水活度用于食品質(zhì)量與安全控制的研究進(jìn)展

□ 林祉延 湖北大學(xué)知行學(xué)院

1 水活度的定義以及與水分含量的關(guān)系

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(gè)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(duì)濕度，通常運(yùn)用RH來(lái)表示。而水活性的測(cè)量通常在食品行業(yè)使用，并且對(duì)產(chǎn)品的保質(zhì)期與質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

水活度主要是食物在密閉容器內(nèi)達(dá)到平衡時(shí)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(cè)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且，還是影響食品保鮮的一個(gè)因素[1]。

2 水分活度在食品質(zhì)量與安全控制中的重要作用

食品企業(yè)在開(kāi)展食品加工、存儲(chǔ)、銷售的時(shí)候，食品的原料可能會(huì)受到外界微生物的影響，并且因?yàn)闅⒕怀浞?、?chǔ)存運(yùn)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(fèi)者身體健康受到危害。面對(duì)這一問(wèn)題必須對(duì)食品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，避免在生產(chǎn)過(guò)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(duì)不良微生物生長(zhǎng)進(jìn)行控制的過(guò)程中，水分活度是極為重要的一項(xiàng)因素，美國(guó)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(gè)重要指標(biāo)。與此同時(shí)，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）《食品生產(chǎn)過(guò)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(diǎn)（ACCP）監(jiān)控體系中明確表名：“可以通過(guò)對(duì)水分活度進(jìn)行制約來(lái)掌控有害微生物的生長(zhǎng)”。并且美國(guó)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(guó)并沒(méi)有這一相關(guān)規(guī)定。

3 水分活度在食品質(zhì)量與安全控制中的有關(guān)研究

水活度作為一個(gè)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(duì)食物中水和其他物質(zhì)的有效結(jié)合程度進(jìn)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(lái)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(shì)往往可以利用水的蒸汽壓來(lái)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(lái)說(shuō)，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(jī)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(duì)食品的安全與品質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。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(shí)間卻具有差異。這就提出了一個(gè)問(wèn)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(cè)食品安全質(zhì)量的過(guò)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(shuō)明前者更利于微生物的生長(zhǎng)，因?yàn)檫@些水可能是經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵和其他成分進(jìn)行了結(jié)合，所以它不能被微生物利用[3]。

經(jīng)過(guò)對(duì)食品中水活度的監(jiān)督和控制，能夠確保食品在生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸過(guò)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(shí)，可將其看成該食品中的水不能支撐有害微生物的生長(zhǎng)，食品具有安全性。所以，站在主動(dòng)預(yù)防的層面來(lái)說(shuō)，在食品生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，應(yīng)該高度重視對(duì)水活度的監(jiān)督和控制。

4 結(jié)論

在食品安全質(zhì)量控制中，水活度是一項(xiàng)極為重要的指標(biāo)，經(jīng)過(guò)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(guó)對(duì)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(cè)成本相比較更高，生產(chǎn)力與消費(fèi)水平的高低對(duì)于市場(chǎng)導(dǎo)向來(lái)說(shuō)是不可或缺的因素。有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)這一原因進(jìn)行高度重視，持續(xù)開(kāi)展有關(guān)水活度的研究。