测量和管理天然原料中的水分,是预防这些原料常引发的配方难题、生产 和质量问题最可靠且最具成本效益的方法之一。
METER食品研发实验室已协助多家全球顶尖食品企业识别并消除其天然原料中的质量不稳定问题。在本期节目中,研发实验室经理玛丽·加洛韦(Mary Galloway)和首席食品科学家扎卡里·卡特赖特(Zachary Cartwright)将分享他们是如何提供帮助的,以及在此过程中所获得的经验。
文字记录,经编辑以求清晰
扎卡里·卡特赖特博士:欢迎收看《天然原料入门》,本期我们将探讨干果和坚果。无论您是将它们作为成品还是作为配料使用,我们都将为您讲解如何控制和监测此类产品中的水分含量。

首先,我们将讨论干果和坚果中存在的变异性。现在我们展示一张图,先从水果开始。这看起来像是一张散点图水分活度 纵轴水分活度 含水率。这是玛丽收集的数据——我把图交给玛丽。也许你可以解释一下我们在这里看到的内容。
玛丽·加洛韦:当然。不同种类的水果之间存在很大差异,但同一种水果内部也存在相当大的差异。我们来看看蓝莓的数据吧。

在本场网络研讨会中,我们将以蓝莓和杏仁为例,但这些原则同样适用于其他水果和坚果。
水果中出现的某些差异与其中所含的糖分和膳食纤维有关。正如我之前提到的,这些因素在不同种类的水果之间会有所不同。以芒果为例——它是一种膳食纤维含量很高的水果,其中的关系就截然不同。 在水分活度 芒果的变异性很大。而蓝莓的水分活度 ,则存在更可预测的关联。
但即便如此,即便是蓝莓,其糖分和膳食纤维含量也会存在差异。 品种差异会产生影响,干燥方法和加工工艺同样如此。它是作为天然无糖蓝莓加工的,还是添加了糖或其他成分?就连生长季节也会产生很大影响。即使年复一年来自同一位种植者且品种完全相同,由于生长季节的差异,浆果的特性仍可能有所不同。
另一个会出现变化的因素是pH值。pH值对水果的影响往往比对其他原料更大。水果通常呈酸性,这意味着其pH值较低。当原料的酸度较高时,水分活度可以稍微高一些,因为这样在霉菌限量方面就不会遇到太大问题。
假设你正在生产一种能量棒或零食,供应商提供的水果pH值处于特定范围。你确定了能确保产品安全的水分活度 ,然后继续生产。但也许第二年,水果到货时的pH值更低——这时你就失去了那道安全缓冲。
ZC:很高兴你提到了生长季节。我曾与许多公司合作过,尽管它们年复一年生产干樱桃或同类产品,但每年的产品仍会因生长季节的不同而有所差异。这使得水分测定即使在年与年之间也颇具挑战性。
那么坚果呢?你观察到坚果的数据存在怎样的变异性?是变异性更大还是更小?还是说我们将看到的散点图与之前类似?
