水分活度與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系和食品防腐的應(yīng)用

隨著人們生活水平的不斷提高和生活節(jié)奏的日益加快，大家對(duì)于食品的品質(zhì)要求也越來(lái)越高。其中，微生物的生長(zhǎng)繁殖是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的重要因素。

據(jù)了解，控制微生物生長(zhǎng)的方法大概有以下幾種：
1.“熱殺菌”方式，但這樣可能破壞食品本身營(yíng)養(yǎng)成分中的活性物質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)性，并且在冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中也會(huì)存在溫度失控的問(wèn)題。
2.控制酸度，但會(huì)受到口味等因素的制約。   
3.控制滲透壓，這種方法需要在食品中添加較多的糖類(lèi)以及鹽類(lèi)物質(zhì)，但這樣在增加產(chǎn)品儲(chǔ)藏性的同時(shí)也增加了食品的健康風(fēng)險(xiǎn)——高糖會(huì)增加糖尿病風(fēng)險(xiǎn)，高鹽會(huì)增加心腦血管病的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)部分高滲透壓的芽孢桿菌在如此環(huán)境中也會(huì)長(zhǎng)期存在且會(huì)分泌大量的內(nèi)毒素。
4.采用防腐劑，用化學(xué)物質(zhì)殺滅微生物，但防腐劑在人體內(nèi)無(wú)法完全分解，而且腸道內(nèi)有著人體的正常菌群,防腐劑殺滅食品中有害微生物的同時(shí)也會(huì)殺滅人體的正常有益菌群，嚴(yán)重?cái)_亂了人體腸道微生物系統(tǒng),長(zhǎng)期使用后患無(wú)窮。

除此之外，通過(guò)控制食品中的水活度，使微生物失去賴(lài)以生存的水分環(huán)境，可更方便、有效地控制微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)食品貨架壽命。
 
水分活度的嚴(yán)格定義是: 在一定溫度下,溶液狀的水分或食品中水分的蒸氣壓p與相同溫度下純水的蒸氣壓po的比值,即Aw=p/po。主要用于反應(yīng)食品平衡狀態(tài)下的微生物能利用的或者能參與化學(xué)反應(yīng)的有效水分、產(chǎn)品穩(wěn)定性和微生物繁殖能力。

由上圖，可以看出水活度和產(chǎn)品中的脂類(lèi)氧化、褐變、維生素流失、酶的活性以及微生物生長(zhǎng)有著密切關(guān)系。產(chǎn)品中發(fā)生的生化反應(yīng)（如美拉德反應(yīng)）和酶促反應(yīng)是引起產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要原因之一，降低產(chǎn)品的水分活度可以延緩酶促褐變和非酶褐變的進(jìn)行。同時(shí)，低水分活度能抑制產(chǎn)品的化學(xué)變化，穩(wěn)定食品質(zhì)量。
 
綜上所述，為了保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定，需要控制水活度值在一個(gè)較窄的范圍之內(nèi)，因此水分活度的測(cè)定被廣泛應(yīng)用于研發(fā)、生產(chǎn)及質(zhì)量控制等領(lǐng)域，對(duì)掌握食品品質(zhì)的穩(wěn)定性與儲(chǔ)藏性具有重要意義。
 
