水分活度与食品保藏
食品技术原理习题
. 第一章一：名词解释。
1,、低温保藏: 即降低食品温度，并维持低温水平或冻结状态，以延缓或阻止食品的腐败变质，达到食品的远途运输和短期或长期贮藏的目的的保藏方法。
2、冷却保藏：将食品温度降低到冰点以上的某一温度，食品中水分不结冰，达到大多数食品短期贮存和某些食品长期贮存的保藏方法。
3、冻结贮藏：将食品温度降低到冰点以下的某一温度，使食品中的绝大部分水分形成冰晶，达到食品长期贮存目的的保藏方法。
4、回热：冷藏食品出冷藏室之前，保证空气中的水分不会在冷藏食品表面冷凝的条件下，逐渐提高冷藏食品的温度，最后达到使其与外界空气温度相同的过程。
5、解冻：使食品内冰晶体状态的水分转化为液态，同时恢复食品原有状态和特性的过程。
6、最大冰晶生长带：食品中的水分大部分（约80%）都在-1~ -5℃的温度范围内结冰，这种大量形成冰晶带的范围称为最大冰晶带。
7、共晶点：就是在降温过程中，食品组织内的溶液浓度增加到一定程度后不再改变(即不再有冰晶体析出)，水和它所溶解的盐类共同结晶并冻结成固体时的温度。
8、冻藏食品实用贮藏期：是指经过冻藏的食品，仍保持着对一般消费者或作为加工原料使用无妨的感官品质指标时所经过的冻藏时间。
9.冻藏食品T.T.T概念：即冻结食品的可接收性与冻藏温度，冻藏时间的关系，用以衡量冷链中食品的品质变化。
10、气调贮藏：气调贮藏是在冷藏的基础上降低贮藏环境中氧气的含量，增加贮藏环境中二氧化碳气体的含量，以进一步提高贮藏效果的方法。
它包含着冷藏和气调的双重作用。
二：问答题。
1、低温防腐的基本原理是怎样的?答：利用低温控制微生物的生长繁殖，抑制固有酶的活性，降低非酶因. 素引起的化学反应速率，延缓腐败变质，达到长期保藏和远途运输的目的。
2、低温对酶、微生物及其它变质因素有何影响？答：（1）对酶的影响：当T ＜30℃ T ↑→酶活性↑T=30-40℃ 酶促反应速率最大T ＞40℃ T ↑→酶活性↓T= 80~90℃ 几乎所有的酶的活性都遭到破坏（钝化） 低温只能在一定程度上抑制酶的活性，并不会破坏酶的活性。
水分活度与食品保藏
水分活度的测量方法包括干燥法、吸 湿法、渗透压法等，其中干燥法是最 常用的方法。
水分活度对食品稳定性的影响
水分活度影响食品的化学和物理性质，如水分含量、溶质浓度、渗透压等， 进而影响食品的稳定性。
在低水分活度下，食品中的水分含量较低，食品的稳定性较好，可以延长 保质期。
在高水分活度下，食品中的水分含量较高，食品的稳定性较差，容易发生 霉变、发酵等变质现象。
研究同时测量多个参数的方法， 如温度、湿度和气体成分，以提 高水分活度测量的准确性和可靠 性。
利用水分活度改善食品保藏效果的研究
新型保藏技术
食品加工工艺改进
优化食品加工工艺，如干燥、热处理和腌制，以降 低水分活度并提高食品的保藏效果。
研究利用新型保藏技术，如气调包装、真空 包装和辐射处理，以降低水分活度并延长食 品保质期。
新型防腐剂
研究新型防腐剂，如天然防腐剂和纳米防腐 剂，以降低水分活度并抑制食品腐败。
提高食品保藏过程中的水分活度控制精度的方法研究来自01实时监测与控制
研究实时监测和控制食品水分活 度的技术，以确保食品在保藏过 程中的水分活度稳定。
02
模型预测与优化
03
智能化控制系统
建立食品水分活度的数学模型， 预测和控制食品的水分活度，以 提高保藏效果。
色香味
水分活度也影响食品的颜色、香气和味道。在低水分活度下，食品中的化学反应减缓，有助于保持食品原有的色 香味。
03
水分活度在食品加工中的 应用
水分活度与食品干燥
水分活度与食品干燥过程密切相关，通过控制 水分活度可以调节食品的干燥速度和干燥程度， 从而影响食品的品质和保质期。
在食品干燥过程中，降低水分活度可以减缓食 品中微生物的生长速度，提高食品的保存性。
食品化学问答题
问答题1、水分活度与食品稳定性的关系。
答：一般来说，水分活度越低，食品质量越稳定。
其原因是：水分主要是化学结合水；微生物活动受到限制。
水分活度对食品品质的影响表现在以下方面：（1）、淀粉老化：淀粉发生老化后，会使食品失去松软性，同时也会影响淀粉的影响。
影响淀粉老化的主要因素是温度，但水分活度对其影响也很重要。
食品在水分活度较高的情况下，淀粉老化速度最快；降低水分活度，淀粉老化速度就下降，若含水量降至10%—15%，淀粉就不会发生老化。
（２）、脂肪酸败：食品中的水可以影响脂肪的氧化和其他自由基反应，而且影响非常复杂。
水分活度为0.3-0.4 时，脂肪氧化速度最慢。
（３）、蛋白质变性：蛋白质在湿热的情况下更易发生变性。
