Для характеристики состояния влаги в продукте наряду с традиционными показателями водосвязывающей (ВСС) и во­доудерживающей (ВУС) способности все шире применяют показатель активности воды а_w, являющийся интегральной ха­рактеристикой. Активность воды влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, на биохимические, физико-химические реак­ции и процессы, протекающие в продукте. От величины актив­ности воды зависят сроки хранения мяса и мясопродуктов, стабильность мясных консервов, формирование цвета и арома­та, а также потери в процессе термообработки и хранения. Продукты с пониженным содержанием влаги легче противостоят микробиальной порче и нежелательным физико-химическим изменениям. Из общего количества воды, содержащейся в пи­щевом продукте, бактерии, плесени, дрожжи могут использо­вать для своей жизнедеятельности лишь определенную «актив­ную» часть. Термин «активность воды», который ввел Скотт в 1953 г. в отношении пищевых продуктов, позволил установить взаимосвязь между состоянием слабосвязанной влаги продукта и возможностью развития в нем микроорганизмов.

Добавлением таких растворимых субстанций, как соль, са­хар, белковые ингредиенты, достигается усиление связи влаги в пищевом продукте. В результате удаления влаги высушива­нием, как и превращением воды в лед при замораживании, так­же уменьшается количество слабосвязанной влаги. Достигну­тое этим путем повышение осмотического давления снижает парциальное давление водяного пара, уменьшается активность воды. Эти явления служат основой для традиционных спосо­бов консервирования продуктов.

Активность воды определяется как отношение парциально­го давления водяного пара над поверхностью продукта к дав­лению насыщенного водяного пара при той же температуре

Активность воды — это характеристика самого продукта, обусловленная химическим составом и гигроскопическими свойствами его, РОВ — характеристика окружающей среды, находящейся в гигротермическом равновесии с продуктом. Активность воды служит качественной характеристикой связи влаги в продукте. Так, энергия связи влаги с материалом равна

Чем прочнее связана влага с материалом, тем меньше величина р, и наоборот, для свободной воды р достигает значения Ро и становится равный 1, а энергия связи Е — равной 0.

Зависимость активности воды от влагосодержания продукта [а_w =f_w] ,   при постоянной температуре носит название изотермы (рис. 8). При удалении влаги из продукта (десорбции) и полу­чении влаги продуктом (адсорбции) изотермы совпадают толь­ко в начальных точках, т. е. имеет место сорбционный гистере­зис.

Для каждого вида микроорганизмов существуют максималь­ное, минимальное и оптимальное значения активности воды. Удаление а. от оптимального значения приводит к уменьше­нию жизненных процессов, присущих микроорганизмам. При достижении определенной максимальной или минимальной ве­личины активности воды прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, что не говорит о гибели клетки. Минималь­ные значения активности воды для различных микроорганиз­мов приведены ниже.

На практике редко встречается рост микроорганизмов при указанных выше значениях активности воды, потому что в большинстве случаев не все остальные факторы роста находятся в оптимальных пределах. Активность воды является не только фактором роста микроорганизмов, но и играет значи­тельную роль для выживаемости их в условиях, когда рост невозможен. Как при низкой, так и при высокой температуре споры имеют меньшую выживаемость в среде с более высокой активностью воды.

На рис. 9 показан график средней скорости порчи пищевых продуктов, впервые представленный Лабузой и названный «картой стабильности пищевых продуктов в зависимости от активности воды». Все пищевые системы обладают специфи­ческими чертами как с химической, так и с физической точки зрения, поэтому этот рисунок может дать только относитель­ную информацию. Тем не менее в общем он дает возможность заглянуть в суть различных явлений порчи. Уменьшение актив­ности воды замедляет все типы реакций порчи и рост микроор­ганизмов до тех пор, пока на определенном уровне все реакции практически останавливаются, кроме химического окисления липидов, для которого благоприятно и дальнейшее понижение активности воды.

Активность воды имеет большое практическое значение.

В табл. 15 приведены ее численные значения для некоторых мясопродуктов.

Активность воды можно изменять, подбирая сырье и рецеп­туры с учетом используемого количества поваренной соли и жира. Создание оптимальных условий обезвоживания колбас в процессе созревания является еще одной возможностью регу­лирования активности воды. В созревших колбасах рост не­желательных микроорганизмов сдерживается сочетанием низ­кой активности воды, анаэробной среды, низкого значения pH, наличием хлорида и нитрата натрия и молочнокислой микро­флоры.

При использовании пищевых добавок степень их воздейст­вия на активность воды уменьшается в следующем порядке: поваренная соль, полифосфат, цитрат, аскорбиновая кислота, глюкозо-дельта-лактон, ацетат, тартрат, глицерин, лактоза, молочный белок, жир. При этом микромолекулы с большей степенью диссоциации приводят к большему снижению актив­ности воды, чем макромолекулярные вещества.

Для определения активности воды в мясопродуктах приме­няют различные методы. В гравиметрических методах выход­ной величиной является изменение массы пробы или вспомога­тельного гигроскопического материала за счет сорбции нм влаги. В гигрометрических методах определяют изменение фи­зических или электрофизических параметров гигроскопического материала (геометрические размеры, электропроводность, диэлектрическую проницаемость). Все эти методы являются кос­венными. К прямым относится манометрический метод непо­средственного измерения давления водяного пара с помощью манометров (жидкостных, емкостных и др.). Этот метод явля-ется основным при проведении исследовательских работ и при­нят за эталонный.