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食品检验员Aw测定仪法

食品检验员在评估食品的稳定性、保质期和微生物安全风险时,除了测定水分含量外,还需关注水分活度(Water Activity,简称 Aw)。水分活度比“水分含量”更能反映食品中水的存在状态及其被微生物利用的可能性。

Aw测定仪法是目前最常用、最快速的水分活度测定方法,广泛应用于食品生产、储存、质检和科研领域。


一、什么是水分活度(Aw)?

水分活度是指食品中水分存在的状态,即水分与食品成分结合的程度,表示为溶液中水的蒸气压(P)与同温度下纯水饱和蒸气压(P₀)的比值:

Aw = P / P₀

纯水的 Aw = 1.00

完全无水物质的 Aw = 0.00

Aw 值范围在 0.0~1.0 之间,反映了食品中水分的“自由程度”。自由水越多,Aw 越高,越容易滋生微生物。

例如:

新鲜果蔬:Aw ≈ 0.98~0.99(易腐败)

面包:Aw ≈ 0.90~0.95(易长霉)

饼干、奶粉:Aw ≈ 0.2~0.3(稳定,不易变质)


二、为什么测定 Aw 比水分含量更重要?

水分含量只表示水的总量,无法说明其是否可被微生物利用。

水分活度直接决定:

微生物能否生长(细菌一般需 Aw > 0.9,酵母 > 0.85,霉菌 > 0.7)

酶活性、非酶褐变(如美拉德反应)、脂肪氧化等化学反应速率

食品的质地变化(如饼干吸湿变软、奶粉结块)

因此,Aw 是控制食品微生物安全和货架期的关键参数。


三、Aw测定仪法原理

Aw测定仪通过测量密闭样品室中食品上方空气的相对湿度(ERH,Equilibrium Relative Humidity)来确定其水分活度。当食品与周围空气达到平衡时:

Aw = ERH / 100

仪器内部通常采用以下传感器之一:

电容式湿度传感器:响应快,稳定性好,最常用

电阻式湿度传感器

露点仪:精度高,用于校准

仪器自动采集数据,数分钟内显示 Aw 值,并可同时记录温度。


四、操作步骤

开机预热

打开Aw测定仪,预热15~30分钟,确保传感器稳定。

校准仪器

饱和氯化锂溶液:Aw ≈ 0.11

饱和氯化钠溶液:Aw ≈ 0.75

饱和硝酸钾溶液:Aw ≈ 0.93)

使用标准盐溶液进行校准(如:

将标准溶液放入样品杯,置于仪器内,按提示进行校准。

准备样品

固体样品:切成小块或粉碎,确保均匀(如面包、肉干、饼干)。

液体或半固体:搅拌均匀(如果酱、蜂蜜、酱料)。

取适量样品(约2~5 g),放入干净的样品皿中,厚度适中。

测定

将样品皿放入仪器测量腔,关闭盖子。

仪器自动开始监测,直到湿度值稳定(通常5~15分钟)。

显示屏直接读取 Aw 值和温度。

清洁

测定后及时取出样品,清洁样品室和托盘,防止残留物影响下次测量。


五、适用样品

乳制品:奶粉、奶酪、炼乳

烘焙食品:面包、蛋糕、饼干

肉制品:腊肉、香肠、肉干

糖果、巧克力

脱水食品:干果、蔬菜干、速溶汤料

调味品:酱油粉、复合调味料

药品、化妆品(相关行业也广泛应用)


六、注意事项

样品温度

样品应与环境温度一致,避免冷凝或蒸发干扰。

测定前可将样品在实验室放置1小时以上。

样品量与形态

样品应覆盖底部但不过满,保证气体充分接触。

含油脂样品需注意油膜可能影响传感器,必要时用滤纸隔离。

平衡时间

高脂或致密样品平衡较慢,需耐心等待读数稳定。

仪器清洁

每次使用后必须清洁,防止交叉污染。

避免腐蚀性或挥发性强的样品直接接触传感器。

定期校准

建议每周或每批重要检测前用标准盐溶液校准。

密封性检查

确保测量腔盖密封良好,否则结果偏低。


七、Aw与食品安全的关系


Aw 范围微生物生长情况
> 0.95多数细菌、酵母、霉菌可生长(如鲜肉、牛奶)
0.90–0.95多数酵母和霉菌可生长,部分耐盐细菌
0.85–0.90多数病原菌受抑制,耐高渗酵母、霉菌仍可生长
0.70–0.85霉菌和部分酵母可缓慢生长
< 0.70大多数微生物无法生长(如饼干、奶粉)

根据《食品安全国家标准》,许多低水分食品要求 Aw ≤ 0.60 或更低,以确保微生物安全。


八、总结

Aw测定仪法是食品检验员评估食品稳定性、保质期和微生物风险的重要手段。相比传统水分含量测定,水分活度更能真实反映食品的“可腐败性”。

该方法操作简便、快速、准确,适用于各类食品的现场和实验室检测。检验员应掌握正确操作流程,注重校准、清洁和样品处理,确保数据可靠。在实际监管中,可将 Aw 测定与水分含量、标签标示、储存条件等结合,全面评估食品质量与安全,尤其对低水分高风险食品(如婴幼儿辅食、脱水蔬菜、肉干)的监控具有重要意义。


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