3.1.3 Enzymatic and chemical change

3.1.3 Enzymatic and chemical changes related to aw values
The relationship between enzymatic and chemical changes in foods as a function of water activity is illustrated in Figure 3.1. With aw at 0.3, the product is most stable with respect to lipid oxidation, non-enzymatic browning, enzyme activity, and of course, the various microbial parameters. As aw increases toward the right, the probability of the food product deteriorating increases.
According to Rahman and Labuza (1999), enzyme-catalyzed reactions can occur in foods with relatively low water contents. The authors summarized two features of these results as follows:
1. The rate of hydrolysis increases with increased water activity but is extremely slow with very low activity.
2. For each instance of water activity there appears to be a maximum amount of hydrolysis, which also increases with water content.
The apparent cessation of the reaction at low moisture cannot be due to the irreversible inactivation of the enzyme, because upon humidification to a higher water activity, hydrolysis resumes at a rate characteristic of the newly attained water activity. Rahman and Labuza(1999) reported the investigation of a model system consisting of avicel, sucrose, and invertase and found that the reaction velocity increased with water activity. Complete conversion of the substrate was observed for water activities greater than or equal to 0.75. For water activities below 0.75, the reaction continued with 100% hydrolysis. In solid media, water activity can affect reactions in two ways: lack of reactant mobility and alternation of active conformation of the substrate and enzymatic protein. The effects of varying the enzyme-to-substrate ratios on reaction velocity and the effect of water activity on the activation energy for the reaction could not be explained by a simple diffusional model, but required postulates that were more complex:
1. The diffusional resistance is localized in a shell adjacent to the enzyme.
2. At low water activity, the reduced hydration produces conformational changes in the enzyme, affecting its catalytic activity.
The relationship between water content and water activity is complex. An increase in aw is usually accompanied by an increase in water content, but in a non-linear fashion. This relationship between water activity and moisture content at a given temperature is called the moisture sorption isotherm. These curves are determined experimentally and constitute the fingerprint of a food system.
3.1.4 Recommended equipment for measuring aw
Many methods and instruments are available for laboratory measurement of water activity in foods. Methods are based on the colligative properties of solutions. Water activity can be estimated by measuring the following:
• Vapour pressure
• Osmotic pressure
• Freezing point depression of a liquid
• Equilibrium relative humidity of a liquid or solid
• Boiling point elevation
• Dew point and wet bulb depression
• Suction potential, or by using the isopiestic method
• Bithermal equilibrium
• Electric hygrometers
• Hair hygrometers
3.1.4.1 Vapour pressure
Water activity is expressed as the ratio of the partial pressure of water in a food to the vapour pressure of pure water with the same temperature as the food. Thus, measuring the vapour pressure of water in a food system is the most direct measure of aw. The food sample measured is allowed to equilibrate, and measurement is taken by using a manometer or transducer device as depicted in Figure 3.2. This method can be affected by sample size, equilibration time, temperature, and volume. This method is not suitable for biological materials with active respiration or materials containing large amounts of volatiles.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เป็น 3.1.3 เปลี่ยนแปลงทางเคมี และเอนไซม์ในระบบกับกม. ค่า
ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และเอนไซม์ในระบบอาหารเป็นฟังก์ชันของน้ำกิจกรรมจะแสดงในรูปที่ 3.1 กม. ที่ 0.3 ผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพมากที่สุดเกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันของไขมัน ไม่เอนไซม์ในระบบ browning เอนไซม์ และ พารามิเตอร์จุลินทรีย์ต่าง ๆ เมื่อสะสม มากขึ้นไปทางด้านขวา ความน่าเป็นผลิตภัณฑ์อาหารที่กำลังทรุดลงเพิ่ม
ตามเราะหฺมานและ Labuza (1999), เอนไซม์กระบวนปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ในอาหารมีค่อนข้างต่ำน้ำเนื้อหาได้ ผู้เขียนสรุปคุณลักษณะสองเหล่านี้ผลลัพธ์เป็นดังนี้:
1 ไฮโตรไลซ์อัตราเพิ่มขึ้นกับกิจกรรมของน้ำเพิ่มขึ้น แต่ช้ามาก มีกิจกรรมมากขึ้น
2 สำหรับแต่ละอินสแตนซ์ของกิจกรรมน้ำ ปรากฏ ว่าไฮโตรไลซ์ ซึ่งเพิ่มขึ้นยัง มีเนื้อหาน้ำได้จำนวน
ยุติชัดเจนของปฏิกิริยาที่ความชื้นต่ำไม่สามารถเนื่องจากการยกเลิกการเรียกให้ของเอนไซม์ เนื่องจากเมื่อ humidification กิจกรรมน้ำสูง ไฮโตรไลซ์ดำเนินต่อในลักษณะของกิจกรรมใหม่ได้น้ำอัตราการ เราะหฺมานและ Labuza(1999) รายงานการตรวจสอบระบบแบบจำลองประกอบด้วย avicel ซูโครส และ invertase และพบว่า ความเร็วของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นกับกิจกรรมน้ำ แปลงสมบูรณ์ของพื้นผิวถูกตรวจสอบสำหรับกิจกรรมทางน้ำมากกว่า หรือเท่ากับ 0.75 สำหรับกิจกรรมทางน้ำด้านล่าง 0.75 ปฏิกิริยาต่อ ด้วยไฮโตรไลซ์ 100% ในสื่อที่เป็นของแข็ง กิจกรรมน้ำอาจมีผลต่อปฏิกิริยาในสองวิธี: ขาดความคล่องตัวทำปฏิกิริยาและ alternation conformation ใช้งานพื้นผิวและโปรตีนเอนไซม์ในระบบได้ ไม่สามารถอธิบายผลกระทบของอัตราส่วนเอนไซม์พื้นผิวความเร็วของปฏิกิริยาและผลของกิจกรรมน้ำพลังงานกระตุ้นสำหรับปฏิกิริยาแตกต่างกัน โดยรุ่น diffusional แบบง่าย แต่ต้อง postulates ที่ซับซ้อน:
1 ต้านทาน diffusional เป็นภาษาท้องถิ่นในเปลือกติดกับเอนไซม์
2 ที่ต่ำน้ำกิจกรรม ไล่น้ำลดลงก่อให้เกิดเปลี่ยนแปลง conformational ในเอนไซม์ ผลของตัวเร่งปฏิกิริยากิจกรรม.
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำและน้ำกิจกรรมมีความซับซ้อน การเพิ่มสะสม มักจะตามมา ด้วยการเพิ่มปริมาณน้ำ แต่ไม่ใช่เชิงเส้นในการ นี้ความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมน้ำชื้นที่อุณหภูมิกำหนดเรียกว่า isotherm ดูดความชื้น เส้นโค้งเหล่านี้กำหนด experimentally และเป็นลายนิ้วมือของตัวอาหารระบบ
3.1.4 แนะนำอุปกรณ์สำหรับวัดสะสม
หลายวิธีและเครื่องมือพร้อมใช้งานสำหรับห้องปฏิบัติการวัดกิจกรรมในน้ำในอาหาร วิธีการขึ้นอยู่กับคุณสมบัติ colligative โซลูชั่น สามารถประเมินกิจกรรมน้ำ โดยวัดต่อไปนี้:
•ความดันไอ
•ความดันออสโมติก
•เหยียบจุดเยือกแข็งน้ำยา
•ความชื้นสัมพัทธ์สมดุลของของเหลวหรือของแข็ง
•จุดเดือดยก
• Dew ชี้ และเปียกซึมเศร้าหลอด
•ดูดมี ศักยภาพ หรือ โดยใช้วิธี isopiestic
•สมดุล Bithermal
hygrometers ไฟฟ้า•
•ผม hygrometers
3.1.4.1 ความดันไอ
กิจกรรมน้ำจะแสดงเป็นอัตราส่วนของความดันบางส่วนของน้ำในอาหารมีความดันไอของน้ำบริสุทธิ์ มีอุณหภูมิเดียวกันเป็นอาหาร ดังนั้น วัดความดันไอของน้ำในระบบอาหารได้ตรงที่สุดที่วัดกม. ตัวอย่างอาหารที่วัดสามารถ equilibrate และดำเนินการประเมิน โดยการใช้อุปกรณ์ manometer หรือพิกัดตามที่แสดงในรูปที่ 3.2 วิธีนี้สามารถได้รับผลจากตัวอย่างขนาด เวลา equilibration อุณหภูมิ และปริมาณ วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับวัสดุชีวภาพกับงานหายใจหรือวัสดุที่ประกอบด้วยขนาดใหญ่ volatiles.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เอนไซม์และสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่ 3.1.3 อ่าค่า
ความสัมพันธ์ระหว่างเอนไซม์และสารเคมีในอาหาร เป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมน้ำจะแสดงในรูปที่ 3.1 . กับ AW ที่ 0.3 , ผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพมากที่สุดเกี่ยวกับการออกซิเดชันของไขมัน , สีน้ำตาล , กิจกรรมของเอนไซม์ และแน่นอน จุลินทรีย์ต่าง ๆค่า เป็น AW เพิ่มต่อครับความน่าจะเป็นของผลิตภัณฑ์อาหารที่ทวีเพิ่มขึ้น
ตาม Rahman และ labuza ( 1999 ) , เอนไซม์ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ในอาหารที่มีปริมาณน้ำค่อนข้างต่ำ . ผู้เขียนสรุปได้สองลักษณะของผลเป็นดังนี้ :
1 อัตราการย่อยสลายเพิ่มขึ้น เพิ่มกิจกรรมในน้ำแต่เป็นกิจกรรมต่ำมากช้ามากด้วย .
