制約來掌控有害微生物的生長”。并且美國明確規(guī)定食品中水活度超出了0.85就不得上市,而日本則表示食品中水活度超出0.9的食品則不能上市,但我國并沒有這一相關(guān)規(guī)定。
水活度作為一個熱力學(xué)概念,是描述食物中水分的一種能量狀態(tài),它和食物系統(tǒng)的吉布斯自由能密切相關(guān)。并且水活度表示水分逸度指標(biāo),對食物中水和其他物質(zhì)的有效結(jié)合程度進行了展示。雖然水分活度與含量都是食品中水分存在形態(tài)的表現(xiàn),但水活度還是食品質(zhì)量安全控制的重要因素。具體來講,將食品中的水和純水的逸度稱為水分活度(water activity)Aw。
水分逸度的主要趨勢往往可以利用水的蒸汽壓來表示,水活度是食物成分與溫度的函數(shù),在很大程度上受食物成分的影響[2]。食物中水分的展現(xiàn)形式往往可以分為結(jié)合水與非結(jié)合水。嚴(yán)格意義來說,根據(jù)食品物料與水分的結(jié)合狀態(tài),能夠?qū)⑵浞譃榛瘜W(xué)結(jié)合水、物理結(jié)合水、機械結(jié)合水這3種類型。眾所周知,食物腐敗與食物中的水分具有緊密的聯(lián)系,然而,只是了解食品中水分的含量不能對食品的安全與品質(zhì)進行預(yù)測。在一部分食品中,相同的含水量其腐敗變質(zhì)的情況卻有所不同,例如:咸肉與鮮肉,其水分相當(dāng)?shù)那闆r下,保存時間卻具有差異。這就提出了一個問題:水是否可以被微生物酶或者化學(xué)反應(yīng)利用和食物中水分具有直接聯(lián)系。因此,在檢測食品安全質(zhì)量的過程中,食品中水分并非唯一可靠的指標(biāo)。比如:在極為穩(wěn)定的食品中可能具有15%的水分,而另一穩(wěn)定食品可能具有8%的水分;然而,這并不能說明前者更利于微生物的生長,因為這些水可能是經(jīng)過化學(xué)鍵和其他成分進行了結(jié)合,所以它不能被微生物利用[3]。
經(jīng)過對食品中水活度的監(jiān)督和控制,能夠確保食品在生產(chǎn)、儲藏、運輸過程中的安全性,在具有準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)能夠證明食品中水活度比已定的水活度更低時,可將其看成該食品中的水不能支撐有害微生物的生長,食品具有安全性。所以,站在主動預(yù)防的層面來說,在食品生產(chǎn)、儲藏、運輸?shù)冗^程中,應(yīng)該高度重視對水活度的監(jiān)督和控制。
在食品安全質(zhì)量控制中,水活度是一項極為重要的指標(biāo),經(jīng)過研究水活度在食品安全質(zhì)量控制中的作用能夠看出,我國對于水分活度的具體指標(biāo)等方面的研究還不充分,不能有效滿足相關(guān)需求,迫切需要相關(guān)的研究成果。造成這一原因是主要原因不但是研究不夠深入,并且水分活度與含量的檢測成本相比較更高,生產(chǎn)力與消費水平的高低對于市場導(dǎo)向來說是不可或缺的因素。有關(guān)部門應(yīng)該對這一原因進行高度重視,持續(xù)開展有關(guān)水活度的研究。