Hoạt độ nước là gì? Vai trò của nó đối với thực phẩm

Hoạt độ nước là lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm, nó là chỉ số quan trọng trong đánh giá chất lượng thực phẩm. Theo dõi bài viết dưới đây để hiểu hơn về vai trò của nó đối với thực phẩm, phương pháp xác định và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ nước. 

1. Hoạt độ nước là gì? 

Hoạt độ nước là hàm lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm có kí hiệu là aw. Nó có nghĩa là tỷ lệ giữa áp suất hơi của nước có trong vật liệu chia cho áp suất hơi của nước tinh khiết trong cùng 1 điều kiện nhiệt độ. 

Hoạt độ nước không phải là độ ẩm của sản phẩm, bởi vì nước thường tồn tại dưới dạng nước tự do hoặc nước liên kết. Chỉ có dạng nước tự do mới có thể bay hơi vào không khí, làm tăng áp suất xung quanh sản phẩm.

Hoạt độ nước là gì?

Công thức xác định hoạt độ nước:

aw = p/po= ERH (%)/100

Trong đó:

- p là áp suất hơi của nước trong vật liệu.

- po là áp suất bay hơi của nước tinh khiết.

- ERH là độ ẩm tương đối cân bằng.

2. Yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ nước

Một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến aw đó chính là nhiệt độ. Bởi vì khi nhiệt độ tăng sẽ làm thay đổi sự liên kết, mức độ phân ly và khả năng hoà tan của các chất có trong nước. Đồng thời trạng thái của chất nền cũng thay đổi. Một số sản phẩm khi nhiệt độ tăng lên thì hoạt độ tăng lên nhưng cũng có trường hợp ngược lại. Vì thế mà ta không thể phán đoán chính xác được sự thay đổi của hoạt độ theo nhiệt độ.

Nhiệt độ có ảnh hưởng đến hoạt độ nước

3. Vai trò của hoạt độ nước đối với thực phẩm

Hoạt độ nước giúp mô tả trạng thái năng lượng của nước trong thực phẩm, đây là đặc tính quan trọng giúp đánh giá tính ổn định và an toàn của thực phẩm. Cụ thể như sau:

3.1. Vi sinh vật

Ở giới hạn hoạt độ nước nào đó, vi sinh vật sẽ không thể phát triển. Mức hoạt độ nước thấp nhất mà đa phần vi sinh vật có thể làm hỏng thực phẩm sẽ phát triển là khoảng 0,90. Mỗi loại vi sinh vật sẽ có mức độ giới hạn khác nhau. Chẳng hạn như đối với vi khuẩn tụ cầu vàng ở trong điều kiện kỵ khí sẽ bị ức chế ở mức hoạt độ nước là 0,91. Trong môi trường hiếu khí là 0,86.

Dưới đây bảng giá trị aw ức chế vi sinh vật:

3.2. Thực phẩm 

- Hoạt độ nước còn tác động đến các phản ứng hóa học và sinh của thực phẩm như:

+ Ảnh hưởng đến quá trình hóa nâu không enzyme. 

+ Quá trình oxy hóa lipid: Trong trường hợp giá trị aw nằm trong khoảng 0,3 đến 0,5 thì phản ứng oxy hóa chất béo sẽ giảm. 

+ Sự phân hủy của vitamin.

+ Hoạt động của enzyme, phân hủy protein và tinh bột: Đối với trường hợp aw dưới 0,3 thì sẽ ngăn chặn được quá trình biến tính enzyme. 

- Tác động đến kết cấu của thực phẩm, đối với những thực phẩm có aw cao sẽ có kết cấu ẩm, căng mọng, mềm dai. Còn đối với những thực phẩm có aw giảm thì sẽ có kết cấu như cứng, khô, giòn.

- Kiểm soát quá trình phân hủy thực phẩm, kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc. 

4. Các phương pháp đo hoạt độ nước

Để xác định chỉ số hoạt độ nước, ta có thể dựa vào những phương pháp sau đây:

4.1. Máy đo độ ẩm điện giải

- Nguyên lý: Sử dụng 1 phần tử cảm biến dưới dạng chất điện phân lỏng được giữ giữa 2 thanh thủy tinh nhỏ bằng lực mao dẫn. Chất điện phân sẽ thay đổi giá trị điện trở khi nó hấp thụ hoặc mất hơi nước. 

- Tương quan giữa điện trở với độ ẩm tương đối và với hoạt độ nước có mẫu có thể được kiểm tra bằng cách xác minh hoặc hiệu chuẩn sử dụng hỗn hợp nước muối. Lượng độ ẩm không khí sẽ được xác định và tái tạo trong buồng đo. 

- Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất đo: Chất bay hơi, nhất là những chất phân ly trong chất điện phân. Có thể hạn chế điều này bằng cách sử dụng bộ lọc bảo vệ hóa học hấp thụ các hợp chất dễ bay hơi trước khi đến cảm biến. 

Máy đo hoạt độ nước

4.2. Độ ẩm điện dung

- Cấu tạo: Là thiết bị có 2 tấm tính cách nhau bằng 1 màng điện môi polymer.

- Nguyên lý hoạt động: Màng hấp thụ nước sẽ làm tăng khả năng giữ điện tích. Điện dung sẽ được đó với giá trị tỷ lệ thuận với hoạt độ nước sẽ được xác định bằng hiệu huẩn của cảm biến.

- Yếu tố ảnh hưởng: Không bị tác động bởi các hoá chất dễ bay hơi và có thể nhỏ hơn nhiều so với các cảm biến thay thế khác.

 4.3. Ẩm kế điện sương

- Cấu tạo: Có tấm gương trong buồng mẫu kín.

- Nguyên lý hoạt động: Gương sẽ được làm lạnh đến khi nhiệt độ điểm sương sẽ được đo bằng cảm biến quang học. Nhiệt độ này sẽ được dùng để xác định độ ẩm tương đối của buồng. 

- Theo lý thuyết, đây là phương pháp cho kết quả chính xác và nhanh nhất,

- Chú ý vệ sinh thiết bị đặc biệt là khi có các mảnh vụn tích tụ trên gương. 

Bài viết trên chia sẻ tới bạn đọc về vai trò của hoạt độ nước đối với thực phẩm, nếu còn bất kỳ điều gì thắc mắc, hãy để lại thông tin bên dưới bài viết để đội ngũ chuyên môn của chúng tôi giải đáp.