MG:这仍然是一个散点图,但数据分布没有那么分散。这里有一张图表,展示了我们之前一项类似研究中涉及的各种坚果。其中包括杏仁、花生、腰果等多种坚果,你可以看到数据分布有些杂乱无章。

如果我们专门提取杏仁的数据,可以看到其呈现出一个相当明显的趋势,但这与蓝莓的情况不同。我们所处的水分活度 要低得多。虽然波动性不大,但仍然存在差异,且原因与蓝莓类似。

但在此,除了生长季节以及我们之前讨论的内容之外,加工方式也可能是一个重要因素。是生食的吗?是干制的吗?是腌制的吗?是否添加了调味料?这些都会影响坚果的水分活度 。
此外,还有一点需要考虑的是,坚果水分活度 通常处于较低的水分活度 。当水分活度 较低时,坚果容易发生酸败。我们在其他网络研讨会上已经讨论过这一点。
简而言之,当水分活度较低时,脂质更容易暴露在环境中,从而更容易发生氧化。这一点无论是对坚果种植者还是进口商来说,都是需要考虑的因素。
我们可以利用等温线关系来直观地展示这一点。你可以看到水分活度 含水量之间存在明确的关联。
但就像水果一样,你必须考虑要将坚果用于何处,以及以何种形式使用。坚果的变异性较小,这固然很好,但我们要将其作为零食,还是作为食材?是整粒的、加盐的,还是酱状的,抑或是碎粒状的?这些都会影响调整水分活度 难易程度。
ZC:很好。总结一下这一部分,我们试图说明的是,无论是水果还是坚果,其中都存在很大的变异性。我们展示了这两张散点图。下一部分我们将重点探讨这种变异性的影响,以及如何降低变异性,随后我们将进入等温线的内容,最后讨论将这些食材混合在一起会产生什么效果。
变异性的影响
ZC:让我们来谈谈多变性带来的影响。我们先从最显而易见的方面入手:质地和味道。玛丽为我们准备了一个小实验。我请她来介绍一下我们眼前这些东西。
MG:是的。我们设置了两种不同的条件,以展示水分过多或水分适中的水果或坚果与干燥过度的产品之间的差异。所以,这些蓝莓和杏仁,我们已经将它们的水分活度调节到了较高的水平,大约为0.7。
我知道视频里看不太清楚,但对于蓝莓来说,这已经算软了。 它的质地确实很软。对于蓝莓来说这不算太糟,不过你还是得小心,因为霉菌限值是0.7。即便考虑到我之前提到的那个pH值,我也不建议让数值太接近那个临界点。这种软度如果只是单纯吃的话其实很理想——只要它们没发霉就行。
但对于杏仁来说,这种水分活度 却不同。水分活度 太湿了,水分活度 太高水分活度 杏仁会变软。试想一下咬一口软趴趴的坚果是什么感觉。当我用力按压时,能感觉到它稍微下陷了一点。大家都知道那种感觉——那可不好。
与水分含量较高的样品相比,这里有干杏仁和蓝莓。对于杏仁来说,较低的水分活度正是它应有的状态。咬下去时,能感受到美妙的脆感。但对蓝莓来说,这却硬得离谱。这种状态对蓝莓来说实在不理想。
就像软趴趴的坚果让人觉得恶心一样,硬邦邦的水果也毫无食欲。听听——我在罐子里晃一晃,它们就会叮当作响。真吵。
ZC:是的。你能听出区别。绝对能听出来。
MG:你听说过这些原料已经变干了吧?当我们在尝试水分活度 寻找平衡点时,必须考虑这会对原料产生什么影响。是水分活度 水分活度 低导致质地变硬,还是水分活度 太高水分活度 质地变软?我们需要在这两者之间找到平衡点。
ZC:我想请教一下,您是如何设计这个实验的。您是如何确定需要达到平衡的水活度的,这些数值又是从何而来的?
MG:我们主要关注水分活度 。确实有一些例子,我们直接采用原料水分活度 天然状态进行混合。你可以想象,如果我们不对它们进行任何处理,只是直接从供应商那里拿来混合,最终会变成什么样子?
我们从它们原本的生长环境开始,以此为基础继续推进。 当水分活度较低时,确实存在一些原因和挑战,比如坚果容易产生酸败,我们希望避免这种情况。但大多数情况下,我们只是将它们保留在原本的区域,然后进行对调水分活度 较低的杏仁,我们将蓝莓放在那里;反之,将蓝莓放在水分活度较高的区域,以获得更湿润的蓝莓口感,并观察这对杏仁会产生什么影响。
ZC:这又回到了我们第一部分讨论的内容,即需要考虑是将蓝莓作为配料使用,还是作为最终产品。因为在制作麦片之类的产品时,你可能希望蓝莓口感更干爽。但如果是要直接当零食吃,那肯定希望蓝莓口感更软糯。只要思考一下这些蓝莓将如何被使用,就能帮助你确定目标。
测量并解释水果和坚果中水分含量的变化
ZC:接下来,我们将讨论如何测量和处理水果及坚果中的变异性。玛丽,我想问一下,目前这方面是如何操作的?人们是如何测量水果和坚果中的含水量的?
