用于监测干酒糟质量的水活度

含可溶物的干酒糟（DDGS）是谷物生物乙醇生产过程中的副产品。其制备过程分为多个步骤。首先，将乙醇生产过程中残留的不可发酵物质作为酒糟分离出来。 通过离心分离法去除蒸馏残渣中的多余水分，将湿谷物与冷凝的蒸馏可溶物混合并干燥，从而制成DDGS。该产品主要作为高品质饲料添加剂销售，但潜在用途广泛，包括作为人类的营养补充剂。DDGS的销售对乙醇生产厂的经济可行性贡献巨大。因此，优化DDGS的质量和保质期至关重要。

DDGS的推荐分析方法

2007年2月1日，美国饲料工业协会发布了一项题为《含可溶物的干酒糟分析方法评估》的研究。该研究考察了用于评估DDGS的分析方法的有效性。研究旨在选择一套能够最准确表征DDGS物理和化学特性，并确保其安全与质量的检测方法。 DDGS保质期的主要关注点在于其易受微生物降解、保持流动性以及水分迁移。

水与所有这些问题都息息相关

在这项研究中，唯一列出的水分分析方法是水分含量测定。遗憾的是，对于上述问题而言，水分含量测定并非最有效的水分分析方法。水分活度更能准确预测微生物安全性、流动性及水分迁移情况。如果乙醇生产商将水分活度作为质量保证测试项目之一，不仅能更有效地确保其DDGS产品的质量，还能节省时间和成本。

什么是水分活度？

水活度代表系统中水的能量状态，等于密封腔室内与样品处于平衡状态的空气的相对湿度。 该概念基于热力学原理，定义为样品在给定温度下的水蒸气压（p）与纯水蒸气压（p0）之比。尽管从科学角度而言并不完全准确，但将水分活度理解为DDGS中“可利用”水分的量或许有助于理解。它并非由DDGS中实际含水量决定，而是衡量DDGS中的水分在性质和行为上与纯水的相似程度。

水活度值是一个从0（完全干燥）到1.0（纯水）的量表

随着水分活度的降低，DDGS中的水能量减少，可利用性降低，其行为也越来越不像纯水。例如，水分活度为0.80时，表明系统中的水具有足够的能量来支持霉菌生长；而水分活度低于0.60时，则意味着系统中的水无法支持任何微生物的生长。 随着水活度的增加，水的移动性也会增强，这会影响分子的移动性，并加快化学和酶促反应速率。例如，在水活度为0.25时，褐变反应速率最低；随着水活度的增加，反应速率会稳步上升，并在水活度约为0.80时达到峰值。

水分活度控制微生物的生长

水活度这一概念数十年来一直为微生物学家和食品技术专家所用，也是食品安全与质量评估中最常用的指标。微生物具有一个临界水活度，低于该值便无法生长。决定微生物生长所需“有效”水下限的是水活度，而非水分含量。由于细菌、酵母和霉菌需要一定量的有效水来维持生长，因此将DDGS干燥至低于临界水活度水平，是控制微生物生长的有效手段。 即使DDGS中的水分含量高于通常可接受的水平，只要其能量水平足够低，微生物就无法利用这些水分来维持生长。这种“沙漠般”的条件会在微生物与当地环境之间造成渗透压失衡。因此，微生物会进入休眠状态或死亡。 限制绝大多数致病菌生长的水分活度阈值为0.90，变质霉菌的阈值为0.70，而所有微生物的最低阈值均为0.60。

水分活度有助于控制结块、结团、塌陷和粘连

水活度也可作为DDGS在储存期间物理稳定性的指标。由于其对操作便利性的影响，流动性是DDGS物理稳定性方面的一项主要关注点。控制DDGS的水活度有助于保持其适当的结构、质地、稳定性和密度。可以确定一个临界水活度值，低于该值时，DDGS将保持其流动性能。 当水活度超过该临界值时，DDGS颗粒会被润湿并开始相互粘连。因此，在加工、搬运、包装和储存过程中，了解DDGS的水活度与水分含量及温度之间的关系至关重要，以防止结块、结团、塌陷和粘连等有害现象的发生。水活度是评估DDGS流态性下降倾向的最有效质量保证测试方法。

水活度控制水分迁移

由于水活度是衡量水能态的指标，因此水活度的差异是水分迁移的驱动力。了解水分会在DDGS批次内部吸收还是脱附，对于防止产品变质至关重要。因此，水活度是一个重要的参数，因为它可以控制混合DDGS批次中的水分迁移。由于干燥条件和添加的可溶性物质含量的不同，不同批次的DDGS可能具有不同的水活度。 根据定义，水活度决定了水分将从水活度高的区域向水活度较低的区域迁移，但迁移速率取决于多种因素。

答案取决于这两批物料的水活度。如果两批物料的水活度不同，即使它们的含水量相同，也会发生水分交换。这种水分迁移可能会导致流动或微生物滋生等问题。

水分活度是一种有效的质量保证工具

水活度是维持DDGS稳定性和安全性的有效工艺控制与质量保证工具，应被列为DDGS的推荐分析方法。除了上述原因外，水活度比水分含量分析更有效，因为它更灵敏、更准确。 在中等含水率区间（包括DDGS在内），由于水分含量分析的精度有限，某些无法检测到的水分含量变化可能会导致水活度发生显著变化，进而引发稳定性变化。当DDGS被干燥至符合水分含量规格时，即使未检测到水分含量的变化，稳定性却突然发生改变，这种情况往往令人困惑。若采用水活度规格，则可预测这些稳定性变化。 水活度是一种快速、经济且精确的手段，可确保 DDGS 的质量与安全。任何乙醇工厂均可轻松将其纳入检测流程。如需进一步了解水活度检测及 DDGS 相关信息，请联系 Aqualab 技术支持。

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