Đề tài Ý nghĩa hoạt độ nước trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm

MUÏC LUÏC Muïc luïc trang 1 I./ Hoïat ñoä trang 2 Hoïat ñoä cuûa nöôùc laø gì trang 2 Taïi sao hoïat ñoä cuûa nöôùc laïi quan troïng nhö vaäy trang 3 Ñöôøng ñaúng nhieät haáp thuï trang 3 II/AÛnh höôûng hoïat ñoä nöôùc ñeán caùc quaù trình thöïc phaåm trang 4 1 Aûnh höôûng söï oxy hoùa chaát beùo trang 4 2 Aûnh höôûng phaûn öùng saãm maøu phi enzym trang 5 3 Aûnh höôûng ñeán phaûn öùng enzym trang 7 4 Söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät trang 8 5 Aûnh höôûng ñeán tính chaát löu bieán cuûa thöïc phaåm trang10 6 Aûnh höôûng ñeán giaù trò dinh döôõng thöïc phaåm trang 10 III/ Aûnh höôûng ñeán caáu truùc traïng thaùi cuûa saûn phaåm thöïc phaåm trang11 1 Aûnh höôûng caáu truùc rau quaû töôi trang11 2 Tham gia vaøo traïng thaùi caáu truùc thöïc phaåm trang11 IV/ Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoïat ñoä trang11 V/ Phöông phaùp laøm giaûm hoïat ñoä trang12 VI/ Phöông phaùp xaùc ñònh hoïat ñoä trang12 Taøi lieäu tham khaûo trang 13 I/ HỌAT ĐỘ HỌAT ĐỘ CỦA NƯỚC LÀ GÌ Giá trị thực phẩm cũng như tính chất cảm vị , độ bền của các sản phẩm thực phẩm khi bảo quản là do thành phần các chất hữu cơ và vô cơ trong chúng quyết định .Trong các thực phẩm đó nước coùảnh höôûng lôùn hôn caû Töông taùc giöûa saûn phaåm khoâ vaø nöôùc trong saûn phaåm thöïc phaåm cuõng khaùc nhau : caùc hôïp chaát nhö ñöôøng , muoái voâ cô , caùc hôïp chaát thôm vaø caùc saéc toá thì hoøa tan trong nöôùc trong khi ñoù protein ôû trang thaùi keo , hoaëc lypit thì khoâng tan trong nöôùc Thöïc teá chöùng toû khi nghieân cöùu caùc ñieàu kieän toái öu ngöôøi ta thaáy haøm aåm tuyeät ñoái cuûa caùc saûn phaåm thöïc phaåm khoâng phaûi laø yeáu toá quyeát ñònh . chaúng haïn ñöôøng kính coù ñoä aåm 0,12% , cheø coù ñoä aåm 8% , pho maùt laø 40 % vaãn coù theå baoû quaûn trong cuøng moät ñoä aåm töông ñoái cuûa khoâng khí laø 70% . Nhö vaäy ñoä aåm tuyeät ñoái cuûa saûn phaåm thöïc phaåm chöa phaûi laø chæ soá quyeát ñònh , maø chæ soá quan troïng laø hoïat ñoä nöôùc , ñoù laø chæ tieâu ñaëc tröng cho möùc ñoä tíeâp nhaän cuûa thöïc phaàm ñoái vôùi söï taùc ñoäng cuûa khí quîeån xung quanh Mỗi chất lỏng ñeàu coù moät aùp suaát hôi baõo hoøa nöôùc vaø dung dòch nöôùc cuõng vaäy. Tuy nhieân aùp suaát hôi cuûa dung moâi nguyeân chaát (nöôùc) khaùc vôùi aùp suaát hôi cuûa dung dòch . Do söï töông taùc giöõa caùc phaân töû dung moâi vôùi caùc phaân töû chaát hoøa tan vaø söï phaân ly cuûa caùc chaát ñieän ly neân khaû naêng bay hôi nöôùc cuûa dung dòch nöôùc keùm hôn dung moâi nöôùc nguyeân chaát Trong thöïc phaåm, luoân coù moät löôïng nöôùc nhaát ñònh do ñoù seõ coù moät aùp suaát hôi rieâng phaàn cuûa nöôùc Dựa vào định luật cân bằng nhiệt động cuả Lewis , Scott đã ứng dụng vào thực phẩm , ông đưa ra biểu thức Aw = f tính bay hơi của dung dịch f0 là tính bay hơi của dung môi tuy nhiên công thức này không chính xác bằng aw = trong đó P là áp suất hơi riêng phần cuả nước trong dung dịch P0 là áp suất hơi bão hòa của dung môi Theo nghiên cứu cho thấy và có sự chênh lệch nhau 1% và việc xác định hoạt độ dự trên P/P0 thì hính xác hơn , nhưng trên thực tế ta chỉ thu được aw= Hoạt độ của nước nguyên chất theo quy ước là đợn vị Bảng : họat độ nước của vài loại sản phẩm Loại sản phẩm họat độ nước thịt và cá tươi 0,99 bánh mì 0,95 phômai cũ 0,85 mứt đông 0,80 bánh puding 0,80 bắp cải 0,75 quả khô 0,60 kẹo 0,30 bột sửa 0,20 TẠI SAO HỌAT ĐỘ NƯỚC LẠI QUAN TRỌNG NHƯ VẬY Hoạt độ của nước là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến thời hạn sử dụng , độ an toàn , màu sắc , mùi vị và độ bền của các sản phẩm thực phẩm trong khi những yếu tố khác như nhiệt độ , độ pH … có thể ảnh hưởng đến sự phát triển nhanh của vi khuẩn. Hoạt độ là nhân tố quan trọng trong việc kiểm soát sự hủy hoại thực phẩm , hoạt độ có thể kiềm hảm sự phát triển của vi khuẩn ví dụ hầu hết vi khuẩn không phát triển được ở hoạt độ <0,91 hầu hết nấm mốc ngừng phát triển ở aw <0,8. Bằng việc đo hoạt độ có thể tiên đoán được vi khuẩn nào là nguồn gốc tiềm tàng cho sự hủy hoại thực phẩm .