MG:是的,他们主要还是靠测定含水率。这两个行业都历史悠久,因此仍沿用一些过时的测定含水率的方法。
通常采用干燥减量法进行测量,有时水分仪——这意味着可以更快地测得含水率,但水分仪内有一盏温度极高的灯,会试图将水分驱散。这样做的弊端在于,水果和坚果都难以耐受高温。水果含糖量高,因此可能会发生褐变以及部分烃类物质的转化;而坚果则可能被烤焦,从而导致测得的含水率出现偏差。
水果行业其实还有其他一些方法,一些更古老的方法,比如通过测量果泥的电导率变化来判断。虽然这不是最精确的方法,但却是传统做法。
当您拥有传统数据时,很难不采用这种测量方法,毕竟过去所有历史数据都是由此得来的。但这或许是一个绝佳的切入点,可以借此探讨水分含量与水分活度 之间的关系水分活度 为什么这一点很重要。
ZC:是的。在之前的章节中,我们水分活度 提到了水分活度 。之所以这样,是因为水分活度 更简单、更精确的方式水分活度 用来理解产品中的水分及其与质量甚至安全性的直接关系。 因此,我们接下来要展示的是一张图表,其中水分活度 纵轴代表水分含量。我们在之前展示散点图时已经展示过这张图。但仔细观察这张图,将有助于理解如何运用这种关系,特别是在我们接下来讨论混合工艺的章节中。
如果我们要绘制特定温度下水分活度 含水率之间的完整关系图,那么就会得到这张完整的水分分布图,我们称之为水分吸附等温线。在METER集团,我们拥有一种非常独特的方法来实现这一点。
我们有一种方法叫做动态露点等温线。基本上,它能让我们绘制出一条分辨率极高的等温线,从而全面了解这种关系。这种方法的一个实际用途在于:随着沿这条曲线上下移动,它能帮助我们理解反应速率等现象。 您刚才提到,在特定的水分活度下会发生脂质氧化等现象。如果我们利用这张水分活度图,就可以为杏仁设定合适的目标值,即水分活度约为0.3。此外,随着沿曲线移动,还可能发生褐变反应或酶活性变化等其他现象。 我们还可以利用等温线来预测微生物问题何时可能出现。无论是霉菌、细菌还是酵母,随着水分活度升高,这些微生物都会开始滋生。在观察这条等温线时,这一点值得您留意。
最后需要注意的是质地变化。如果我们讨论的是粉末,这可能就是其开始结块的临界点。即使在这里讨论的是质地,这些质地变化也可能体现在等温线上,并可能帮助我们确定所谓的水分活度。我们知道水分活度 出现明显变化水分活度 保持水分活度 我之所以提到这条曲线,是因为它是一个非常好的思路,有助于我们思考所有这些影响所研究产品安全性和质量的各种因素。这条等温线将针对我们研究的每种产品或每种成分而各不相同。我是否遗漏了什么?关于等温线的应用,大家还有什么要补充的吗?
MG:不,你做得非常棒。希望你能像扎克刚才提到的那样,想象一下水分活度 对产品水分活度 产生的各种影响,因为随着水分活度增加,产品会发生各种变化。 其中会发生不同的反应模式。其中一些可能很容易理解,比如褐变反应,它就与物质周围的水有关。这就像随着水分活度升高,反应模式在不断切换,但这些都是对产品产生影响的物理现象,你需要对此有所了解。
ZC:假设我们现在有一条等温线,该如何利用这条等温线来提高精度呢?特别是如果你仔细想想,我记得我们之前用山核桃举过一个例子。
也许你可以结合那个例子,说明水分含量测量的波动会在等温线上如何体现出来。
MG:这正是测量精度至关重要的地方。因为如果我们采用老式的传统方法——这其实是一个真实的案例,涉及某位山核桃种植户——他们测量含水率的方法精度仅为0.5,也就是含水率仅高出0.5个百分点,这听起来似乎还不错,对吧?
