CHAPTER 3. GENERAL CONSIDERATIONS F

CHAPTER 3. GENERAL CONSIDERATIONS FOR PRESERVATION OF FRUITS AND VEGETABLES


3.1 Water Activity (aw) concept and its role in food preservation
3.1.1 aw concept
The concept of aw has been very useful in food preservation and on that basis many processes could be successfully adapted and new products designed. Water has been called the universal solvent as it is a requirement for growth, metabolism, and support of many chemical reactions occurring in food products. Free water in fruit or vegetables is the water available for chemical reactions, to support microbial growth, and to act as a transporting medium for compounds. In the bound state, water is not available to participate in these reactions as it is bound by water soluble compounds such as sugar, salt, gums, etc. (osmotic binding), and by the surface effect of the substrate (matrix binding). These water-binding effects reduce the vapour pressure of the food substrate according to Raoult’s Law. Comparing this vapour pressure with that of pure water (at the same temperature) results in a ratio called water activity (aw). Pure water has an aw of 1, one molal solution of sugar - 0.98, and one molal solution of sodium chloride - 0.9669. A saturated solution of sodium chloride has a water activity of 0.755. This same NaCl solution in a closed container will develop an equilibrium relative humidity (ERH) in a head space of 75.5%. A relationship therefore exists between ERH and aw since both are based on vapour pressure.

The ERH of a food product is defined as the relative humidity of the air surrounding the food at which the product neither gains nor loses its natural moisture and is in equilibrium with the environment.
3.1.2 Microorganisms vs. aw value
The definition of moisture conditions in which pathogenic or spoilage microorganisms cannot grow is of paramount importance to food preservation. It is well known that each microorganism has a critical aw below which growth cannot occur. For instance, pathogenic microorganisms cannot grow at aw

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทที่ 3 ทั่วไปข้อควรพิจารณาสำหรับการเก็บรักษาของผลไม้ผักและ


3.1 น้ำกิจกรรม (สะสม) แนวคิดและบทบาทของมันในการถนอมอาหาร
3.1.1 สะสม แนวคิด
แนวคิดของสะสม ได้รับประโยชน์อย่างมากในการถนอมอาหาร และตาม กระบวนการต่าง ๆ อาจจะออกแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ และดัดแปลงเรียบร้อยแล้ว น้ำถูกเรียกตัวทำละลายสากลซึ่งเป็นความต้องการเจริญเติบโต เผาผลาญ และการสนับสนุนของปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์อาหาร น้ำผลไม้หรือผักเป็นน้ำสำหรับปฏิกิริยาเคมี สนับสนุนการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ การทำหน้าที่เป็นสื่อสำหรับสารขนส่ง ในรัฐผูก น้ำไม่มีเข้าร่วมในปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นเรื่องผูก ด้วยสารละลายน้ำเช่นน้ำตาล เกลือ เหงือก ฯลฯ (การออสโมติกผูก), และลักษณะพื้นผิวของพื้นผิว (เมตริกซ์ผูกพัน) ผลกระทบเหล่านี้รวมน้ำลดความดันไอของพื้นผิวอาหารตามกฎหมายของ Raoult เปรียบเทียบความดันไอนี้กับผลน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกัน) ในอัตราส่วนที่เรียกกิจกรรมน้ำ (สะสม) น้ำบริสุทธิ์มีการสะสม 1 โซลูชัน molal หนึ่งน้ำตาล - 0.98 และโซลูชั่น molal หนึ่งของโซเดียมคลอไรด์ - 0.9669 โซลูชันการอิ่มตัวของโซเดียมคลอไรด์มีกิจกรรมน้ำของ 0.755 NaCl โซลูชันเดียวกันนี้ในภาชนะปิดจะพัฒนาความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) ในช่องว่างใหญ่ 75.5% ความสัมพันธ์จึงอยู่ ระหว่าง ERH และสะสม เนื่องจากทั้งคู่ขึ้นอยู่กับความดันไอ

