如何準(zhǔn)確測量水分活度值？

時間：2021-11-18作者：青島圣吉儀器系統(tǒng)有限公司瀏覽：209

水分活度（Water Activity，簡稱Aw，又稱水活性）是反應(yīng)產(chǎn)品中(食品、藥品、飼料等)平衡狀態(tài)下自由水分的多少，自由水會影響產(chǎn)品中微生物繁殖、化學(xué)特性和酶的穩(wěn)定性，對于易變質(zhì)的產(chǎn)品來說，測量其水分活度尤為重要。利用水分活度的測試，控制微生物的生長，計算食品和藥品的保質(zhì)期，已逐漸成為食品，醫(yī)藥，生物制品，糧食，飼料，肉制品等行業(yè)中檢驗(yàn)的重要指標(biāo)。
就食品檢測而言，大多是依據(jù)《GB 5009.238-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品水分活度的測定》，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法”和“水分活度儀擴(kuò)散法”測定食品中的水分活度。傳統(tǒng)的康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法，操作步驟繁瑣，至少需要24小時，耗時較長；而水分活度儀擴(kuò)散法可以在很短的時間內(nèi)得到結(jié)果，目前，此方法已被應(yīng)用于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室。
水分活度儀擴(kuò)散法就是把被測樣品置于密閉的空間內(nèi)，在保持恒溫的條件下，使樣品與周圍空氣的蒸汽壓達(dá)到動態(tài)平衡，這時就可以以氣體空間的水蒸汽壓作為樣品蒸汽壓的數(shù)值（P），同時，在一定溫度下純水的飽和蒸汽壓（Po）是一定的，從而計算出被測樣品的水分活度（Aw=P/Po）。目前水分活度儀主要的測試方法有：電子濕度計法（電容或電阻傳感器法）、冷卻鏡面露點(diǎn)法。
1.電子濕度計法（電容或電阻傳感器法），此方法是利用電阻或電容傳感器來測量相對濕度。傳感器通過電容或電阻的變化，儀器將電信號和濕度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得出一個平衡相對濕度值，當(dāng)樣品溫度和傳感器溫度達(dá)到一致時，平衡相對濕度數(shù)值上等于樣品水分活度。而且，每次使用前傳感器必須用標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，水分進(jìn)入傳感器后，需要在傳感器里達(dá)到充分平衡，此過程一般需要15分鐘到1小時不等，才能使終數(shù)值穩(wěn)定。
電子濕度計測量水分活度的優(yōu)勢是設(shè)計簡單，*實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，但在其使用過程需要校準(zhǔn)，檢測時間長，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差，測量精度受測量方法的局限，精度較低。而且傳感器易受污染，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用高昂。
2.冷卻鏡面露點(diǎn)法，在冷卻鏡面露點(diǎn)系統(tǒng)里，先將待測樣品放入樣品杯內(nèi)，再將樣品杯密封在樣品倉內(nèi)，倉內(nèi)有一個冷卻鏡面露點(diǎn)傳感器和一個紅外溫度傳感器。露點(diǎn)傳感器測量空氣的露點(diǎn)溫度，紅外傳感器測量樣品的溫度。當(dāng)樣品的水分活度和空氣的相對濕度達(dá)到平衡時，氣體中的水蒸氣隨著鏡面的溫度逐漸降低而達(dá)到飽和時，開始析出凝析物，此時所測量到的鏡面溫度即為該大氣壓下氣體的露點(diǎn)，通過露點(diǎn)溫度和樣品溫度計算水分活度。倉內(nèi)有一個風(fēng)扇，幫助加速達(dá)到平衡，并控制露點(diǎn)傳感器的邊界層阻力。
冷卻鏡面露點(diǎn)方法的大優(yōu)勢在于檢測的速度和精度，該方法是基于基礎(chǔ)熱力學(xué)原則測量相對濕度的主要方法，由于測量是在溫度測量的基礎(chǔ)上，可以在五分鐘之內(nèi)測量精度達(dá)到（+0.0030Aw），而且這種測量方法一般*校準(zhǔn)。如果有問題，可以很*地接觸到鏡面并對鏡面進(jìn)行清潔，維護(hù)非常簡單。
冷卻鏡面露點(diǎn)方法是經(jīng)AOAC**認(rèn)證的首要的測量水分活度的方法，并且是一可以溯源到國家**標(biāo)準(zhǔn)的方法。如eFAst-Lab 水分活度儀就是采用可溯源的冷卻鏡面露點(diǎn)方法，是美國USP和FDA推薦使用的方法，能夠在5分鐘內(nèi)快速測量樣品的水分活度。對一些用戶而言，可以快速讀數(shù)并進(jìn)行在線監(jiān)測水分活度。這種方法可以追溯到NIST以及國家標(biāo)準(zhǔn)方法，為廣大食品科學(xué)研究人員和檢驗(yàn)人員廣泛應(yīng)用。

兩種測量方法的區(qū)別：
兩種測量方法的差別性主要體現(xiàn)在精度、測量速度、可重復(fù)性、校準(zhǔn)的穩(wěn)定性、線性及使用的方便程度。
測量方法	電容或電阻傳感器法	冷凝鏡面露點(diǎn)法
測量范圍	0.6~0.9aw	0.0500~1.000aw
精度	±0.01~0.02aw	±0.0030aw
測量速度	15~90 min	3~5 min
校準(zhǔn)	需用標(biāo)準(zhǔn)鹽容液進(jìn)行校準(zhǔn)	一般*校準(zhǔn)
維護(hù)	傳感器易受污染,保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用高昂	可以很*地接觸到鏡面并對鏡面進(jìn)行清潔，維護(hù)簡單
認(rèn)證		、中國藥典、ISO、AOAC**認(rèn)證、美國USP、FDA

