2.4 水分的吸着等温线

2.4.1 定义和区间

水分吸着等温线（moisture sorption isotherms，MSI）：在恒温条件下，食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）与aw的关系曲线。

意义：①在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与aw有关；②配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移；③测定包装材料的阻湿性的必要性；④测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长；⑤预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量的关系。

大多数食品的等温线呈S型。

等温线的制作方法主要有两种：解吸等温线和回吸等温线。

相当于等温线区间Ⅰ中的水，是食品中吸附最牢固和最不容易移动的水。在-40℃时不结冰，没有溶解溶质的能力，对于食品的固形物不产生增塑效应，相当于固形物的组成部分。

等温线区间Ⅱ的水占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团周围的另外几层位置，形成了水分子层结合水，主要靠水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合，同时还包括直径<1um的毛细管中的水。

区间Ⅲ范围内增加的水是食品中结合最最不牢固和最容易流动的水，一般称为体相水，毛细管aw在0.8~0.99。除化合水外，等温线每一个区间内和区间与区间之间的水都能发生交换。

表1-2 吸附等温线上不同区水分特性

2.4.2 水分吸着等温线与温度的关系

aw随温度的 升高而增大，MSI的图也随温度的上升向高aw方向迁移。

2.4.3 滞后现象（Hysteresis）

在一指定的aW时，解吸过程中试样的水分含量大于回吸过程中的水分含量，这就是滞后现象的结果。

原因主要有：

①解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分；

②  不规则形状产生毛细管现象的部位，欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内＞ P外，要填满则需P外＞ P内)；

③解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的aW。

         ④温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状。