- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
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.
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 (
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 (
0/5000
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 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 รูปกำหนดจุด Dew 3 น้ำกิจกรรม.
(Adapted from Barbosa-Cánovas and Vega-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 หนึ่งกิจกรรมน้ำเมตรส่วนใหญ่ใช้ในปัจจุบันคือการ AcquaLab ชุด 3 รุ่น TE พัฒนา โดย Decagon อุปกรณ์ ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการจุด dew กระจกแช่ เครื่องมือนี้วัดกิจกรรมน้ำควบคุมอุณหภูมิที่ทำให้ตำแหน่งของตัวอย่างอุณหภูมิมั่นคงสภาพแวดล้อมโดยการใช้ของการอาบน้ำภายนอก ได้ อุณหภูมิสามารถเลือกได้บนหน้าจอ และจะตรวจสอบ และควบคุม ด้วยคอมโพเนนต์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกส์ ส่วนใหญ่คนรุ่นเก่าตรากิจกรรมน้ำขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการควบคุมอุณหภูมิ ดังนั้น สามารถคาดกำไรของข้อผิดพลาดมากกว่า 5% เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ขอแนะนำอุปกรณ์นี้สำหรับวัดน้ำกิจกรรมในผักและผลไม้เนื่องจากมันวัดน้ำกิจกรรมหลากหลาย
ข้อดีหลักของวิธีจุด dew กระจกแช่เป็นความแม่นยำ ความเร็ว ความง่ายในการใช้และความแม่นยำ ช่วงของ AquaLab ได้จาก 0.030 1.000aw มีความละเอียดของ ±0.001aw และความถูกต้องของ ±0.003aw เวลาวัดจะน้อยกว่า 5 นาที เซนเซอร์ความได้เปรียบราคาไม่แพง แต่ไม่ถูกต้องเป็นปกติ หรือเป็นอย่างรวดเร็ววิธีจุด dew กระจกแช่ ควบคุมเครื่องมือวัดเหนือน้ำทั้งกิจกรรมช่วง 0 ถึง 1.00 กม. มีความละเอียดของ ±0.005aw และความถูกต้องของ ±0.015aw บางตราสารพาณิชย์สามารถทำประเมินใน 5 นาทีในขณะที่เซนเซอร์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ โดยปกติต้อง 30-90 นาทีเป้นการเข้าถึงสภาพความชื้นสัมพัทธ์ได้
แนวคิดอาหารความชื้นปานกลาง (IMF) 3.2
อาหารความชื้นกลางแบบดั้งเดิม (IMF) สามารถถือว่าเป็นอาหารเก่าแก่ที่สุดที่เก็บรักษาไว้ โดยคนหนึ่งได้ ผสมส่วนผสมให้มีให้สะสม ที่ได้รับอนุญาตเก็บปลอดภัยในขณะที่รักษาน้ำเพียงพอสำหรับ palatability เฉพาะทำ อย่างไรก็ตาม เป็นประจักษ์ งานที่ทำ โดยนักวิทยาศาสตร์อาหารประมาณสามทศวรรษที่ผ่านมา หาผลิตภัณฑ์จึงมีเสถียรภาพโดยเอาน้ำ ให้อาหารความชื้นกลางสมัยใหม่เรียกว่า อาหารเหล่านี้พึ่งพาอย่างมากนี้ humectants และสารกันบูดเพื่อป้องกัน หรือลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ตั้งแต่นั้น ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ได้รับภายใต้การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและสนทนา
นิยามของ IMF ในแง่ของ กม. ค่าและชื้นแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กว้าง (0.6-0.90 กม. ความชื้น 10-50%), และเพิ่มเติมของ preservativ
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 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 รูปกำหนดจุด Dew 3 น้ำกิจกรรม.
