Hoạt độ nước là khái niệm thường thấy trong các nghiên cứu và thực phẩm. Nó có ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến và quản lý thực phẩm và trong các lĩnh vực khác. Vậy hoạt độ nước là gì? Nó có phương pháp đo và tầm quan trọng như thế nào? Tất cả những vấn đề này sẽ được Hapoin giải đáp chi tiết trong bài viết dưới đây!
Hoạt độ nước là gì?
Hoạt độ nước aw – Activity Water hay độ ẩm tương đối cân bằng (ERH) là một thông số đặc trưng cho lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm. Hoạt độ nước được xác định bằng tỷ lệ áp suất bay hơi của nước trong sản phẩm với áp suất bay hơi của nước tinh khiết trong cùng điều kiện nhiệt độ.
Công thức tính hoạt độ nước: aw = p/ps
Trong đó:
- aw: Hoạt độ nước
- p: Áp suất hơi nước trên bề mặt vật thể
- ps: Áp suất hơi nước tinh khiết ở cùng nhiệt độ
Giá trị hoạt độ nước luôn nằm trong khoảng 0 ~ 1
ERH = 100 x aw
Khi nhiệt độ tăng thì hoạt độ nước cũng tăng, trừ mốt số sản phẩm với muối, đường kết tinh. Những chất có hoạt độ cao có xu hướng hỗ trợ nhiều vi sinh vật hơn.
Activity Water là gì và công thức tính hoạt độ nước (Ảnh: Internet)
Phương pháp đo hoạt độ nước
Tiếp theo, cùng tìm hiểu các phương pháp dùng để đo hoạt độ nước để hiểu rõ hơn hoạt độ nước là gì nhé!
Máy đo độ ẩm điện giải
Thiết bị này dùng một phần tử cảm biến dưới dạng chất điện phân lỏng được giữ giữa hai thanh thủy tinh nhỏ bằng lực mao dẫn. Chất điện phân sẽ thay đổi điện trở nếu nó hấp thụ hoặc mất hơi nước.
Mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa độ ẩm tương đối với điện trở và hoạt độ nước của mẫu có thể được kiểm tra bằng việc xác minh hoặc hiệu chuẩn sử dụng hỗn hợp nước muối, cung cấp độ ẩm không khí được tái tạo và xách định trong buồng đo.
Chất bay hơi có ảnh hưởng đến hiệu suất đo, đặc biệt là chất phân ly trong chất điện phân sẽ làm thay đổi sức đề kháng của nó. Những ảnh hưởng này có thể tránh được bằng cách dùng các bộ lọc bảo vệ hóa học hấp thụ các hợp chất dễ bay hơi trước khi đến cảm biến.
Độ ẩm điện dung
Ẩm kế điện dung là thiết bị gồm hai tấm kính cách nhau bởi màng điện môi bằng polymer.
Khi màng hấp thụ nước thì khả năng giữ điện tích tăng và điện dung được đo. Giá trị này sẽ tỷ lệ thuận với hoạt độ nước được xác định bởi hiệu chuẩn của cảm biến cụ thể.
Thiết bị này không bị ảnh hưởng bởi hầu hết các loại hóa chất dễ bay hơi và có thể nhỏ hơn nhiều so với các cảm biến thay thế khác.
Phương pháp và yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ nước (Ảnh: Internet)
Ẩm kế điện sương
Hoạt động bằng cách đặt một tấm gương lên buồng mẫu kín. Gương được làm lạnh đến khi nhiệt độ điểm sương được đo bằng cảm biến quang học. Nhiệt độ này sau đó sẽ được dùng để tìm độ ẩm tương đối của buồng sử dụng biểu đồ số liệu độ ẩm.
Về mặt lý thuyết đây được xem là phương pháp chính xác và nhanh nhất.
Thiết bị này cần được vệ sinh khi các mảnh vụn tích tụ trên gương.
Tầm quan trọng của hoạt độ nước là gì?
Trong sinh học:
- Duy trì sự sống: Hoạt độ nước ảnh hưởng trực tiếp đến trực tiếp đến sự sống còn của sinh vật. Sinh vật sẽ cần một mức hoạt độ nước nhất định để có thể duy trì các quá trình sinh học cơ bản.
- Chuyển giao dịch chất: Hoạt độ nước quyết định khả năng chuyển giao các chất dinh dưỡng và sản phẩm catabolic trong cơ thể sinh vật.
Trong hóa học:
- Tác động đến phản ứng hóa học: Hoạt độ nước có thể tác động đáng kể đến tốc độ, hiệu suất của các phản ứng hóa học. Nước thường là dung môi chính trong nhiều quá trình hóa học.
Trong thực phẩm:
- Hoạt độ nước là chỉ tiêu quan trọng trong việc dự đoán và kiểm soát thời gian sử dụng của thực phẩm.
- Giúp dự đoán vi sinh vật nào sẽ là nguồn nguy cơ tiềm ẩn gây hư hỏng và làm giảm thời gian bảo quản thực phẩm.
- Giúp duy trì sự ổn định hóa học của thực phẩm và kiểm soát các hoạt động của enzym.
- Giúp tối ưu hóa các tính chất vật lý của thực phẩm như đông, vón cục của bột, mất độ giòn của các thực phẩm khô, làm mất nước khiến các sản phẩm ẩm bị dai hơn,…
- Là chỉ số tốt hơn cho các vi sinh vật, nấm men có điều kiện phát triển tốt nhất.
- Kéo dài được vitamin và chất dinh dưỡng trong thực phẩm.
Ý nghĩa của hoạt độ nước trong thực phẩm và bảo quản (Ảnh: Internet)
Ảnh hưởng của hoạt độ nước
Vậy ảnh hưởng của hoạt độ nước là gì trong các quá trình thực phẩm? Hoạt độ nước có những ảnh hưởng phải kể đến sau:
- Ảnh hưởng đến phản ứng oxy hóa chất béo 0.3 < aw < 0.5 tức phản ứng oxy hóa chất béo giảm.
- Ảnh hưởng đến phản ứng sẫm màu phi enzym, phản ứng này xảy ra với các sản phẩm có hàm ẩm trung bình và thấp aw > 0.5.
- Ảnh hưởng đến phản ứng enzym: Hoạt động của phản ứng enzyme thường bắt đầu khi aw > 0.45. Trong đa số các trường hợp aw ≤ 0.3 sẽ ngăn chặn được quá trình biến tính enzyme.
- Ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật: Sự thay đổi đột ngột của hoạt độ nước có thể gây stress và ảnh hưởng nghiêm trọng đến vi sinh vật. Vi sinh vật là yếu tố chính gây ra ngộ độc thực phẩm, làm giảm tính cảm quan và chất lượng của thực phẩm. Hoạt độ nước còn có vai trò làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
- Ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của thực phẩm.
- Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng.
- Ảnh hưởng đến các quá trình hóa học: Nước có thể làm ảnh hưởng đến tốc độ, cân bằng của các phản ứng trong các phản ứng hóa học.
>>> Có thể bạn quan tâm: Độ nhớt là gì?
Kết luận
Trên đây là những thông tin tìm hiểu chi tiết về hoạt độ nước là gì. Việc tìm hiểu về hoạt độ nước không chỉ là yếu tố quan trọng trong lĩnh vực sinh học mà còn đem lại sự hiểu biết về tầm quan trong của nước trong nhiều quá trình tự nhiên và hóa học. Việc duy trì được mức hoạt độ nước ổn định là điều quan trọng để đảm bảo sự sống và các quá trình hóa học diễn ra đúng cách.
Jasmine Wu – Hapoin
