น้ำอยู่ในอาหารทุกชนิด โดยปกติจะมีสองรูปแบบ: น้ำที่มีอยู่อิสระบริเวณพื้นผิวและน้ำที่จับกับโมเลกุลต่างๆ เช่นโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต
น้ำอิสระดังกล่าวเรียกว่า Water activity หรือ aW ซึ่งสามารถรองรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา ซึ่งอาจส่งผลต่อความปลอดภัยและคุณภาพของอาหารและเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้ในอุตสาหกรรมและเป็นปัจจัยกำหนดที่สำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์และอายุการเก็บรักษาในอุตสาหกรรมอาหาร
Water activity หรือ aW ของอาหารคืออัตราส่วนระหว่างความดันไอของอาหาร เมื่ออยู่ในสมดุลที่ไม่ถูกรบกวนโดยสมบูรณ์กับตัวกลางอากาศโดยรอบ และความดันไอของน้ำกลั่นภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน กิจกรรมของน้ำที่ 0.80 หมายความว่าความดันไอคือร้อยละ 80 ของแรงดันน้ำบริสุทธิ์
aW จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ สภาพความชื้นของผลิตภัณฑ์สามารถวัดได้เป็นความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ หรือเป็นแอคติวิตีของน้ำที่แสดงเป็นทศนิยม
อาหารส่วนใหญ่มีแอคติวิตีของน้ำมากกว่า 0.95 และจะให้ความชื้นเพียงพอต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา ปริมาณความชื้นที่มีอยู่สามารถลดลงจนถึงจุดที่จะยับยั้งการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตได้
ตัวอย่างค่า Water activity ในอาหาร
โดยทั่วไปแล้วยิ่งผลิตภัณฑ์ “เปียก” มากเท่าใด ค่า aW ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังที่คุณเห็นในรายการด้านล่าง ค่าเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังค่อนข้างเข้าใจง่าย
ผลิตภัณฑ์อาหาร | ค่า Water activity |
---|---|
ผักและผลไม้สด | 0.99 |
เนื้อสด | 0.99 |
นม | 0.99 |
เบคอน | 0.97 |
ขนมปัง | 0.95 |
แยม | 0.8 |
ซีอิ๊ว | 0.8 |
เนยถั่ว | 0.7 |
ข้าว | 0.5-0.6 |
น้ำผึ้ง | 0.5-0.6 |
เมล็ดกาแฟคั่ว | 0.1-0.3 |
สูตรคำนวณ Water activity
Water activity (aw) ของอาหารคืออัตราส่วนระหว่างความดันไอของอาหาร เมื่ออยู่ในสมดุลที่ไม่ถูกรบกวนโดยสมบูรณ์กับตัวกลางอากาศโดยรอบ และความดันไอของน้ำกลั่นภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน กิจกรรมของน้ำที่ 0.80 หมายความว่าความดันไอคือร้อยละ 80 ของแรงดันน้ำบริสุทธิ์
แอคติวิตีของน้ำจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ สภาพความชื้นของผลิตภัณฑ์สามารถวัดได้เป็นความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ หรือเป็นแอคติวิตีของน้ำที่แสดงเป็นทศนิยม aW เป็นการวัดทางกายภาพและสามารถอธิบายได้โดยใช้สูตรพื้นฐาน:
ความดันไอของของเหลวเป็นตัววัดว่าของเหลวนั้นระเหยได้ง่ายเพียงใด กล่าวอย่างเป็นทางการมากกว่านั้นคือความดันที่เกิดจากการระเหยของของเหลวเหนือของเหลวในภาชนะปิด
การวัด Water activity
นักวิทยาศาสตร์ใช้ปรากฏการณ์ความชื้นที่สมดุลระหว่างอากาศและผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อกำหนด Water activity ในอาหาร หากคุณเก็บผลิตภัณฑ์อาหารไว้ในห้องขนาดเล็ก ความชื้นของอากาศโดยรอบจะสมดุลกับความชื้นของตัวอย่าง ด้วยการวัดค่าความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) คุณจะทราบถึงแอคติวิตีของน้ำในอาหาร นี่แสดงเป็นสูตรง่ายๆ:
aw = ERH / 100
เมื่อคุณทราบแอคติวิตีทางน้ำของอาหารแล้ว คุณก็จะเข้าใจได้ว่าอาหารจะมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้สภาวะต่างๆ ตัวอย่างเช่น คุณอาจต้องบรรจุผลิตภัณฑ์ในลักษณะเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียหรือดึงดูดความชื้น คุณจะรู้ด้วยว่าจุลินทรีย์จะเติบโตบนอาหารของคุณได้ง่ายหรือไม่!
เครื่องวัดรุ่นแนะนำ
HD-6 Lab เป็นเครื่องวัดปริมาณน้ำอิสระ water activity ในอาหาร ยา และเครื่องสำอางค์ สำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ สำหรับตรวจเช็คและควบคุมคุณภาพสินค้าก่อนส่งออกจำหน่าย ให้สอดคล้องกับมาตรฐานกำหนด
- ย่านการวัด 0.00~1.00aw
- ด้วยความแม่นยำ ±0.012 aw
- ความละเอียด 0.001 aw
- ออกใบรับรอง Certificate of Calibration (มีค่าใช้จ่าย)
ทำไมต้องวัดค่า Water activity
แอคติวิตีของน้ำ (Water activity) pH อุณหภูมิ และพารามิเตอร์อื่นๆ มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ โดยค่า aw และค่า pH เป็นสองค่าที่สำคัญที่สุด น้ำอิสระสำหรับเชื้อรา ยีสต์ และแบคทีเรียอยู่เบื้องหลังการเติบโตและแม้กระทั่งการผลิตสารพิษ อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี/ชีวเคมี (เช่น ปฏิกิริยา Maillard) ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้:
- เนื้อสัมผัสรสชาติ
- สี
- รสชาติ
- คุณค่าทางโภชนาการ
- ความมั่นคง (อายุการเก็บรักษา)
นี่เป็นเพียงเหตุผลหลักบางส่วนว่าทำไมการวัดแอคติวิตีของน้ำ (ค่า Aw) อย่างถูกต้องจึงมีความสำคัญมาก