食品中的水很常见，因为很常见，所以也很容易被忽略。如果仔细地分析水在食品加工中的作用，水引起食品品质的变化，水对产品成本的影响，你就会对食品中的水重视起来。
食品中的水需要我们去研究，需要我们很好的重视。
一、食品中水的存在形式
1、结合水（又称束缚水或固定水）：
通常是指食品中存在于溶质或其他非水组分附近的与溶质分子通过化学键结合的那部分水（如蛋白质空隙中或化学水合物中的水），是食品中与非水成分结合的最牢固的水。
一般说来，食品干燥后安全贮藏的水分含量要求即为该食品的单分子层水。
2、 自由水（又称体相水、截留水）：
是指存在于组织、细胞和细胞间隙中容易结冰的水，食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。
微生物可以利用自由水繁殖，各种化学反应也可以在其中进行，易引起食品的腐败变质，但也与食品的风味及功能性紧密相关。
化合水（构成水）：
定义：与非水物质呈紧密结合状态的水
特点：非水物质必要的组分，-40℃不结冰，无溶解溶质的能力，不能被微生物利用
邻近水（单分子层水）
定义：处于非水物质外围，与非水物质呈缔合状态的水
特点：-40℃不结冰，无溶解溶质的能力，不能被微生物利用
多层水
定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢键或偶极力结合的水
特点：有一定厚度，-40℃基本不结冰，溶解溶质能力下降，可被蒸发
滞化水
定义：被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水
特点：不能自由流动，与非水物质没关系
毛细管水
定义：由于天然形成的毛细管而保留的水分，是存在于生物体细胞间隙的水
特点：不能自由流动，与非水物质没关系，当毛细管直径小于0.1μm 时，毛细管水实际上为结合水
自由流动水
定义：以游离态存在的水
特点：可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用繁殖，各种化学反应可在其中进行
二、水在食品中的作用
食品中水分对食品的结构、外观、味道以及对变质的敏感性有着很大的影响，含水量直接影响到食品的贮藏性能和消费者的接受程度。
三、水分活度与食品质量：
食品安全的目标之一就是防止有害微生物的生长并产生毒素。为了表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可用价值, 提出了水分活度的概念。
水分活度定义为物质中水分含量的活性部分或者说自由水。比水分含量能更可靠的预示食品稳定性、安全和其他性质，成为一个能指示产品稳定性和微生物安全的参数。在食品行业，常用来检测产品的保质期和质量。
01
水分活度与微生物生长的关系
一般来说, 食品的水分活性越低, 其保藏期就越长。不同种类的微生物其存活和生长与水分活度有关系，同一种类微生物在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。酵母菌和霉菌可在低水分下生长，但是0.85是病原体生长的安全界限。0.85是根据金黄色葡萄球菌产生毒素的最低水分活度得来的。
常见食品的水分活度
水分活度
分 类
控 制 要 求
0.85以上
水份较大的食品
要求冷藏或其他措施控制病原体生长
0.6—0.85
中等水份食品
不需要冷藏控制病原体
由于因酵母和霉菌引起的腐败而限制货架期
0.6以下
低水份食品
较长货架期，也不需要冷藏
大部分生肉、水果和蔬菜属于水份较高的食品（水分活度高于0.85 ）。值得注意的是面包，多数人认为它是干燥，货架稳定的产品。实际上，它有相当高的水分活度，它只是因pH、水分活度的多重屏障，而使之安全，并且霉菌比病原体更容易生长，换言之，它变危险之前就长霉变绿了。
有些独特风味的产品如酱油外表像是高水分产品，但因盐、糖或其它成分结合了水分，它们的水分活度很低，其水分活度在0.80左右。因果酱和果冻的水分活度可满足酵母菌和霉菌生长，它们需在将包装前轻微加热将酵母菌霉菌杀灭以防止腐败。