Đồng thời aw cũng đóng vai troø quan trọng quyết định độ hoạt động của enzym và vitamin tropng thực phẩm . Ngoài ra aw còn tác đông đến sự hiệu nghiệm và độ đặc của dược phẩm ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP THỤ Đường đẳng nhiật hấp thụ dùng để chỉ lượng nước được giữ bởi một thành phần nào đó ở điều kiện cân bằng và tại một nhiệt đô nhất định phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển xung quanh , hay ngược lại nó chỉ áp suất hơi của một thực phẩm phụ thuộc vào hàm lượng nước của chính thực phẩm đó Ta có biểu đồ sau II/ AÛNH HÖÔÛNG CUÛA HOÏAT ÑOÄ ÑEÁN CAÙC QUAÙ TRÌNH THÖÏC PHAÅM ảnh hưởng của hoạt độ đến phản ứng sẩm màu phi enzym ảnh hưởng của hoạt độ đến phản ứng của enzym tring các sản phẩm thực phẩm ảnh hưởng của hoạt độ đến sự phát triển của vi sinh vât ảnh hưởng của hoạt độ đến tính chất lưu biến củ thực phẩm ảnh hưởng của hoạt độ đến giá trị dinh dưỡng Sau đây ta sẽ xét những ảnh hưởng đó: Chuù thích : 1. phaûn öùng oxy hoùa vaø töï oxy hoùa chaát beùo; 2. phaûn öùng saåm maøu 3. hoïat ñoä enzym; 4. giôùi haïn hoïat ñoäng cuûa vi khuaån 5. Ñöôøng ñaúng nhieät beàn 1_ Ảnh hưởng của hoạt độ đến sư oxy hóa chất béo lipid dược Bloor đưa ra năm 1925 để chỉ nhóm hợp chất hữu cơ có chung tính chất : không tan trong nước chỉ tan trong dung môi phân cực như ete , clorofom…lypit là chất phổ biến trong tế bào động vật , thực vật , là chất cung cấp năng lượng đáng kể cho cơ thể (37,6 x 106 j/kg) , nguồn cung cấp vitamin A, D, E ,F….. lipit có trong thành phần các sản phẩm thực phẩm , so với những hợp phần hóa học khác thì kém bền vững nhất đối với tác động của oxy khí quyển , từ ROOH tạo ra nhũng phẩm vật khác nhau làm ảnh hưởng chất lượng của sản phẩm RH Y R + H R + O2 Y RO2 RO2 + RH Y ROOH + R Nhìn vaøo ñoà thò ta thaáy hoïat ñoä nöôùc thaáp töông öùng vôùi vuøng hình thaønh lôùp ñôn phaân treân beà maët saûn phaåm , söï oxy hoùa chaát beùo xaûy ra maïnh meõ , cuøng vôùi söï taêng hoïat ñoä nöôùc thì cöôøng ñoä oxy hoùa giaûm , cöïc tieåu khi aw =0,3 sau ñoù laïi taêng ñeán aw = 0,7 thì sự oxy hoùa cöïc ñaïi Sự oxy hoùa xaûy ra maïnh meõ ôû lôùp ñôn phaân vì nhöõng lyù do sau Caùc saûn phaåm chöùa chaát beùo ôû daïng khan thöôøng laø nhöõng vaät theå keo coù loå xoáp , chaát beùo thöôøng phaân boá ôû beà maët cuûa vi loå .dođñoù Oxy coù theå xaâm nhaäp töï do vaøo ñaây vaø söï töï oxy hoùa chaát beùo xaûy ra deã daøng Ngay caû khi aùp suaát phaàn cuûa oxy trong moâi tröôøng beân ngoøai thaáp , trong ñieàu kieän naøy neáu coù maët löôïng nöôùc nhoû trong saûn phaåm seõ kieàm haõm moät caùch ñaùng keå quaù trình oxy hoùa Taïo ra lôùp nöôùc haáp thuï baûo veä treân beà maët saûn phaåm do ñoù haïn cheá söï xaâm nhaäp cuûa oxy khí quyeån Khi coù maët cuûa löôïng aåm nhaát ñònh thôøi gian cuûa chu kyø caûm öùng bò keùo daøi vaø löôïng ROOH töï do ôû giai ñoïan naøy seõ thaáp laø do taïo thaønh lieân keát hydro giöõa nöôùc vaø hydro peoxit khieán cho söï phaân giaûi hôïp chaát naøy bò chaäm laïi . Taùc duïng kieàm haõm cuûa nöôùc coøn quan heä vôùi vieäc laøm voâ hoïat hoùa caùc hôïp chaát chöùa kim loaïi coù hoaït tính xuùc taùc do taïo phöùc taïo lieân keát phoái trí vôùi caù ion kim loïai coù hoùa tri thay ñoåi do ñoù laøm oån ñònh traïng thaùi hoùa trò cuûa chuùng Khi aw > 0,5 thì söï oxy hoùa laïi taêng laø do ôû möùc aåm naøycaùc kim loïai khueách taùn deã daøng hôn ñeán caùc mieàn