2สำหรับแต่ละอินสแตนซ์ของกิจกรรมทางน้ำมีปรากฏเป็นจำนวนเงินสูงสุดของการย่อยสลาย ซึ่งเพิ่มขึ้นตามปริมาณน้ำ .
หยุดที่ชัดเจนของปฏิกิริยาที่ความชื้นต่ำ ไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากการของเอนไซม์ เพราะเมื่อ humidification กับกิจกรรมน้ำสูงขึ้น ปฏิกิริยาต่อในอัตราที่เพิ่งบรรลุลักษณะของน้ำ กิจกรรมราห์มาน และ labuza ( 1999 ) รายงานการตรวจสอบรูปแบบของระบบประกอบด้วยเซล , ซูโครส , เปรียบเทียบและพบว่าปฏิกิริยาความเร็วเพิ่มขึ้นด้วยฤทธิ์น้ำ การเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ของพื้นผิวเป็นสังเกตสำหรับกิจกรรมทางน้ำมากกว่าหรือเท่ากับ 0.75 . สำหรับกิจกรรมทางน้ำด้านล่าง 0.75 , ปฏิกิริยาต่อ 100% ย่อยสลาย . สื่อในของแข็งกิจกรรมน้ำมีผลต่อปฏิกิริยาสองวิธี : การขาดการเคลื่อนไหวและโครงสร้างของสารสลับการใช้งานของพื้นผิว และ เอนไซม์ โปรตีน ผลจากการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนผสมเอนไซม์ความเร็วปฏิกิริยาและผลกระทบของกิจกรรมในการกระตุ้นพลังงานสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่สามารถอธิบายด้วยแบบจำลอง diffusional อย่างง่ายแต่เป็นสมมุติฐานที่ซับซ้อนมากขึ้น :
1 ความต้านทาน diffusional เป็นภาษาท้องถิ่นในเปลือกที่ติดกับเอนไซม์ .
2 ในกิจกรรมน้ำต่ำลดความชุ่มชื้นส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในเอนไซม์ที่มีผลต่อฤทธิ์ของมัน
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำและน้ำเป็นกิจกรรมที่ซับซ้อน เพิ่มอ่า โดยปกติมักจะมีการเพิ่มปริมาณน้ำแต่ในแฟชั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้น ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำและความชื้นเนื้อหากิจกรรมที่ให้อุณหภูมิที่เรียกว่า ไอโซเทอมการดูดซับความชื้น . เส้นโค้งเหล่านี้ถูกกำหนดโดยและเป็นลายนิ้วมือของระบบอาหาร 3.1.4 แนะนำอุปกรณ์สำหรับวัดอ่า

หลายวิธีการและเครื่องมือวัดในห้องปฏิบัติการ มีกิจกรรมของน้ำในอาหารวิธีการจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติคอลลิเกทีฟของโซลูชั่น กิจกรรมน้ำสามารถประเมินโดยการวัดความดันต่อไปนี้ :
-
-
- ความดันออสโมติกจุดเยือกแข็งของน้ำ
- ความชื้นสัมพัทธ์สมดุลของเหลวหรือของแข็ง
-
- จุดเดือดสูงจุดน้ำค้าง และเปียกซึม
- หลอดดูดที่มีศักยภาพ หรือ โดยการใช้วิธี isopiestic
บริการ bithermal สมดุล
-

- hygrometers ไฟฟ้าผม hygrometers 3.1.4.1 ความดันไอ
น้ำกิจกรรมแสดงเป็น อัตราส่วนของความดันบางส่วนของน้ำในอาหารให้ความดันไอของน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกันกับที่เป็นอาหาร ดังนั้น การวัดความดันของน้ำในระบบอาหารโดยตรง ส่วนใหญ่วัดของอ้ออาหารตัวอย่างวัด อนุญาติให้สมดุลกัน และวัดได้โดยใช้เครื่องวัดหรืออุปกรณ์ตัวแปลงสัญญาณที่ปรากฎในรูปที่ 3.2 . วิธีนี้สามารถได้รับผลกระทบโดยขนาดของตัวอย่าง เวลา อุณหภูมิ และปริมาณ equilibration . วิธีนี้ไม่เหมาะกับวัสดุทางชีวภาพที่การหายใจหรือวัสดุที่มีขนาดใหญ่ปริมาณสารระเหย .