水分活度。

在较大的温度范围内Inaw－1/T图并非始终是一条直线；当冰开始形成时，Inaw－1/T图线出现明显的折点，因此，在冰点温度以下时，水活性的定义需要重新考虑。这时的P0是表示过冷纯水的蒸汽压还是冰的蒸汽压呢？实验结果证明，用过冷纯水的蒸汽压来表示P0是正确的。原因在于：1）只有在这时，冰点温度以下的aw值才能与冰点温度以上的aw值精确比较；2）如果冰的蒸汽压用P0表示，那么含有冰晶的样品在冰点温度以下是是没有意义的。因为在冰点温度以下的aw值都是相同的。另一方面，冷冻食品中水的蒸汽压与同一温度下冰的蒸汽压相等（过冷水的蒸汽压是在温度降低－15℃时测定的，而测定冰的蒸汽压、温度比前者要低的多），所以能够按下式准确的计算冷冻食品的水活性值。即：

a?wpp(ff)?pp0(ice)

0(scw)0(scw)式中：p（ff）是部分冷冻样品的水蒸汽分压，p0（scw）是相同温度下纯过冷水的蒸汽压， P0（ice）是纯冰在相同温度下的蒸汽压。

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

9．冰点上下的水分活度

水分活度指溶液（食品）中水的蒸汽压与同一温度下纯水饱和蒸汽压之比。 食品冰点以上和冰点以下水分活度的区别：

冰点以上水分活度的计算公式为：Aw＝P／P0 ，而结冰后的食品中Aw＝P（纯冰）／P0（过冷纯水）。即在冻结温度以上, aw是样品组分与温度的函数,且前者是主要因素,在冻结温度以下, aw与样品组分无关,只取决于温度,不能根据aw预测受溶质影响的冰点以下发生的过程,如扩散控制过程,催化反应等.

食品在冻结点上下水分活度的比较：

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微

生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

10．为什么说不能用冰点以下食品水分活度预测冰点以下食品的变化过程？

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

11．为什么说不能用冰点以下食品水分活度预测冰点以上温度的Aw和冰点以下食品的变化过程？

上边对于水分活度定义及测定方法的叙述中，均强调了在一定的温度下。也就是说温度对于水分活度的值有较大的影响。

物理化学中的克劳修斯-克拉贝龙方程精确表示了水分活度与绝对温度（T）之间的关系：

dlnaw/d(1/T)=-△H/R (1) 其中R为气体常数，△H为样品中水分的等量净吸附热。 整理此式可得： lnaw=-kΔH/R(1/T) (2)

其中：此处的ΔH 可用纯水的汽化潜热表示，是常数，其值为40537.2J/mol；

讨论：a.由公式(2)可知， lnaw与-1/T之间为一直线关系，其意义在于：一定样品水分活度的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度

的升高而正比例升高。

b.但在较大的温度范围内， lnaw与-1/T之间并非始终为一直线关系；当冰开始形成时，lnaw与-1/T曲线中出现明显的折点，冰点以下lnaw与-1/T的变化率明显加大了，并且不再受样品中非水物质的影响；这是因为此时水的汽化潜热应由冰的升华热代替，也就是说前述的aw与温度的关系方程中的△H值大大增加了。要解释冰点以下aw与样品的组成无关，现在的观点认为，在冰点以下样品的蒸气分压等于相同温度下冰的蒸气压，并且水分活度的定义式中的p0此时应采用过冷纯水的蒸气压。

由b可以得出结论：在比较冰点以上或冰点以下的水分活度值时应该注意到以下两个重要的区别。第一，在冰点以上，水分活度是样品组成和温度的函数，并且样品组成对于水分活度值有明显的影响；而在冰点以下时，水分活度与样品的组成无关，仅与温度有关。因此不能根据冰点以上水分活度值来预测体系中溶质种类和含量对冰点以下体系发生变化的影响。第二，冰点以上和以下时，就食品而言，水分活度的意义是不一样的。例如：在水分活度为0.86的-15℃的食品中，微生物不再生长，其它化学反应的速度也很慢；但在同样的水分活度而温度是20℃情况下，一些化学反应将快速进行，一些微生物也将中等速度生长。

12．用图示表示食品水分吸着等温线的一般形式，并指明I 、II和III区域。

在恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对 水活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisture sorption isotherms, MSI）。

水分的吸着等温线对于了解以下信息是十分有意义的： （1） （2） （3） （4）

在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与RVP 的关系； 配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移； 测定包装材料的阻湿性；

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。

据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响，从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱。

在等温吸湿线中低水分含量范围内含水量稍增加就会导致水分活度的大幅度增加，把低水分含量区域内的曲线放大，呈一反S形曲线。根据水分活度与含水量的关系可将次曲线分成三个区域。

13．用图描述食品水分吸着等温线的滞后现象，并初步探讨造成此现象的机理。

所谓滞后现象即向干燥的样品中添加水（回吸作用）后绘制的吸湿等温线和由样品中取出一些水（解吸作用）后绘制的吸湿等温线并