因此低水分活度可以抑制蛋白质的变性。
（４）、酶促褐变：酶促褐变的催化剂是酶，改变酶的作用条件，降低酶的活力就可以抑制酶促反映的进行。
低水分活度可以抑制酶促反应的进行。
（５）、非酶褐变：美拉德反应在中等至高水分活的下反应速度最快，因此，低水分活度可以抑制非酶褐变的发生（６）、水溶性色素：花青素溶于水不稳定，水分活度增加，花青素分解速度加快，从而影响食品的色泽。
２、影响脂类氧化速度的因素有哪些？答：脂肪酸的组成，游离氨基酸与相应的酰基甘油，氧浓度，温度，表面积，水分，分子定向，物理状态，乳化，分子迁移率与玻璃化转变，助氧剂，辐射能，抗氧化剂。
３、影响蛋白质水和能力的因素有哪些？答：（1）、pH 值：在等电点，蛋白质之间的相互作用增大，蛋白质与水之间作用减小，水和能力下降。
（2）、盐：低浓度时，水合盐离子与蛋白质带电基团微弱结合，水和性增强；高浓度时，盐离子与水结合，水合力下降，（3）、温度：温度升高，氢键被破坏，水合力下降。
（4）、蛋白质浓度及氨基酸组成：蛋白质浓度增大水合能力增大，带电的氨基酸数目愈多，水合能力愈大。
４、请简要回答蛋白质适当热处理的意义。
答：蛋白质适当热处理可以使蛋白质部分变性，从而改进他们的消化率和必须氨基酸的生物有效性。
食品水分活度的检测对品质的影响,与保藏稳定性的关系
食品水分活度的检测对品质的影响，与保藏稳定性的关系一、水分活度影响着食品的色、香、味和组织结构等品质。
食品中的各种化学、生物化学变化对水分活度都有一定的要求。
例如：酶促褐变反应对于食品的质量有着重要意义，它是由于酚氧化酶催化酚类物质形成黑色素所引起的。
随着水分活度的减少。
酚氧化酶的活性逐步降低；同样，食品内的绝大多数酶，如淀粉酶、过氧化物酶等，在水分活度低于0.85的环境中，催化活性便明显地减弱，但脂酶除外，它在水分活度Aw为0.3甚至0.1时还可保留活性。
非酶促褐变反应---美拉德反应也与水分活度有着密切的关系，当水分活度在0.6~0.7之间时，反应达到最大值；维生素B1的降解在中高水分活度条件下也表现出了最高的反应速度。
另外，水分活度对脂肪的非酶氧化反应也有较复杂的影响。
这些例子都说明了水分活度值对食品品质有着重要的影响。
二、水分活度影响着食品的保藏稳定性。
微生物的生长繁殖是导致食品腐败变质的重要因素。
而它们的生长繁殖与水分活度有密不可分的关系。
在各类微生物中，细菌对水分活度的要求最高，Aw0.9时才能生长；其次是酵母菌，Aw的阈值是0.87；再次是霉菌。
大多数霉菌在Aw为0.8时就开始繁殖。
在食品中，微生物赖以生存的水分主要是自由水，食品内白由水含量越高，水分活度越大，从而使食品更容易受微生物的污染，保藏稳定性也就越差。
利用食品的水分活度原理，控制其中的水分活度，就可以提高产品质量、延长食品的保藏期。
例如：为了保持饼干、爆米花和薯片的脆性，为了避免颗粒蔗糖、乳粉和速溶咖啡的结块，必须使这些产品的水分活度保持在适当低的条件下；水果软糖中的琼脂、主食面包中添加的乳化剂、糕点生产中添加的甘油等不仅调整了食品的水分活度，而且也改善了食品的质构、口感并延长了保质期。
虽然在食物冻结后不能用水分活度来预测食物的安全性，但在未冻结时，食物的安全性确实与食物的水分活度有着密切的关系。
水分活度是确定贮藏期限的一个重要因素。
食品保藏原理复习题网上
四、简答或论述题1、试述如何减少冻藏食品解冻时的汁液流失。
汁液流失的多少不仅与解冻的控制有一定关系，而且与冻结和冷藏过程有关，此外食品物料的种类、冻结前食品物料的状态等也对汁液流失有很大的影响。
减少汁液流失的方法应从上述各方面采取措施，如采用速冻，减小冻藏过程的温度被动，对于肉类原料，控制其成熟情况，使其pH偏离肉蛋白质的等电点，以及采取适当的包装等都是一些有效的措施。
从解冻控制来看，缓慢的解冻速率一般有利于减少汁液流失。
当食品物料在冻结和冻藏过程中没有发生很大的水分转移时，快速解冻可能对保证食品物料的质量更为有利。
2、简述食品的水分活性和食品保藏的关系。
研究食品稳定性与水的关系曾使用过的几个物理量有：水分含量(湿含量)、溶液浓度、渗透压、平衡相对湿度(ERH)和水分活性(aw)。
水分活性最能反映出食品中水的作用。
水分活性最能反映出水与食品成分的结合状态，微生物、酶的活动及其他化学变化、物理变化都与水分活性密切相关。
水分活性定义为溶液的水蒸气分压p与同温度下溶剂（常以纯水）的饱和水蒸气分压p0的比：aw=p/p03、简述食品低温保藏的种类、基本原理和一般工艺过程。