ZC:是啊,真的很不错,比我平时看到的要好得多。
MG:是啊。你可能会想,哦,0.5%。我对此很满意。但当我们考察山核桃中水分含量与这一数值的关系时,我们可以看到,我们还有一张辅助图表显示了±0.25的波动范围。0.5%就是这个范围的一半。如果我们设定为0.5%,可能会导致数值略微上升或下降。这对食品安全和霉菌生长意味着什么?
观察等温线时,我们会发现,即使只是稍微向上挪一点,水分含量增加四分之一个百分点,实际上就会使水分活度达到0.7——而这就是霉菌开始滋生的临界点。这可是件大事。 如果你不知道,当你使用的单次测量结果存在这种波动时,仔细分析就会发现,它其实并没有告诉你所有你需要了解的信息。
但水分活度这一指标的测量精度非常高。 如第二张图所示水分活度测量范围为0.水分活度且可以精确测量其中的每一微小变化。因此,我们很容易判断实际的含水量会处于什么水平——实际上,关键水分活度 含水量水分活度 从而确定霉菌滋生的临界点,或是该范围内可能出现问题的具体位置。
ZC:再次强调,我只想指出,0.5%这个数值可能并不切合实际——大多数情况下我看到的波动范围是正负1%甚至2%——但这张图表非常生动地说明了:如果产品接近微生物限值,而你仅测量水分含量,那么你的产品很可能出现霉变问题。
我观察到,有些公司试图解决这个问题的方式就是全面过度干燥,但这样做可能会影响产量和收入,甚至可能导致过度干燥,进而引发脂质氧化。
我们在这里想说明的是,如果使用水分活度,这就是正确的测量方法。您不应仅测量最终产品,而应在生产过程中对投入的原料进行测量,同时也要测量最终产品。在生产,有许多环节都需要关注水分随时间的变化情况。
MG:没错。这确实是个很好的观点,因为正如我们之前讨论过的,如果你年复一年地使用同一家供应商,他们的产品仍会出现波动,这是不可避免的。 你只需要了解这一点,然后就能相应调整自己的生产流程。正如我所说,即使供应商始终如一,产品仍会出现波动。如果你在进货时进行检测,就能清楚掌握实际到货情况。
水分活度 更合适的指标水分活度 它才是驱动微生物生长的关键因素,而非水分含量或其他因素(如水分迁移——这一点我们以后会详细讨论)。而且,它测量起来很简单,比许多水分含量测定方法都要快捷。
ZC:是的。这真是个绝妙的过渡,因为在接下来的部分,我们将讨论如何将这些因素结合起来,预测水分迁移,以及如何利用等温线来实现这一点。
处理水果和坚果时的湿度问题
ZC:接下来,我们将探讨关于水果和坚果的一大难题。那就是当你开始将它们混合在一起时,需要理解水分会如何流动,以及混合过程可能带来的影响。
玛丽,既然我们已经讨论过等温线了,我就把这个问题交给你。我们该如何利用这些等温线来预测将蓝莓和杏仁混合后会发生什么?
