水分活度測定方法和水活度儀原理

水分活度（Water Activity，簡稱Aw），是表明產(chǎn)品中(食品、藥品、飼料等)平衡狀態(tài)下自由水的量。研究證明，自由水是微生物生長的基礎(chǔ)和必要條件，通過測量食品的水分活度，選擇合理的包裝和儲藏方法，可以減少防腐劑的使用，判斷食品、藥物、日化品等貨架壽命。因此，測定和控制水分活度對于掌握食品品質(zhì)的穩(wěn)定性與儲藏性具有重要意義。

目前，對于非冷凍和不含揮發(fā)性成分的食品，老師們大多是依據(jù)國標(biāo)《GB 5009.238-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品水分活度的測定》進(jìn)行測定，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法”和“水分活度儀擴(kuò)散法”。其中，第一法(康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法)適用食品水分活度的范圍為0.00~0.98;第二法(水分活度儀擴(kuò) 散法)的范圍為0.60~0.90。

傳統(tǒng)的“康衛(wèi)氏皿擴(kuò)散法”，操作步驟繁瑣，至少需要24小時(shí)，耗時(shí)較長，且需專業(yè)人員操作，實(shí)驗(yàn)過程中需要使用多種化學(xué)試劑，不符合環(huán)保理念；而“水分活度儀擴(kuò)散法”，可以在很短的時(shí)間內(nèi)得到結(jié)果，目前，此方法在很多實(shí)驗(yàn)室已得到廣泛應(yīng)用。
 
水分活度也可稱作等效平衡相對濕度(ERH)，在物理化學(xué)上是指：在一定溫度下，樣品的水分蒸汽壓p與純水的蒸汽壓po的比值；而空氣相對濕度是空氣中的蒸汽壓與飽和水蒸汽壓的比值。因此，當(dāng)蒸汽和溫度的平衡時(shí)，樣品的水分活度就等同于樣品所處的密閉環(huán)境中的空氣相對濕度。

水活度值對食品的營養(yǎng)、色澤、風(fēng)味、質(zhì)量及食物的儲藏性都有很重要的影響。目前，利用水分活度的測試，控制微生物的生長，計(jì)算食品和藥品的保質(zhì)期，已逐漸成為食品，醫(yī)藥，生物制品，糧食，飼料，肉制品等行業(yè)中檢驗(yàn)的重要指標(biāo)。
 
水分活度的測定方法很多，如：電子濕度計(jì)法（電容/電阻傳感器法），冷卻鏡面露點(diǎn)傳感器法，電解電阻式傳感器法、二極管激光傳感器等。

市面上，較常見的是：電子濕度計(jì)法（電容/電阻傳感器法），冷卻鏡面露點(diǎn)傳感器法水分活度儀。其中，電容/電阻傳感器法測試速度慢，準(zhǔn)確度、精度明顯低于其他傳感器，另外傳感器需要經(jīng)常校準(zhǔn)，且隨著時(shí)間延長容易老化。
冷卻鏡面露點(diǎn)方法，其最大優(yōu)勢在于檢測的速度和精度，可以在5min之內(nèi)測量完成，且保證精度達(dá)到±0.003 aw （25℃），而且這種傳感器使用壽命長，一般無需校準(zhǔn)。即使在臟鏡時(shí)，也能保持較高精度，性能穩(wěn)定。如果有問題，可以很容易地接觸到鏡面并對鏡面進(jìn)行清潔，維護(hù)非常簡單。冷卻鏡面露點(diǎn)方法是經(jīng)AOAC國際認(rèn)證的首要的測量水分活度的方法，并且是唯一可以溯源到國家國際標(biāo)準(zhǔn)的方法，同時(shí)也是是美國USP和FDA推薦使用的方法。

在2020年，中國藥典以美國藥典作為參考收錄水分活度指導(dǎo)原則，由此，水分活度的測定在國內(nèi)引起了更多人的關(guān)注。

另外，在測定產(chǎn)品水分活度時(shí)，“溫度”也是一個(gè)比較關(guān)鍵的參數(shù)。國標(biāo)中，明確規(guī)定“在溫度20~25℃，相對濕度50%~80%的條件下進(jìn)行校正和測定”。
由于不同季節(jié)、不同場所，環(huán)境溫度有所差異，在這里小編給大家推薦一款可以控溫的高精度露點(diǎn)水分活度儀---意大利Steroglass 斯特洛 WaterLab，溫度控制范圍：15-50℃，它可以使樣品倉內(nèi)溫度迅速達(dá)到指定溫度（如25℃），大大縮短檢測時(shí)間。

并且，該水分活度儀測量原理為“鏡面冷卻露點(diǎn)傳感器”，分辨率高達(dá)0.0001aw，準(zhǔn)確性0.003aw，滿足儀器全量程測量范圍，5min之內(nèi)即可完成測試，幫助用戶快速得出準(zhǔn)確的測定結(jié)果。另外，此方法可追溯到中國藥典、國標(biāo)，并符合sCE、ISO9001認(rèn)證；ISO21807、ISO18787、AOAC方法等，已在廣大食品、制藥、科學(xué)研究、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)等廣泛應(yīng)用。
 
WaterLab采用最新一代7" 智能彩色觸摸屏，圖形顯示界面，保證了清晰直觀的操作流程。可連接 Wi-Fi 和以太網(wǎng)，用于本地網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)據(jù)自動存儲，并自動生成樣品曲線圖，具有完全的靈活性。帶有USB接口與USB存儲器，可連接外部電腦進(jìn)行操作，便于樣品數(shù)據(jù)的下載、輸出與管理。

另外，該設(shè)備可控制樣品室內(nèi)溫度：15-50℃，并帶有TEST LIFE模擬程序，可以幫助用戶測定不同溫度條件下樣品的水分活度，為產(chǎn)品的儲存溫度和包裝條件提供有效的判斷依據(jù)，對于判斷產(chǎn)品真實(shí)貨架壽命具體實(shí)際的參考意義，特別適用于高�？蒲袡C(jī)構(gòu)及大型食品企業(yè)的研發(fā)工作。