31. Что такое активность воды. Классификация пищевых продуктов в зависимости от величены активности воды
Из мировой практики известно, что существует взаимосвязь (между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному, что можно объяснить различным соотношением «свободной» и «связанной» влаги.
Чтобы учесть эти факторы, был введен термин «активность воды». Этот показатель хорошо коррелирует со скоростью многих разрушительных реакций.
Активность воды (aw) – это отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре.
По величине активности воды выделяют: продукты с высокой влажностью (aw= 0,9–1,0) (фрукты, овощи, молоко и жидкие молочные продукты, варёные колбасы); продукты с промежуточной влажностью (aw= 0,6-0,9) (сыры, хлебобулочные изделия, вяленые мясные изделия); продукты с низкой влажностью (aw= 0,0-0,6) (молоко сухое, мука, злаковые и крупяные).
Зависимость между содержанием влаги (масса воды, г Н2О/г СВ) в пищевом продукте и активностью воды в нем при постоянной температуре, называется изотермой сорбции. Очевидно, что в продуктах с высоким содержанием влаги «активность воды» выше, чем в продуктах с низким содержанием влаги.
Установлено, что в продуктах с низкой влажностью при хранении могут происходить окисление жиров, неферментативное потемнение, потеря водорастворимых веществ (витаминов), порча, вызванная ферментами. Роль микроорганизмов здесь минимальна. В продуктах с промежуточной влажностью могут протекать разные процессы, в том числе значительно возрастает роль микроорганизмов порчи. В процессах, протекающих при высокой влажности, микроорганизмам принадлежит решающая роль.
При этом дрожи и плесени менее чувствительны к низкому содержанию влаги. Для них благоприятна среда, если в ней активность воды выше 0,6. Для бактерий и плесеней предельное значение активности воды не должно быть ниже 0,9. В целом процессы порчи значительно замедляются при значениях аw= 0,2–0,4.
Для снижения активности воды используют такие технологические приемы, как сушка, вяление, добавление различных веществ (сахар, соль и др.), замораживание.
32. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов.
Молекула воды, кристаллизуясь, образует лед, который имеет гексагональную кристаллическую решетку. Однако лед при определённых условиях может существовать в девяти других кристаллических полиморфных конфигурациях.
Замораживание является наиболее распространенным способом консервирования (сохранения) многих пищевых продуктов. Необходимый эффект при этом достигается в большей степени от воздействия низкой температуры, но также и от образования кристаллов льда.
Образование льда в клеточных структурах пищевых продуктов и гелях имеет два важных следствия:
1) Во время замораживания вода переходит в кристаллы льда различной, но достаточно высокой степени чистоты. Все неводные компоненты приэтом концентрируются в уменьшенном количестве незамерзшей воды. Эти изменения могут увеличить скорости химических реакций. Таким образом, замораживание имеет два противоположных влияния на скорость реакций: низкая температура как таковая будет ее уменьшать, а концентрирование компонентов в незамерзшей воде – иногда увеличивать. Однако в целом скорость химических реакций в при замораживании пищевых продуктов замедляется.
2) вся вода, превращаемая в лед, увеличивается ~ на 9% в объеме. При этом происходит значительная деформация или даже разрушение клеточных структур, в том числе и микробиальных клеток. При этом может происходить гибель микробиальной клетки, или существенно снижается её активность. Наиболее стойкими при замораживании оказываются споры микроорганизмов, содержащие достаточно низкое количество влаги.
Следует отметить, что структура льда не идеальна. Он содержит микротрещины, в которых возможна диффузия молекул воды незамёрзшей воды. Этот факт имеет определенное отношение к скорости порчи пищевых продуктов и биологических веществ в условиях хранения при низких температурах.