Методы определения свободной и связанной влаги

1. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Если образец охладить до температуры меньше 0⁰С, то свободная влага замерзнет, связанная нет. При нагревании замороженного образца в калориметрах можно измерить количество тепла, затраченного для плавления замерзшей воды. Незамерзшая вода – разница между общей и замерзающей водой.

2. Термогравиметрический метод – основан на определении скорости высушивания. В контролируемых условиях границу между областью постоянной скорости высушивания и областью, где эта скорость снижается, можно принять за характеристику связанной влаги.

3. Диэлектрические измерения. Метод основан на том, что при 0⁰С значение диэлектрической проницаемости воды и льда примерно равны. Но если часть влаги связана, то ее диэлектрическое поведение должно сильно отличаться от диэлектрического поведения основной массы воды и льда.

4. Измерение теплоемкости. Теплоемкость воды больше, чем льда, т.е. с повышением температуры в воде происходит разрыв водородных связей. Это свойство используют для изучения подвижности молекул воды. Значение теплоемкости воды в зависимости от ее содержания в полимерах дает сведения о количестве связанной воды.

Если влажность продукта низкая и вода специфически связанна, то ее вклад в теплоемкость мал. В области высоких содержаний влажности присутствует в основном свободная влага, и ее вклад в теплоемкость примерно в 2 раза больше, чем льда.

5. Ядерно-магнитный резонанс (ЯМР) – изучение подвижности воды в неподвижной матрице. При наличии свободной и связанной влаги получают две линии в спектре ЯМР, вместо одной, характерной для объемной воды.

Активность воды

Известно, что существует взаимосвязь, хотя далеко и не совершенная, между влагосодержанием пищевых продуктов и продолжительностью его хранения (или порчей). Поэтому издавна были известны методы для увеличения сроков хранения пищевых продуктов, основанные на уменьшении содержания влаги путем концентрирования или дегидрировании.

Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному. Чтобы учесть это был введен показатель «активность воды». Этот показатель хорошо корректирует со скоростью многих разрушительных реакций, его можно измерить и использовать.

Активность воды (а _w) – это отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре.

а _w = Р_w / Р₀ = POB / 100;

где Рw – давление водяного пара в системе пищевого продукта;

p₀ – давление пара чистой воды;

POB – относительная влажность в состоянии равновесия, при которой продукт не впитывает и не теряет влагу в атмосферу.

Активность воды характеризует состояние воды в пищевых продуктах, ее причастностью к химическим и биологическим изменениям.

По величине aw различают:

1. Продукты с высокой влажностью, а _w = 1,0 – 0,9;

2. Продукты с промежуточной влажностью, а _w = 0,9 – 0,6;

3. Продукты с низкой влажностью, а _w = 0,6 – 0,0