oxy hoùa . ôû aw raát thaáp söï oxyhoùa coù theå bò chaäm laïi do noàng ñoä kim loïai bò pha loaõng. Ngoaøi ra ngöôøi ta ñaõ tìm ra ñöôïc caùc chaát nhö tocoferon , xemazon , phosphatit …laø nhöõng chaát choáng oxy hoùa tuï nhieân , ngöôøi ta coøn söû duïng caùc chaát oxy hoùa toång hôïp nhö : butyloxy anizol , dodexygalat ,… trong baûo quaûn daàu môû 2_Aûnh höôûng cuûa hoïat ñoä ñeán phaûn öùng saåm maøu phi enzym Chaát löôïng cuûa caùc saûn phaåm thöïc phaåm khoâng nhöõng bao haøm giaù trò dinh döôõng maø coøn bao haøm giaù trò caûm quan ñoù chính laø maøu saéc cuûa thöïc phaåm . Maøu saéc thích hôïp seõ giuùp cho cô theå ñoàng hoùa thöïc phaåm deã daøng , vì theá trong kyõ thuaät saûn xuaát thöïc phaåm ngöôøi ta khoâng chæ baûo veä maøu saéc töï nhieân maø coøn theâm maøu môùi taïo ra nhöõng maøu saéc thích hôïp vôùi , tính chaát vaø traïng thaùi cuûa saûn phaåm caùc phaûn öùng taïo maøu trong thöïc phaåm thöôøng phöùc taïp vaø ña daïng. Chaúng haïn nhö maøu saéc cuûa nöôùc cheø laø do phaûn öùng oxy hoùa caùc poly phenol baèng enzim, maøu saéc xuaát hieän khi saáy malt, khi nöôùng baùnh mì hoaëc trong caùc saûn phaåm cheá bieán haït khaùc laïi haàu nhö chuû yeáu laø phaûn öùng axamin. Neáu nhö trong caùc saûn phaåm baùnh keïo, maøu ñöôïc taïo neân chuû yeáu laø phaûn öùng caramen hoùa caùc ñöôøng thì trong cheá bieán rau quaû ñöôïc hình thaønh neân coøn do 1 loaït caùc phaûn öùng nöõa. Chung qui laïi phaûn öùng taïo maøu laø nhöõng phaûn öùng oxy hoùa vaø nhöõng phaûn öùng khaùc coù enzim xuùc taùc hoaëckhoâng coù enzim xuùc taùc. ÔÛ ñaây ta seõ tìm hieåu ñeán caùc phaûn öùng saãm maøu. Ngöôøi ta cho raèng söï saãm maøu coù theå laø do phaûn öùng caramen hoùa, phaûn öùng melanoidin ,phaûn öùng giöõa caùc saûn phaåm oxy hoùa caùc lipit vôùi protein hoaëc phaûn öùng thoaùi phaân caùc hôïp chaát cacbonyl coù noái keùp ñoâi luaân hôïp vôùi vitamin C, caùc reducton…… Vaø nhö vaäy vaàn ñeà ôû ñaây laø seõ tìm hieåu xem hoaït ñoä caø caùc phaûn öùng saåm maøu phi emzym coù lieán quan gì vôùi nhau .(saåm maøu laø daïng hö hoûng cuõa caùc saûn phaåm.) ù Caùc saéc toá coù maøu saãm seõ ñöôïc taïo ra ôû trong caùc saûn phaåm coù haøm aåm thaáp hoaëc trung bình aw>0,5 chaúng haïn phaûn öùng melanoidin seõ taêng maïnh trong khoaûng aw=0,5÷ 0,75 laø do: Thieát laäp neân lôùp keùp cuûa caùc phaân töû nöôùc giöõa caùc lôùp moûng protein, keát quaû laø caùc nhoùm coù cöï ôû protein ñöôïc loä ra vaø trôû thaønh baõo hoøa nöôùc Caùc phaân töû protein seû taêng ñoä linh ñoäng vaø taêng khaû naêng saép xeáp trong noäi phaân töû vaø giöõa caùc phaân töû nghóa laø taêng khaû naêng phaûn öùng Neáu taêng hoaït ñoä leân treân 0,7 thì cöôøng ñoä phaûn öùng giaûm laø do noàng ñoä caùc chaát taùc duïng bò giaûm xuoáng. Toác ñoä cöïc ñaïi khi aw=0,75 töông öùng vôùi noàng ñoä cöïc ñaïi cuûa caùc chaát taùc duïng ôû traïng thaùi hoøa tan. Theo nghieân cöùu ngöôøi ta thaáy nöôùc coùn laøm ruùt ngaén chu kyø caûm öùng cuûa phaûn öùng taïo melanoidin .Moät yeáu toá khaùc raát quan troïng coù quan heä vôùi hoïat ñoä nöôùc laø aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä.Naêng löôïng hoaït hoùa cuûa caùc phaûn öùng saãm maøu phi enzim seõ taêng leân daàn daàn cuøng vôùi söï giaûm aw do ñoù phaûn öùng seõ chaäm laïi khi aw thaáp aw = 0,6÷0,8 laø moâi tröôøng raâùt thuaän lôïi cho phaûn öùng laøm saãm maøu ôû caùc saûn phaåm thöïc vaät vaø quaû , coøn ôû saûn phaåm thòt laø 0,3÷0,6 vaø saûn phaåm söõa khoâ( khoâng coù chaát beùo) laø 0,7. Töø nhöõng ñieàu trình baøy ôû treân caàn thaáy raèng caùc saûn phaåm coù ñoä aåm trung bình seõ baûo quaûn toát nhaát khi aw vöôït quaù ñieåm ñaëc tröng cho toác ñoä saãm maøu cöïc ñaïi nhöng laïi chöa ñaït giaù trò baét ñaàu gaây hö hoûng do vi sinh vaät . 