Hoạt động Nước: Một Đo Thời hạn sử dụng kiểm soát
hoạt động của nước (Aw) là một thước đo của sự "cởi" Hiện nay nước tự do hoặc trong các sản phẩm thực phẩm. Nó là một yếu tố quan trọng mà có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhiều loại thực phẩm. Nó là một chỉ số tốt hơn so với tổng độ ẩm để dự đoán sự ổn định của thực phẩm đối với các tính chất vật lý, tỷ lệ phản ứng bất lợi, và sự tăng trưởng của vi sinh vật với. Trong khi nhiệt độ, độ pH và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến việc một sinh vật sẽ tăng trưởng và tỷ lệ mà tại đó nó sẽ phát triển trong một sản phẩm thực phẩm, hoạt độ nước là yếu tố quan trọng nhất. Hầu hết vi khuẩn không phát triển các hoạt động tại nước dưới 0,91, và hầu hết các khuôn ngừng phát triển với các hoạt động nước dưới 0,80. Bằng cách đo hoạt độ nước của các loại thực phẩm, có thể dự đoán các vi sinh vật sẽ hoặc sẽ không có nguồn tiềm năng của sự hư hỏng.
Nhiều quá trình bảo quản thực phẩm truyền thống cũng như gần đây cố gắng để kiểm soát hư hỏng bằng cách hạ thấp sự sẵn có của các nước để các vi sinh vật. Giảm lượng nước tự do hoặc không ràng buộc cũng có thể giảm thiểu các phản ứng hóa học không mong muốn khác xảy ra trong thực phẩm khi bảo quản. Các quy trình được sử dụng để làm giảm lượng nước tự do trong thực phẩm: tập trung, mất nước, xử lý, đóng băng khô và thực phẩm ẩm trung gian. Một món ăn ẩm trung gian thường có độ ẩm dưới 50 phần trăm và đã được xây dựng để có một hoạt động nước dưới 0,90. Freezing, trong đó nước là ở dạng tinh thể băng và do đó không có sẵn cho các vi sinh vật là một phương pháp phổ biến để kiểm soát sự hư hỏng thực phẩm. Ice tại 0ºF có Aw 0,84.
Cơ quan quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ đã kết hợp các nguyên tắc hoạt động của nước trong định nghĩa cho một số sản phẩm như thực phẩm axit thấp. Theo định nghĩa, thực phẩm giàu axit thấp có nghĩa là các loại thực phẩm có độ pH cân bằng lớn hơn 4,6 và hoạt độ nước lớn hơn 0,85. Sử dụng nước hoạt động và các biện pháp kiểm soát khác như pH rất quan trọng để xác định xem một quá trình lên kế hoạch phải được đệ trình với FDA để tiêu hủy nhiệt của Clostridium botulinum. Nhiều chế biến thực phẩm hiện nay yêu cầu dữ liệu từ các nhà cung cấp thành phần Aw của họ.
Làm thế nào để đo lường Hoạt động nước trong thực phẩm
Aw được định nghĩa là các thương của áp suất hơi nước của chất chia cho áp suất hơi của nước tinh khiết ở nhiệt độ như nhau. Một cách tiếp cận để đo Aw là kỹ thuật gương ướp lạnh. Không khí được lưu thông qua mẫu trong một buồng kín với nhiệt độ kiểm soát gương. Nhiệt độ của gương được hạ xuống cho đến khi độ ẩm ngưng tụ lại trên bề mặt của các gương được phát hiện bởi các cảm biến quang học. Độ ẩm ngưng tụ xảy ra tại các điểm sương. Dựa trên các đo lường này, xác định độ ẩm tương đối cân bằng phần trăm và các hoạt động nước của các sản phẩm kèm theo trong buồng có thể được tính toán. Một fan hâm mộ được sử dụng để tăng tốc độ cân bằng hơi. Nhiệt độ của mẫu có thể ảnh hưởng đến phép đo hoạt độ nước bằng cách thay đổi các ràng buộc nước (phân ly của nước) hoặc hòa tan các chất hoà tan. Mẫu cần phải được đo ở nhiệt độ phòng nếu có thể. Hoạt động nước (aw) trong thực phẩm (Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) ĐỊNH NGHĨA Các hoạt động dưới nước (aw) của một thực phẩm là tỷ số giữa áp suất hơi của các thực phẩm