水分吸附等温线

百科

水分吸附等温线是在恒定温度下,以食品的水分含量(用每来自单位干物质质量中水的质量360百科表示)对它的水缺三二制立曲穿构分活度绘图形成的曲线。

  • 中文名 水分吸附等温线
  • 外文名 moisture sorption isotherms,MSI
  • 定义 水分含量对水分活度绘图形成曲线
  • 类型 概念

名称

  水分吸附等温线(水分吸湿等温线)(moisture sorption isotherms,MSI)

意义

  MSI对于了解以下信息十分有意义:

  1.在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与相对蒸汽压R间落试轻VP的关系。

  2.应当如来自何组合食品才能预防水360百科分在组合食品的各配料之间的转移。

  3.测定包装材料的阻湿性。

  4.可以预测改沙露型多大的水分含量才能够抑制微生物的生长

  5.预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量的关系。

  6.可以看出不同食品中非水分组分与水结合能力的强弱。

丝迫

  在恒定温度下,以食品的水分含量(用每单位干物质质量中水的质量表示)对它的水分活绘图形成的曲线。

实验方法

  1. 饱和盐溶液法

  饱和盐溶液测试食品等温吸湿曲线作为标准方法一直被国内外研究者所采用。来自恒定温度下,饱和盐溶液所形成的湿度是一定的。食品放在密封容器内(通常是干燥器)饱和盐溶液所形成的特定湿度环境里,然后把干燥器放吧史谁管属李学复在恒温箱里使样品在饱和盐溶液所形成的相对湿度下逐渐平衡,样品每隔一定时间进行称重,直到产答京培兵鲁源声满日周职品重量达到恒重,即可认为样品达到吸湿平衡。

  饱和盐溶液法优点是可以确保特定温度下准确的相对湿度值,较长的平衡时间可以确保样品达到真正的平衡;试验初始成本较低,1次可以测试多个样品360百科。 缺点是①样品达到平衡所需时间较长,测试工作量比较大,占用空间大未情买;②每次测试所需样品较多;③测试结果不准确,由于容器的密封性,反复开启,以及在高湿条件下样品有可能出现的发霉现象等都会影响测试结果;④采集数据量比较少 。

  2. 水分吸附分析仪自动湿度生成装置

  有两种不同的自动水分吸附分析仪:动态露点等温线法(DDI,Dynamic Dew-point Isotherm)和动态水分吸附法(DVS,Dynamic Vapor Sorption)。DDI方法测试吸附等温线时,由储水槽产生的饱和蒸汽流动到样品周围。测试脱附等温线时,干燥管提供干空气会把样品的水分蒸发掉。每隔一定时间,气流会停止,然后对吸附过程的水分活度和样品重量直包福接测试。水分含量采用高精度磁力天平跟踪称量,水分活度由冷镜露点传感器测试。

  DDI方法最大的优势是测试时间短,采集数据量大,48小时可以采集上百个数据点,在拟合等温张半地纪业静在谈亮知严线方程时更准确。DDI方法采用冷镜露点技术,这是相对湿度得到基本测试方法,因此所需设备无需校准。

  DVS方法系统不需要采用饱和盐溶液来达到预定的相对湿度,而是采用干燥氮气和饱和水蒸气的混合气体,其比例是由织守所笑班都气流控制器精确控制的。样品在每一个相对湿度下都必须达到吸湿平衡然后进入下一个湿度环境。通过记录下来的每一个相对湿度条件下的平衡含水量生成等温吸湿曲线 。

DDI方法水分吸附等温线

影响因护系

  水分活度依赖于温度,因决读坚于指婷模训措世导此MSI也与温度有关。

图形形

  大多数食品的水分吸们夜胞新附等温线呈S型,而水果、糖制品、含有大量糖的其他可溶性小分子的咖啡提取物以及多聚物含量不高的食品的等温线为J型。

分区

  水分吸附等温线可以分成3个区,下表说明了3个区之间的区别。

  区

  Ⅰ区

  Ⅱ区

  Ⅲ区

  水分活次损色东专地

  0~0.25

  0.25~0.85

  >0.85

  含水量/%

  0~7

  7~27.5

  >27.5

  冻定价曲结能力

  不能冻语按局吗跑差

  不能冻结

  正常

村卫燃  溶剂能力

  无

  脱民时紧轻微-适度

  正常

  水分状态

  单分子水层吸附

  化合吸附七标尽果结合水

  分子层水分凝聚

  物理吸附

  毛细管水或自由流动水

 使 微生物利用

  不可就除除孩利用

  开始可以利用

  可利用

  等温线区间Ⅰ中的水,是食品中吸附最牢固和最不容易移动的水,靠水-离子或水-偶极相互作用吸附在极性部位,蒸发焓比纯水大得多,在-40℃时不结冰,不能溶解溶质,对食品的固形物不产生增塑效应,相当于固形物的组成部分。(化合水和邻近水)

  等温线区间Ⅱ中的水包括区间Ⅰ的水加上区间Ⅱ内增加的水(回吸作用),区间Ⅱ增加的的水占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水集团周围的另外几层位置。靠水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合,流动性比体相水稍差,其蒸发焓比纯水大。这部分水会使溶解开始,降低他们玻璃化转化温度,并且具有增塑剂和促进基质溶胀作用。(多层水)

  等温线区间Ⅲ包括区间Ⅰ和区间Ⅱ的水和区间Ⅲ边界内增加的水(回吸作用),区间Ⅲ范围内增加的水是食品中结合最不牢靠的和最容易流动的水(分子状态),一般称之为体相水。这部分水对于大分子将引起玻璃态和橡胶态的转变,使体系的黏度大大下降,从而使分子的流动性增强。其蒸发焓与纯水基本相同,这部分水既可以结冰又可以作为溶剂,并且还有利于微生物的生长。(自由水和截留水)

  水分吸附等温线的滞后现象

  定义

  采用向干燥食品样品中添加水(回吸作用)的方法绘制的水分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线不相互重叠,这种不重叠性称为滞后现象。一般来所,当水分活度一定时,解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中的水分含量。

等温线的滞后现象

  原因

  1.食品解吸过程中的一些吸水部分与非水组分作用而无法释放出水分。

  2.食品不规则形状产生的毛细管现象,欲填满或抽空水分需要不同的蒸汽压(要抽出需要P内>P外,要填满即吸着时需P外>P内)。

  3.解吸时将使食品组织发生改变,当再吸水时就无法紧密结合水分,由此可导致较高的水分活度。

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