aW คืออะไรและเข้าใจความสำคัญของอาหารปลอดภัย

แอคติวิตีของน้ำ (aW = Water activity) ของอาหารคือการวัดความพร้อมอาหารสำหรับปฏิกิริยาทางชีวภาพ เป็นตัวกำหนดความสามารถของจุลินทรีย์ในการเจริญเติบโต หากแอคติวิตีของน้ำน้อยจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการเจริญเติบโตก็จะลดลงเช่นกัน

แอคติวิตีของน้ำ (aW) แสดงเป็นอัตราส่วนของความดันไอในอาหาร (P) ต่อความดันไอของน้ำบริสุทธิ์ (P0) และเท่ากับความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) หารด้วย 100: แอคติวิตีของน้ำ aW เป็นการวัดทางกายภาพและสามารถอธิบายได้โดยใช้สูตรพื้นฐาน:

ในสาขาวิทยาศาสตร์อาหาร สถานะมาตรฐานมักถูกกำหนดให้เป็นน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกัน จากคำจำกัดความเฉพาะนี้ น้ำกลั่นบริสุทธิ์จะมีแอคติวิตีของน้ำเท่ากับ 1 แอคติวิตีของน้ำบ่งบอกถึงปริมาณน้ำที่จุลินทรีย์มีอยู่ทางชีวภาพ จุลินทรีย์แต่ละสายพันธุ์ (เช่นแบคทีเรีย ยีสต์ เชื้อราหรืออื่นๆ ) มีค่า aW ต่ำสุดซึ่งไม่สามารถเจริญเติบโตได้อีก ดังแสดงไว้ในตัวอย่างดังตารางด้านล่าง

การวัดแอคติวิตีของน้ำ (aW = Water activity)

นักวิทยาศาสตร์ใช้ปรากฏการณ์ความชื้นที่สมดุลระหว่างอากาศและผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อวัด aW ในอาหาร

หากคุณเก็บผลิตภัณฑ์อาหารไว้ในห้องขนาดเล็ก ความชื้นของอากาศโดยรอบจะสมดุลกับความชื้นของตัวอย่าง ด้วยการวัดค่าความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) เราจะทราบถึงแอคติวิตีของน้ำในอาหาร นี่แสดงเป็นสูตรง่ายๆ:

aW = ERH / 100

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าการวัดนี้จะวัดแอคติวิตีทางน้ำของตัวอย่างโดยรวม อย่างไรก็ตามหากอาหารของคุณทำจากส่วนประกอบที่แตกต่างกัน (เช่นขนมพายที่มีไส้) คุณจะต้องวัด aW ของส่วนประกอบแต่ละชิ้นเหล่านี้

ผลลัพธ์เหล่านั้นจะให้ข้อมูลเชิงลึกว่าความชื้นจะเคลื่อนไปในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของคุณอย่างไรเมื่อส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกัน

การลดหรือเพิ่ม aW

แม้ว่าปริมาณน้ำและ Water activity จะไม่เหมือนกันแต่ก็มีความเกี่ยวข้องกัน โดยทั่วไปแล้วการเพิ่มความชื้นหรือเพิ่มเพิ่มปริมาณน้ำในอาหารให้มากขึ้นจะทำให้ aW เพิ่มขึ้นด้วยเป็นต้น

และหากทำให้น้ำหรือความชื้นในอาหารนั้นน้อยลงจะลดค่า aW ลงด้วยเช่นกันตัวอย่างเช่นแครกเกอร์แบบแห้งมีแอคติวิตีของน้ำต่ำกว่าขนมปังชื้น ดังนั้นคุณจึงสามารถลดกิจกรรมทางน้ำของผลิตภัณฑ์อาหารของคุณได้โดยการทำให้แห้ง

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อ aW คือองค์ประกอบของอาหาร ส่วนผสมบางอย่างจับตัวกับน้ำ ทำให้ปริมาณน้ำน้อยลงเช่นน้ำตาลจับตัวกับน้ำได้ดีมากส่งผลให้ปริมาณน้ำลดลง เกลือก็สามารถทำได้เช่นกัน แต่ในปริมาณที่น้อยกว่า (โดยที่ไม่สามารถกินได้เพราะความเค็ม)

เหตุใด aW จึงมีความสำคัญในอาหาร

แอคติวิตีของน้ำ (aw) เป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาความเสถียร ความปลอดภัย และคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร โดยจะวัดปริมาณน้ำที่มีอยู่สำหรับปฏิกิริยาจุลินทรีย์และเคมีภายในระบบอาหาร ต่อไปนี้เป็นเหตุผลหลายประการว่าทำไมกิจกรรมทางน้ำจึงมีความสำคัญในอาหาร:

• การควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์: ค่า aW มีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ต้องการกิจกรรมทางน้ำในระดับหนึ่งเพื่อการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ การควบคุมแอคติวิตีของน้ำสามารถช่วยป้องกันการเน่าเสียของจุลินทรีย์และความเจ็บป่วยที่เกิดจากอาหารได้
• การยืดอายุการเก็บรักษา: ด้วยการควบคุมแอคติวิตีของน้ำผู้ผลิตอาหารสามารถยืดอายุการเก็บของผลิตภัณฑ์ได้ กิจกรรมของน้ำที่ลดลงจะยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และชะลอปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพเช่นการออกซิเดชันของไขมันและการเกิดสีน้ำตาลของเอนไซม์
• การเก็บรักษาพื้นผิว: แอคติวิตีของน้ำส่งผลต่อเนื้อสัมผัสของอาหาร ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น อาหารขบเคี้ยว ขนมอบ และลูกอม การควบคุมการทำงานของน้ำถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาเนื้อสัมผัสที่ต้องการ เช่น ความกรอบหรือความเคี้ยว
• ความคงตัวของส่วนผสม: แอคติวิตีของน้ำสามารถส่งผลต่อความคงตัวของส่วนผสมในสูตรอาหารได้ ตัวอย่างเช่น อาจส่งผลต่อความสามารถในการละลายของเกลือ น้ำตาล และสารเติมแต่งอื่นๆ ส่งผลต่อรสชาติ ลักษณะที่ปรากฏ และคุณภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์
• ความปลอดภัย: แอคติวิตีของน้ำเป็นปัจจัยสำคัญในความปลอดภัยของอาหาร ช่วยระบุศักยภาพในการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และความเสี่ยงของการปนเปื้อนของเชื้อโรค อาหารที่มีกิจกรรมทางน้ำต่ำจะเอื้ออำนวยต่อเชื้อโรคได้น้อยกว่า จึงช่วยลดโอกาสของการเจ็บป่วยจากอาหารได้
• การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: แอคติวิตีของน้ำเป็นตัวแปรสำคัญในกฎระเบียบด้านอาหารและมาตรฐานคุณภาพ หลายประเทศมีกฎระเบียบที่ระบุระดับกิจกรรมทางน้ำสูงสุดสำหรับอาหารบางประเภทเพื่อความปลอดภัยและคุณภาพ
• การพัฒนาผลิตภัณฑ์และสูตรอาหาร: การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างแอคติวิตีของน้ำและคุณสมบัติของอาหารถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่และการปรับสูตรให้เหมาะสม นักวิทยาศาสตร์การอาหารใช้การวัดแอคติวิตีของน้ำเพื่อปรับแต่งคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ เช่น เนื้อสัมผัส ความคงตัว และอายุการเก็บรักษา