水分活度對食品中主要的化學變化的影響

水分活度是指食品在密閉容器內測得的水蒸汽壓（P）與同溫度下測得的純水蒸汽壓（P₀）之比。

aw=P/P₀

水分活度物理意義：表征生物組織和食品中能參與各種生理作用的水分含量與總含水量的定量關系。

一、水分活度對食品化學變化的影響主要由以下幾個方面：

（1）對脂肪氧化酸敗的影響

低水分活度，氧化速度隨水分增加而降低，到水分活度接近等溫線區(qū)域I、II邊界時進一步加水使氧化速度增加，知道水分活度接近區(qū)域II與區(qū)域III的邊界，如果再進一步加水又引起氧化速度降低。

aw=0-0.35范圍，隨aw增加，反應速度降低的原因：水與脂類氧化生成以氫鍵結合的氫過氧化物，保護氫過氧化物的分解，阻止氧化進行。這部分水與金屬離子形成水合物，降低其催化性。

aw=0.35-0.80范圍，aw增加，反應速度增加的原因：a, 水中溶解氧增加； b, 大分子物質溶脹，活性位點暴露加速脂類氧化；c, 催化劑和氧的流動性增加。

（2）對淀粉老化的影響

含水量30%-60%，淀粉老化速度快，降低含水量，淀粉老化速度減慢，含水量10%-15%，結合水，淀粉不發(fā)生老化。

（3）對蛋白質變性的影響

水能使多孔蛋白質膨潤，暴露可能被氧化的集團，氧就很容易轉移到反應位置。水分活度增大，加速蛋白質氧化，破壞保持蛋白質結構的次級鍵，導致蛋白質變性。水分含量4%，蛋白質變性緩慢進行，水分含量在4%以下，則不會發(fā)生蛋白質變性。

（4）對酶促褐變的影響

低水分活度下（aw 0.25-0.30），一些酶不會發(fā)生變化。這是因為低水分活度下不允許酶和反應物重新反應。

（5）對非酶褐變的影響

食品水分活度在一定范圍內，非酶褐變隨水分活度的增大而加速，aw 0.60-0.70，褐變嚴重。隨水分活度下降，非酶褐變收到抑制；降低到0.20 aw以下，褐變難以發(fā)生。如果水分活度大于褐變高峰aw值，由于溶質濃度下降導致褐變速度減慢。一般情況，濃縮液態(tài)、中等水分食品位于非酶褐變適水分含量范圍。

（6）對水溶性色素分解的影響

葡萄、杏、草莓等水果色素是水溶性花青素，溶于水不穩(wěn)定，1-2周后其*的色澤小時。花青素字干制品中十分穩(wěn)定，數(shù)年貯藏輕微分解，一般而言，aw增大，水溶性色素分解速度加快。

二、低水分活度抑制食品化學變化機理                     

（1）大多數(shù)化學反應必須水溶液進行，降低食品水分活度，食品結合水比例增加，自由水比例減少，結合水不能作為反應物溶解，所以降低水分活度，使食品中許多可能發(fā)生的化學反應、酶促反應收到抑制。

（2）化學反應屬于離子反應，反應條件是反應物首先必須進行離子化或水化作用，發(fā)生離子化或水化作用的條件必須有足夠的自由水才能進行。

（3）很多化學、生物化學反應、都必須有水分子才能進行（如水解反應）。降低水分活度、減少參加反應自由水數(shù)量，反應物濃度下降，化學反應速度變慢。

（4）許多以酶為催化劑的酶促反應，水除了起一種反應物作用，還能作為底物向酶擴散的輸送介質，并且通過水化促使酶和底物活化。

綜上，降低食品的水分活度，可延緩酶促、非酶褐變的進行，減少食品營養(yǎng)成分的破壞，防止水溶性色素的分解。水分活度過低，則加速脂肪氧化酸敗，引起非酶褐變。食品化學反應的大反應速度一般發(fā)生在具有中等水分含量（aw為0.70-0.90）的食品中。要使食品具有高穩(wěn)定性，將水分活度保持在結合水范圍。既使化學變化難以發(fā)生，同時又不會使食品喪失吸水性和復原性。