3 _ AÛnh höôûng cuûa hoaït ñoä ñeán phaûn öùng enzim trong caùc saûn phaãm thöïc phaåm. Enzim laø nhöõng chaát höõu cô coù phaân töû löôïng lôùn töû 20000-1000000 dalton coù theåhoøa tan trong nöôùc , trong dung dòch muoái loaõng , trong caùc dung moâi höõu cô coù cöïc,khoâng hoøa tan trong dung moâi khoâng phaân cöïc.Enzim khoâng beàn vôùi taùc duïng nhieät, coù tính löôõng tính coù trong teá baøo ø cuûa moïi cô theå sinh vaät khoâng nhöõng laøm nhieäm vuï xuùc taùc ñaëc hieäu cho caùc phaûn öùng hoùa hoïc nhaát ñònh trong cô theå sinh vaät maø coøn laø xuùc taùc cho phaûn öùng ngoaøi teá baøo . Cô theå thieáu enzim thì moïi quaù trình chuyeån hoùa seõ ñình chæ sinh vaät khoâng theå soáng , sinh saûn , phaùt trieån bình thöôøng ñöôïc ,söï soáng cuûa sinh vaät seõ khoâng toàn taïi ,Enzim ngaøy nay ñöôïc öùng duïng ngaøy caøng roäng raõi vaø coù hieäu quaû trong moïi lónh cöïc nhö :y döôïc, chaên nuoâi, thuù y, trong coâng nghieäp saûn xuaát :röôïu bia , baùnh mì , nöôùc maém, töông. Nhö ta ñeàu bieát enzim xuùc taùc moät phaûn öùng qua 2 giai ñoaïn : _Lieân keát enzim vôùi cô chaát ñeå taïo ra phöùc phi ñoàng hoùa trò hoaëc hôïp chaát axyl-enzim. _Phaân ly hôïp chaát naøy thaønh saûn phaåm phaûn öùng vôùi enzim Ôû caû 2 giai ñoaïn cuûa phaûn öùng nöôùc coù vai troø laøm taêng tính linh ñoäng cuûa cô chaát vaø saûn phaåm phaûn öùng. Trong caùc phaûn öùng thuûy ngaân bôûi enzim thì nöôùc tham gia raát tích cöïc ,löôïng nöôùc ñöôïc söû duïng trong quaù trình naøy phuï thuoäc soá löôïng vaø baûn chaát cuûa cô chaát vaø enzim. Caùc saûn phaåm thöïc phaåm coù haøm aåm thaáp , giaù trò hoïat ñoä naèm döôùi ñieåm uoán cuûa vuøng ñôn taàng thì hoïat ñoäng cuûa enzym laø cöïc beù hoaëc coi nhö khoâng coù vì nöôùc töï do chöa ñuû ñeå thöïc hieän phaûn öùng Hoaït ñoäng cuûa phaûn öùng enzim thöôøng baét ñaàu xuaát hieän khi aw>0,45 Toác ñoä cuûa caùc quaù trình enzym trong caùc saûn phaåm thöïc phaåm ñöôïc quyeát ñònh bôûi caùc yeáu toá : _ Söï phaân boá caùc chaát tham gia phaûn öùng trong saûn phaåm _ Söï linh ñoäng cuûa cô chaát do traïng thaùi taäp hôïp vaø caáu truùc cuûa saûn phaåm quyeát ñònh _ Hoïat ñoä nöôùc vaø nhieät ñoä Trong caùc saûn phaåm coù haøm aån thaáp vaø trung bình thì quaù trình thuûy phaân laø chuû yeáu vaø thöôøng xaûy ra .Do ñoù khi ñeà ra ñieàu kieän baûo quaûn toái öu caùc saûn phaåm coù ñoä aåm thaáp vaø trung bình thì caàn phaûi tính ñeán hoaït ñoä.Hoaït ñoä nöôùc phaûi thaáp hôn ñieåm leân doác cuûa ñöôøng ñaúng nhieät haáp thuï. Cuõng vôùi lyù do ñoù khi xöû lyù nhieät caùc enzim ôû trong saûn phaåm coù haøm aåm thaáp seõ bò voâ hoaït vôùi möùc ñoä beù hôn laø khi ôû trong saûn phaåm coù haøm cao vì ôû trong saûn phaåm khoâ,khung protein cuûa enzim bò bieán tính chaäm hôn ôû trong caùc saûn phaåm öôùt raát nhieàu. Ñoä beàn cuûa enzym Laø chæ tieâu ñeå xaùc ñònh xem lieäu caùc enzym cho vaøo ñeå thöïc hieän quaù trình naøo ñoù trong thöïc phaåm coù ñaït ñöôïc hieäu quaû mong muoán hay khoâng hoaëc ñeå thay ñoåi moät giai ñoïan coâng ngheä baèng caùch voâ hoïat hoùa caùc en zym aâm tính Ta bieát raèng cheá phaåm enzym raén thöôøng beàn hôn caùc cheá phaåm enzym loûng vì baûn chaát laø protein neân enzym loûng thöôøng deã maát hoïat tính do söï bieán tính cuûa protei phuï thuoäc vaøo hoïat ñoä , nhieät ñoä , ñoä pH … Ñeå oån ñònh caùc cheá phaåm loûng coù theå theâm vaøo NaCl , glycerin , hoaëc propylenglycol laø nhöõng chaát coù khaû naêng laáy nöôùc ñi laøm giaûm hoïat ñoä cuûa nöôùc vì theá taêng ñoä beàn cuûa enzym Caùc enzym thöïc phaåm coù theå giöõ ñöôïc hoaït ñoä laâu daøi neáu ñöôïc ñeå ôû pH gaàn trung tính , nhieät ñoä vöøa phaûi hoaëc nhieät ñoä thaáp . Ñieàu kòeân naøy khoâng nhöõng laøm cho enzym bi bieán tính chaäm hôn maø coøn