tự, khi trong một hoàn toàn cân bằng không bị xáo trộn với các phương tiện truyền thông không khí xung quanh, và áp suất hơi nước cất trong điều kiện giống hệt nhau. Một hoạt động nước của 0,80 có nghĩa là áp suất hơi là 80 phần trăm so với nước tinh khiết. Các hoạt động của nước tăng theo nhiệt độ. Các điều kiện độ ẩm của một sản phẩm có thể được đo lường bằng độ ẩm tương đối cân bằng (ERH) thể hiện tỷ lệ phần trăm hoặc như các hoạt động của nước thể hiện như một số thập phân. Hầu hết các loại thực phẩm có hoạt độ nước trên 0,95 và rằng sẽ cung cấp đủ độ ẩm để hỗ trợ sự tăng trưởng của vi khuẩn , nấm men, nấm mốc. Lượng ẩm có sẵn có thể được giảm đến một điểm mà sẽ ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn. Nếu các hoạt động nước của thực phẩm được kiểm soát đến 0,85 hoặc ít hơn trong các sản phẩm hoàn thành, nó không phụ thuộc vào quy định của 21 CFR Phần 108, 113, và 114. sorption HÀNH VI Các tế bào vi khuẩn chỉ có thể chuyển các chất dinh dưỡng trong và chất thải ra ngoài qua vách tế bào. Các nguyên vật liệu, do đó, phải ở dạng hòa tan được thấm nhập vào tế bào. Một phần trong tổng số hàm lượng nước có trong thức ăn được liên kết mạnh với các trang web cụ thể và không hành động như một dung môi. Những trang web này bao gồm các nhóm hydroxyl của polysaccharides, các cacbonyl và nhóm amin của protein, và những người khác mà nước có thể được tổ chức bởi liên kết hydro, bởi trái phiếu ion lưỡng cực, hoặc bởi các tương tác mạnh mẽ khác. Các hành động ràng buộc được gọi là hành vi hấp phụ của thực phẩm. Các phương pháp thành công nhất cho nghiên cứu tính chất hấp phụ nước trong sản phẩm thực phẩm đã được chuẩn bị "sorption Isotherms", hoặc đường cong liên quan áp suất riêng phần của nước trong thực phẩm hàm lượng nước của nó ở nhiệt độ không đổi. Việc thực hành tương tự cũng xảy đến học đường cong liên quan hoạt động của nước trong điều kiện cân bằng hàm lượng nước. Hai phương pháp cơ bản có thể được sử dụng để có được những đường cong nhiệt độ hấp phụ không đổi. Trong phương pháp đầu tiên, thực phẩm có độ ẩm đã biết được phép đến trạng thái cân bằng với một khoảng trống nhỏ trong một bao vây chặt chẽ và áp suất riêng phần của nước hoạt động được đo manometrically, hoặc độ ẩm tương đối được đo bằng cách sử dụng một hyqrometer. Nước hoạt động bằng trạng thái cân bằng độ ẩm tương đối chia cho 100: (aw = ERH / 100), nơi ERH là độ ẩm tương đối cân bằng (%). Cảm biến độ ẩm tương đối của rất nhiều loại có sẵn cho mục đích này, bao gồm cả ẩm kế điện, các tế bào điểm sương, psychrometers, và những người khác. Một phương pháp cơ bản thứ hai để chuẩn bị isotherms là tiếp xúc của một mẫu thức ăn nhỏ để bầu khí quyển khác nhau độ ẩm liên tục. Sau khi cân bằng được, mức độ ẩm được xác định gravimetrically hoặc bằng các phương pháp khác. Một số giải pháp muối bão hòa có sẵn cho mục đích này. Dung dịch muối bão hòa có lợi thế của việc duy trì một độ ẩm liên tục miễn là sự có mặt của muối là ở trên mức bão hòa. Slushes và giải pháp của glycerol hoặc axit sulfuric Salt là những người hay sử dụng. Kiến thức về hành vi hấp phụ của thực phẩm rất hữu ích trong quá trình tập trung và mất nước vì hai lý do: Nó có tầm quan trọng trong thiết kế của các quá trình tự; bởi vì nó có một tác động quan trọng về sự dễ dàng hay khó khăn trong việc loại bỏ nước, mà phụ thuộc vào áp suất riêng phần của nước trong thực