(1)低温保藏的种类：①冷藏（Cold Storage）：温度高于食品物料冻结点下进行保藏，物料不冻结温度范围：15~-2℃，常用4~8℃，贮期：几小时~10几天。
其中，15~2℃（Cooling）多用于植物性食品 ,2~-2℃（Chilling）多用于动物性食品②冻藏（Frozen Storage）：物料在冻结下进行的贮藏，温度范围：-2~-30℃，常用-18 ℃，贮期：10几天~几百天(2)基本原理：食品的低温处理是指食品被冷却或冻结，通过降低温度改变食品的特性，从而达到加工或保藏的目的。
(3)一般工艺过程：食品物料→前处理→冷却或冻结→冷藏或冻藏→回热或解冻4、简述低温和气调保藏果蔬的基本原理。
(1)低温冷藏法：冷藏法是依靠低温的作用抑制微生物的繁殖，延缓果蔬的氧化和生理活动，根据不同果蔬的贮藏要求调节温度和湿度，延长贮藏期。
食品保藏原理及食品的脱水思考题
食品保藏原理及食品的脱水思考题常见的食品变质由那些因素引起，如何控制？食品腐败变质的因素包括生物因素，化学因素，物理因素和其他因素（环境污染，农兽药残留，滥用添加剂和包装材料）。
其中主要原因可归纳为微生物污染，酶促生化反应和非酶促化学反应。
控制：由化学变化引起的变质可以通过化学包藏剂控制。
对于生物类食品或活体实物类，1.加热杀菌处理2.抑制微生物活动3.发酵保藏4.维持食品最低生命活动简述干藏原理引起食品腐败变质的因素（微生物，酶，化学反应）均需要利用食品中的水。
水的可利用度与水在食品中的存在状态有关。
要使食品具有搞的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。
这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。
什么是干制品的复性？如何衡量？干制过程中的导湿性，导湿温性，干燥比，复水比，复重系数？干制品的复原性：干制品重新吸水后在重量，大小，形状，质地，颜色，风味及其他可见因素等各方面恢复原新鲜状态的能力。
干制品的复水性：新鲜食品干制后能够重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示，或用复水比，复重系数等表示。
导湿性：由于水分梯度使得食品水分从高水分处向低水分处转移或扩散。
导湿系数随水分和物料结合形式而异,与温度和含水量有关。
导湿温性：温度梯度将促使水分从高温处相低温处转移。
导湿温系数仅与物料与水的结合状态有关。
干燥比：物料干燥前后重量之比，反映了食物被脱水的程度。
复水比：物料复水后沥干重和干制品试样重的比值，M复/M干。
复重系数：复水后制品的沥干重和同样干制品试样在干制前的相应原料之比。
简述干燥机制和干制过程特性。
干燥机制：干燥是利用热能除去固体物料中湿分的单元操作。
干燥过程为湿热转移，即热量传递给食品，组织中水分向外转移，同时存在热量传递和质量传递的过程。
特性：见材料P3如果想要缩短干燥时间，该如何从机制上控制干燥过程。
若以空气为加热介质，则可通过以下机制缩短干燥时间：一．干制条件的影响1.提高空气问题，干燥加快但作用有限。
第二章第一节水分活度与食品保藏性
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冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯 水）/P0（过冷水）。
食品在冻结点上下水分活度的比较： a 冰点以上，食物的水分活度是食物组成和
食品温度的函数，并且主要与食品的组成有 关；而在冰点以下，水分活度与食物的组成 没有关系，而仅与食物的温度有关。
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2. 水分活度的意义
是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程 度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低； 水分活度值越低，结合程度越高。能了解食品在平 衡状态下的自由水分的多少；食品的稳定性和微生 物繁殖的可能性；能引起食品品质变化的化学、酶 及物理变化的情况。
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3. 食品中水分活度与食品水分含量的关系
（一）水分活度
1.水分活度(aw)的定义 水分活度数值用Aw表示，指食品中水的蒸汽压与该 温度下纯水的饱和蒸汽压的比值。