研究表明，微生物虽然在低水分活度环境中难以生长、繁殖，但可以在不同贮藏条件下存活数月至数年，且一些耐低活度的食源性致病菌和腐败菌被不断发现，如沙门氏菌、埃希氏肠杆菌O157:H7等。已有证据表明水分活度的降低可增加微生物的耐热性，尤其是营养细胞和孢子，据报道细菌孢子热抵抗性在水分活度0.2—0.4条件下最高，如果低水分活度食品中含有病原菌，一旦条件适宜它们就会生长繁殖，对人的健康产生威胁，感染了沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7量很小，但随着贮存温度的升高死亡率升高。蜂蜜为低水分活度食品，但研究发现蜂蜜是婴儿肉毒梭菌中毒的重要来源之一。病原菌在干燥环境中的耐性和优势依赖于他们适应高渗透压或干燥条件的能力。
可在射频杀菌后进行冷激处理从而进一步杀灭射频杀菌损伤亚致死微生物，从而增强杀菌效果，降低处理强度，提高食品品质。
02
水分活度与食品化学变化的关系
降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。但水分活度太低，反而会加速脂肪的氧化酸败。要使食品具有最高的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。
对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、面包等，它们的Aw大于周围空气的相对湿度，保存时需要防止水分蒸发。通过食品的包装创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求。
03
水分活度与食品水分迁移控制的关系
水分活度在多种成分的食品中控制水分迁移的一个重要参数,食品透过包装的水分交换律和朝一个水分活度极限关键值变化的水分活度的变化率决定着产品的货架期。
一些食品包含一些不同水活度的物质，例如，带果脯的燕麦。除非水分活度得到控制，否则水分就会从水分活度较高的果脯里迁移到水分活度低的燕麦中，造成水果变的又干又硬，而燕麦则变的湿了。
水果蛋糕生产商可以开发出一个蛋糕和水果片中含有相同水分活度的食谱。那么当这个蛋糕在存储和销售的过程中都不会引起任何因为水分而吃惊的事件了，它是一款安全、美味、耐存储的产品。水分活度高低关键值可以根据食品中微生物以及食品的质地、味道、外观、香味、营养和烹调质量这些因素来确定。
水活度值高的食品被描述成水分大、多汁、柔软的食品，当这些食品的水活度降低时，食品会发生意想不到的组织变化，例如：变干、变硬、味道陈腐。水活度值低的食品常常应该是这样的：脆脆的、易碎，而高水活度的食品会使其结构成吸水性结构。干燥的、谷物类食品和面粉类食品如饼干、曲奇、薯片、爆米花，当水活度增加时，会失去其脆脆的口感。
04
水、冰的物理特性与食品质量
1、水和冰的物理特性
水是一种特殊的溶剂，其物理性质和热行为有与其它溶剂显着不同的方面：
水的熔点、沸点比质量和组成相近的分子高得多；水的密度较低，在冻结时体积增加；同温度下冰的热导率是水的4倍，水的冻结速度比熔化速度要快得多；冰的热扩散速度是水的9倍，冰的温度变化速度比水大得多。
正是由于水的以上物理特性，导致含水食品在加工贮藏过程中的许多方法及工艺条件必须以水为重点进行考虑和设计；特别是在利用食品低温加工技术是要充分重视水的热传导和热扩散的特点。
2、为什么提倡使用速冻工艺
目前，普遍认为冻结是保藏食品，特别是保藏生鲜食品的最好办法，生鲜食品中含有大量的水（60%—90%），因此，在冻结过程中，最主要问题，就是水如何变成冰，以及由此带来的后果。
把食品中水完全结晶的温度叫低共熔点，大多数食品的低共熔点在-55～-65℃之间。但冷藏食品一般不需要如此低的温度，如我国冷藏食品的温度一般定为-18℃,这个温度离低共熔点相差甚多，但已使大部分水结冰，在此温度下微生物的活动，将受到极大的抑制，有的甚至死亡。但是在低温条件下，并不是所以反应都被抑制，相反有些反应的速度或在某种程度上被提高。在食品的组织结构遭受了机械损伤后，导致酶、底物、激活剂在细胞内的位置发生变化，即发生了常说的“错位”现象，由此引发了某些酶促反应的进行。例如一些Vc、Va、胡萝卜素、蛋白质等的氧化、糖原的糖酵解、磷脂的水解等反应。
为什么反复冷冻的肉坏的更快些？
冷冻过程：降温和浓缩同时发生的过程。一定T℃内，以浓缩为主，加速某些反应进行；一定T℃外，以降温为主，减慢反应。通常在-2℃—-5℃内，浓缩为主，反复冷冻可加速某些化学反应的发生。
在此温度范围内，肉类比0℃或以上一点 坏的更快。
3、冷冻速度对食品质量的影响
如：一般的食物在冻结后解冻往往有大量的汁液流出，其主要原因是缓慢冻结后冰的体积比相同质量的水体积增大9%，造成细胞、组织的机械损伤，解冻时，则导致汁液外流，风味改变，不能恢复新鲜食品的组织状态。
