1食品中水分存在形式及其對品質的影響

食品中水分有兩種存在形式，一種是自由水（游離的水分子），一種是結合水（就是和食品中蛋白、糖等成分以氫鍵結合的水）。一般意義上的含水量，即水分含量，往往是指自由水和結合水的總和。食品中水分含量的測定依據國標GB 5009.3-2016。食品中水分含量的多少會直接影響感官、穩定性和保質期。但水分含量相同的不同食品，其變質的難易程度也會存在明顯的差異。因為食品變質多是由于微生物的生長，或發生一些酶反應或化學反應而引起的，而這些過程都需要水的參與或以水作為溶質，只有自由水能夠在上述過程中發揮作用，結合水是被一些大分子“固定化”的束縛水，不能有效地被微生物生長和生物化學反應所利用。

因此，食品的穩定性和保質期長短與食品中的水分含量相關，但與水存在狀態更相關，食品水分含量中的活性部分，也就是自由水含量才是更關鍵因素。食品中的自由水含量，可通過水分活度指標來衡量。

水分活度（Water Activity，水活度，Aw）是指在密閉空間中，某一食品的平衡蒸氣壓與相同溫度下純水的飽和蒸氣壓的比值。食品中微生物的生長繁殖都要求有一定量低限度的水分活度，如大多數細菌為0.99~0.94，大多數霉菌為0.94~0.80，大多數耐鹽細菌為0.75，當Aw低于0.60時絕大多數微生物就無法生長。

食品水分活度檢測方法依照GB 5009.238-2016，其中一法為康衛氏皿擴散法，操作繁復費時，已很少使用，目前使用更多的是簡潔快速的水分活度儀法檢測。

2乳粉中的水分及水分活度

乳粉產品既要保持其應有的營養價值和功能特性，又必須容易復原、適宜包裝，并在貯藏過程中發生程度的變質。單從水分的角度看，全脂乳粉（WMP）和脫脂乳粉（SMP）含水量不超過5%（GB 19644-2010），一般典型值在4%左右。在討論乳粉變質考慮的最重要的因素就是水分含量，但更確切的說是水分活度（Aw），在相同水分含量下，全脂乳粉的Aw高于脫脂乳粉，因為全脂乳粉26%比例的乳脂肪成分為非水溶性，對產品的Aw是不起作用的。

乳粉變質主要包括：結塊、霉變和氧化異味等。

1）乳粉結塊對乳粉的性能，如分散性、溶解性和流動性都會造成不良影響。乳粉的結塊主要是含水量太高或環境中吸收水分而造成高水分活度，水分在乳粉表面凝結，引起乳粉顆粒粘結導致結塊，甚至最終乳粉全部硬化。

2）乳粉的霉變多是含水量過高，水分活度達到霉菌生長限度所致。

3）氧化：對于全脂奶粉而言，產品中脂肪氧化會產生明顯的異味。但與其他反應不同，脂肪氧化隨著Aw的降低而增加，在Aw在0.3左右是乳脂肪的自發氧化反應速度最小，因此必須保持一個平衡的水分活度值，即防止乳粉發生脂肪氧化產生異味，又要防止結塊。

3乳糖中的水分及水分活度

作為食品原料的乳糖產品主要為含有一結晶水，α-乳糖結晶（一結晶水）具有非吸濕性，與其他糖相比，在高濕條件下吸收水分量很少，是良好的分散劑。一水乳糖的含結晶水量理論上約在5%，美國乳清及乳糖產品參考手冊中闡明乳糖產品的乳糖含量99%，是指包括結晶水的含量。而總水分往往是包括結合水和自由水的。

在乳粉生產中受干燥塔水分快速蒸發，這個轉化程度不足，因而乳粉中部分乳糖是具有吸濕性的β-乳糖，因而乳粉具有吸濕性（在給定溫度下乳粉吸收水分的能力）。高乳糖含量的乳清通過控制產品干燥工藝條件，可以大限度的得到α-乳糖，以保持乳清產品的非吸濕性。

總之，乳品的穩定性和保質期長短與乳品中的水含量相關，但與水分活度（Aw）存在狀態更相關。乳粉的Aw隨著溫度的升高而增加，因此乳粉必須保持良好的貯存溫度。

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