ERH ผลิตภัณฑ์อาหารถูกกำหนดให้เป็นความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศที่ล้อมรอบอาหารที่ผลิตภัณฑ์ไม่กำไร หรือสูญเสียความชื้นของธรรมชาติ และอยู่ในสมดุลกับสภาพแวดล้อม
ค่าจุลินทรีย์ 3.1.2 เทียบกับกม.
เงื่อนไขข้อกำหนดของความชื้นซึ่งอุบัติ หรือเน่าเสียที่จุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญเติบโตมีความสำคัญสูงสุดเพื่อการถนอมอาหาร เป็นที่รู้จักว่า จุลินทรีย์แต่ละมีที่สำคัญสะสม ต่ำเจริญเติบโตที่ไม่สามารถเกิดขึ้น ตัวอย่าง จุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญเติบโตที่สะสม < 0.86 yeasts และแม่พิมพ์จะป้องกันความผิดพลาดขึ้น และไม่เจริญเติบโตเกิดที่กม. < 0.62 ความชื้นปานกลางเรียกว่าอาหาร (IMF) ได้สะสม ค่าในช่วงของ 0.65-0.90 (รูปที่ 3.1) .
3 รูป1 ความสัมพันธ์ของอัตราการเสื่อมสภาพของอาหารเป็นฟังก์ชันของน้ำกิจกรรม

เป็น 3.1.3 การเปลี่ยนแปลงทางเคมี และเอนไซม์ในระบบที่เกี่ยวข้องกับกม. ค่า
ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางเคมี และเอนไซม์ในระบบอาหารเป็นฟังก์ชันของน้ำกิจกรรมจะแสดงในรูปที่ 3.1 กม. ที่ 0.3 สินค้าจะมีเสถียรภาพมากที่สุด เกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันของไขมัน ไม่เอนไซม์ในระบบ browning เอนไซม์ และหลัก สูตร พารามิเตอร์จุลินทรีย์ต่าง ๆ เมื่อสะสม มากขึ้นไปทางด้านขวา ความน่าเป็นผลิตภัณฑ์อาหารที่กำลังทรุดลงเพิ่ม
ตามเราะหฺมานและ Labuza (1999), เอนไซม์กระบวนปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ในอาหารมีค่อนข้างต่ำน้ำเนื้อหาได้ ผู้เขียนสรุปคุณลักษณะสองเหล่านี้ผลลัพธ์เป็นดังนี้:
1 ไฮโตรไลซ์อัตราเพิ่มขึ้นกับกิจกรรมของน้ำเพิ่มขึ้น แต่ช้ามาก มีกิจกรรมมากขึ้น
2 สำหรับแต่ละอินสแตนซ์ของกิจกรรมน้ำ ปรากฏ ว่าไฮโตรไลซ์ ซึ่งเพิ่มขึ้นยัง มีเนื้อหาน้ำได้จำนวน
ยุติชัดเจนของปฏิกิริยาที่ความชื้นต่ำไม่ได้เนื่องจากการยกเลิกการเรียกให้ของเอนไซม์ 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 กิจกรรมน้ำมีผลต่อปฏิกิริยาในสองวิธี: ขาดความคล่องตัวทำปฏิกิริยาและ alternation conformation ใช้งานพื้นผิวและโปรตีนเอนไซม์ในระบบได้ ผลแตกต่างกันอัตราส่วนเอนไซม์พื้นผิวความเร็วของปฏิกิริยาและผลของกิจกรรมน้ำพลังงานกระตุ้นสำหรับปฏิกิริยาอาจไม่สามารถอธิบาย โดยง่าย diffusional แบบ แต่ต้อง postulates ที่ซับซ้อน:
1 ต้านทาน diffusional เป็นภาษาท้องถิ่นในเปลือกติดกับเอนไซม์
2 ที่ต่ำน้ำกิจกรรม ไล่น้ำลดลงก่อให้เกิดเปลี่ยนแปลง conformational ในเอนไซม์ ผลของตัวเร่งปฏิกิริยากิจกรรม.
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำและน้ำกิจกรรมมีความซับซ้อน การเพิ่มสะสม มักจะตามมา ด้วยเพิ่ม ในน้ำ แต่ ในแฟชั่นไม่ใช่เชิงเส้น 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 วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับวัสดุชีวภาพกับงานหายใจหรือวัสดุที่ประกอบด้วยขนาดใหญ่ของ volatiles
3 รูป2 vapour manometer ดัน

