食品水分活度与微生物的关系
水分活度对微生物食品质构及化学反应的影响
水分活度对微生物食品质构及化学反应的影响水分活度（aw）是指食品中水分的自由活动水分的比例，它是指食品中的水分可用于微生物生长和化学反应的水分量。
水分活度的值范围从0到1，其中0表示无活水，1表示100%的自由活动水。
水分活度直接影响微生物的生长和活性，同时也对食品的质构和化学反应产生影响。
首先，水分活度对微生物的生长和活性具有重要影响。
绝大多数微生物需求水分才能生存和繁殖，且每个微生物株对水分活度的要求不同。
高水分活度提供了微生物所需的水分，促进其生长和繁殖。
然而，如果食品中的水分活度较低，则微生物无法生存，并且其代谢和酶活性也会受到限制。
因此，可降低食品中的水分活度来控制微生物的生长，增加食品的保藏期限。
其次，水分活度对食品的质构具有显著影响。
水分活度直接影响食品的纹理、硬度和口感等方面的特性。
较高的水分活度可以使食品保持柔软和有弹性的特点，而较低的水分活度则会导致食品变得硬而干燥。
例如，在面包制作过程中，较高的水分活度可以形成柔软的面包，而较低的水分活度则会产生坚硬的饼干。
最后，水分活度对食品化学反应也有直接影响。
许多食品的化学反应需要水分参与，例如淀粉的糊化和蛋白质的水解等。
在较高的水分活度下，这些化学反应可以更容易地进行。
而在较低的水分活度下，食品化学反应受到限制，例如面团的发酵过程会因为水分不足而受到影响。
综上所述，水分活度在微生物、食品质构和化学反应方面都具有重要的影响。
了解食品中的水分活度可以帮助我们控制微生物的生长，改善食品的质构特性，并促进化学反应的进行。
因此，在食品加工和贮存过程中，根据特定食品的需要，可以调整食品的水分活度，以获得最佳的品质和保质期限。
食品中与水相关的食品学问题及相关技术原理
淀粉：淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。老化是淀粉颗粒 结构、淀粉链空间结构发生变化而导致溶解性能、糊化及成面团作用变差 的过程。在含水量大30～60%时，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速 度变慢；当含水量降至10～15%时，淀粉中的水主要为结合水，不会发生老 化。
脂肪：影响脂肪品质的化学反应主要为酸败，而酸败过程的化学本质 是空气氧的自动氧化。脂类的氧化反应与水分含量之间的关系为：在Ⅰ区， 氧化反应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应速度随着水分的 增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。其原因 是在非常干燥的样品中加入水会明显干扰氧化，本质是水与脂肪自由基氧 化中形成的氢过氧化合物通过氢键结合，降低了氢过氧化合物分解的活性， 从而降低了脂肪氧化反应的速度；从没有水开始，随着水量的增加，保护 作用增强，因此氧化速度有一个降低的过程；除了水对氢过氧化物的保护 作用外，水与金属的结合还可使金属离子对脂肪氧化反应的催化作用降低。 当含水量超过Ⅰ、Ⅱ区交界时，较大量的水通过溶解作用可以有效地增加 氧的含量，还可使脂肪分子通过溶胀而更加暴露；当含水量到达Ⅲ区时， 大量的水降低了反应物和催化剂的浓度，氧化速度又有所降低。
0.95～0.91 0.91～0.87 0.87～0.80
大多数霉菌、金黄色葡萄球菌、大多 数酵母菌属
大多数嗜盐细菌、产真菌毒素的曲霉 嗜旱霉菌、二孢酵母 耐渗透压酵母、少数霉菌 微生物不增殖
0.80～0.75 0.75～0.65 0.65～0.6 小于0.5
