水活度与烘焙产品的保质期

烘焙快餐业是一个价值4400亿美元的不断增长的市场。这些产品通常涵盖一系列的质地、颜色和口味，在保持预期的质地和感官特性的同时保持安全至关重要。影响烘焙产品质量和保质期的Z重要因素之一是水活度。水活度控制有助于防止或减少各种降解，如酸败、微生物腐败、老化或因水迁移引起的质地变化。

水活度理论

水活度定义为水在系统中的能量状态，并通过吉布自由能方程根植于热力学基本定律。它表示水的相对化学势能，由基质中的表面、依数和毛细管相互作用决定。实际上，它是与样品平衡中水的部分蒸汽压除以相同温度下水的饱和蒸汽压来测量的。水活度通常被称为“自由水”。

对于烘焙食品，水活度的测量方法是在密闭室的测量空间中使样品中的液相水与汽相水平衡，并使用传感器测量测量空间中的平衡相对湿度（ERH）。可使用电阻电解传感器、镜面露点或电容式传感器来确定相对湿度。来自瑞士Novasina公司Labmaster NEO水分活度仪，利用电解传感器在包含样品的密封室内测定ERH。通过电阻的变化跟踪ERH的变化。这种方法的优点是，它非常稳定，并且能够抵抗由于挥发污染（镜面露点传感器的一个特殊弱点）而导致的不准确读数。电阻电解传感器可实现Z 高水平的精度和精密度，无需维护和不经常校准。

对于烘焙产品而言，水活度测试的取样尤其具有挑战性，因为它们往往太大，无法放入样本杯中，并且通常是多组分的。

水活度和水分含量虽然相关，但不是相同的测量值。水分含量通常通过干燥时的损失重量来确定，即湿样品和干样品之间的重量差。对于烘焙零食，水分含量提供了一个质量标准和预期的口感，但并不决定产品微生物含量是否安全。水活度和水分含量通过等温吸附线联系起来。表1显示，不同的烘焙零食可能具有相似的水活度，但水分含量明显不同。显然，水分含量对于每种产品都是不同的。

                               表1

水活度和质地/脆度的关系

烘焙产品以其令人愉悦的质地和口感而闻 名，每种产品都有其独特的感官要求。例如，黄油饼干应该是酥脆的，蛋糕应该表现出坚实和湿润的良好混合。图1显示了烘焙零食的水活度范围。水活度的变化将导致质地的变化，每种烘焙产品都有一个Z 佳的水活度范围，在这个范围内，质地和味道将是Z理想的。延长这些产品保质期的关键是使其达到理想的水活度，并在储存和运输过程中通过有效包装保持水活度。

图一

许多烘焙产品含有多种成分，如奶油填充物或糖衣。对于这些产品，各组分之间的水分迁移可能导致不良的质地变化，甚至容易引发微生物生长。水分从高水活度组分转移到低水活度组分，因此防止水分迁移及其伴随后果的方法保持不同组分具备相同的水活度。如小吃蛋糕的糖霜、蛋糕和奶油填充物在组合之前都需要制造成相同的水活度，这样即使它们的水分含量不同，也不会在各成分之间发生水分迁移（图2）。

图2显示，为了避免水分迁移，多组分蛋糕的各组分水活度需要相同，而不需要管其水分含量如何。

图二

水活度和微生物生长

细菌和微生物通常情况下其生长都会有一个限定的水活度值，表二列出了常见腐败菌的水活度生长下限。这些生长下限表明，当水活度小于0.87aw时，所有病原菌停止生长，而常见的酵母和霉菌停止在0.70aw，这是已知的实际极限。只有嗜酸性和嗜渗性的微生物才能在0.70 aw以下生长，所有微生物在小于0.60aw时停止生长。其他内在因素，如pH值也会影响微生物的生长。这一范围内的烘焙零食并不被认为是不安全的，因为霉菌和酵母的生长不会导致食源性疾病。

然而，非致病性微生物的生长通常会使产品质量出现问题，不被消费者接受了，并被认为已经结束了产品的保质期。因此，水分活度必须降低到0.70aw以下，或其他干预措施来防止霉菌生长。

表二

有些烘焙产品都是按重量销售的，所以在产品中尽可能多地使用水，因为水是安全的成本本Z 便 宜的配料，能使利润Z 大化。本文中提供的信息表明每种产品都有一个理想的水活度范围，超过这个范围其产品质量将会受到影响，所以在保证质量的同时，实现盈利Z 大化的关键是跟踪水活度值，从而得到Z 好的产品质量，口感，色泽味道，Z 佳质保期，从而得到Z 大的经济效益。