(ดัดแปลงจาก Barbosa Cánovas และเวก้า-Mercado, 1996)
3.1.4.2 ระดับภาวะซึมเศร้าและจุดเยือกแข็งจุดเยือกแข็ง
วิธีนี้ถูกต้องสำหรับของเหลวในช่วงกิจกรรมน้ำสูง แต่ไม่เหมาะสำหรับอาหารแข็ง (Barbosa Cánovas และเวก้า-Mercado, 1996) สามารถประเมินกิจกรรมน้ำใช้นิพจน์สองต่อไปนี้:
จุดเยือกแข็งโรคซึมเศร้า:
-ระบบสะสม = 0.004207 DTf 2.1 E-6 DT2f (1)
ที่ DTf เป็นโรคซึมเศร้าในอุณหภูมิเย็นช่ำน้ำ
ยกจุดเดือด:
-ระบบสะสม = 0.01526 DTb - 4.862 DT2b E-5 (2)
DTb อยู่ที่ระดับอุณหภูมิเดือดของน้ำ
3.1.4.3 ความดันออสโมติก
กิจกรรมน้ำสามารถเกี่ยวข้องกับความดันออสโมติก (p) ของปัญหาด้วยสมการต่อไปนี้:
p = RT/Vw ln(aw) (3)
ที่ Vw มีเสียงสบน้ำโซลูชั่น มีค่าคงสากลของก๊าซ และอุณหภูมิสัมบูรณ์ T ความดันออสโมติกถูกกำหนดเป็นความดันกลที่จำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสสุทธิของตัวทำละลายผ่านเยื่อกึ่ง permeable สำหรับเหมาะ สมการ (3) สามารถเป็นโครงแบบอีกครั้งเป็น:
p = RT/Vw ln(Xw) (4)
Xw อยู่เศษสบน้ำในโซลูชันได้ การแก้ไขปัญหาไม่เหมาะ นิพจน์ความดันออสโมติกที่สามารถมีจิตเป็น:
p = RTfnmb(mwVw) (5)
โดยที่ n คือ จำนวนโมลของประจุที่เกิดขึ้นจากหนึ่งโมลของอิเล็กโทร mw และ mb มีความเข้มข้นที่สบน้ำและตัวถูกละลาย ตามลำดับ และ f สัมประสิทธิ์การออสโมติก กำหนดเป็น:
f = - mw ln (กม.) / nmb (6)
3.1.4.4 จุด Dew เทอร์โมมิเตอร์
ความดันไอสามารถถูกกำหนดจากจุด dew ของส่วนผสมอากาศน้ำเป็น อุณหภูมิที่จุด dew เกิดขึ้นจะถูกกำหนด โดยการสังเกตมีหยดน้ำเกาะบนพื้นผิวเรียบ เย็นเช่นกระจก อุณหภูมินี้สามารถเกี่ยวข้องกับ vapour โดยใช้แผนภูมิ psychrometric พบการก่อตัวหยดน้ำค้าง photoelectrically ดังที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง:
3 รูป3 จุด Dew กำหนดกิจกรรมน้ำ