由上表可以看出：a.不同种类的微生物其正常生长繁殖所需要的水分 活度不同，由此可以正确推断影响不同含水量食品质量的主要微生物；b. 表中每一个水分活度区间的下限为相应微生物正常生长的水分活度阈值， 即在此水分活度以下，该类微生物不能正常生长。 不同种类的微生物其存活和生长与水分活度有关系，同一种类微生物 在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。一般讲，细菌形成芽孢时比繁 殖时所需的水分活度要高；产毒微生物在产生毒素时所需的水分活度高于 不产毒时所需的水分活度。 由以上讨论可以得出结论，当食品的水分活度降低到一定的限度以下 时，就会抑制要求水分活度阈值高于此值的微生物的生长、繁殖或产生毒 素，使食品加工和贮藏得以顺利进行。当然发酵技术中要求所用微生物能 正常快速增殖，此时则要给予合适的、必要高的水分活度；另外，利用水 分活度控制食品质量或加工工艺时还要考虑pH、营养成分、氧气等因素对 于微生物的影响。 3.4.3 水分活度与食品化学变化的关系 食品中的水分活度与食品中所发生的化学变化的种类和速度有密切的 关系；而食品中的化学变化是依赖于各类食品成分而发生的。以各类食品 成分为线索，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：
水分活度如何影响食品稳定性
水分活度如何影响食品稳定性当温度、酸碱度和其他几个因素影响产品中的微生物快速生长时，水分活度可以说是控制腐败及确定贮藏期最重要的因素。
通过测量水分活度，可以预知哪些微生物将会或不会成为潜在的腐败因素。
总的趋势是，水分活度越小的食品越稳定，较少出现腐败变质现象。
除了影响微生物生长，水分活度还决定了食品中酶和维生素C的活度，并且对其口味、香味和颜色等起到决定性作用。
我们可从以下几个方面进行阐述：提交（1）从微生物活动与食品水分活度的关系来看：各类微生物生长都需要一定的水分活度，微生物在高水分活度下繁殖能力强。
换句话说，只有食物的水分活度大于某一临界值时，特定的微生物才能生长，从而引发烘焙食品长霉变质。
一般说来，细菌为Aw>0.9，酵母为Aw>0.87，霉菌为Aw>0.8。
为了抑制微生物的生长，建议把烘焙食品的水分活度控制在0.8以下，为防霉提供保障。
（2）从酶促反应与食品水分活度的关系来看：酶反应需要水提供反应介质，有时水本身就是反应物。
水分活度对酶促反应的影响是两个方面的综合，一方面影响酶促反应底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。
因此，酶反应依赖于水分活度。
食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时，活性大幅度降低，如定粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。
水分活度若在0.3以下，酶活动基本停止，酶促褐变反应也停止，但脂肪氧合酶是例外。
（3）从水分活度与酶反应的关系来看：非酶化学反应在水分活度0.6-0.9之间速率最大，0.3以下和0.9以上速度很低，这是生产者不期望的。
但是脂肪氧化反应在水分活度越低越易发生油脂酸败变质。
提交【必须注意】冰冻后水分活度不再是预测微生物生长和化学反应发生的最佳指标。
因为在冰点以下储存时，食品中的自由水分结冰，使剩余溶液的冰点下降、浓度增高，从而可能造成离子强度、pH值、氧化还原电位等改变，促进许多化学反应发生。
微生物与水分活度的关系
水活性和微生物的关系为什么要测量水活性？水活性定义为物质中水分含量的活性部分或者说自由水。
它影响物质物理、机械、化学、微生物特性，这些包括流淌性、凝聚、内聚力和静态现象。
食物上架寿命、颜色、味道、维生素、成分、香味的稳定性；霉菌的生成和微生物的生长特性都直接受水活性值影响。
左边的表格显示了部分微生物生长所需要的最低水活性值。
水活性的控制对产品的保质期非常重要。
如果我们能测出食物中水活性我们就能预知哪种微生物是导致食物腐败的潜在原因，并能分检出来。
让我们考虑一下水活性值为0.81的蛋糕，其保质期为21℃时24天。
如果水活性提高到0.85，这些指标将降低为21℃时12天。
这表明是水活性值决定了微生物生长率。
同样的，水活性对制药业也非常重要，它提供的数据表达了如下信息：药片的内聚力，药粉的粘结力，包衣的粘着性等等。
水活性与微生物生长水活性值微生物1.00 - 0.91 多数细菌0.91 - 0.87 多数酵母菌0.87 - 0.80 多数霉菌0.80 - 0.75 多数嗜盐细菌0.75 - 0.65 干性霉菌0.65 - 0.60 耐渗透压酵母菌什么是水活性？水活性是吸湿物质在很小的密闭容器内与周围空间达到平衡时的相对湿度，用0...1.0aw表示。
水活性测量主要用在食品行业，常用来检测产品的保质期和质量。
