水分活度在香精香料中的應用

香料是從蔬菜或其混合物中提取的產品，不含其他物質，用于為食物提供調味劑，調味料和香味（Peter, 2001）。一般來說，他們用于增強食物的味道或者香氣。香料是一種強大的抗氧化劑，并具有其他有益的品質。

草藥來源于植物的葉子，而香料則來自葉子以外的植物的所有部分。常見的草藥包括羅勒，茴香葉，龍嵩和百里香。常見的香料包括辣椒，黑胡椒，辣椒粉和肉桂。香料通常被分類為辣的，溫和的和芳香的。

香料已被使用和交易數千年。傳統上，它們被加工和交易為干燥產品，通常為太陽曬干（Muggeridge和Clay, 2001）。香料的質量指標著重于維護安全性，防止摻假和保證性能。標準由美國香料貿易協會（ASTA）和歐洲香料協會（ESA）制定，建議使用ASTA或者ISO標準測試程序來衡量質量指標。還建議香料生產商使用危害分析和關鍵控制點（HACCP）程序來保證其質量保證體系。

香料水分分析

ASTA和ESA將水分含量和水分活度列為必要的水分測量指標，但只有水分含量值在標準中有規(guī)定。水分活度指標由買賣雙方商定。相反，水分活度被認為是HACCP計劃的關鍵控制點，而水分含量則不是。水分活度和水分含量是互補的，共同提供一個完整的水分分析。了解兩種測量方法之間的差異及其在香料安全性中的作用是至關重要的。

水分含量是對產品中水的量的測量。水分含量提供了產量和數量的有價值的信息，從財務角度來看它很重要。另外，水分含量提供質構信息，因為水分含量增加提高了水的流動性，并降低了玻璃化轉變溫度。水分含量不能提供有關微生物安全的信息。

水分活度（ISO21807）代表系統中水的能量狀態(tài)。它等于在密閉系統中與樣品平衡的空氣的相對濕度。它被定義為樣品中水的蒸汽壓除以樣品溫度下純水的蒸汽壓。水分活度而不是水分含量預測了微生物的生長、化學和生物化學反應速率以及物理性質方面的安全性和穩(wěn)定性。圖1顯示了作為水分活度函數的微生物生長限制和降解反應速率的穩(wěn)定性。

因此，通過測量和控制水分活度，可以：a)預測哪些微生物會成為感染的潛在來源；b)保持香料的化學穩(wěn)定性；c)優(yōu)化香料的物理特性，如質構和流動性能。古代文明了解到，如果對香料干燥，它可以保存并延長其保質期。他們沒有意識到保存是降低水分活度的結果。

圖1 水分活度穩(wěn)定圖

微生物生長

水分活度，而不是水分含量決定了微生物生長的“可利用”水的下限。由于細菌、酵母和霉菌需要一定量的“可利用”水來支持生長，因此設計了一種低于臨界水平的產品是控制生長的有效手段。水可能以高含量水平存在于產品中，但過其能量水平足夠低，則微生物不能生長。

水分活度可以與其他防腐因子（CCPs）結合起來，例如溫度、pH值、氧化還原電位等，以建立抑制微生物的條件并確保HACCP計劃的安全性。但是，水分活度往往是zui重要的因素。限制絕大多數病原菌生長的水分活度為0.90 aw。0.70 aw是腐化菌的限值。所有微生物的下限是0.60 aw。

霉菌生長是香料中常見的問題，但不可能確定產品是否會單獨使用水分含量數據進行霉變。將水分活度控制在0.70 aw以下將保證霉菌不會破壞香料。表1列出了對公眾健康有重要意義的微生物生長的水分活度限值。表2顯示了ASTA和ESA列出的幾種常見香料的水分活度和水分含量數值。水分含量本身提供的信息非常少。然而，表1和表2的比較表明這些香料將被認為微生物是安全的。

表1 水分活度和微生物

表2 常見香料的水分活度

化學和生物化學反應

水分活度不僅影響生物敗壞，還影響化學和酶反應。水可能會以幾種不同的方式影響化學反應：它可以作為溶劑、反應物，或通過影響系統的粘度來改變反應物的流動性。在非酶促褐變和脂質氧化中，隨著水分活度降低，化學降解反應速率通常會降低（見圖1）。香料的風味和氣味增強特性可以通過化學分解來改變，并且降低水分活度可以減緩這些反應并延長香料的保質期。

物理性質

控制香料中的水分活度保持適當的產品結構、質構、穩(wěn)定性、密度和再水合性質。在加工、處理、包裝和儲存過程中，必須了解香料的水分活度作為水分含量和溫度的函數，以防止結塊、粘結、塌陷和粘性等有害現象。對于通常作為無定形粉末加工的香料尤為如此。從表2可以看出，ASTA和ESA對水分含量的規(guī)定列出了洋蔥和大蒜粉含水量低于6%。他們還指出，可能需要較低的水分來保持流動性，但沒有指出多少水分含量將保持粉末自由流動。一種特定的臨界水分活度，高于此水平的粉末狀香料將容易結塊，并可用于過程儲存控制點。如果材料的水分活度保持在臨界水分活度以下，產品將保持其流動性質。

結論

水分活度是香料安全性和質量的關鍵控制點。它使用高精度的儀器很容易測量，應該是任何香料制造商質量控制體系的組成部分。有關測量香料水分活度或確定香料質量和安全性的關鍵水分活度的更多信息，請AquaLab北京辦事處。

參考文獻

Beuchat, L. R. "Microbial stability as affected by water activity." Cereal Foods World 26.7 (1981): 345-49.

Muggeridge, M. and M. Clay. "Introduction." Handbook of Herbs and Spices. Ed. K. V. Peter. 1st ed. Cambridge, England: Woodhead Publishing Limited, 2001. 13-21.

Peter, K. V. "Introduction." Handbook of Herbs and Spices. Ed. K. V. Peter. 1st ed. Cambridge, England: Woodhead Publishing Limited, 2001. 1-12.