MG:有一种误解认为,湿气的移动取决于其数量。当我们讨论这个问题时,实际上指的是含水量。如果某物的含水量较高,那么它就会成为湿气的来源,湿气会从该物体向其他物体扩散。实际上,关键不在于数量,而在于能量水平。当能量更高时,湿气就会发生移动。 这就是物理学。
我们来看一下这里的蓝莓和杏仁。我以这个例子来说明:蓝莓水分活度为0.48,这对蓝莓来说是个相当理想的数值。而这里的水分活度为水分活度.30,这也是个相当不错的数值。这样既能避免变质,又能保持我们之前提到的那种绝佳口感。 接下来会发生的情况是:由于蓝莓的水分活度较高,其中的水分会向下渗入或转移到杏仁本身或其他任何配料中。
这将是关键因素。现在,我们可以通过添加所谓的“保湿剂”(比如糖或盐)来降低水分活度 。 我的意思是,还有其他物质,比如其他甜味剂,也能降低水分活度。我之所以提到这一点,是因为如果两者的水分活度接近,就不会发生水分迁移。即使某种食材本身含水量很高,只要我们能将其水分活度 与另一种食材相近的水平,水分就不会发生任何迁移。 一个很好的例子就是你刚才提到的谷物中的水果:谷物中的脆片水分活度、含水量低;而葡萄干显然含水量很高水分活度也可能较高。
这是怎么一回事?它们怎么能共存于同一空间呢?这是因为通常会添加糖分。特别是观察葡萄干的外表时,糖分会降低水分活度 它们更接近。这可以作为理解我们讨论内容的一种思路——关键其实水分活度 差异水分活度 含水率。 我们有一个例子可以演示,当将这些成分混合在一起时,预测性建模会是什么样子?因为这很重要。它们单独存在时都没问题。那么,当我们把它们混合在一起时,会得到什么结果呢?
在这个例子中,我们有两条等温线。蓝莓位于蓝色曲线中,而杏仁则位于橙色曲线中。
我们将这些数据汇总如下:蓝莓水分活度约为0.48,其等温线(你会注意到形状有所不同);然后是杏仁,其水分活度约为0.3。 我们先来谈谈杏仁,你会注意到那条等温线相当平缓,这意味着水分活度 会出现较大差异水分活度 含水率的变化则较小。 回到山核桃的例子,如果我们只能测量水分含量,而且测量范围非常宽,那么水分活度就会发生巨大变化。这不是我们想要的。我们希望知道最终的结果。
对于蓝莓,我们会发现,在相同的水分活度范围内,其含水率的变化幅度更大。我们可以将这些关系结合起来。因此,当我们将它们结合时,在这个具体例子中,我选择了蓝莓质量是杏仁两倍的情况,并将它们混合在一起。 你会注意到,这张图表上有两点我尚未提及。其一是绿色曲线,即混合等温线,它反映了这两种食材混合后的关系,我们可以据此进行预测。另一处是蓝色虚线,水分活度约0.45处呈起伏波动,这正是将这两种食材混合后水分活度 达到的数值。
我们可以知道,只要有了等温线,并且清楚所有成分的初始状态,就能预测它们最终会达到什么状态。 在确定这个数值处于合理范围内之前,我们暂时不必实际操作。观察最终的水分活度它为0.45,而蓝莓的初始值为0.48。从这里可以清楚地看到,蓝莓是水分活度 的主要因素。接下来要考虑的是:这个数值对蓝莓来说合适吗? 这个数值应该没问题,已经非常接近了。但对杏仁来说是否合适呢?这是一个好问题。如果按这个比例混合,杏仁会不会变得太软?或者说,当整体水分活度达到0.45时,对杏仁来说会不会太软了?针对这个问题,我们有一款专用工具。