下表是水活度和微生物生長(zhǎng)的關(guān)系，在低于這些值的條件下，對(duì)應(yīng)的菌類(lèi)不能生長(zhǎng)繁殖：

Aw范圍	在此范圍內(nèi)的最低水分活度一般所能抑制的微生物
1.00～0.95	假單胞菌、大腸桿菌變形桿菌、志賀氏菌屬、克雷伯氏菌屬、芽孢桿菌．產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌、一些酵母
0.95～0.91	沙門(mén)氏桿菌屬、溶副血紅蛋白弧菌、肉毒梭狀芽孢桿菌、沙雷氏桿菌、乳酸桿菌屬、足球菌、一些霉菌、酵母(紅酵母、畢赤氏酵母)
0.91～0.87	許多酵母(假絲酶母、球擬酵母、漢遜酶母)小球菌
0.87～0.80	大多數(shù)霉菌(產(chǎn)生毒素的青霉菌)，金黃色葡萄球菌、大多數(shù)酵母菌屬(拜耳酵母)SPP、德巴利氏酵母菌
0.80～0.75	大多數(shù)嗜鹽細(xì)菌、產(chǎn)真菌毒素的曲霉
0.75～0.65	嗜旱霉菌(謝瓦曲霉、白曲霉、WallemiaSebi）、二孢酵母
0.65～0.60	耐滲透壓酵母(魯酵母)，少數(shù)霉菌(刺孢曲霉、二孢紅曲霉)
<0.60	微生物不增殖

通過(guò)測(cè)定和控制食品的水分活度, 可以做到以下幾點(diǎn):
（1）預(yù)測(cè)哪種微生物是潛在的腐敗和污染源；
（2）確保食品的化學(xué)穩(wěn)定性；
（3）使非酶氧化反應(yīng)和脂肪非酶氧化降到最��；
（4）延長(zhǎng)酶的活性和食品中維生素；
（5）優(yōu)化食品的物理性質(zhì), 如質(zhì)構(gòu)和貨架期。
 
值得注意的是，產(chǎn)品水分含量與水分活度并不存在統(tǒng)一的相關(guān)性。例如：醬油、果醬，外表像是高水分產(chǎn)品，但大部分水分與鹽、糖或其它成分相結(jié)合，因此它們的水分活度值很低，在0.80左右。
 
目前，水分活度儀廣泛應(yīng)用在食品/藥品/化妝品/飼料等領(lǐng)域，已被納入眾多標(biāo)準(zhǔn)體系：如GB中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)DA、USDA法規(guī)和GMP、HACCP等。
意大利Steroglass斯特洛WaterLab 高精度露點(diǎn)水分活度儀，采用鏡面冷卻露點(diǎn)傳感器和創(chuàng)新的智能控制模式，分辨率高達(dá)0.0001aw，準(zhǔn)確性0.003aw，，5min之內(nèi)即可完成測(cè)試，可以準(zhǔn)確、快速測(cè)出樣品的水活度值（aw）。
 
并且，該設(shè)備運(yùn)用新的校準(zhǔn)和精確的溫度控制系統(tǒng)，可以使樣品倉(cāng)內(nèi)溫度迅速達(dá)到指定溫度（如25℃）。另外，該設(shè)備可控制樣品室內(nèi)溫度：15-50℃，并帶有TEST LIFE模擬程序，可以幫助用戶(hù)測(cè)定不同溫度條件下樣品的水分活度，為產(chǎn)品的儲(chǔ)存溫度和包裝條件提供有效的判斷依據(jù)，對(duì)于判斷產(chǎn)品真實(shí)貨架壽命具體實(shí)際的參考意義。
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SQKY082974	標(biāo)準(zhǔn)配置: WaterLab水活度儀、校準(zhǔn)溶液套裝、樣品杯(50個(gè))、USB硬盤(pán)、數(shù)據(jù)線、觸摸筆、清潔套裝，出廠報(bào)告、操作手冊(cè)。
SQLA081946	樣品杯，含蓋，PP材質(zhì)，φ40mmx12mm，10ml, 帶書(shū)寫(xiě)區(qū)，250/盒
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SQPD081792	校準(zhǔn)溶液，0.760 aw, 50支/盒
SQPD081793	校準(zhǔn)溶液，0.920 aw, 50支/盒
SQPD081796	校準(zhǔn)溶液，0.984 aw, 50支/盒
SQPD081795	校準(zhǔn)溶液，1.000 aw, 50支/盒
SQTR074678	熱敏打印機(jī)，含數(shù)據(jù)線、打印紙
SQPD083591	傳感器清潔套裝，包含清洗液、擦拭棒、紙、活性炭