(ดัดแปลงจาก Barbosa Cánovas และเวก้า-Mercado, 1996)
3.1.4.5 Thermocouple Psychrometer
น้ำกิจกรรมประเมินยึดหลอดไฟเปียกอุณหภูมิภาวะซึมเศร้า Thermocouple ถูกวางไว้ในห้องที่ equilibrated ตัวอย่าง แล้วฉีดพ่นน้ำเป็นมากกว่า thermocouple ก่อนอนุญาตให้ระเหย ทำให้เกิดการลดลงของอุณหภูมิ ลดลงของอุณหภูมิเกี่ยวข้องกับอัตราการระเหยน้ำจากพื้นผิวของ thermocouple ซึ่งเป็นฟังก์ชันของความชื้นสัมพัทธ์ในสมดุลกับตัวอย่าง
3.1.4.6 วิธี Isopiestic
วิธี isopiestic ประกอบด้วย equilibrating ตัวอย่างและวัสดุอ้างอิงใน desiccator การเจาะจนถึงสมดุลที่ 25 องศาเซลเซียส จากนั้นมีกำหนดชื้นของวัสดุอ้างอิงและสะสม ได้จาก isotherm ดูด เนื่องจากตัวอย่างอยู่ในสมดุลกับเอกสารอ้างอิง การสะสม ของทั้งสองจะเหมือนกัน
hygrometers ไฟฟ้า 3.1.4.7
Hygrometers ส่วนใหญ่มีไฟฟ้าลวดเคลือบ ด้วยเกลือ hygroscopic หรือ sulfonated เจลโฟมในการต้านทานหรือความเปลี่ยนแปลงเป็นเคลือบที่ดูดซับความชื้นจากตัวอย่าง ข้อเสียหลักของเทอร์โมมิเตอร์ชนิดนี้เป็นแนวโน้มของเกลือ hygroscopic จะเป็นการปนเปื้อน ด้วยสารโพลาร์ เกิดพลาดสะสม determinations.
hygrometers ผม 3.1.4.8
Hygrometers ผมขึ้นอยู่กับการยืดของเส้นใยเมื่อสัมผัสกับน้ำกิจกรรม จะสำคัญน้อยกว่าเครื่องมืออื่น ๆ ในระดับล่างของกิจกรรม (< 0.03 กม.) และข้อเสียหลักของเมตรชนิดเหล่านี้จะหน่วงเวลาในการเข้าถึงสมดุลและเพื่อสัมผัส
วันนี้เราหาหลายยี่ห้อเมตรน้ำกิจกรรมในตลาด เมตรเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่าง ERH และระบบอาหาร แต่แตกต่างในการกำหนดค่าของซอฟต์แวร์ที่ใช้และส่วนประกอบภายในของพวกเขา กิจกรรมน้ำเมตรส่วนใหญ่ใช้ในปัจจุบันคือการ AcquaLab ชุด 3 รุ่น TE พัฒนา โดย Decagon อุปกรณ์ ซึ่งเป็น bas

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

CHAPTER 3. GENERAL CONSIDERATIONS FOR PRESERVATION OF FRUITS AND VEGETABLES


3.1 Water Activity (aw) concept and its role in food preservation
3.1.1 aw concept
The concept of aw has been very useful in food preservation and on that basis many processes could be successfully adapted and new products designed. Water has been called the universal solvent as it is a requirement for growth, metabolism, and support of many chemical reactions occurring in food products. Free water in fruit or vegetables is the water available for chemical reactions, to support microbial growth, and to act as a transporting medium for compounds. In the bound state, water is not available to participate in these reactions as it is bound by water soluble compounds such as sugar, salt, gums, etc. (osmotic binding), and by the surface effect of the substrate (matrix binding). These water-binding effects reduce the vapour pressure of the food substrate according to Raoult’s Law. Comparing this vapour pressure with that of pure water (at the same temperature) results in a ratio called water activity (aw). Pure water has an aw of 1, one molal solution of sugar - 0.98, and one molal solution of sodium chloride - 0.9669. A saturated solution of sodium chloride has a water activity of 0.755. This same NaCl solution in a closed container will develop an equilibrium relative humidity (ERH) in a head space of 75.5%. A relationship therefore exists between ERH and aw since both are based on vapour pressure.

The ERH of a food product is defined as the relative humidity of the air surrounding the food at which the product neither gains nor loses its natural moisture and is in equilibrium with the environment.
3.1.2 Microorganisms vs. aw value
The definition of moisture conditions in which pathogenic or spoilage microorganisms cannot grow is of paramount importance to food preservation. It is well known that each microorganism has a critical aw below which growth cannot occur. For instance, pathogenic microorganisms cannot grow at aw <0.86; yeasts and moulds are more tolerant and usually no growth occurs at aw <0.62. The so-called intermediate moisture foods (IMF) have aw values in the range of 0.65-0.90 (Figure 3.1).
Figure 3.1 Relationship of food deterioration rate as a function of water activity.

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.
Figure 3.2 Vapour pressure manometer.