ZC:是的,当然。我们刚才看到的这张图,源自“水分分析工具包”中的一个图表。这是我们去年投入大量精力进行更新并使其真正用户友好的软件,而在该软件中,有一个“混合原料工具”,你可以用它来完成我们现在正在做的事情。你需要为添加的每种原料分别获取一条等温线。 你需要考虑水分将向哪个方向移动。例如,你可能需要为杏仁建立吸收等温线,而为蓝莓建立脱附等温线,但你可以利用这个工具,得到你之前用绿色标出的预测最终等温线。这条等温线实际上可以用来预测保质期,甚至开始为尚未制备的产品或混合物制定包装方案。
你刚才稍微提到了这一点,但我还是想澄清一下:如果你有这些等温线,就可以坐在办公桌前分析这些混合物,思考不同的配比,或者水分活度 实际制作产品水分活度 考虑一下杏仁的水分活度 发生变化可能带来的影响。 我与许多使用这一工具的团队合作过。通常我收到的反馈是,他们能将产品上市速度提高四到五倍,因为他们无需进行所有这些物理试验,也不必等待观察质地是否发生变化。他们可以直接在电脑上分析这些混合物。他们会建立一个包含所有常用原料等温线的内部数据库,从而真正加快研发进程。
在工具包中,它会显示最终的水分活度。它会显示等温线,并提供该曲线的系数,以便您分析保质期等指标。这些是我们过去曾提及过的一些内容。 我们专门针对保质期举办过一场网络研讨会,还专门针对等温线举办过另一场网络研讨会,相信下方会列出相关链接。如果您觉得这些内容对您有帮助,请务必查看。此外,我们非常乐意为您演示该软件,并和您的团队一起逐步操作,向您展示其具体应用效果。
商业案例
MG:现在正是讨论哪些因素会影响您的盈利能力的好时机,同时也可以分享一些实际的商业案例——这些是我们与使用天然原料的客户合作过程中所遇到的情况。
首先,我想谈谈其中一个影响——这是一个重大问题,需要加以考虑。 我们已经讨论过产品本身,以及确保清楚了解所获得的产品,但事后会发生什么呢?还有一些我们尚未充分讨论的问题,那就是储存条件和温度。我之所以要提出这些,是因为通常来说,如果提高温度,几乎所有水分活度 增加。
假设你生产了一款能量棒或混合零食,在你的工厂里产品状态良好。随后,它被装上卡车运往世界各地——假设卡车内很热——或者装入集装箱,此时湿度和温度可能会对产品产生显著影响。具体来说,温度升高可能会水分活度 安全阈值,导致产品开始滋生霉菌,而这些产品在你的工厂里原本是完好无损的。 温度对产品的影响程度也取决于产品本身。这是可以进行研究的内容,你可以实际测定温度对产品的具体影响关系。但总体而言,我只知道温度升高会提高水分活度 需要对此加以考量。
ZC:根据我个人的经验,当我与其他食品科学家交流时,他们最关心的问题之一往往是如何避免产品召回。据我观察,许多召回事件的发生,都是因为储存温度或运输温度略微偏高,导致水分活度 我们之前在不同章节中提到的阈值。 但水分活度 让微生物生长水分活度 。这充分体现了掌握等温线并理解水分活度的重要性。因为如果掌握了这些数据并能有效控制相关参数,就完全没有理由发生产品召回——而此类事件可能造成数百万美元的损失,并严重损害企业声誉。拥有准确的数据并懂得如何运用这些数据,就能有效避免任何产品召回。
最后我想重点介绍的只是一个商业案例。这是METER集团与某客户合作的一个案例。我过去曾展示过一个非常相似的宠物食品案例,但今天我将采用同样的形式来分析一家西梅生产商。
我们与一家李子干生产商合作,该企业的年生产 非常大生产 30,000吨,其对李子干的水分含量目标设定为30%。 尽管我们讨论的是水分含量,但随后我们转向了水分活度 绘制了等温线曲线,以了解在保持客户要求的质量和安全标准的前提下,水分含量最多可以提高多少。通过分析等温线,我们发现他们可以将水分含量提高0.5%,同时降低数据波动,并确保所有产品的水分活度均不超过0.7。