水分活度值等于用百分率表示的相对湿度，其数值
在0-1之间。
水分活度(AW)：
aw
p p0
ERH 100
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p: 食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸 气分压 p0：在同一温度下纯水的饱和蒸汽压 ERH: 样品周围的空气平衡相对湿度
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3.了解和测定MSI的意义
为食品的加工工艺、条件控制和贮藏提供科 学参考
在浓缩和干燥食品过程中，除去水的难易程度与aw的关系 确定干燥食品的最佳空气湿度和温度 确定食品混合后的含水量及AW的关系 测定包装材料阻湿性的要求； 测定抑制微生物生长的食品水分含量； 预测食品的理化稳定性与水分含量的关系。
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（2）结合水不易结冰。实验证明，结合水一般在40oC以上不能结冰，这种性质使植物种子和微生 物孢子在冷冻条件的蒸气压比自由水低很 多，沸点高于普通水，一般加热手段不能将其从食 品分离出来。
高级食品化学考试题
第一章水分1、简述在食品加工中如何通过控制水分活度提高食品的保藏性。
答：1）大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，降低水分活度，能使食品中许多可能发生的化学反应，酶促反应受到抑制。
2）很多化学反应属于离子反应，该反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水合作用，而这个作用的条件必须有足够的水才能进行。
3）降低水分活度，减少参加反应的体相水数量，化学反应的速度也就变慢。
4）酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化促使酶和底物活化。
5）食品中微生物的生长繁殖都要求有一定最低限度的Aw，当水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。
2、在预测食品稳定性方面，论述水分活度与分子流动性的异同（1）水分活度是判断食品稳定性的有效指标，主要研究食品中水的有效性（利用程度），分子流动性用于评估食品稳定性主要是依据食品的微观粘度和化学组分的扩散能力。
（2）一般来说，在估计不含冰的食品中，非扩散限制的化学反应速率和微生物生长方面，应用水分活度效果较好，分子流动性效果较差甚至不可靠；在估计接近室温保藏的食品稳定性时，运用水分活度和水分流动性方法效果相当。
（3）在估计由扩散限制的性质，如冷冻食品的理化性质、冷冻干燥的最佳条件以及包括结晶作用，胶凝作用和淀粉老化等物理变化时，应用分子流动性的方法较为有效，水分活度在预测冷冻食品物理或化学性质时是无用的。
目前由于测定水分活度较为快速和方便，因此应用水分活度评断食品的稳定性仍是较常用的方法。
3、简述食品中αW 与化学及酶促反应、αW与脂质氧化反应以及αW与美拉德褐变之间的关系。
水分活度与化学及酶促反应：αW与化学及酶促反应之间的关系较为复杂，主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：⑴水分不仅参与其反应，而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；⑵通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；⑶通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用，使其暴露出新的作用位点；⑷高含量的水由于稀释作用可减慢反应。
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母菌属
果糖浆，面粉，米，含有15～17%水分的豆类食品水 果蛋糕，家庭自制火腿等
大多数嗜盐细菌、产真菌毒素的曲霉
果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一 些棉花糖
嗜旱霉菌、二孢酵母 耐渗透压酵母、少数霉菌
含10%水分的燕麦片、砂性软糖、棉花糖等 含15～20%水的果干、蜂蜜等
微生物不增殖
3.2 水分活度与脂肪
2.3 溶剂萃取法