phẩm và vào năng lượng của liên kết của các nước trong thực phẩm. Hoạt động nước ảnh hưởng đến sự ổn định thực phẩm và do đó nó phải được đưa đến một mức độ phù hợp khi kết thúc làm khô và duy trì trong một phạm vi chấp nhận các giá trị hoạt động trong thời gian lưu trữ. Sản phẩm có chứa nước miễn phí cho ra độ ẩm ở dạng khí để không khí trong môi trường, chỉ khi áp suất hơi trong không khí là dưới đây mà của sản phẩm. Áp suất hơi của dung dịch muối hoặc đường là giảm so với nước tinh khiết. Lượng hơi nước trong không khí xung quanh thường được đo như độ ẩm tương đối. Tại điểm cân bằng, nước không phải là phát ra cũng không hấp thụ. Áp suất hơi của sản phẩm thực phẩm sau đó sẽ trở thành giống như của không khí xung quanh. THIẾT BỊ ĐO Các thiết bị phù hợp để đo hoạt độ nước có thể giống như được sử dụng để đo độ ẩm tương đối được cung cấp rằng các phần tử cảm biến sử dụng có thể được thực hiện nuôi nhốt hoặc bị cô lập với một mẫu sản phẩm để đo được. Một kỹ thuật đo lường cơ bản sử dụng một món ăn kín hoặc container với các cảm biến gắn trên các mẫu thử nghiệm. Đối với mục đích kiểm tra ban đầu, tất cả các phòng thí nghiệm của FDA huyện được trang bị với một Abbeon w-Value Analyzer (một ẩm kế tóc). Mẫu có thể được kiểm tra trong trùng lặp. Các thiết bị được sử dụng để thiết lập một biểu đồ tham chiếu với dữ liệu thu được từ kiểm tra của máy phát điện có độ ẩm đáng tin cậy. Salt slushes các giá trị đã biết aw như natri clorua, kali nitrat và kali sulfat có thể được sử dụng. Những muối này sẽ cung cấp cho một loạt các hoạt động dưới nước (ở 25 C) 0,758-0,969. Các kết quả của thử nghiệm này là một xấp xỉ mà sau đó phải được xác nhận bằng cách đo lường, sử dụng các kỹ thuật cân bằng áp suất trong đó mẫu được phép đến trạng thái cân bằng với một tiêu chuẩn tham chiếu, như một cellulose vi tinh thể (MC). Dụng cụ điện tử phù hợp cho kiểm tra xác nhận là: 1. Beckman Hygroline Moisture Meter; Nova Sina / Rotronic ẩm Độ ẩm Meters 2. Hygrodynamic Máy đo độ ẩm 3. WeatherMeasure Relative hệ thống ẩm Các yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát hoạt động của nước như là một chất bổ trợ trong bảo quản là những thành phần trong sản phẩm cuối cùng và có hiệu lực của họ về năng lực ràng buộc nước đó được đo bằng ERH (nước hoạt động, aw). Khi xác định ERH ( aw) vài giờ được yêu cầu cho hơi nước (độ ẩm tương đối) để đạt được sự cân bằng trong khoảng trống trên các thực phẩm trong hộp kín. Do đó, việc xây dựng các sản phẩm để cung cấp cho các aw cần phải được xác định trước và rất phức tạp một cách chính xác tại thời điểm đóng gói. Nó là cần thiết cho các nhà phân tích để đảm bảo rằng nhiệt độ của không khí trên bề mẫu được kiểm soát chặt chẽ, thậm chí là một chút khác biệt về nhiệt độ ở khu vực này có thể dẫn đến một sự thay đổi đáng kể trong hoạt động đọc sách nước. Stoloff (1978) chỉ ra rằng ở 25 C, một sự khác biệt 0.1 C giữa các mẫu rắn, lỏng và khí bề sẽ dẫn đến một sự khác biệt khoảng 0.005 trong đo lường hoạt động của nước. Cho phép nhiệt độ giữa không khí giao diện mẫu và không khí bề thay đổi Ví dụ, 1 C (khoảng 1,8 F) có thể dẫn đến một sự khác biệt trong aw đọc 0,05. Xét rằng aw tối thiểu đối với sự phát triển của C. botulinum là khoảng 0.93, như vậy chênh lệch nhiệt độ có thể dẫn đến một sai lầm đọc cho các mẫu nhỏ hơn 0,93. Như vậy, sự cần thiết của e
đang được dịch, vui lòng đợi..