ngaên caûn söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät coù theå laøm bieán ñoåi tính chaát cuûa enzym, trong ña soá tröôøng hôïp khi hoïat ñoä seõ ngaên chaën ñöôïc quaù trình treân Trong quaù trình cheá bíeán vaø saûn xuaát ñoä beàn nhieät cuûa saûn phaåm enzym ôû haøm aåm khaùc nhau thì quan troïng hôn laø ñoä beàn cuûa cheá phaåm enzym coù thôøi gian baûo quaûn ôû nhieät ñoä bình thöôøng daøi hôn Duøng sorbitol (70%) ñeå laøm - amilase vaø protease kieàm tính beàn , chòu ñöôïc söï bieán tính ôû nhieät ñoä 80oC , dung dòch glycerin (70%) , glucose (70%) vaø saccharose (70%) cuõng coù taùc duïng ngaên chaën söï voâ hoaït hoùa baèng nhieät ñoä cuûa protease 4_Ảnh hưởng của hoạt độ đến sự phát triển của vi sinh vật Vi sinh vật có vai trò rất to lớn trong nganh công nghệ thực phẩm , nhờ vi sinh vật(VSV) người ta có thể sản xuất được các loại thưc phẩm lên men có giá trị như sữa chua (yahourt) , các loại bia, rượu và nhiều các sản phẩm lên men có giá trị dinh dưỡng cao khác . tuy nhiên trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm , người ta luôn cố gắng hạn chế sự phát triển của (VSV) trong đó , vì (VSV) là nhân tố chính gây ngộ độc thực phẩm và giảm đi các tính chất cảm quan , và chất lượng của thực phẩm . hoạt độ nước đóng vai tró quan trọng trong việc hạn chế sự phát triển của (VSV) trong thực phẩm bảng hoạt độ giới hạn sư phát triển của (VSV) Hoạt độ Những vi khuẩn bị hạn chế họat động Thực phẩm tương ứng 1.00 – 0.95 Psemdemonas , escherichia ,proteus ,shigella , klebsiella , bacillus , clostridium perfringen và nhiều loại nấm men khác Thực phẩm có thể bị héo cao,trái cấy đóng hộp , rau ,thịt , cá và sữa , xúc xích chín , những thực phẩm chứa 40%saccaro , hay 7% NaCl 0.95 – 0.91 Salmonella , vibrio parahaemolyticus , C.botulinum , seratia , lacctobacillus ,pediococcus , nhiều loại nấm men Nhiếu loại phomát ( cheddar , Swiss , Muenster , Provolone ) , thịt muối , nhiều loại nước ép trái cây , thực phẩm chứa 555 saccaro, hay 15% NaCl 0.91 – 0.87 Nhiều loại nấm men (candida , turolopsis , hensenula) micrococcus Xúc xích lên men (salami) , bánh ngọt (sponge cake), phomát khô ,margarin , thực phẩm chứa 65% saccaro , 15% NaCl 0.87 – 0.80 Hầu hết nấm mốc (Mycotoxigenic penicillia) Staphylococus aureus , hầu hết saccharomyces(bailii) Debyriomyces Nước ép trái cây , sữa đặc có đường , chocolate syrups , bột , gạo , hạt chứa 15- 17% độ ẩm , bánh trái cây , thịt muối nông thôn 0.80 - 0.75 Hầu hết vi khuẩn halophilic , Mycotoxigenic aspergilli Mứt , mức cam (marmalade) bánh hạnh nhân (marzipan) , trái cây tẩm đường , kẹo mềm (marshmallow) 0.75 – 0.65 Nấm mốc Xerophillic (aspergillus chevalieri , A.candidus , Wallemia sebi) Yến mạch chứa 10% độ ẩm , ngũ cốc , kẹo nougats , kẹo mềm, thịt đông , mật rỉ , đường mía , quả hố đào 0.65 – 0.60 Nấm men Osmophilic (Saccharomyces rouxii ) , một vài loại nấm mốc (Aspergillus echinulatus , Monascus bisporus) Trái cây sấy khô chứa 15 – 10% độ ẩm , carramels , mật ong , 0.50 Không có vsv nào phát triển Mì sợi chứa 12% độ ẩm , các loại gia vị chứa 10% độ ẩm 0.40 Không có vsv nào phát triển Toàn bộ bột trứng độ ẩm xấp xỉ 5% 0.30 Không có vsv nào phát triển Bánh bích quy , bánh cracker , bread crust chứa 3 -5 % độ ẩm 0,2 Không có vsv nào phát triển Sữa bột độ ẩm 2 -3 % , rau quả khô độ ẩm 5% Hâù hết nấm mốc có hoạt độ tối thiểu la 0,8 , nấm men ưa khô la 0.65 , nấm men có hoạt độ tối thiểu là 0.88 , nấm men ưa thấm là 0,6 , vi khuẩn có hoạt độ tối thiểu là 0.91 , riêng vi khuẩn ưa mặn là 0.75 , nhìn chung vi khuẩn phát triển nhanh nhất so với các loại nấm , ngay cả ở điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cả hai , thì vi khuẩn vẫn phát triển nhanh hơn Vi khuẩn chịu mặn phát triển cực đại tại aw = 0.997 – 0.98 , vi khuẩn phát triển ở nồng độ muối cao thì môi trường sẽ có hoạt độ thấp . nhóm vi khuẩn chịu mặn vừa phải để phát triển bình thường đòi hỏi nồng độ muối là 0.2 – 0.5 M , phát triển tối ưu ở nồng độ 1M và có thể phát triển ở nồng độ 3,5 – 4 M , các nồng độ này có thể tạo ra môi trường có hoạt độ tương ứng là 0,99 ; 0,96 và 0,85 Vi khuẩn rất mặn chịu được ỏ nồng độ NaCl 4M (aw = 0.83) , mặc dù vi khuẩn đã thích nghi với hoạt độ rất thấp , nhưng chúng vẫn rất nhạy cảm với các chất hòa tan có khả năng làm giảm aw Nấm men và nấm mốc phát triển trong điều kiện môi trường acid hơn hay dặc hơn ở vi khuẩn như vậy hoạt độ cần thiết để ngăn cản sự phát triển ở nấm la thấp hơn so với vi khuẩn . Nấm mốc thì ưu khô , trong khi nấm men thì ưu thấm Nhìn chung nấm mốc và nấm men phát triển dược tại aw <0.85 , các loài nấm men thường phát triển ở aw cao . chẳng hạn Saccharomycescerevisal phát triển ở aw gần 0.9 .Loài ưu thấm như S. rouxii phát triển ở aw tối thiểu là 0.62 trên xiro fructose Như vậy mỗi loại vi khuẩn , nấm mốc , hay nấm men dều có một giới hạn hoạt độ cho sự phát triển và tồn tại nhất định Aw có sự ứng dụng hưũ hiệu vào việc dự đoán sự phát triển của vi khuẩn , và nấm mốc . một thực phẩm có thời hạn sử dụng tốt mà không cần sự baỏ quản ở nhiệt độ thấp thì điều cần thiết phải điều chỉnh độ acid của thực phẩm , hoạt độ của nước . điều này có thể tăng độ bền của thực phẩm và có thể dự đoán độ bền của thực phẩm nếu biết điều kiện bảo quản xung quanh . Thực phẩm có thể sản xuất ra an toàn và đuợc bảo quản bằng việc hạ thấp hoạt độ của nước đến điểm mà tại đó (VSV) không phát triển được Chẳng hạn với aw 0.86 . (VSV) gây độc thực phẩm phát triển chậm tại mức độ ẩm tương đối thấp . thực phẩm mà (VSV) dễ phát triển thướng có hàm ẩm cao Một ví dụ về sự phát triển cuả một vài loại vi khuẩn trong thực phẩm như Clostridium botulinum đây là vi khuẩn gram ( + ) thuộc họ Clostridium là nhóm kỵ khí bắt buộc có khả năng đồng hóa các polysaccarit , và phân giải protein Clostridium botulinum có thể gây ngộ độc thịt ( 0,91 < aw< 0,95) một loại độc tố có thể gây tử vong dù với một lượng nhỏ không đáng kể , vi khuẩn này có thể tiết ra độc tố exotoxin ngăn cản sự giải phóng acetincholin tại các xináp thần kinh , hảy hoại thần kinh trung ương và gây tử vong , Clostridium botulinum được phát hiện bởi Van Ermengem (1895) , chịu được nhiệt độ cao , huỷ hoại ở 1000 sau 360 phút . để bảo quản sản phẩm thịt được lâu và không bị vi khuẩn Clostridium botulinum tấn công, người ta có thể cho vào sản phẩmthịt hợp chất nitrit , hợp chất này khi cho vàosản phẩm có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn này , mặt khác con người có thể tiếp nhận hợp chất nitrit , đây là hợp chất không gây độc và tạo được tính chất cảm quan cho sản phẩm xúc xích như tạo xúc xích có màu hồng đặc trưng 5_Ảnh hưởng của hoạt độ đến tính chất lưu biến của thực phẩm Tính chất lưu biến của thực phẩm có liên quan đến , độ cứng , độ đàn hồi và độ dai , độ dẻo của thực phẩm Nhiều nghiên cứu cho thấy điều kiện ẩm của thực phầm khô và bán khô có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính chất lưu biến của thực phẩm nguyên nhân là do sự có mặt của nước dẫn đến khả năng protein , hợp chất cacbonhydrat hút nước, trương nở , biến tính , tạo gel , tăng khả năng phân tán trong nước hay bị thủy phân . ví dụ độ ẩm của thực phẩm thấp rất cần thiết để tạo độ giòn của bánh bích qui , bắp rang hay khoai tây chiên , nguợc lại để taọ độ dính cho sản phẩm kẹo cần hoạt độ không quá thấp , quá trình làm bánh từ đường , sữa bột cà phê cần tránh độ ẩm thấp . Độ ẩm cực đại cho phép mà không ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm khô là 0,35 – 0,5 , tùy thuộc vào từng loại thực phẩm Nếu tăng độ ẩm tương đối của