(Adapted from Barbosa-Cánovas and Vega-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 หนึ่งกิจกรรมน้ำเมตรส่วนใหญ่ใช้ในปัจจุบันคือการ AcquaLab ชุด 3 รุ่น TE พัฒนา โดย Decagon อุปกรณ์ ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการจุด dew กระจกแช่ เครื่องมือนี้วัดกิจกรรมน้ำควบคุมอุณหภูมิที่ทำให้ตำแหน่งของตัวอย่างอุณหภูมิมั่นคงสภาพแวดล้อมโดยการใช้ของการอาบน้ำภายนอก ได้ อุณหภูมิสามารถเลือกได้บนหน้าจอ และจะตรวจสอบ และควบคุม ด้วยคอมโพเนนต์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกส์ ส่วนใหญ่คนรุ่นเก่าตรากิจกรรมน้ำขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการควบคุมอุณหภูมิ ดังนั้น สามารถคาดกำไรของข้อผิดพลาดมากกว่า 5% เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ขอแนะนำอุปกรณ์นี้สำหรับวัดน้ำกิจกรรมในผักและผลไม้เนื่องจากมันวัดน้ำกิจกรรมหลากหลาย
ข้อดีหลักของวิธีจุด dew กระจกแช่เป็นความแม่นยำ ความเร็ว ความง่ายในการใช้และความแม่นยำ ช่วงของ AquaLab ได้จาก 0.030 1.000aw มีความละเอียดของ ±0.001aw และความถูกต้องของ ±0.003aw เวลาวัดจะน้อยกว่า 5 นาที เซนเซอร์ความได้เปรียบราคาไม่แพง แต่ไม่ถูกต้องเป็นปกติ หรือเป็นอย่างรวดเร็ววิธีจุด dew กระจกแช่ ควบคุมเครื่องมือวัดเหนือน้ำทั้งกิจกรรมช่วง 0 ถึง 1.00 กม. มีความละเอียดของ ±0.005aw และความถูกต้องของ ±0.015aw บางตราสารพาณิชย์สามารถทำประเมินใน 5 นาทีในขณะที่เซนเซอร์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ โดยปกติต้อง 30-90 นาทีเป้นการเข้าถึงสภาพความชื้นสัมพัทธ์ได้
แนวคิดอาหารความชื้นปานกลาง (IMF) 3.2
อาหารความชื้นกลางแบบดั้งเดิม (IMF) สามารถถือว่าเป็นอาหารเก่าแก่ที่สุดที่เก็บรักษาไว้ โดยคนหนึ่งได้ ผสมส่วนผสมให้มีให้สะสม ที่ได้รับอนุญาตเก็บปลอดภัยในขณะที่รักษาน้ำเพียงพอสำหรับ palatability เฉพาะทำ อย่างไรก็ตาม เป็นประจักษ์ งานที่ทำ โดยนักวิทยาศาสตร์อาหารประมาณสามทศวรรษที่ผ่านมา หาผลิตภัณฑ์จึงมีเสถียรภาพโดยเอาน้ำ ให้อาหารความชื้นกลางสมัยใหม่เรียกว่า อาหารเหล่านี้พึ่งพาอย่างมากนี้ humectants และสารกันบูดเพื่อป้องกัน หรือลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ตั้งแต่นั้น ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ได้รับภายใต้การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและสนทนา
นิยามของ IMF ในแง่ของ กม. ค่าและชื้นแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กว้าง (0.6-0.90 กม. ความชื้น 10-50%), และเพิ่มเติมของ preservativ
การแปล กรุณารอสักครู่..
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 based on the chilled-mirror dew point method. This instrument is a temperature controlled water activity meter that allows placement of the sample in a temperature stable environment without the use of an external water bath. The temperature can be selected on the screen and is monitored and controlled with thermoelectric components. Most of the older generations of water activity instruments are based on a temperature-controlled environment. Therefore, a margin of error greater than 5% can be expected due to temperature variations. This equipment is highly recommended for measuring water activity in fruits and vegetables since it measures a wide range of water activity.
