A w与温度有关,所以测定样品Aw时,必须标明温度。Aw与热力学温度T之间的关系可以用经修改的克劳修斯-克拉伯龙(Clausius-Clapeyron)方程[式(2-6)]表示。
式中 T——热力学温度
R——气体常数
ΔH——样品中水分的等量净吸附热
式(2-6)经过整理,可推出式(2-7)
式中,Aw和 R、T 的意义与式(2-6)相同,ΔH 则为纯水的汽化潜热(40.5372kJ/mo1)。k的意义可由式(2-8)表示:
通过对lnAw-1/T作图,应该是一条直线。也就是说,一定水分含量的食品,在一定的温度范围内,Aw随热力学温度升高而成正比例升高。具有不同水分含量的天然马铃薯淀粉的lnAw-1/T图证明了这种理论推断,如图2-7所示。
图2-7 不同水分含量天然马铃薯淀粉的Aw和温度的关系
(每条直线上表明了每克干淀粉水分含量)
当温度范围扩大时,lnAw-1 /T在较大的温度范围内图线并非始终是一条直线;当冰开始形成时,图线出现明显的折断。在冰点以下lnAw随1 /T的变化率明显加大,并且不再受样品中的非水物质影响,见图2-8。因此,冰点温度以下的Aw应按照式(2-9)计算。(www.xing528.com)
图2-8 食品在高于冰点以上和低于冰点以下时Aw和温度的关系
式中 pff——部分冷冻样品的蒸气压
po(scw)——相同温度下纯过冷水的蒸气压
pice——相同温度下纯冰的蒸气压
图2-8说明:①在低于冰点温度时也是线性关系;②温度对Aw的影响在低于冰点温度时远比在高于冰点温度以上时要大得多;③样品在冰点时,图中直线出现明显的折断。
在比较冰点以上和冰点以下温度的 Aw时,应注意以下两个重要的区别:①在冰点温度以上,Aw是样品成分和温度的函数,成分是影响Aw的主要因素;但在冰点温度以下时,Aw只取决于温度,与样品中的成分无关。②温度在冰点以上和以下时,就食品而言, Aw对稳定性的影响是不一样的。例如,在 Aw为0.86的-15℃的产品中,微生物不再生长,而且化学反应缓慢进行,但是,在同样水分活度的20℃情况下,一些化学反应将快速进行,一些微生物将以中等速度生长。
小资料
冷冻食品解冻后不宜再进冰箱
含水食品在冻结过程中导致其组织结构遭到破坏,如细胞壁或细胞膜破裂,导致解冻后部分水分流失,且微生物会快速繁殖。反复解冻冷冻后,食品品质开始变化,原有的营养成分、新鲜度、口感都会受到不同程度的影响。
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