什么是平衡相对湿度(ERH)?平衡相对湿度(ERH)是指吸湿物质与周围环境水汽交换达到平衡时的相对湿度，用0...100%RH 表示。
平衡相对湿度典型应用在造纸和医药领域。
同样也应用到任何对湿气敏感的产品中。
水活性与ERH？水活性是指食品中的水分存在的状态，即水分与食品的结合程度或者游离程度。
结合程度越高，水活性越低，结合程度越低，水活性就越高。
而平衡相对湿度(ERH)是指食品周围空气的状态。
什么是水分含量？水分含量是指固体物质中水占总质量的百分比。
水活性与水分含量的关系？食品的水分含量越高，水活性越大；但两者并不存在简单的正比关系。
简述水分活度的概念表示方法及意义
简述水分活度的概念表示方法及意义水分活度（aw）是指食品或其他物质中水分可用于生物反应或微生物生长的能力。
它是由水分分子与其他分子间的相互作用决定的，因此水分活度可以表示食品中水分的质量分数相对于纯水的性质。
水分活度的表示方法包括相对湿度法、干燥湿球法和冰点下降法等。
相对湿度法是最常用的方法，它是通过将一定量的水分置于一个封闭的环境中，并测量环境中水蒸气的压力和温度来计算水分活度。
干燥湿球法则是在一个封闭的容器中放置一个干燥的湿球和一个干燥的干球，并通过测量湿球和干球的温度差来计算水分活度。
冰点下降法是通过测量冰点降低来确定水分活度，水分活度越高，冰点降低越大。
水分活度的意义在于评估食品中水的可用性，它对食品的安全性、品质和保质期等方面有着重要的影响。
首先，水分活度与食品的微生物生长密切相关。
微生物在生长和繁殖过程中需要水分，而水分活度是影响微生物生长的重要因素之一、水分活度低于0.6的食品会抑制大多数微生物的生长，因此低水分活度食品较不容易腐败。
细菌、真菌和酵母等微生物的最低水分活度要求因种类而异，通过控制水分活度，可以有效地抑制微生物的生长，保持食品的安全性和新鲜度。
其次，水分活度对食品的品质有着重要的影响。
不同食品对水分活度的要求不同。
例如，面包需要一定的水分活度以确保其质地柔软，但过高的水分活度可能导致霉菌生长；脆皮饼干则需要较低的水分活度以保持其脆脆的口感。
水分活度还与食品的口感、颜色、营养成分的稳定性等有关。
因此，了解和控制水分活度对于保持食品的优良品质非常重要。
此外，水分活度还与食品的保质期相关。
高水分活度的食品更容易受到微生物污染，导致食品变质。
通过控制水分活度，可以减缓或阻止微生物的生长，延长食品的保质期。
在食品加工和储存过程中，了解食品中的水分活度可以帮助制定适当的存储条件和控制食品的质量。
总之，水分活度是食品中水分可用性的指标，它对食品的微生物生长、品质和保质期有着重要的影响。
食品中水分活度与微生物生长
0.95～ 0.91
沙门氏杆菌属、溶副血红蛋 一些干酪(英国切达、瑞士、法国 白弧菌、肉毒梭状芽孢杆 明斯达、意大利波萝伏洛)、 菌、沙雷氏杆菌、乳酸杆 腌制肉(火腿)、一些水果汁浓 菌属、足球菌、一些霉菌、 缩物；含有55％(质量分数)蔗 酵母(红酵母、毕赤氏酵 糖或12％氯化钠的食品 母)
含有约10％水分的燕麦片、 嗜旱霉菌(谢瓦曲 0.75～ 颗粒牛轨糖、砂性软糖、棉 霉、白曲霉、Wallemia 0.65 花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、 Sebi）、二孢酵母 一些果干、坚果
食品中水分活度与微生物生长
Aw范围 在此范围内的最低水分活 在此水分活度范围内的食品 度一般所能抑制的微生物
0.65～ 0.60
含约5％水分的全蛋粉
食品中水分活度与微生物生长
Aw范围 在此范围内的最低水分活 度一般所能抑制的微生物 在此水分活度范围内的食品
0.3
微生物不增殖
含3％～5％水分的曲奇饼，脆 饼干，面包硬皮等
0.2
微生物不增殖
含2％～3％水分的全脂奶粉、 含约5％水分的脱水蔬菜、含约 5％水分的玉米片、家庭自制的 曲奇饼、脆饼干
Aw范 围 在此范围内的最低水 分活度一般所能抑制 的微生物 在此水分活度范围内的食品
大多数霉菌(产生毒素 的青霉菌)，金黄色葡 0.87～ 萄球菌、大多数酵母 0.80 菌属(拜耳酵母)SPP、 德巴利氏酵母菌
大多数浓缩水果汁，甜炼乳、巧克 力糖浆、槭糖浆和水果糖浆、面粉、米、 含有15％～17％水分的豆类食品、水果 蛋糕、家庭自制火腿，微晶糖膏、 重油蛋糕