他们的新目标现在定为30.5%。这使他们得以提高生产。现在,他们的收益更高了。由于他们以每吨3,250美元的价格出售该产品,这意味着在一年内,仅这一微小的水分含量变化就带来了近50万美元的年收益增长。 这仅仅是一种产品。再次强调,这只是水分含量的一点微小变化,但通过调整或关注水分活度理解等温线,进而实施一些控制措施(如环境控制),并优化包装方案,进行这样的调整其实非常简单。调整完成后,你可以安心入睡,确信产品是安全的,无需担心会发生召回事件。
这确实很好地展示了商业案例。如果您有特定的产品需要处理,或者希望我们为您制定商业案例,这对我们来说非常简单。 我们处理各类产品。今天我们主要聚焦于蓝莓和杏仁,只是因为手头正好有这些材料。演示等温线、水分迁移以及我们刚才提到的这些内容其实非常简单。但再次强调,如果您正在处理某种特定的干果或坚果成品或原料,我确信我们过去肯定已经处理过类似的产品。
MG:我只是想跟大家提一下,这次我们之所以只聚焦于蓝莓和杏仁,是为了让内容保持简单明了,但这其实可以延伸到我们正在讨论的理论,适用于所有食物。所以,如果你在制作坚果酱,我们刚才讨论的内容同样适用,它们会受到同样的影响。 如果你使用果泥(比如椰枣泥)作为能量棒的基底,情况也是一样的。我只是想强调,当我们泛泛地讨论这些内容时,这确实是一种概括,因为它适用于非常多的情况。
还有一点,我们主要关注的是微生物生长和产量等方面,但可能还涉及其他因素。首先,我们研究了等温线,即水分活度 如何水分活度 不同的反应速率。 假设你生产的是含有特定营养添加剂的能量棒或其他产品,或是营养保健品、功能性食品,这些研究同样适用于它们。所有这些系列的研究结果都适用于此类产品。如果你要做出此类宣称,就必须确保能够兑现这一承诺。
ZC:现在让我们进入问答环节。我们将回答几个问题,此外,如果您还有其他问题,可以直接联系我们,或者在会议结束时我们会提供联系方式,以确保能解答您所有的问题。
问答环节
成分之间的水分平衡需要多长时间才能达到,我能否通过某种方式影响这一过程?
MG:这个问题我来回答。这可能需要一点时间,具体取决于食物吸收水分的速度。在我们用蓝莓和杏仁举例时,将它们置于不同的水分活度 环境中水分活度 静置水分活度 大约需要一周时间。 但就大多数产品而言,包装后的食品通常不会在一周内被食用完毕。这一点请务必记住:最终它们都会达到平衡状态。具体速度可能因产品而异,或快或慢,但包装内的所有成分最终都会达到平衡。您可以放心,这种情况一定会发生。
当水活度差异较大时,这将成为主要影响因素。如果能使水活度更接近,那么首先,水分迁移现象会减少;其次,系统将更快达到良好的平衡状态。尽量缩小这种差异总是很有帮助的。 我强烈建议尽量使各组分的活度趋于一致,这样产品中水分迁移的问题就会大大减少。
如何利用含水率测量结果来预测水分迁移?
ZC:这个问题我来回答。这又回到了我们之前讨论的一个内容:很多人认为应该使用含水率,因为它是一个定量指标。也许这对他们来说确实更容易理解一些,但我希望我们在本次网络研讨会中已经说明,实际上真正需要关注水分活度 。
水分活度 衡量水能量的指标,它决定了水倾向于向哪个方向移动。水总是倾向于从高能态向低能态移动。在我们分析的例子中,通过了解蓝莓中的水分活度 水会从蓝莓向杏仁方向移动,以达到平衡状态。水分活度 在考虑水分迁移水分活度 不必关注含水率,水分活度 重点关注水分活度 。
如果我的产品在水分活度 非常接近微生物限值的情况下进行包装,那么包装后温度的波动在多大范围内会导致产品发霉?
