食品安全的管理模式強調“從農田到餐桌”全過(guò)程管理，即以預防為主的原則來(lái)減低微生物引起的食源性危害。在食品的加工、儲存和銷(xiāo)售過(guò)程中，食品原料受到外界環(huán)境微生物的侵染，加之殺菌不徹底、儲運方式不得當等造成的微生物污染，是導致食品腐敗變質(zhì)，威脅消費者健康的主要原因。只有有效地控制食品生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節中潛在的微生物污染問(wèn)題，食品工業(yè)才能生產(chǎn)出讓消費者放心的食品。水分活度的控制是阻止有害微生物生長(cháng)的關(guān)鍵因素。在美國聯(lián)邦法規第21款中已經(jīng)明確規定，水分活度是檢驗食品安全性的重要指標。同時(shí)，美國食品藥品監督管理局(FDA)所規定的食品生產(chǎn)過(guò)程良好操作規范(GMP)中明確地把水分活度定義為反應食品安全性的重要指標。在危害分析關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)監測系統中明確定義：“可通過(guò)限制水分活度來(lái)控制微生物病原體的生長(cháng)。”美國規定，庫存食品水分活度超過(guò)0.85就不能上市銷(xiāo)售;日本規定，庫存食品水分活度超過(guò)0.90就不能上市銷(xiāo)售。然而，在我國還沒(méi)有這樣的相關(guān)規定出臺。

　　食品的水分活度

　　作為熱力學(xué)概念，水分活度是描述食品中的水分所處的一種能量狀態(tài)，它與食品體系的吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)有較強的相關(guān)性。它是表示水分的逃逸趨勢(逸度)的指標;表示食品中的水與其他物質(zhì)結合的緊密程度。雖然水分含量和水分活度都是用來(lái)描述水分存在的狀態(tài)，但是水分活度是與食品的質(zhì)量安全最相關(guān)的因素。

　　嚴格意義上，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱(chēng)為水分活度Aw。

　　水分逃逸趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛?lái)表示。

　　水分活度是食品組成和溫度的函數，受前者影響較大。食品物料中水分存在的形式，通常只是簡(jiǎn)單地分為結合水和非結合水。嚴格地說(shuō)，按照食品中的水分和物料的結合形式，可將物料中的水分分為：化學(xué)結合水，物理化學(xué)結合水(包括吸附結合水，結構結合水，滲透壓結合水)和機械結合水。

　　長(cháng)期以來(lái)，人們了解到食品的腐敗變質(zhì)與食品中水分含量(W)具有一定的關(guān)系。但是，僅僅知道食品中的水分含量不足以預報食品的質(zhì)量安全性。有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質(zhì)的情況是明顯不同的，如鮮肉與咸肉的水分含量相差不多，但保藏期卻不同;這就存在一個(gè)水能否被微生物酶或化學(xué)反應所利用的問(wèn)題;這與水在食品中的存在狀態(tài)直接相關(guān)。

　　所以，在考量食品質(zhì)量安全的時(shí)候，食品中的水分含量并不是一個(gè)可靠的標準。例如，一種穩定的食品有可能包含15%的水;另一種食品有可能包含8%的水;但是，這不能斷定前者更容易被微生物利用而生長(cháng)，這是由于有可能這部分水是通過(guò)化學(xué)鍵與其他組分結合，是不能被微生物利用的。

　　那么水分活度是如何影響微生物的呢?

　　水活性可以顯著(zhù)影響食品中微生物的繁殖、代謝(包括產(chǎn)毒)和抗性。

　　首先，Aw值影響微生物的生長(cháng)繁殖。大多數與食品有關(guān)的微生物在A(yíng)w值較高的情況下生長(cháng)比較旺盛，只有少數能在較低Aw值下生長(cháng)。因此，如果降低Aw值，食品中可繁殖的微生物種類(lèi)和數量就會(huì )減少。各類(lèi)微生物對Aw值要求不同，細菌對水分活度的要求最高，Aw>0.9時(shí)才能生長(cháng)繁殖;其次是酵母菌，要求Aw>0.87，再次是霉菌，在A(yíng)w為0.8時(shí)就開(kāi)始繁殖。另外，同屬而不同種的微生物對Aw要求也不完全相同。