(Adapted from Barbosa-Cánovas and Vega-Mercado, 1996)
3.1.4.2 Freezing point depression and freezing point elevation
This method is accurate for liquids in the high water activity range but is not suitable for solid foods (Barbosa-Cánovas and Vega-Mercado, 1996). The water activity can be estimated using the following two expressions:
Freezing point depression:
-log aw = 0.004207 DTf + 2.1 E-6 DT2f (1)
where DTf is the depression in the freezing temperature of water
Boiling point elevation:
-log aw = 0.01526 DTb - 4.862 E-5 DT2b (2)
where DTb is the elevation in the boiling temperature of water.
3.1.4.3 Osmotic pressure
Water activity can be related to the osmotic pressure (p) of a solution with the following equation:
p = RT/Vw ln(aw) (3)
where Vw is the molar volume of water in solution, R the universal gas constant, and T the absolute temperature. Osmotic pressure is defined as the mechanical pressure needed to prevent a net flow of solvent across a semi-permeable membrane. For an ideal solution, Equation (3) can be redefined as:
p = RT/Vw ln(Xw) (4)
where Xw is the molar fraction of water in the solution. For non-ideal solutions, the osmotic pressure expression can be rewritten as:
p = RTfnmb(mwVw) (5)
where n is the number of moles of ions formed from one mole of electrolyte, mw and mb are the molar concentrations of water and the solute, respectively, and f the osmotic coefficient, defined as:
f = -mw ln(aw)/nmb (6)
3.1.4.4 Dew point hygrometer
Vapour pressure can be determined from the dew point of an air-water mixture. The temperature at which the dew point occurs is determined by observing condensation on a smooth, cool surface such as a mirror. This temperature can be related to vapour pressure using a psychrometric chart. The formation of dew is detected photoelectrically, as illustrated in the diagram below:
Figure 3.3 Dew point determination of water activity.

(Adapted from Barbosa-Cánovas and Vega-Mercado, 1996)
3.1.4.5 Thermocouple Psychrometer
Water activity measurement is based on wet bulb temperature depression. A thermocouple is placed in the chamber where the sample is equilibrated. Water is then sprayed over the thermocouple before it is allowed to evaporate, causing a decrease in temperature. The drop in temperature is related to the rate of water evaporation from the surface of the thermocouple, which is a function of the relative humidity in equilibrium with the sample.
3.1.4.6 Isopiestic method
The isopiestic method consists of equilibrating both a sample and a reference material in an evacuated desiccator until equilibrium is reached at 25°C. The moisture content of the reference material is then determined and the aw obtained from the sorption isotherm. Since the sample was in equilibrium with the reference material, the aw of both is the same.
3.1.4.7 Electric hygrometers
Most hygrometers are electrical wires coated with hygroscopic salts or sulfonated polystyrene gel in which conductance or capacitance changes as the coating absorbs moisture from the sample. The major disadvantage of this type of hygrometer is the tendency of the hygroscopic salt to become contaminated with polar compounds, resulting in erroneous aw determinations.
3.1.4.8 Hair hygrometers
Hair hygrometers are based on the stretching of a fibre when exposed to high water activity. They are less sensitive than other instruments at lower levels of activity (<0.03 aw) and the principal disadvantage of these types of meters is the time delay in reaching equilibrium and the tendency to hysteresis.
Today we find many brands of water activity meters in the market. Most of these meters are based on the relationship between ERH and the food system, but differ in their internal components and configuration of software used. One of the water activity meters most used today is the AcquaLab Series 3 Model TE, developed by Decagon Devices, which is bas

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทที่ 3 ทั่วไป การพิจารณาสำหรับการเก็บรักษาของผักและผลไม้