The major advantages of the chilled-mirror dew point method are accuracy, speed, ease of use and precision. The AquaLab's range is from 0.030 to 1.000aw, with a resolution of ±0.001aw and accuracy of ±0.003aw. Measurement time is typically less than five minutes. Capacitance sensors have the advantage of being inexpensive, but are not usually as accurate or as fast as the chilled-mirror dew point method. Capacitive instruments measure over the entire water activity range 0 to 1.00 aw, with a resolution of ±0.005aw and accuracy of ±0.015aw. Some commercial instruments can complete measurements in five minutes while other electronic capacitive sensors usually require 30 to 90 minutes to reach equilibrium relative humidity conditions.
3.2 Intermediate Moisture Foods (IMF) concept
Traditional intermediate moisture foods (IMF) can be regarded as one of the oldest foods preserved by man. The mixing of ingredients to achieve a given aw, that allowed safe storage while maintaining enough water for palatability, was only done, however, on an empirical basis. The work done by food scientists approximately three decades ago, in the search for convenient stable products through removal of water, resulted in the so-called modern intermediate moisture foods. These foods rely heavily on the addition of humectants and preservatives to prevent or reduce the growth of microorganisms. Since then, this category of products has been subjected to continuous revision and discussion.
Definitions of IMF in terms of aw values and moisture content vary within wide limits (0.6-0.90 aw, 10-50% moisture), and the addition of preservativ
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 based on the chilled-mirror dew point method. This instrument is a temperature controlled water activity meter that allows placement of the sample in a temperature stable environment without the use of an external water bath. The temperature can be selected on the screen and is monitored and controlled with thermoelectric components. Most of the older generations of water activity instruments are based on a temperature-controlled environment. Therefore, a margin of error greater than 5% can be expected due to temperature variations. This equipment is highly recommended for measuring water activity in fruits and vegetables since it measures a wide range of water activity.
The major advantages of the chilled-mirror dew point method are accuracy, speed, ease of use and precision. The AquaLab's range is from 0.030 to 1.000aw, with a resolution of ±0.001aw and accuracy of ±0.003aw. Measurement time is typically less than five minutes. Capacitance sensors have the advantage of being inexpensive, but are not usually as accurate or as fast as the chilled-mirror dew point method. Capacitive instruments measure over the entire water activity range 0 to 1.00 aw, with a resolution of ±0.005aw and accuracy of ±0.015aw. Some commercial instruments can complete measurements in five minutes while other electronic capacitive sensors usually require 30 to 90 minutes to reach equilibrium relative humidity conditions.
3.2 Intermediate Moisture Foods (IMF) concept
Traditional intermediate moisture foods (IMF) can be regarded as one of the oldest foods preserved by man. The mixing of ingredients to achieve a given aw, that allowed safe storage while maintaining enough water for palatability, was only done, however, on an empirical basis. The work done by food scientists approximately three decades ago, in the search for convenient stable products through removal of water, resulted in the so-called modern intermediate moisture foods. These foods rely heavily on the addition of humectants and preservatives to prevent or reduce the growth of microorganisms. Since then, this category of products has been subjected to continuous revision and discussion.
Definitions of IMF in terms of aw values and moisture content vary within wide limits (0.6-0.90 aw, 10-50% moisture), and the addition of preservativ
การแปล กรุณารอสักครู่..
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 .
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 เพื่อพัฒนาอุปกรณ์สิบเหลี่ยมที่ยึดกระจกเย็นจุดน้ำค้าง โดยวิธีเครื่องมือนี้เป็นกิจกรรมที่ช่วยควบคุมอุณหภูมิน้ำเครื่องวัดการใช้ในอุณหภูมิคงที่สิ่งแวดล้อมโดยไม่ใช้อาบน้ำในน้ำภายนอก อุณหภูมิสามารถเลือกบนหน้าจอและการตรวจสอบและควบคุมที่มีส่วนประกอบของเทอร์โม .ที่สุดของรุ่นเก่าของเครื่องมือกิจกรรมน้ำจะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิ ดังนั้นขอบของข้อผิดพลาดมากกว่า 5 % ที่สามารถคาดหวังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อุปกรณ์นี้ขอแนะนำสำหรับการวัดกิจกรรมในน้ำ ผักและผลไม้ เนื่องจากมาตรการที่หลากหลายของกิจกรรมน้ำ .