　　其次，Aw值對微生物代謝活性也有影響。降低Aw值可以使微生物的生長(cháng)速度降低，進(jìn)而，食品腐敗速度、微生物產(chǎn)毒數量以及微生物代謝活性也會(huì )降低。值得注意的是，中止不同的代謝過(guò)程所需的水活性值不同。因此，在有生毒細菌或霉菌存在的食品中，毒素的存在是極有可能的。由此可以看出對于食品水分活度的監控具有重要的現實(shí)意義。

　　再次，Aw值對微生物抗熱性同樣具有影響。加熱是抑制或殺死食品中微生物的常用有效方法，不同微生物及其孢子的抗熱性不同。決定細菌的抗熱性的諸因素中，熱溶劑的物理性質(zhì)、化學(xué)組成和Aw值等都是很重要的。一般來(lái)說(shuō)，細菌孢子的抗熱性隨Aw值的降低而增強，在A(yíng)w值為0.2～0.4的范圍內最強。有時(shí)，在高濃度溶液中細菌的熱抗性比在稀溶液中低，因為溶質(zhì)本身在加熱過(guò)程中會(huì )加重細胞的熱毀壞。

　　所以，通過(guò)對預殺菌的食品物料水分活度的檢測，可初步判斷熱殺菌的效果。

　　第四，Aw值對微生物存活能力有明顯的影響。不能生長(cháng)的微生物會(huì )逐漸死亡。因此，如果食物的Aw值低于微生物生長(cháng)的最低值，那么微生物的數量就會(huì )慢慢減少。通過(guò)對沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌等食物毒性微生物的生存與Aw之間的關(guān)系的研究證明：在A(yíng)w值較低的食品中細菌孢子數會(huì )降低，這樣的食品在儲藏過(guò)程中甚至會(huì )變成無(wú)菌的。食物中帶有的寄生蟲(chóng)的生存也受低Aw值的影響，這些寄生蟲(chóng)在冷凍或干燥過(guò)程中可被殺死。在研究肉中旋毛蟲(chóng)在干燥過(guò)程中的生存情況時(shí)觀(guān)察到：在發(fā)酵香腸中當Aw值降低到一定數值時(shí)，這些寄生蟲(chóng)就會(huì )失活，從以上所述可以得出這樣的結論：通過(guò)選擇合適的條件(Aw值、pH值、濕度、保鮮劑等)，可減少或殺死微生物，從而提高食品穩定性和安全性。

　　通過(guò)以上的論述，我們可以看出，水分活度對微生物的影響十分顯著(zhù)，水分活性是食品質(zhì)量控制中的一個(gè)重要指標。在食品領(lǐng)域及時(shí)監控水分活性，可有效地估價(jià)食品的安全性和穩定性。一般，Aw值在0.9～1.0間的食品屬高濕食品，Aw值在0.6～0.9屬于中濕食品，Aw0.0～0.6屬低濕食品。高濕食品腐敗是由于細菌，中濕食品腐敗主要是由于霉菌和酵母，在低濕食品上,微生物一般不生長(cháng)，但低濕食品質(zhì)量方面也依賴(lài)于A(yíng)w。另外，水分活度可用于高濕和中濕食品微生物安全和質(zhì)量穩定性的預測。

　　在預測食品的安全性和預測有關(guān)微生物生長(cháng)、生化反應速率等方面，水分活性扮演著(zhù)極其重要的角色。通過(guò)測定和控制食品的水分活性，可以做到以下幾點(diǎn)：(1)預測哪種微生物是潛在的腐敗和污染源;(2)確保食品的物理，化學(xué)穩定性;(3)使非酶氧化反應和脂肪非酶氧化降到最小;(4)延長(cháng)酶的活性;(5)優(yōu)化食品的物理性質(zhì)，如質(zhì)構和貨架期。