3.1 Water activity ( Aw ) แนวคิดและบทบาทในการเก็บรักษาอาหาร

3.1.1 AW แนวคิดแนวคิดของ AW ได้รับประโยชน์มากในการถนอมอาหาร และกระบวนการพื้นฐานที่หลายอาจจะดัดแปลงเรียบร้อยแล้ว และผลิตภัณฑ์ใหม่ที่ออกแบบมา น้ำได้รับการเรียกว่าตัวทำละลายสากลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตการเผาผลาญอาหารและการสนับสนุนของปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างที่เกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์อาหาร ฟรีเกี่ยวกับน้ำในผลไม้หรือผักมีน้ำใช้ได้สำหรับปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และทำหน้าที่ขนส่งขนาดกลางสำหรับสารประกอบ ในรัฐจำกัด น้ำไม่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำไว้ด้วย เช่น น้ำตาล เกลือ เหงือก ฯลฯ( โดยรวม ) และโดยผลของพื้นผิวพื้นผิว ( เมทริกซ์ผูกพัน ) เหล่านี้น้ำผูกผลลดความดันของสารอาหารตามราอุลต์คือกฎหมาย การเปรียบเทียบนี้ความดันไอกับของน้ำบริสุทธิ์ ( ที่อุณหภูมิเดียวกัน ) ผลลัพธ์ในส่วนที่เรียกว่ากิจกรรมน้ำ ( AW ) น้ำบริสุทธิ์มี AW 1 หนึ่งโมแลล โซลูชั่นของน้ำตาล - 0.98 ,และโมแลลสารละลายโซเดียมคลอไรด์ - 0.9669 . สารละลายอิ่มตัวของโซเดียมคลอไรด์มี water activity ของ 0.755 . เกลือโซลูชั่นเดียวกันนี้ในภาชนะบรรจุที่ปิดสนิทจะพัฒนาความชื้นสัมพัทธ์สมดุล ( ERH ) ในหัวของ 75.5 % ความสัมพันธ์ระหว่างและจึงหมายถึง AW เนื่องจากทั้งสองจะขึ้นอยู่กับแรงดันไอ

ซึ่งหมายถึงของผลิตภัณฑ์อาหารหมายถึงความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศรอบ ๆอาหารที่ซึ่งผลิตภัณฑ์และผลประโยชน์ หรือสูญเสียความชุ่มชื้นตามธรรมชาติของมันและอยู่ในสมดุลกับสิ่งแวดล้อม การศึกษาจุลินทรีย์ VS อ่าค่า

ความหมายของความชื้น เชื้อโรค หรือจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียในเงื่อนไขที่ไม่สามารถเติบโตเป็นสำคัญยิ่งเพื่อรักษาอาหาร .มันเป็นที่รู้จักกันดีว่าจุลินทรีย์มีการอ่าแต่ละด้านล่างซึ่งการเจริญเติบโตไม่สามารถเกิดขึ้นได้ ตัวอย่าง เชื้อจุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญเติบโตที่ AW < 0.86 ; ยีสต์และเชื้อราที่มีใจกว้างมากขึ้นและมักจะไม่มีการเจริญเติบโตเกิดขึ้นที่ AW < 1 . ที่เรียกว่าอาหารกึ่งแห้ง ( IMF ) ได้อ่าค่าในช่วงของ 0.65-0.90 ( รูปที่ 1 ) .
รูปที่ 31 ความสัมพันธ์ของอัตราการเสื่อมสภาพอาหารฟังก์ชันเป็นฟังก์ชันของกิจกรรมน้ำ