ข้อดีที่สำคัญของกระจกเย็นจุดน้ำค้างวิธีความถูกต้อง ความเร็ว ใช้งานง่ายและมีความแม่นยำ ของ aqualab ช่วงจาก 0.030 ถึง 1.000aw กับความละเอียดของ 0.001aw ±และความถูกต้องของ± 0.003aw . วัดเวลา โดยปกติจะไม่เกิน 5 นาที ความจุเซ็นเซอร์มีความได้เปรียบของการเป็น ราคาไม่แพงแต่มักจะไม่แม่นยำ หรือ เร็ว กระจกเย็นจุดน้ำค้าง โดยวิธี แบบเครื่องมือวัดมากกว่ากิจกรรมน้ำทั้งช่วง 0 ถึง 1.00 - มีความละเอียดของ 0.005aw ±และความถูกต้องของ± 0.015aw .เครื่องมือที่สามารถวัดเชิงพาณิชย์บางสมบูรณ์ในห้านาทีในขณะที่เซ็นเซอร์ capacitive อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆมักจะต้อง 30 ถึง 90 นาทีถึงความชื้นสัมพัทธ์สมดุลสภาวะ .
3.2 อาหารกึ่งแห้ง ( IMF ) แนวคิด
แบบดั้งเดิมอาหารกึ่งแห้ง ( IMF ) จะถือว่าเป็นหนึ่งในที่เก่าแก่ที่สุดอาหารที่ถนอมด้วยคน การผสมของส่วนผสมเพื่อให้บรรลุให้อ่าที่อนุญาตให้จัดเก็บที่ปลอดภัยในขณะที่การรักษาน้ำพอความน่ากิน มีเพียงทำแต่บนพื้นฐานเชิงประจักษ์ งานที่ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ด้านอาหารประมาณสามทศวรรษที่ผ่านมาในการค้นหาผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงสะดวกผ่านการกำจัดน้ำ ส่งผลให้เกิดที่เรียกว่าโมเดิร์นกึ่งแห้งอาหารอาหารเหล่านี้อาศัยและ humectants และสารกันบูดเพื่อป้องกันหรือลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ จากนั้น ประเภทของผลิตภัณฑ์นี้ได้รับภายใต้การแก้ไขอย่างต่อเนื่องและการอภิปราย .
นิยามของไอเอ็มเอฟ ในแง่ของค่า Aw และความชื้นแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กว้าง ( 0.6-0.90 Aw 10-50 เปอร์เซ็นต์ความชื้น ) และนอกเหนือจาก preservativ
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 .
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 เพื่อพัฒนาอุปกรณ์สิบเหลี่ยมที่ยึดกระจกเย็นจุดน้ำค้าง โดยวิธีเครื่องมือนี้เป็นกิจกรรมที่ช่วยควบคุมอุณหภูมิน้ำเครื่องวัดการใช้ในอุณหภูมิคงที่สิ่งแวดล้อมโดยไม่ใช้อาบน้ำในน้ำภายนอก อุณหภูมิสามารถเลือกบนหน้าจอและการตรวจสอบและควบคุมที่มีส่วนประกอบของเทอร์โม .ที่สุดของรุ่นเก่าของเครื่องมือกิจกรรมน้ำจะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิ ดังนั้นขอบของข้อผิดพลาดมากกว่า 5 % ที่สามารถคาดหวังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อุปกรณ์นี้ขอแนะนำสำหรับการวัดกิจกรรมในน้ำ ผักและผลไม้ เนื่องจากมาตรการที่หลากหลายของกิจกรรมน้ำ .
