水分活度与吸湿等温曲线.ppt

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不同种类的食品即使水分含量相同，其腐败变质的难易程度也有明显的差异。食品的品质和贮藏性能与水分活度有密切的关系。
第三节 水分活度与吸湿等温曲线
水分活度的定义及测定方法
一、定义：
一定温度下样品水分蒸气压与纯水蒸气压的比值；
　　用公式表示即为：
Aw= p/p0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)
Aw ：水份活度；
p：样品中水的蒸气分压
p0：同温纯水蒸气压；
ERH：样品周围空气不与样品换湿时的平均相对湿度；
N：稀溶液中溶质的mol分数；　　
n1：稀溶液中水的mol数；
n2：稀溶液中溶质的mol数。
上述公式成立的前提是溶液是理想溶液并达到热力学平衡，食品体系一般不符合这个条件，因此上式严格讲，只是近似的表达。
公式中的前两项，即Aw=p/p0=ERH/100，是根据水分活度定义给出的；而后两项是拉乌尔定律所确定的，其前提是稀溶液。所以前两项和后两项之间也应该是近似的关系。
由于p/p0和n1/n1+n2，因此，aw的值在0～1之间。
注意：
相对湿度传感器测定法：
冰点测定法：
可以利用不同的方法对于食品中的水分活度进行测定：
康维氏微量扩散器测定法
测定方法

康维氏微量扩散器可如右图示意：
分隔并相通的两个小室分别放样品和饱和盐溶液；样品量一般为1g；恒温温度一般为25℃ ，平衡时间为20min；分别测定水分活度高的饱和盐溶液和水分活度低的饱和盐溶液和样品达平衡时样品吸收或失去水的质量，利用下式求算样品的水分活度：
1
康维氏微量扩散器
2
aw=(Ax+By/(x+y)
3
其中：Ax：活度低的盐溶液活度；
4
By：活度高的盐溶液活度
使用B时的净增值；
使用A时的净减值；
5
水分活度和温度的关系
上边对于水分活度定义及测定方法的叙述中，均强调了在一定的温度下。也就是说温度对于水分活度的值有较大的影响。
其中：此处的ΔH 可用纯水的汽化潜热表示，是常数，；
K的直观意义是在达到同样水蒸气压时，食品的温度比纯水温度高出的比值，本质反映了食品中非水成分对水活性的影响。食品中非水成分越多并且与水的结合能力越强，k值越大，相同温度时Aw值越小；反之亦然。
由公式(2)可知，lnAw与1/T之间为一直线关系，其意义在于：一定样品水分活度的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度的升高而正比例升高。
01
但在较大的温度范围内， lnAw与1/T之间并非始终为一直线关系；当冰开始形成时，lnAw与1/T曲线中出现明显的折点，冰点以下lnAw与1/T的变化率明显加大了，并且不再受样品中非水物质的影响；这是因为此时水的汽化潜热应由冰的升华热代替，也就是说前述的Aw与温度的关系方程中的△H值大大增加了。
02
讨论：
由b可以得出结论：在比较冰点以上或冰点以下的水分活度值时应该注意到以下两个重要的区别。
01
在冰点以上，水分活度是样品组成和温度的函数，并且样品组成对于水分活度值有明显的影响；而在冰点以下时，水分活度与样品的组成无关，仅与温度有关。因此不能根据冰点以上水分活度值来预测体系中溶质种类和含量对冰点以下体系发生变化的影响。
02
冰点以上和以下时，就食品而言，水分活度的意义是不一样的。例如：-15℃的食品中，微生物不再生长，其它化学反应的速度也很慢；但在同样的水分活度而温度是20℃情况下，一些化学反应将快速进行，一些微生物也将中等速度生长。
03