等温吸湿曲线不同阶段的水分特性

为了更好地理解A_w与水分含量的关系，可将图2-10食品低水分含量范围内的等温吸湿曲线分成三个区间。等温吸湿线上不同区水分特性见表2-3。

表2-3 等温吸湿线上不同区水分特性

Ⅰ区：是食品中吸附最牢固和最不易移动的水，水分子是通过水-离子或水-偶极相互作用而牢固结合的那部分水，A_w也最低，一般在0～0.25。这种水不能作为溶剂，而且在-40℃不结冰。对固体没有显著的增塑作用，它可以简单地被看作固体的一部分。在区间Ⅰ高水分末端（区间Ⅰ和区间Ⅱ的分界线）位置的这部分水相当于食品的 “单分子层水（BET）”含量，最恰当的解释是这部分水可看成是在干物质可接近的强极性基团周围形成一个单分子层所需水的近似量，根据近似的估计，水与强极性基团间的摩尔比为1∶1。

Ⅱ区：水分占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团（如酰胺基、羧基等）周围的另外几层位置，形成多分子层结合水，主要靠H₂O-H₂O和H₂O-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合，同时还包括直径＜1μm的毛细管中的水。A_w在0.25～0.8。当食品中的水分含量达到相当于区间Ⅰ和区间Ⅱ的边界时，水将引起溶解过程，这种水大部分在-40℃不结冰，并且还起了增塑剂的作用，促使固体骨架开始肿胀。溶解过程的开始将使反应物质流动，因此加速了大多数反应的速度。(www.xing528.com)

Ⅲ区：是毛细管凝聚的自由水，A_w在0.8～0.99。这部分水是食品中结合最不牢固和最容易流动的水，又称体相水，在凝胶和细胞体系中，因为体相水以物理方式被截留，所以宏观流动性受到阻碍，但它与稀盐溶液中水的性质相似。这部分水既可以结冰也可作为溶剂，并且还有利于化学反应的进行和微生物的生长。

虽然等温线可划分为三个区间，但还不能准确地确定各区间的分界线，而且除化学吸附结合水外，等温线每一个区间内和区间与区间之间的水都能发生交换。另外，向干物质中增加水虽然能够稍微改变原来所含水的性质，即基质的溶胀和溶解过程，但是当等温线的区间Ⅱ增加水时，区间Ⅰ水的性质几乎保持不变；同样，在区间Ⅲ内增加水，区间Ⅱ水的性质也几乎保持不变（图2-10）。从而可以说明，食品中结合得最不牢固的那部分水对食品的稳定性起着重要作用。