3.1.3 เอนไซม์ และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับอ่าค่า
ความสัมพันธ์ระหว่างเอนไซม์และสารเคมีในอาหาร เป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมน้ำจะแสดงในรูปที่ 3.1 . กับ AW ที่ 0.3 , ผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพมากที่สุดเกี่ยวกับการออกซิเดชันของไขมัน , สีน้ำตาล , กิจกรรมของเอนไซม์ และแน่นอนจุลินทรีย์ต่าง ๆค่า เป็น AW เพิ่มไปทางขวา โอกาสของผลิตภัณฑ์อาหารที่ทวีเพิ่มขึ้น
ตาม Rahman และ labuza ( 1999 ) , เอนไซม์ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ในอาหารที่มีปริมาณน้ำค่อนข้างต่ำ . ผู้เขียนสรุปได้สองลักษณะของผลเป็นดังนี้ :
1อัตราการย่อยสลายเพิ่มขึ้น เพิ่มกิจกรรมในน้ำแต่เป็นกิจกรรมต่ำมากช้ามากด้วย .
2 สำหรับแต่ละอินสแตนซ์ของกิจกรรมทางน้ำมีปรากฏเป็นจำนวนเงินสูงสุดของการย่อยสลาย ซึ่งเพิ่มขึ้นตามปริมาณน้ำ .
หยุดที่ชัดเจนของปฏิกิริยาที่ความชื้นต่ำ ไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากการของเอนไซม์เพราะเมื่อ humidification กับกิจกรรมน้ำสูงขึ้น ปฏิกิริยาต่อในอัตราใหม่ บรรลุน้ำลักษณะของกิจกรรม ราห์มาน และ labuza ( 1999 ) รายงานการตรวจสอบรูปแบบของระบบประกอบด้วยเซล , ซูโครส , เปรียบเทียบและพบว่าปฏิกิริยาความเร็วเพิ่มขึ้นด้วยฤทธิ์น้ำการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ของพื้นผิวเป็นสังเกตสำหรับกิจกรรมทางน้ำมากกว่าหรือเท่ากับ 0.75 . สำหรับกิจกรรมทางน้ำด้านล่าง 0.75 , ปฏิกิริยาต่อ 100% ย่อยสลาย . ในสื่อที่เป็นของแข็ง , กิจกรรมน้ำมีผลต่อปฏิกิริยาสองวิธี : การขาดการเคลื่อนไหวและโครงสร้างของสารสลับการใช้งานของพื้นผิว และ เอนไซม์ โปรตีนผลจากการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนผสมเอนไซม์ความเร็วปฏิกิริยาและผลกระทบของกิจกรรมในการกระตุ้นพลังงานสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่สามารถอธิบายด้วยแบบจำลอง diffusional ง่าย แต่ต้องใช้สมมุติฐานที่ซับซ้อนมากขึ้น :
1 ความต้านทาน diffusional เป็นภาษาท้องถิ่นในเปลือกที่ติดกับเอนไซม์ .
2 กิจกรรมที่น้ำต่ำลดความชุ่มชื้นส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในเอนไซม์ที่มีผลต่อฤทธิ์ของมัน
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำและน้ำเป็นกิจกรรมที่ซับซ้อน เพิ่มอ่า โดยปกติมักจะมีการเพิ่มปริมาณของน้ำ แต่ในแฟชั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้นความสัมพันธ์ระหว่างน้ำและความชื้นเนื้อหากิจกรรมที่ให้อุณหภูมิที่เรียกว่า 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 .
รูปที่ 3เครื่องวัดความดัน 2 ไอ

( ดัดแปลงจาก barbosa-c . kgm โนวา และ Vega Mercado , 1996 )
3.1.4.2 จุดเยือกแข็งและจุดหลอมเหลวสูง
วิธีนี้เป็นวิธีที่ถูกต้องสำหรับของเหลวในช่วงกิจกรรมน้ำสูง แต่ไม่เหมาะกับอาหารแข็ง ( barbosa-c . kgm โนวา และ Vega Mercado , 1996 ) น้ำสามารถประมาณโดยใช้กิจกรรมต่อไปนี้สองสำนวนจุดเยือกแข็ง :

:- เข้าสู่ระบบอ่า = 0.004207 ฟรี 2.1 e-6 dt2f ( 1 )
ที่ร้านเป็นภาวะซึมเศร้าในการแช่แข็งอุณหภูมิของน้ำที่จุดเดือดสูง :
-
ล็อกอ่า = 0.01526 dtb - 4.862 e-5 dt2b ( 2 )
ที่ dtb เป็นระดับความสูงในอุณหภูมิเดือดของน้ำ แรงดันน้ำ 3.1.4.3

กิจกรรมสามารถ จะเกี่ยวข้องกับความดันออสโมติก ( P ) ของการแก้ปัญหาด้วยสมการต่อไปนี้ :
p = RT / VW LN ( AW ) ( 3 )
ที่ VW เป็นปริมาตรต่อโมลของน้ำในสารละลาย R สากลก๊าซคงที่และอุณหภูมิสัมบูรณ์ แรงดันออสโมซิส หมายถึง เครื่องกลความดันต้องป้องกันตาข่ายการไหลของตัวทำละลายผ่านเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ . เป็นโซลูชั่นที่เหมาะสม ( 3 ) สามารถนิยามใหม่ :
p = RT / VW ใน ( xw ) ( 4 )
ที่ xw เป็นฟันกราม ส่วนน้ำในสารละลายสำหรับโซลูชั่นไม่เหมาะ การแสดงออกแรงดันออสโมซิสสามารถเขียนใหม่เป็น :
p = rtfnmb ( mwvw ) ( 5 )
n คือจำนวนโมลที่ไอออนที่เกิดขึ้นจากหนึ่งโมลของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งบางครั้งเป็นฟันกราม , และความเข้มข้นของน้ำและตัวทำละลาย ตามลำดับ และค่าการกำหนด F , :
F = - MW LN ( AW ) / nmb ( 6 )