MG:你确实应该避开那个微生物限值,最好不要太接近它。我的意思是,如果非要说的话——虽然我真的很不愿具体说明能接近到什么程度,因为这真的取决于产品本身。它与温度的关系如何?也就是说,它是否真的会受到温度的很大影响?正如我之前所说,这是你可以查证的,而且不同产品的情况各不相同。 但如果非要我稍微估算一下,我会说0.1,这样肯定能让你保持在安全范围内。我们的微生物限值为0.水分活度。如果你在0.6左右,那大概就是我真正希望达到的极限了。
请记住,在那个水分活度 ,质地也会发生变化。需要考虑的因素很多,但如果你主要关注微生物限值,我建议采用类似的方法。
ZC:我在许多行业都观察到同样的情况,对于水果、坚果及其他产品而言,通常将酶活设定在微生物限值以下0.1,是一个相当稳妥的选择。 但针对这个问题,我还想补充一点:假设你的产品在室温下的活度恰好为0.7,也就是正好处于微生物阈值线上。一旦产品离开生产设施,如果遇到任何高于测试温度的环境,只要温度稍有上升,活度就会有增加的风险。一旦发生这种情况,微生物就会开始繁殖。 这其中存在一个平衡点:既要了解产品可能经历的温度,又要将酶活性设定在足够低的水平以确保安全。如果温度上升,只要酶活性仍保持在0.7甚至0.6以下,就没问题。
MG:如果可以的话,我想快速提两点:这些都是天然产品。大多数情况下,它们没有杀菌步骤。 我的意思是,如果你在烘烤坚果,那么只要操作得当——我想这么说也没错——应该能杀死所有微生物。但对于很多天然食品来说,微生物仍可能附着在表面;只要能保持水分活度 ,它们就不会繁殖。但如果水分活度 升高,甚至更高, 我们谈论的霉菌在0.7左右时就可能滋生,但如果数值更高,当环境条件变化或包装不够严密导致湿度升高(这现在是一个重要因素)时,你就面临风险,大肠杆菌或沙门氏菌也可能开始滋生。 那时的水分活度要高得多,但请记住,这些微生物在天然食品中仍然可以存活,只是如果能将水分活度 保持水分活度 ,它们就无法繁衍或生长。
我还想提的一点是包装的影响,我知道你在这方面经验丰富。如果你想讨论一下包装与温度等因素相关的问题。
ZC:是的,当然。简单说一下,如果您生产的产品接近微生物限值,要将产品保持在理想的水分活度 一种方法是考虑包装——该包装的水蒸气透过率越低,就越能将其保持在所需的范围内,即使在不同的湿度或温度条件下也是如此。 此外,我们还有另一场网络研讨会将对此进行更详细的探讨,我们也很乐意与您讨论包装相关的问题。
水分活度 原料初步混合之后的任何阶段,是否都需要检测水分或水分活度 ?
MG:是的。
ZC:是的,当然。
MG:是的。当然,水分活度 我们讨论过的水分活度 建议水分活度 因为仅靠水分含量无法全面反映情况,无法避免我们之前提到的一些问题。然后是工艺控制。 通过水分活度 可以更有效地实现这一点水分活度 检测进料原料水分活度 很好水分活度 但成品检测同样非常重要,因为这样你才能知道最终生产出了什么。是否达到了预期水平?还有其他意见吗?
ZC:是的。我只想说,在我看来,那些真正能够控制食品中水分或原料含量的成功企业,都会在生产初期进行测量,并且只接受水分含量在10%误差范围内或符合其设定具体范围的原料,因为这种波动会被带入最终产品中。 我建议在生产过程中一开始就对原料进行测量。我们现在甚至提供在线解决方案,确保您始终能达到目标水分活度值;但归根结底,在将产品装入包装的最后阶段,您仍应测量最终产品的水分活度。 此外,我们还会看到一些企业会进行保质期研究,水分活度 时间水分活度 监测水分活度 。这无疑是您需要在整个生产过程中持续监控的指标。通过这样做,您可以避免产品召回或我们今天讨论过的其他任何问题。
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