食品中水分活度与微生物生长
Aw范围 在此范围内的最低水分活度 在此水分活度范围内的食 一般所能抑制的微生物
水分活度对微生物生长规律的影响
水分活度对微生物生长规律的影响水分活度对微生物生长规律的影响，这个话题看似有些枯燥，但说实话，它其实挺有趣的，尤其是我们从日常生活的角度来看。
当你在厨房里忙活，看到面包发酵得像小山一样膨胀，或者打开冰箱，看到上面结了一层霜，那这些看似普通的场景，背后其实都在悄悄地跟水分活度这东西扯上关系。
水分活度，简单来说，就是物质中水的可用性。
听起来挺复杂的，但别着急，咱们慢慢聊。
微生物就是那些看不见摸不着的小家伙，它们在我们的生活中无处不在。
吃的、喝的、甚至空气中都有它们的身影。
它们有个特点，就是喜欢“湿乎乎”的环境。
你想，谁不喜欢清爽的水源？但水不是越多越好，水分活度低了，微生物的“饭碗”就空了，水多了，它们又能大快朵颐，成群结队地繁殖起来。
所以，水分活度的高低，决定了微生物能不能在一个环境里愉快地生长。
你看看，面包发酵的时候，面团中水分活度适中，酵母菌得到了滋养，空气中的二氧化碳也在不断膨胀，面包就膨胀起来了。
水分太少，酵母菌就不高兴，面包发酵慢，甚至可能不发酵。
水分太多，可能微生物不仅仅是酵母菌，其他不那么友好的细菌也会入侵，搞得整个面包发酵失败。
所以啊，水分活度的微妙平衡，真的很重要。
在自然界里，微生物更是把水分活度当作生存的一个“天条”。
例如，土壤中的微生物如果水分活度太低，它们就像是被“禁锢”在干旱的环境里，没法展开它们的活动，基本上就是“饿死”。
而如果水分活度太高，环境变得过于湿润，可能就会让一些不受欢迎的微生物出现，像霉菌、菌什么的，成群结队地来“捣乱”。
不过，水分活度不仅仅对微生物有影响，还能影响它们的种类和数量。
你想啊，如果环境特别干燥，那些能耐干旱的微生物，比如一些真菌和耐旱细菌，就会成为“主角”，它们能在这种环境下“笑傲江湖”。
但水分充足时，喜欢湿润环境的细菌、真菌就会迅速增加，它们会占领整个“战场”，一时间风头无两。
所以呀，这种水分活度的变化，简直就是一场微生物的“战斗”，而我们不过是看客罢了。
(完整版)食品化学简答题整理
1.简述水分活度与食品牢固性的关系.0.6 以下绝大多数的微生物都不能够生长，Aw越低，微生物越难存答： (1)水分活度与微生物生长：水分活度在活，控制水分活度就控制微生物的生长生殖。
(2)水分活度与酶促反响：水分活度在－ 0.3 范围能够有效减缓酶促褐变。
(3) 水分活度与非酶褐变 ,赖氨酸损失：水分活度在－ 0.7 范围最简单发生酶促褐变。
水分活度下降到 0.2,褐变根本上不发生。
(4)水分活度与脂肪氧化：水分活度较低和胶高时都简单发生脂肪氧化。
2.举例说明糖类物质在食品储蓄加工过程中发生的化学变化及对食质量量的影响。
答：在食品储蓄加工过程中，糖类物质由于拥有醇羟基和羰基的性质，能够发生成酯、成醚、成缩醛等反响和羰基的一些加成反响，产生一系列复杂的化合物，既有利于食品加工质量，又有不利的一面，局部中间产物对食品的质量影响极大。
1)美拉德反响：羰基和氨基经过脱水缩合，聚合成棕色至黑色的化合物。
食品中有羰氨缩合惹起食品色彩加深的现象十分宽泛，同时也产生一些挥发性的全类和酮类物质，组成食品的独到的香气。
经常利用这个反响来加工食品，比方烤面包的金黄色、烤肉的棕红色的形成等。
2)焦糖化反响糖和糖浆在高温加热时 , 糖分子会发生烯醇化 , 脱水 , 断裂等一系列反响 , 产生不饱和环的中间产物，产生的深色物质有两大类：糖的脱水产物和裂解产物〔醛、酮类〕的缩合、聚合产物。
黑色产物焦糖色是一种食品增加剂,宽泛应用于饮料、烘烤食品、糖果和调味料生产等。
3)在碱性条件下的变化：单糖在碱性条件下不牢固，简单发生异构化〔烯醇化反响〕和分解反响，生成异构糖和分解成小分子的糖、醛、酸和醇类化合物；还可能发生分子内氧化和重排作用生产糖精酸。
4〕在酸性条件下的变化：糖与酸共热那么脱水生成爽朗的中间产物糠醛，比方戊糖生成糠醛，己糖生成羟甲基糠醛。
5〕糖氧化与复原反响：醛糖在弱氧化剂作用下能够生成糖酸；在强氧化剂作用下能够生成二元酸，酮糖在强氧化剂作用下在酮基处裂解生成草酸和酒石酸。