thực phẩm có độ ẩm trung gian gần điểm uốn của vùng đơn tầng 20% - 66% tăng độ dính , độ cứng hầu hết của thực phẩm 6_Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến giá trị dinh dưỡng Hoạt độ nước ảnh hưởng độ bền của một số viitamin hòa tan trong nước Dựa vaò biểu đồ có thể thấy ở hoạt độ thấp 0,1 – 0,3 khi tăng nhiệt độ sự phá hủy vitamin c càng nhanh . Ở hệ thống phản hấp thụ vitamin nay bị phá hủy nhanh hơn hệ thống hấp thụ , để bảo quản vitamin C trong thực phẩm trong thời gian dài cần bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp , và aw càng thấp càng tốt kvitamin B1 trong bột mì, nếu tăng độ ẩm từ 9,2% đến 14,5% sẽ làm tăng sự tổn thất vitamin B1 lên ,hàm lượng bột mì ở hàm ẩm từ 3,6 – 10% được giữ gần như không đổi ở 380C . Nhưng khi hàm ẩm 14%thì gần 80% vitamin B1 bị mất III / Ảnh hưởnh của hoạt độ đến cấu trúc và trạng thái của sản phẩm thực phẩm 1_ Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc rau quả tươi Rau quả tươi chứa nhiều nước nên thường có độ căng , độ cứng , độ giòn nhất định , khác với rau quả khi bị héo thì co lại do mất nước Sự tăng kích thước của tế baò thực vật gần như là do sự hấp thụ nước .Ta biết màng tế bào có tính chất thấm đối với nước mà không thấm các chất hòa tan trong nước > nếu tế bào nhúng trong môi trường nhược trương nó sẽ hấp thụ nước với tốc độ tỷ lệ với hiệu thế của nước trong và ngoài tế bào. Khi nước vào trong tế bào thì chất chứa trong tế bào sẽ gây nên một áp suất trong vỏ tế bào .Áp suất thủy tỉnh này gọi là áp suất trương mà thường tạo ra một độ căng nào đó đối với tế bào nên làm căng kích thước tế bào 2 Nước tham gia vào trạng thái cấu trúc và trạng thái của các sản phẩm thưc phẩm chế biến Nước tương tác với nhóm NH2 , COOH , OH , - CO – NH của protein để tạo ra lớp vỏ hydrat làm dung dịch protein có độ nhớt và độ hòa tan nhất định , nước cũng làm biến tính protein , làm phá hủy toàn bộ cấu trúc bậc cao , tạo ra sự biến đổi sâu sắc về lượng khiến cho protein khác với những chất khác . Nhờ biến tính mà sau đó cácphân tử protein tương tác với nhau tạo thành mạng lưới có trật tự gọi là gel , nhĩa là tạo ra một cấu trúc mới cho thực phẩm như phomát , giò ,… Nước cũng ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt của protein do cũng tạo ra một trạng thái cũng như kết cấu đặc trưng của nhiều sản phẩm thực phẩm chứa protein Nước còn là chất hóa dẻo của tinh bột , do đó mà tinh bột tạo ra độ dai độ dẻo , độ trong …cho nhiều sản phẩm thực phẩm IV/CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỌAT ĐỘ Họat độ của nước là hàm số của độ ẩm , thành phần hóa học và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm , do đó sản phẩm có độ ẩm cao thường có nhiều nước tự do tương ứng với họat độ cao, việc tăng nhiệt độ sẽ làm nước tự do bay hơi do đó sẽ giảm họat độ của nước Họat độ nước là hàm số của thành phần hóa học và cấu trúc của thực phẩm , do đó các hợp chất hút nước có khả năng hydrat hóa như muối NaCl , CaCl , tinh bột … cũng lám ảnh hưởng đến họat độ . Khi nồng độ các chất hydrat hóa cao trong sản phẩm chúng sẽ hút nước làm giảm lượng nước tự do , do đó làm giảm họat độ của nước Các thực phẩm chứa tinh bột khi gia nhiệt tinh bột có thể bị hồ hóa , trương nở và tạo thành dung dịch có độ nhớt cao nên cũng làm giảm họat độ của nước , ở các sản phẩm chứa protein hoat độ cũng bị ảnh hưởng bởi trạng thái của chúng , các sợi protein tương tác với nhau tạo ra cấu trúc gel trương đầy nước do đó cũng làm giảm họat độ của nước Hoạt độ cũng có thể giảm do hậu quả của lực mao dẫn . Nước bị nhốt trong mao quảng là nước tự do , còn nưiớc trong tàhnh mao quảng là nước liên kết , khi làm ẩm điều đặn thì áp suất hơi nước trên các chổ lỏm sẽ thấp hơn áp suất trên bề mặt phẳng . Sự giảm họat độ cũng phụ thuộc vào kích thước mao quảng và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm V / PHƯƠNG PHÁP LÀM GIẢM HỌAT ĐỘ Phần lớn các hóa chất đều làm giảm hoạt độ của nước nhiều hơn khi tính toán theo lý thuyết vì các lý do sau do sự liên hợp mạnh mẽ giữa các phân tử nước và phân tử các loại trong dung dịch có sự phân ly ít nhiều hoàn toàn của các chất điện ly có mặt các lực tác động đến cấu trúc của nước Như vậy aw có liên quan đến tổng số nước có trong thực phẩm , sản phẩm có hàm ẩm cao thường có nhiều nước tự do và do đó có hoạt độ cao Bổ sung các chất có khả năng hydrat hóa cao: aw có thể giảm bằng cách tách nước đi , thêm chất hòa tan khác nhau vào sản phẩm để tăng lượng nước liên kết . aW không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học mà còn phụ thuộc vaò trạng thái vật lý của sản phẩm . Protein và tinh bột thường giữ một lượng nước nhiều hơn các lypid và các chất kết tinh cho dòng khí có độ ẩm tương đối xác định đi qua vật liệu điều chỉnh họat độ của nước phương pháp sấy :dùng nhiêt độ làm bay hơi nước tuy nhiên điều này có thể làm mất những tính chất mong muốn củ thực phẩm giảm họat độ do lực mao dẫn : nước bị nhốt trong mao quảng là nước tự do , còn lớp nước ở thành mao quảng la nước liên kết .Khi làm ẩm điều đặn tì áp suất hơi nước trên các chỗ lỏm sẽ thấp hơn áp suất hơi nước trên các chổ lỏm . Sự giảm hoạt độ nước ũng phụ thuộc vào đường kính của mao quảng và dĩ nhiên là phụ thuộc vào cấu trúc của các sản phẩm thực phẩm . Theo Karel(1973) nếu mao quảng có đường kính lớn bằng 10-6 cm thì có aw= 0.9 VI / PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ Không một dụng cụ nào có thể đo hoạt độ của sản phẩm một cách trực tiếp . mà hoạt độ cuả nước được xác định độ ẩm tương đối xung quanh mẫu chất , khi không khí và mẫu chất cân bằng về độ ẩm . Do đó mẫu phải đặt trong một không gian bao quanh nơi mà sự cân bằng có thể xảy ra , . khi điều này xảy ra , aw của mẫu và độ ẩm tương đối của không khí là cân bằng. Sau đây là vài phương pháp xác định hoạt độ đối với tưng loại thực phẩm Food aw phương pháp  xác định hoạt độ Baked cake 0.93 sinascope Suc xích 0.98 Cake icing 0.78 Vanilla pudding 0.97 Corn flake 0.90 vapor pressure  manometer Trà uống liền 0.17 rotronic Phomát xanh 0.94 Fett-Voss Parmesan cheese 0.76 Mức nho 0.85 Thịt muối chín 0.97 Trong máy AQUALAB , một mẫu được cân bằng trong không gian của một buồng kính gồm một gương phẳng , một thiết bị cảm biến quang học , quạt thông gió và thiết bị cảm biến nhiệt độ hồng ngoại . Tại điểm cân bằng , độ ẩm tương đối của khôngb khí bên trong buồng kinh là tương đương hoạt độ của mẩu . một máy làm lạnh nhiệt điện điều khiển một cách chính xác nhiệt độ của gương . Một máy cảm biến năng suất phản xạ quanh học sẽ phát hiện điểm chính xác khi sự ngưng tụ đầu tiên xảy ra .Tia sáng hồng ngoại sẽ chiếu trực tiếp vào gương và phản xạ trở lại vào thiết bị photodetector , máy này sẽ phát hiện sự thay đổi trong năng suất phản xạ khi sự ngưng tụ xảy ra trên bề mặt gương . Một cặp nhiệt điện sẽ tiếp xúc với vào gương một cách chính xác để đo nhiệt độ của điểm sương . cánh quạt sẽ được sử dụng cho sự lưu thông không khí . làm giảm thời gian cân bằng hơi và điều khiển độ dẫn nhiệt của bề mặt gương .Thêm vào đó nhiệt kế hồng ngoại sẽ đo nhiệt độ bề mặt của mẫu . Điểm sương và nhiệt độ bề mặt của mẫu quyết định hoạt độ của mẫu trong suốt quá trình đo TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 HÓA HỌC THỰC PHẨM Lê Ngọc Tú , nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2 HÓA SINH CÔNG NGHIỆP lê Ngọc Tú , nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 3 FOOD THEORY AND APPLYCATION Janes Browers , macmillan publishing company 4 FOOD CHEMISTRY Owen R. Fenema university of Wisconsin