水分活度(aw),是相同溫度下產(chǎn)品水蒸氣壓(p)與純水蒸氣壓(po)的比值。它在數(shù)值上等于封閉系統(tǒng)中由產(chǎn)品產(chǎn)生的相對濕度(rh)的1/100。rh 可通過直接測量蒸汽壓或露點的方法獲得,也可通過傳感器間接測量,傳感器的物理或電學特性會隨著所處環(huán)境的相對濕度的變化而變化。水分活度和平衡相對濕度(erh)之間的關(guān)系由以下等式表示:
erh=aw×100%
水分活度是物理化學術(shù)語,反映產(chǎn)品中水的能量狀態(tài),表示水與產(chǎn)品成分之間結(jié)合的緊密程度,aw 值介于0~1。
水分活度測定一般采用物理或化學方法,常用的方法有水分活度儀測定法和恒定相對濕度平衡法(康衛(wèi)氏皿擴散法)。上多采用儀器測定法,我國食品標準一直以來均采用恒定相對濕度平衡法(康衛(wèi)氏皿擴散法),現(xiàn)行版《食品標準食品水分活度的測定》收載儀器測定法作為第二法?!吨腥A人民共和國藥典》(簡稱《中國藥典》)2015 年版收載了費休氏法等5 種水分測定方法,但尚未收載水分活度的測定方法。目前,水分活度測定常用的3 種方法是露點/ 冷面鏡法、電子濕度計法和相對平衡濕度法。
露點/ 冷面鏡法是usp、歐洲藥典(ep)、日本藥局方(jp)、美國分析化學家協(xié)會(aoac)、標準化組織(iso)等*的測定水分活度的標準方法,使用此法進行水分活度測定時,需要對其適應性進行評價、驗證和校準。這些儀器通常使用如表1 所列的25 ℃飽和鹽溶液校準。
電子濕度計法通常采用電子濕度傳感器測量水分活度,是通過測量密閉的樣品頂部空間達到平衡后的溫度和蒸汽壓來實現(xiàn)的。測量時應嚴格控制和測量樣品與傳感器之間的溫度。恒定相對濕度平衡法(康衛(wèi)氏皿擴散法)在密封、恒溫的康衛(wèi)氏皿上,試樣中的自由水與水分活度較高和較低的標準飽和溶液相互擴散,達到平衡后,根據(jù)試樣質(zhì)量的變化量,求得樣品的水分活度。在沒有水分活度儀的情況下,這是一個很好的替代方法,不足之處是工作量大,分析煩瑣,平衡時間較長。