Материал из PL Engineering
Активность воды (Aw) и её влияние на микроорганизмы
Термин "активность воды" (англ. "water activity" - Aw) впервые был введен Скоттом в 1952 г., доказавшим существование зависимости между количеством свободной (не связанной) воды в продукте и ростом микроорганизмов в нем.
Само определение активности рассматривается как отношение величины парциального давления пара над поверхностью продукта к давлению насыщенного пара над дестиллированной водой при температуре продукта.
Если за стандартное состояние принять давления пара над чистым растворителем (дистиллированная вода) отношение для Aw примет вид:
Аw = p / ps, (1)
где: p - парциальное давление водяного пара над поверхностью продукта;
рs - давление насыщенного пара над чистой водой при температуре продукта.
Так как величина Аw носит термодинамический характер, т. е. характеризует равновесное давление паров воды при определенной температуре, она может быть определена как равновесная относительная влажность деленная на 100.
Аw = Rh / 100, (2)
где: Rh - равновесная относительная влажность, %
Отношение парциальных давлений паров над продуктом и чистым растворителем входит в основную термодинамическую формулу количественного определения энергии связи влаги с материалом (по П.А. Ребиндеру).
-*F = L = RT ln p / ps = RT ln Aw (Дж / моль), (3)
где:
- F - уменьшение свободной энергии системы;
L - работа отрыва 1 моля воды от материала (без изменения состава);
R- газовая постоянная;
Т- абсолютная температура.
Известно, что между водой, химическими соединениями и биологической структурой пищевых продуктов происходят взаимодействия различного характера. А именно - вода является дисперсной средой для целого ряда химических реакций и метаболизма микроорганизмов в продуктах питания. Величина Aw хорошо коррелирует со многими из них. Так понижение Aw от 1 до 0.2 приводит к значительному замедлению химических и ферментативных реакций, кроме процесса окисления липидов и реакции Майяра.
В настоящие время изучены и определены пороговые значения Aw для большинства микроорганизмов, за пределами которых, замедляются или прекращаются процессы их роста. Так для большинства бактерий предельное значение Aw, обеспечивающие их нормальное развитие должно быть не ниже 0.90 - 0.99.
Дрожжи и многие плесневые грибы хорошо развиваются даже в пределах Aw = 0.85 - 0.65.
По величине активности воды выделяют следующие виды пищевых продуктов:
продукты с высокой влажностью (Аw = 1.0 - 0.9);
продукты с промежуточной влажностью (Aw = 0.9- 0.6);
продукты с низкой влажностью(Aw = 0.6 - 0.0).
О важности данного показателя говорит и то, что Американский Институт Технологов-Пищевиков на своем 50-летнем юбилее, отметил одним из десяти наиболее значимых нововведений в пищевой промышленности последнего полувека - концепцию активности воды, которая позволяет оценить степень подверженности сушеных продуктов и продуктов с промежуточной влажностью микробиологической и другой порче.
Таким образом, контролируя функционально-технологические показатели в продукте и, в частности, показатель Aw, можно прогнозировать его способность к хранению.