水分活度 如何水分活度 微生物的生长

微生物的生长依赖于水——没有水,它们就不得不进入休眠状态。但如何判断可利用的水量有多少,以及哪些微生物会生长呢?‍

1953年,威廉·詹姆斯·斯科特证明,食品中微生物的生长并非如大多数人所认为的那样取决于水分含量,而是取决于 水分活度所决定。四年后,他提出了微生物水分活度 最低水分活度 这一概念。如今,食品制造商水分活度 普遍水分活度 来判断产品是否容易发生微生物繁殖。

控制水分水分活度,防止微生物滋生

与所有生物一样,微生物的生长依赖于食物中可利用的水。它们通过将水跨过细胞膜的方式来吸收水分。这种水分运动机制依赖于水分活度 ——即水从细胞外水分活度 较高的水分活度 向细胞水分活度 较低水分活度 流动。当水分活度 足够低时,就会引发渗透应激:细胞无法吸收水分,从而进入休眠状态。 微生物并未被消灭,只是无法生长到足以引起感染的程度。不同的生物应对渗透压应激的方式各不相同。这就是为什么每种生物都有不同的生长极限。某些类型的霉菌和酵母菌已经适应了极低的水分活度 。表1列出了许多常见微生物的水分活度 极限。

表1. 多种常见微生物的水分活度 极限
细菌霉菌酵母典型产品
0.97肉毒杆菌 E
荧光假单胞菌
新鲜肉类、水果、
蔬菜、罐装水果、罐装蔬菜
0.95大肠杆菌
产气荚膜梭菌
沙门氏菌属
霍乱弧菌
低盐培根、熟香肠、
鼻喷雾剂、眼药水
0.94肉毒杆菌A型、B型
副溶血性弧菌
黑曲霉
0.93蜡样芽孢杆菌黑毛霉 一些奶酪、腌制肉类(火腿)
烘焙食品,
炼乳,ral 液体
悬浮液、外用乳液
0.92单核细胞增生李斯特菌
0.91枯草芽孢杆菌
0.90金黄色葡萄球菌
(厌氧)
玫瑰毛孢菌酿酒酵母
酿酒酵母
0.88 念珠菌
0.87金黄色葡萄球菌
(需氧菌)
0.85 棍状曲霉 加糖炼乳、陈年奶酪(切达奶酪)、发酵香肠(萨拉米香肠)、肉干、培根、大多数浓缩果汁、巧克力糖浆、水果蛋糕、软糖、止咳糖浆、口服镇痛混悬液
0.84 白丝蛾
0.83 Penicillium expansum
岛青霉
青霉属(Penicillium viridicatum)
汉氏德哈里莫斯
0.82 烟曲霉
寄生曲霉
0.81 青霉属 青霉属(Penicillium cyclopium)
扁平青霉
0.80 拜氏酿酒酵母
0.79 马氏青霉
0.78 黄曲霉 果酱、橘子酱、杏仁糖、糖渍水果、糖蜜、干无花果、咸鱼
0.77 黑曲霉
黄曲霉
0.75 限制型曲霉
白色曲霉
0.71 欧蒂姆·谢瓦利耶
0.70 阿姆斯特丹欧蒂姆
0.62 鲁氏酿酒酵母果干、玉米糖浆、甘草、棉花糖、口香糖、宠物干粮
0.61 双孢红曲菌
0.60无微生物繁殖
0.50无微生物繁殖 焦糖、太妃糖、蜂蜜、面条、外用软膏
0.40无微生物繁殖 全蛋粉、可可粉、液心止咳糖
0.30无微生物繁殖 饼干、淀粉类零食、蛋糕预拌粉、维生素片、栓剂
0.20无微生物繁殖 硬糖、奶粉、婴儿配方奶粉

常见问题

美国食品药品监督管理局(FDA)对常温保存食品水分活度 是多少?

根据《联邦法规》第21篇(21 CFR)和《食品安全现代化法案》(FSMA)的预防性控制规定,美国食品药品监督管理局(FDA)将水活度(aw)在0.85及以下的食品归类为通常无需冷藏即可确保安全——该阈值基于大多数致病菌的最低生长要求。水活度在0.85至0.91之间的产品需要进行仔细评估,因为即使其他致病菌无法在此范围内生长,金黄色葡萄球菌仍可能在此范围内繁殖。

在HACCP计划中,水分活度 关键控制点的?

水分活度 作HACCP计划中的关键控制点(CCP),通过设定具体的aw限值——通常为0.85或更低——作为防止病原体生长的一种可测量、可验证的预防性控制措施。由于水分活度 既定的微生物生长限值直接水分活度 且可在生产环节进行确认,因此它是记录食品安全状况的最可靠参数之一,无需对每批产品进行直接的病原体检测。

降低水分活度 能否水分活度 食品中已存在的细菌和霉菌?

不,水分活度 生长最低阈值水分活度 ,只会迫使微生物进入休眠状态,但并不能杀死它们;孢子在极低的水分活度 仍可保持活性水分活度 数年,一旦条件发生变化,便会恢复生长。这就是为什么“门槛技术”会将水分活度 与其他控制因素(如pH值或温度)水分活度 而不是水分活度 依赖水分活度 。

金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(AW)是多少?这为什么重要?

金黄色葡萄球菌的最低水分活度 (aw)为0.86,在所有细菌病原体中属于最低之列,因此,尽管大多数其他病原体无法在aw 0.86至0.91的范围内生长,但该范围内的产品仍可能存在金黄色葡萄球菌的风险。这使得FDA设定的0.85阈值成为中度含水食品生产中一个保守但至关重要的控制点。

高盐或高糖含量能否水分活度 降低水分活度 抑制微生物生长的程度?

是的,盐和糖等溶解的溶质会与水分子结合并降低其能量状态,这就是腌制、盐渍和制作果酱等传统保鲜方法背后的科学原理。浓度足够高的盐水或高糖产品可以使水分活度 降至足以阻止变质的水分活度 ,不过由于复杂的食品基质并不遵循简单的公式,因此需要进行直接测量。

水分活度 FDA、FSIS、FSMA

如果测量水分活度 ,您就能知道哪些细菌、霉菌或真菌可以在其表面和内部生长。通过降低水分活度,可以抑制某些类别的微生物生长。在较低的水分活度条件下,甚至可以完全阻止任何微生物的生长。水分活度 杀菌步骤。 它是一种控制措施,也是许多HACCP计划 不可或缺的一部分。这些久经考验的微生物生长限值已被纳入美国食品药品监督管理局(FDA)美国农业部食品安全检验局(FSIS)及其他法规之中。水分活度 《2013年食品法典》中“潜在危险食品”定义的一部分,而《食品安全现代化法案》(FSMA)也引用了该定义。

虽然温度、pH值以及其他一些因素都会影响微生物在食品中是否生长及其生长速度,水分活度 最重要的因素。 例如,大多数细菌在水分活度 低于0.91水分活度 无法生长,而大多数霉菌在水分活度低于0.70时也会停止生长。即使在水分活度高于0.91的情况下,水分活度 与其他生长障碍(如pH值、温度或气调包装)水分活度 仍会限制微生物的生长。

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