3.1.4.4 จุดน้ำค้างไฮโกรมิเตอร์ความดันไอสามารถหาได้จากจุดน้ำค้างของอากาศและน้ำในส่วนผสม อุณหภูมิที่จุดน้ำค้าง ที่เกิดขึ้นจะถูกกำหนดโดยการควบแน่นสังเกตบนพื้นผิวเรียบเย็น เช่น กระจก อุณหภูมินี้สามารถที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไอใช้ไซโคเมตริกชาร์ต . การก่อตัวของน้ำค้างที่ตรวจพบ photoelectrically ตามที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง :
รูปที่ 33 . จุดกำหนดกิจกรรมน้ำ

( ดัดแปลงจาก barbosa-c . kgm โนวา และ Vega Mercado , 1996 )
3.1.4.5 thermocouple ไซโครมิเตอร์
กิจกรรมน้ำการวัดจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิกระเปาะเปียก ภาวะซึมเศร้า เป็นเทอร์โมคัปเปิ้ลอยู่ในห้องที่ใช้เป็น equilibrated . น้ำแล้วพ่นบนดินก่อนที่จะได้รับอนุญาตให้ระเหย ก่อให้เกิดการลดลงของอุณหภูมิการลดลงของอุณหภูมิมีความสัมพันธ์กับอัตราการระเหยของน้ำจากผิวของดิน ซึ่งเป็นฟังก์ชันของความชื้นสัมพัทธ์สมดุลกับตัวอย่าง วิธีการ 3.1.4.6

isopiestic วิธี isopiestic ประกอบด้วยเดือนก่อนทั้งสองตัวอย่างและวัสดุอ้างอิงในการอพยพเดซิกเคเตอร์จนสมดุลถึง 25 ° Cความชื้นของวัสดุอ้างอิงแล้วพิจารณาและโอ้ที่ได้จากการดูดซับไอโซเทอม . ตั้งแต่ตัวอย่างอยู่ในสมดุลกับวัสดุอ้างอิง , aw ของทั้งสองจะเหมือนกัน 3.1.4.7 hygrometers

ไฟฟ้าไฮโกรมิเตอร์ส่วนใหญ่มีสายไฟฟ้าที่เคลือบด้วยพอลิสไตรีนซัล hygroscopic เกลือหรือเจลที่ให้ค่าความจุการเปลี่ยนแปลงเป็นเคลือบหรือดูดความชื้นจากตัวอย่าง ข้อเสียหลักของไฮโกรมิเตอร์ชนิดนี้เป็นแนวโน้มของเกลือ hygroscopic กลายเป็นปนเปื้อนด้วยสารโพลาร์ ซึ่งผิดพลาดอ่า determinations .

3.1.4.8 ไฮโกรมิเตอร์เส้นผมไฮโกรมิเตอร์เส้นผมจากการยืดของเส้นใยเมื่อสัมผัสกับกิจกรรมน้ำสูง พวกเขามีความไวน้อยกว่าเครื่องมืออื่น ๆในระดับของกิจกรรม ( < 0.03 อ่า ) และข้อเสียหลักของประเภทนี้ของเมตรเป็นประวิงเวลาในการเข้าถึงสมดุลและแนวโน้มแบบ .
วันนี้เราเจอหลายยี่ห้อเมตรกิจกรรมน้ำในตลาดส่วนใหญ่ของพื้นที่เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่าง ERH และระบบอาหาร แต่แตกต่างในเรื่องส่วนประกอบภายในและการตั้งค่าของซอฟต์แวร์ที่ใช้ หนึ่งในกิจกรรมที่ใช้มากที่สุดในวันนี้คือมาตรวัดน้ำรุ่น acqualab ชุด 3 เพื่อพัฒนาอุปกรณ์สิบเหลี่ยม ซึ่งเป็นประติมากรรม