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水分活度与微生物
食品中各种微生物的生长发育是由其水分活度而不是由其含水量决定的。
食品的水分活度决定了微生物在食品中萌发的时间、生长速率及死亡率。
细菌对水分活度最敏感。
水分活度﹤0.90时，细菌不能生长；酵母菌次之，水分活度﹤0.87时大多数酵母菌受到抑制；霉菌的敏感性最差，水分活度﹤0.80时大多数霉菌不生长。
水分活度﹥0.91时，微生物变质以细菌为主；水分活度﹤0.91时可抑制一般细菌的生长。
在食品原料中加入食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，但一种嗜盐菌却能生长，就会造成食品的腐败。
有效抑制方法是在10℃以下的低温中贮藏，以抑制这种嗜盐菌的生长。
毒菌生长的最低水分活度在0.86－0.97。
在真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度要保持在0.94以下。
水分活度对酶促反应的影响
水分活度水分活度﹤0.85时，导致食品原料腐败的大部分酶会失去活性，一些生物化学反应就不能进行。
酶的反应速率还与酶能否与食品相互接触有关。
当酶与食品相互接触时，反应速率较快；当酶与食品相互隔离时，反应速率较慢。
水分活度对食品化学变化的影响
食品中存在着氧化，褐变等化学变化，食品采用热处理的方法可以避免微生物腐败的危险，但化学腐败仍然不可避免。
食品中化学反应的速率与水分活度的关系是随着食品的组成、物理状态及其结构而改变的，也受大气组成(特别是氧的浓度)、温度等因素的影响。
水分活度对脂肪氧化酸败的影响：水分活度高，脂肪氧化酸败变快。
水分活度为0.3－0.4时速率较慢；水分活度﹥0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使含脂食品膨胀，暴露了更多的易氧化部位。
若再增加水分活度，又稀释了反应体系，反应速率开始降低。
水分活度对美拉德反应的影响：
水分活度在0.6－0.7时最容易发生，水分在一定范围内时，非酶褐变随水分活度增加而增加。
水分活度Aw降到0.2以下，褐变难以进行。
水分活度大于褐变的高峰值，则因溶质受到稀释而速度减慢。
色素的稳定与水分活度：水分活度Aw越大，花青素分解越快。
水分活度对食品质构的影响
水分活度从0.2－0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各种
脆性食品，必须在较低的Aw下，才能保持其酥脆。
水分活度控制在0.35－0.5可保持干燥食品理想性质。
对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、面包等，它们的水分活度大于周围空气的相对
湿度，保存时需要防止水分蒸发。
通过食品的包装创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求。
GYW-1G食品水分活度仪应用范围
GYW-1G食品水分活度仪可广泛应用于面包、馅料、饼干、蛋糕、酱料、膨化食品、休闲食品、脱水食品、干果类、果酱类（萨拉、番茄）、食品添加剂等行业的活度检测中,快速满足烘焙食品、调料、农业、制药、饲料、添加剂、果酱行业等质量检验中对水份活度检测的强烈需求。
GYW-1G食品水分活度仪参数
(1)传感器:美国进口传感器
(2)准确性:0.015AW
(3)分辨率: 0.001AW
(4)重复性：≤0.005
(5)测量范围：0.000～1.000AW
(6)测量精度：温度±0.1℃
活度±0.015（@25℃）
(7) 测量时间:一般样品10-15分钟(最长时间为60分钟)
(8) 测量通道:单通道
(9)显示屏：大触摸彩屏800×480 DOTS
(10)校准方式: 自动校准(校正值补偿)
(11)操作方式：触摸
(12)显示速度：实时显示检测曲线
(13)样品皿容量:20ml
(14)温度显示:0-50℃
(15)输出方式：微型打印机
(16)数据接口:RS232
(17)工作环境：温度0～50℃
湿度0～95%RH
(18) 功耗：20W
(19)供电电压：交流220V
(20)外形尺寸：280mm×226mm×120mm。