Реферат: Свободная и связанная вода. Роль активности воды.
По форме связи с растительными и животными объектами вода может быть свободной и связанной. Свободная вода имеет физическую (механическую) форму связи с материалом и удаляется при высушивании, отжиме прессовании. Связанная вода соединена с органическими веществами химическим путем и при высушивании не удаляется. «Связывание» воды и «гидратация» — термины, характеризующие способность воды к ассоциации с различной степенью прочности с гидрофильными веществами. Количество и сила связывания воды зависят от ряда факторов: природы неводного компонента, состава соли, рН, температуры.
С точки зрения устойчивости продукта при хранении играет роль соотношение свободной и связанной влаги. Связанная вода по своим свойствам отличается от свободной. Она не замерзает при низких температурах (ниже – 60оС), не растворяет соли, сахара и т.д.
Особая форма связанной воды — химически связанная вода. Эта вода кристаллогидратов, или кристаллизационная вода. Так, например в молоке кристаллизационная вода связана с кристаллами молочного сахара (С12Н22О11∙Н2О).
Роль 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».
Роль активности воды: она означает готовность влаги, содержащейся в продукте вступать в различные реакции. Активность воды для простого раствора может быть определена с помощью закона Рация: Активность воды (aw) = Р/Р˳. это отношение давление паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при одной и 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.