• 以苯为溶剂从样品中萃取水分，在一定温 度下，苯所萃取的水量与样品中水分活度 成正比。
3 水分活度与食品保藏
• 水分活度对微生物生长、食品中油脂的氧 化、酶活力、食品的质构、食品中蛋白质 和维生素都有很多的影响。
3.1 水分活度与微生物生长
Aw范围
1.00～0.95
0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80
总结
• 降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非 酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶 性色素的分解。但水分活度太低，反而会加速脂 肪的氧化酸败。要使食品具有最高的稳定性，最 好将水分活度保持在结合水范围内（0.35～ 0.50）。这样，既可使化学变化难以发生，同时 又不会使食品丧失吸水性和持水性。
水分活度与食品保藏
演讲：陈界翰 PPT制作：王传 资料收集：赵晨皓、王凯伟
主题：
• 水分活度概述 • 水分活度的测定 • 水分活度与食品保藏
1 水分活度概述
• 水分含量：一定量食品中水的质量分数。相同
含水量的食品却有不的腐败变质现象。
• 水分活度：是指食品中水的蒸汽压与该温度下
纯水的饱和蒸汽压的比值，反映食品中水的存在 状态，即水分与其他非水组分的结合程度或游离 程度。
3.4 水分活度与蛋白质
水促使蛋白质变性的原因是，水能使多孔蛋白质 润胀，暴露出长链中可能被氧化的基团，导致氧 化反应的发生，破坏保持蛋白质高级结构的弱键， 从而使蛋白质变性。
3.5 水分活度对酶活力的影响
• 通常情况下，在水分活度0.75～0.95范围内酶活 性达到顶点，超过这个范围酶促反应速度就会下 降。
沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、肉毒 一些干酪、腌制肉、一些水果汁浓缩物，含有55%蔗 梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、乳酸杆菌属、 糖（饱和）或12%食盐的食品 足球菌、一些霉菌、酵母
许多酵母、小球菌
发酵香肠、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、含65%蔗 糖（饱和）或15%食盐的食品
大多数霉菌、金黄色葡萄球菌、大多数酵 大多数浓缩果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和水
• Aw小于0.1：的干燥食品中，氧化进行得非常快。 • Aw约为0.3：脂类氧化减慢，并达到一个最低速度； • Aw在0.55～0.85：氧化速度再度增加，这可能是
提高了体系中催化剂的流动性而造成的。
3.3 水分活度与淀粉
• 当食品中大量存在糖、盐以及其他强烈结合水的 组分时，能与水强烈结合，使Aw下降，导致淀粉 不能糊化或者糊化的程度非常低。
水分活度表示食品中水分存在的状态， 反应水与食品的结合或游离程度：
Aw↓结合程度↑，Aw↑结合程度↓
Aw影响色、香、味及保存期。一般，同种食品水分含量 ↑，Aw值↑。
• 水分活度值公式:
Aw p ERH p0 100
• 式中：Aw为水分活度，p为食品在密闭容器中达到 平衡状态时的蒸汽分压，P0为同一温度下纯水的 饱和蒸汽压，ERH为环境平衡相对湿度。
2 水分活度的测定
Aw测定仪法 扩散法 溶剂萃取法
2.1 AW测定方法
原理： 在一定温度下，利用Aw测定仪装置中
的传感器，根据食品中水的蒸汽压力的变 化，从仪器的表头上可读出指针所示的水 分活度。
2.2 扩散法
• 样品在康威氏(conway)微量扩散皿的密封 和恒温条件下，分别在Aw较高和较低的标 准饱和溶液中扩散平衡后，根据样品质量 的增减，以质量的增减为纵坐标，各个标 准试剂的水分活度为横坐标，在方格坐标 纸上作图，计算样品的水分活度值，交点 处为样品Aw。
0.80～0.75 0.75～0.65 0.65～0.60 小于0.50
在此范围内的最低Aw所能抑制的 微生物种类
在此水分活度范围内的食品
假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志贺氏菌 属、克霍伯氏菌属、芽孢杆菌、产气荚膜 梭状芽孢杆菌、一些酵母
极易腐败变质（新鲜）的食品、罐头水果、蔬菜、肉、 鱼及牛奶，熟香肠和面包，含有约40%(w/w)蔗糖或 7%食盐的食品