Содержание и активность воды в пищевых продуктах

Пищевой продукт	Содержание воды, %	Активность воды аw
Инжир Яйца Хлеб Сухофрукты Джем Мед Блюда из макарон Сухие крекеры Яичный порошок Сахар	79–80 70–80 40 18–20 30–35 15–17 12–14 3–5 5 0,10–0,15	0,97 0,96–0,97 0,95–0,98 0,75–0,80 – 0,60–0,75 0,50 0,1–0,3 0,4 0,1

Активность воды изменяется от нуля (абсолютно сухое обезвоженное вещество) до единицы (дистиллированная вода).

В настоящее время изучены и определены пороговые значения а_w для большинства микроорганизмов, за пределами которых замедляются или прекращаются процессы их роста. Рост микроорганизмов наблюдается при значениях а_w от близких к 1,0 до 0,65. Микроорганизмы неодинаково чувствительны к снижению а_w. Потребность в минимальном количестве свободной воды различна у разных видов микроорганизмов. Так, для большинства бактерий предельное значение а_w, обеспечивающее их нормальное развитие, должно быть не ниже 0,90–0,99. Для дрожжей предельная величина а_w около 0,80–0,85, а для плесеней – 0,75. Однако некоторые осмофильные дрожжи и мицелиальные грибы, преимущественно рода Aspergillus, растут, хотя и медленно, при а_w 0,70–0,65.

Наиболее чувствительны к наличию свободной воды грамотрицательные бактерии. Более устойчивы к низкой влажности продукта кокковые формы бактерий, дрожжи и мицелиальные грибы.

Снизить а_w продукта можно частичным удалением из него воды или добавлением растворимых веществ (сахаров, хлорида натрия). Обезвоживание продуктов высушиванием, а также введение в них сахара или хлорида натрия в целях повышения их стойкости при хранении широко используются в пищевой промышленности и домашнем хозяйстве.

По величине активности воды выделяют следующие виды пищевых продуктов:

– продукты с высокой влажностью (а_w = 1,00,9);

– продукты с промежуточной влажностью (а_w = 0,90,6);

– продукты с низкой влажностью (а_w = 0,60,2).

В табл. 10.2 приведены данные о возможности развития микроорганизмов в продуктах с различной активностью воды. Из приведенных данных следует, что рост большинства бактерий прекращается при а_w менее 0,90, а при а_w от 0,80 до 0,60 потенциальную опасность представляют галофильные бактерии, осмофильные дрожжи и ксерофильные плесени. В связи с тем, что трудно осуществить понижение активности воды до уровня 0,80 без отрицательного воздействия на органолептические свойства продукта, в продукты с промежуточной влажностью добавляют антимикробные пищевые добавки или консерванты, подавляющие жизнедеятельность микробов в диапазоне а_w = 0,900,80.

Таблица 10.2

Активность воды и рост микроорганизмов в пищевых продуктах

Область аw	Микроорганизмы, которые ингибируются при более низком значении аw, чем эта область	Пищевые продукты, характерные для этой области аw
1,00–0,95	Pseudomonas, Escherichia, Рroteus, Shigella, Klebsiella, Clostridium perfringens; некоторые дрожжи	Фрукты, овощи, мясо, рыба, молоко, домашняя колбаса и хлеб, продукты с содержанием сахара (~40 %) или хлорида натрия (~7 %)
0,95–0,91	Salmonella, Serratia, Laсtobacillus, С.botulinum, Vibrio parahaemo-liticus, Pediococcus; некоторые грибы, дрожжи (Rhodotorula, Pichia)	Некоторые сыры, консервирован-ная ветчина, фруктовые концентраты соков, продукты с содержанием сахара ( ~55 %), хлорида натрия ( ~12 %)
0,91–0,87	Многие дрожжи (Сandida, Torulopsis, Hansenula); бактерии рода Micrococcus	Ферментированная колбаса типа салями, сухие сыры, маргарин, рыхлые бисквиты, продукты с содержанием сахара (~65%), хлорида натрия (~15 %)
0,87–0,80	Staphilococcus aureus, дрожжи родов Saccaromyces, Debaro-myces; многие грибы (микоток-сигенные пенициллы)	Большинство концентратов фруктовых соков, сладкое сгущенное молоко, шоколадный сироп, мука, рис, взбитые изделия с содержанием влаги 15–17 %
0,80–0,75	Большинство галофильных бактерий, микотоксигенные аспергиллы, осмофильные дрожжи (Torulopsis colliculosa)	Джем, мармелад, марципан, замороженные фрукты
0,75–0,65	Ксерофильные виды микро-мицетов (Asp.chevalieri, Asp.candidus, Wallemia sebi); дрожжи вида Saccharomyces bisporus	Патока, сухие фрукты, орехи

Окончание табл. 10.2

Область аw	Микроорганизмы, которые ингибируются при более низком значении аw, чем эта область	Пищевые продукты, характерные для этой области аw
0,65–0,60	Осмофильные дрожжи (Saccharomyces rouxii), некото-рые плесени (Monascus bispo-rus, Aspergillus echinulatus)	Сухофрукты, содержащие 15–20 % влаги; мед, карамель
0,5	Нет микроорганизмов	Тесто с влажностью 12 %, специи с влажностью 10 %
0,4	Нет микроорганизмов	Яичный порошок с влажностью 5 %
0,3	Нет микроорганизмов	Печенье, крекеры, сухари с влажностью 3–5 %
0,2	Нет микроорганизмов	Сухое молоко с влажностью 2–3 %, сухие овощи с влажностью 5 %

Для сохранения сухих продуктов без микробиологической порчи большое значение имеют относительная влажность и температура воздуха. В принципе пищевой продукт стремится к равновесию с относительной влажностью среды (равновесность по относительной влажности подчиняется закону Рауля). Этим можно объяснить тот факт, что ломтик хлеба (а_w около 0,96), оставленный в помещении с относительной влажностью 50 %, будет терять влагу, а крекер (а_w около 0,3) будет поглощать влагу, в результате чего качество того и другого продукта будет утрачено.

Целый ряд факторов влияет на величину активности воды, при которой жизнедеятельность микроорганизмов существенно подавляется. К ним относятся тип растворенных соединений, величина рН, наличие химических ингибиторов, природа микрофлоры.

Активность воды – один из самых критических параметров в определении качества и микробиологической безопасности пищевых продуктов. Она затрагивает срок годности, безопасность, структуру и запах продуктов. Следовательно, контролируя функционально-технологические показатели в продукте, в частности показатель а_w, можно прогнозировать его способность к хранению, что позволит определить оптимальные условия хранения.

Для быстрого и точного определения активности воды применяют приборы фирмы «Decagon».