影響水分活度值的重要參數(shù)
如何準(zhǔn)確測量水分活度值呢？除了選用合理的檢測方法之外，也要注意一個非常重要的參數(shù)，即“溫度”，中明確要求“在溫度20~25℃，相對濕度50%~80%的條件下測定”。由于不同季節(jié)，不同場所，環(huán)境溫度及樣品溫度有所差異，而溫度對飽和鹽溶液影響較大，因此溫度對水分活度儀的測試結(jié)果影響也較大。
由此，在檢測過程中，要環(huán)境溫度在20~25℃，同時，待測樣品也需要恢復(fù)到20~25℃再進(jìn)行檢測，這樣檢測出來的結(jié)果才能準(zhǔn)確。常規(guī)的水分活度儀，在回溫的過程中，樣品只能單純的依靠環(huán)境溫度的熱傳遞，一般需要比較長的恢復(fù)時間，而且環(huán)境溫度的不均勻性，可能導(dǎo)致實(shí)際測試條件無法達(dá)到要求，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
現(xiàn)在市面上有一種可控溫型水分活度儀，可以使盛放樣品的測量倉*達(dá)到檢測溫度（如25℃），幫助客戶在*的樣品環(huán)境溫度下快速、準(zhǔn)確的測定結(jié)果。另外，可以有效測定不同溫度條件下樣品的水分活度，幫助客戶了解溫度對水分活度的影響程度，為產(chǎn)品的儲存溫度和包裝條件提供有效的判斷依據(jù)，特別適用于高?？蒲袡C(jī)構(gòu)及大型企業(yè)的研發(fā)工作。
意大利Steroglass斯特洛WaterLab水分活度儀，測量原理為“鏡面冷卻露點(diǎn)傳感器”，分辨率高達(dá)0.0001aw，準(zhǔn)確性0.003aw，滿足儀器全量程測量范圍。在實(shí)際檢測時，只需稱量3-5g菌粉樣品放入樣品杯內(nèi)，5min左右即可快速得到準(zhǔn)確測定結(jié)果。溫度控制范圍：15-50℃，它可以使倉內(nèi)菌粉的溫度*達(dá)到*溫度（如25℃），縮短檢測時間，提高樣品的準(zhǔn)確性。


青島圣吉儀器系統(tǒng)有限公司專注于實(shí)驗(yàn)室檢測,耗材,實(shí)驗(yàn)室器材等

• 詞條

  詞條說明

• 水分活度測定在食品、藥品行業(yè)的應(yīng)用

  隨著人們生活水平的不斷提高和生活節(jié)奏的日益加快，大家對于食品的品質(zhì)要求也越來越高。為了滿足人們的需求，食品防腐劑已成為了食品生產(chǎn)中**的原料,雖然國家對防腐劑的種類和使用量有明確的規(guī)定，但長期使用后患無窮。特別是兒童、孕婦等處于身體發(fā)育特殊時期的敏感人群，不宜食用過多使用含防腐劑的食品。 防腐劑的作用機(jī)理是，采用化學(xué)物質(zhì)殺滅微生物，從根本上抑制微生物的生長繁殖，可有效延緩食品腐敗變質(zhì)速度。但因

• 水分活度儀在食品中的應(yīng)用

  食品中的水分以游離水和結(jié)合水兩種形式存在，微生物在食品上生產(chǎn)繁殖，能利用的水是游離水，而不是食品總含水量。因?yàn)槠渲幸徊糠炙桥c蛋白質(zhì)、碳水化合物及一些可溶性物質(zhì)，如氨基酸，糖，鹽等結(jié)合，這種結(jié)合對微生物是無用的，所以水分含量對食品生產(chǎn)和保存缺乏科學(xué)的指導(dǎo)作用。因此提出了用水分活度來表示食品中可被微生物利用的水。本文介紹了水分活度儀在食品行業(yè)的應(yīng)用。 一、水分活度定義 水分活度（Aw值）是溶液中水的

• 水分活度對各微生物族群生長情況影響匯總

  水分活度Aw（WaterActivity）是目前食品加工行業(yè)一個十分重要的概念，也是食品研發(fā)人員在產(chǎn)品開發(fā)階段必須要考慮的一個食品的特性。水分活度在深大程度上影響著食品的保質(zhì)期、安全性等。但是為什么水分活度會有如此重要的影響呢？ 水分活度：指食品中水分存在的狀態(tài)，及水分的結(jié)合程度或者游離程度。水分活度的值越高，結(jié)合程度越低；水分活度的值越低，結(jié)合程度越高。也就是說，水分活度高，食品中水的結(jié)合程度低

• 益生菌檢測關(guān)鍵要素——水活度知多少

  自90年代初以來，形形色色的“益生菌”類保健品在全世界盛行開來，逐漸進(jìn)入大眾視野，受到了許多注重健康人士的歡迎。在國內(nèi)外已研發(fā)出數(shù)以百計的益生菌保健產(chǎn)品，包括:含益生菌的酸牛奶、酸乳酪、酸豆奶以及含多種益生菌的粉劑、片劑、膠囊、抑菌噴劑、口服液等等。 益生菌( Probiotics ) 一般被認(rèn)為是食入后對宿主(如動物或人類)有正面效益的活性微生物。它可以改善腸道健康，維持腸道菌叢的平衡。此外，益