　　水分活度檢測在肉類(lèi)質(zhì)量控制中的作用

　　水分活性是影響肉品保鮮的重要柵欄因子。眾所周知，微生物可在各種肉與肉制品上生長(cháng)繁殖，微生物的污染和繁殖可直接導致肉品的腐敗變質(zhì)，從而影響肉品的衛生質(zhì)量，嚴重時(shí)還可引起食物中毒，微生物與肉品保鮮的關(guān)系不言而喻。微生物的正常生長(cháng)繁殖必須滿(mǎn)足三個(gè)主要條件：(1)營(yíng)養條件，肉和肉制品是微生物生長(cháng)繁殖最好的培養基之一;(2)溫度，一般來(lái)說(shuō)溫度高，生長(cháng)繁殖快，反之就慢;(3)適量的水(一定的水分活性)。三者具備，微生物便可很好地生長(cháng)繁殖，否則微生物的生長(cháng)繁殖都將受到影響。在這三個(gè)主要條件中，水分活性與微生物的關(guān)系極為密切，因為任何一種微生物在食品(包括肉與肉制品)中進(jìn)行正常的生長(cháng)繁殖，都要求有一個(gè)最低的水分活性值，在該值以下微生物不能正常生長(cháng)繁殖。換言之，一種肉制品的Aw值直接影響著(zhù)該肉制品可能污染的微生物的種類(lèi)和數量，進(jìn)而影響著(zhù)對該肉制品采取的防腐保鮮措施。因而，一直以來(lái)水分活性都披視為肉制品保鮮的重要柵攔因子，在同等條件下，Aw值低，肉品保存期長(cháng)。Aw值與肉品保鮮期的關(guān)系宏觀(guān)上可以下圖表示：

　　自從水分活性概念被引入食品科學(xué)研究領(lǐng)域后，水分活性理論被廣泛用于指導生產(chǎn)。目前生產(chǎn)實(shí)踐中的許多措施都是降低肉制品的Aw值來(lái)抑制微生物的正常生長(cháng)繁殖，以達到保鮮的目的，如干燥法、凍結法、腌漬法等。在肉制品中，肉干、肉脯、肉松等干肉制品的Aw多為0.60～0.67，故被看作是低Aw的安全食品。除了這幾類(lèi)干肉制品外，其他肉制品的水分活度通常高于0.75。而這些肉制品占市場(chǎng)份額較大，因此，及時(shí)檢測水分活度，對控制肉制品在貯存期的品質(zhì)變化有重要意義。夏大勇等人在調查中采到一袋超過(guò)了保質(zhì)期有10個(gè)月的肉松，檢測水分活性值為0.45，感官檢查：色擇褐黃，比正常黃色深一些，肉香昧減弱，無(wú)腐敗現象。不難看出,Aw值更能反映干制品內在質(zhì)量變化的趨勢。

　　水分活度監測在水產(chǎn)品質(zhì)量控制中的作用

　　根據文獻資料，新鮮水產(chǎn)原料的Aw一般在0.98～0.99，腌制品為0.80～0.95，干制品為0.60～0.75。Aw<0.9時(shí)，細菌不能生長(cháng);Aw<0.8時(shí)，大多數霉菌不能生長(cháng);Aw<0.75時(shí)，大多數嗜鹽菌生長(cháng)受抑制;Aw<0.6時(shí)，霉菌的生長(cháng)完全受抑制。通常對烤魚(yú)片、魚(yú)糜干制品等方便食品要求水分活度在0.70～0.75范圍之間，在這一水分活度下，細菌已很難存活，能生長(cháng)的有一些耐干燥霉菌，只要在加工、包裝、運輸過(guò)程中采取防霉措施，就能達到較長(cháng)時(shí)間貯藏的目的。由于在較低水活度條件下，食品中的微生物數量有下降趨勢?，F在，食品科技界正在探索按預定要求控制一些食品的Aw值，以達到免殺菌保存食品的可能性。蝦仁制品的干制是通過(guò)降低蝦肉中的含水量與水分活度(Aw)，以抑制微生物的繁殖，達到長(cháng)期保存的目的。一般Aw<0.69時(shí)，貯存更加安全，但蝦肉干制到Aw<0.69時(shí)，水分含量已降至15%以下，得到的產(chǎn)品干硬，食用品質(zhì)變差。為維持其相對較高的含水量同時(shí)還能防止腐敗，需要找到一個(gè)適當的平衡點(diǎn)。江南大學(xué)食品科學(xué)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗室伍玉潔等人進(jìn)行了水分活度對干制蝦仁產(chǎn)品的貨架壽命和質(zhì)構的影響試驗，研究表明，通過(guò)分析比較Aw與水分含量的關(guān)系、保藏過(guò)程中細菌菌落總數的變化以及南美白對蝦蝦體的彈性和硬度等質(zhì)構參數，發(fā)現當Aw控制在0.86～0.9范圍，水分含量在25%(W/W)時(shí)，常溫保藏的南美白對蝦干制產(chǎn)品在口感及微生物指標等方面可取得較好的平衡。