ข้อดีที่สำคัญของกระจกเย็นจุดน้ำค้างวิธีความถูกต้อง ความเร็ว ใช้งานง่ายและมีความแม่นยำ ของ aqualab ช่วงจาก 0.030 ถึง 1.000aw กับความละเอียดของ 0.001aw ±และความถูกต้องของ± 0.003aw . วัดเวลา โดยปกติจะไม่เกิน 5 นาที ความจุเซ็นเซอร์มีความได้เปรียบของการเป็น ราคาไม่แพงแต่มักจะไม่แม่นยำ หรือ เร็ว กระจกเย็นจุดน้ำค้าง โดยวิธี แบบเครื่องมือวัดมากกว่ากิจกรรมน้ำทั้งช่วง 0 ถึง 1.00 - มีความละเอียดของ 0.005aw ±และความถูกต้องของ± 0.015aw .เครื่องมือที่สามารถวัดเชิงพาณิชย์บางสมบูรณ์ในห้านาทีในขณะที่เซ็นเซอร์ capacitive อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆมักจะต้อง 30 ถึง 90 นาทีถึงความชื้นสัมพัทธ์สมดุลสภาวะ .
3.2 อาหารกึ่งแห้ง ( IMF ) แนวคิด
แบบดั้งเดิมอาหารกึ่งแห้ง ( IMF ) จะถือว่าเป็นหนึ่งในที่เก่าแก่ที่สุดอาหารที่ถนอมด้วยคน การผสมของส่วนผสมเพื่อให้บรรลุให้อ่าที่อนุญาตให้จัดเก็บที่ปลอดภัยในขณะที่การรักษาน้ำพอความน่ากิน มีเพียงทำแต่บนพื้นฐานเชิงประจักษ์ งานที่ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ด้านอาหารประมาณสามทศวรรษที่ผ่านมาในการค้นหาผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงสะดวกผ่านการกำจัดน้ำ ส่งผลให้เกิดที่เรียกว่าโมเดิร์นกึ่งแห้งอาหารอาหารเหล่านี้อาศัยและ humectants และสารกันบูดเพื่อป้องกันหรือลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ จากนั้น ประเภทของผลิตภัณฑ์นี้ได้รับภายใต้การแก้ไขอย่างต่อเนื่องและการอภิปราย .
นิยามของไอเอ็มเอฟ ในแง่ของค่า Aw และความชื้นแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กว้าง ( 0.6-0.90 Aw 10-50 เปอร์เซ็นต์ความชื้น ) และนอกเหนือจาก preservativ
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- I' don't miss you
- do not expect these for a long time,but
- ฉันกำลังโทรหาคุณใน skype
- 받고 진행 중입니다.
- เธอคืรงจำของฉัMy memories.
- Tired with work in today tired to rest
- Stimulant
- ฉันจะไปหาเพื่อนของฉัน
- ไม่สบายหรอกินยารึยัง
- Storage crate disappears on logout.
- Discography studio albumsผลงานอัลบั้มpor
- ขออนุมัติทำเรื่องดำเนินการทางกฎหมาย
- ฉังส่งรูปอาหารให้คุณ
- มีสองแบบ
- ช่วงนี้เป็นเวลาว่างของฉัน.แต่วันที่ 1-3
- In Canada we joke that little sisters wi
- คุณช่วยส่งรายละเอียดในการทำจ่ายเช็ค สำหร
- ฉันมีความสุข วันนี้พี่ให้ช็อคโกแล็ตฉันมา
- หากแฟนนอกใจ ตอไปนี้จะมีแฟนเป็นชาวต่างชาต
- do take good care of your self okay
- Dear Sir/Madam,Please note that DHL Expr
- Results
- Discography studio albumsผลงานอัลบั้มpor
- ไม่มีใครแคร์ฉันเท่ากับตัวฉันเอง