　　水分活度監測在糧油制品質(zhì)量控制中的作用

　　蛋糕等糧油制品在保藏過(guò)程中會(huì )因微生物的滋生而不能食用，微生物的滋生又包括兩個(gè)方面，即發(fā)霉和腐敗。蛋糕發(fā)霉主要是指霉菌在蛋糕上大量繁殖，可從外表觀(guān)察到呈絨毛狀的各種顏色的斑點(diǎn)，而且有些霉菌會(huì )產(chǎn)生對人體有害的毒素。污染蛋糕的霉菌群種類(lèi)很多，有青霉菌、青曲菌、根霉菌、精曲菌及白霉菌等。蛋糕腐敗，主要是指蛋糕受到細菌中的馬鈴薯桿菌等的侵襲繁殖而引起的腐敗變質(zhì)。霉菌在糧油制品的腐敗變質(zhì)中起到了主要的作用。微生物的控制有諸多方法，國內外有很多人做過(guò)研究，比如控制原料成分，活性包裝材料，充氣包裝，添加脫氧劑，選擇保藏環(huán)境等。然而，最有效的方法還是將蛋糕制成不適合微生物生長(cháng)的體系，也就是調整蛋糕的水分活度再輔以抗菌劑。中國農業(yè)大學(xué)胡勝群等進(jìn)行了pH、抗菌劑濃度以及水分活度對奶油蛋糕(磅蛋糕)模擬培養基中微生物生長(cháng)的影響試驗，結果說(shuō)明，微生物生長(cháng)速度隨水分活度升高而加快，通過(guò)降低蛋糕的水分活度(0.88左右)，微生物的生長(cháng)受到明顯抑制。

　　水分活度監測在冰淇淋品質(zhì)控制中的作用

　　在冰淇淋漿料中，水分含量為60%～70%，但水分活度卻較低，冰淇淋漿料的總固形物含量越多，則水分活度越低。水分活度影響冰淇淋的抗融化度、抗變形度、質(zhì)地的松軟度或堅實(shí)度，影響冰晶的數量、顆粒度、結構、分布位置和定向。要控制冰淇淋品質(zhì)首先要控制水分活度。天津商學(xué)院食品系的楊湘慶，沈悅玉通過(guò)試驗證明控制漿料中的水分活度可以很好的控制冰淇淋品質(zhì)。

　　總之，對水分活度的監控在保證食品質(zhì)量安全上具有十分重要的意義。

　　我國加入世界貿易組織后，食品進(jìn)出口貿易將是我國重要的經(jīng)濟活動(dòng)。然而，它也對我國食品安全性保證問(wèn)題提出了新的挑戰;即使在國內生產(chǎn)和消費的食品也面臨著(zhù)新的挑戰。城市化進(jìn)程加快，人們對食品的運輸和加工需求變得更大，農業(yè)生產(chǎn)與食品工業(yè)融為一體。食品生產(chǎn)和流通模式發(fā)生改變，食物比以往流通得更遠，需要運輸的時(shí)間也相對更長(cháng)。食品從生產(chǎn)到保藏，再從流通到消費;這樣一系列的過(guò)程，都要求有效及時(shí)的質(zhì)量監測。無(wú)論是站在生產(chǎn)者的角度還是站在政府的角度來(lái)看，有效的預防措施是保證食品安全性的關(guān)鍵所在。因此，食品工業(yè)在實(shí)施HACCP體系的同時(shí)，應該對食品水分活度給予高度的重視，因為進(jìn)行水分活度的實(shí)時(shí)檢測是確保食品質(zhì)量安全的有效過(guò)程控制手段。