摘要

水分活度 Aw 是食品稳定性研究中的关键指标。它不同于水分含量，关注的不是“食品里有多少水"，而是“这些水是否容易参与微生物生长、酶促反应、脂质氧化、褐变和质构变化"。因此，在食品研发、货架期预测、低水分食品质控、干燥工艺优化和配方筛选中，Aw 往往比单纯水分含量更能解释产品为什么变质、如何变质、能稳定多久。

本文结合多篇真实食品研究论文，展示 GBX eFAst-Lab水分活度仪在稳定化米糠、功能谷物棒、SCOBY细菌纤维素芒果酱和蜂花粉干燥稳定性研究中的应用价值。

关键词：GBX eFAst-Lab；水分活度；Aw；食品稳定性；货架期；低水分食品；干燥工艺；配方优化

一、为什么食品研发需要测水分活度 Aw？

很多食品问题，并不能只靠水分含量解释。例如，同样含水量的食品，为什么一个更容易长霉？同样干燥后的原料，为什么一个更容易氧化酸败？同样的果酱配方，为什么添加不同胶体后稳定性不同？同样的包装条件，为什么某些低水分食品更容易返潮或变硬？

原因在于，水分含量表示“水的总量"，而水分活度 Aw 反映的是食品中水分的“可利用程度"。Aw 越能被微生物、酶和化学反应利用，产品在储藏中的风险就越高。对于食品研发人员来说，Aw 是连接配方、工艺、包装和货架期的重要数据。

GBX eFAst-Lab水分活度仪的价值，正是帮助科研和质控人员快速获得稳定可靠的 Aw 数据，并将其用于食品稳定性分析、工艺优化和货架期判断。

二、真实应用案例

案例一：稳定化米糠货架期预测——Aw成为神经网络模型输入参数

米糠富含油脂和酶活性物质，储藏过程中容易发生游离脂肪酸升高、氧化和酸败，是典型的货架期敏感原料。Chen 等人在 Journal of Food Engineering 发表的研究中，围绕稳定化米糠建立动力学模型和反向传播神经网络模型，用于预测米糠货架期。

在该研究中，论文明确写到 Aw 使用 GBX FAst Lab水分活度仪测定。研究将脂肪酶活性、Aw、包装材料和储藏温度作为关键因素，分析它们对米糠游离脂肪酸生成和货架期的影响。

结果显示，较高 Aw 和较高脂肪酶活性会对应更快的游离脂肪酸生成速率；当脂肪酶活性较低且 Aw≤0.3 时，游离脂肪酸增长可用零级模型描述。研究进一步建立 BPNN 模型，R² 达到 0.996，并预测在脂肪酶活性 20 mg/g、Aw=0.2、BOPP/Kraft-paper/PE 包装、25°C 条件下，稳定化米糠最长货架期为 147 天。

案例二：角豆粉与Bacillus subtilis谷物棒——Aw用于判断低水分食品稳定性

谷物棒、能量棒和蛋白棒属于典型低水分食品。它们既要保持良好口感，又要降低微生物风险，同时还可能承载益生菌、膳食纤维、植物蛋白或抗氧化成分。因此，Aw 是这类产品开发中非常关键的稳定性指标。

Vasilean 等人在功能性谷物棒研究中，开发了添加角豆粉和 Bacillus subtilis 的谷物棒。论文方法部分明确写到，水分活度使用GBX FAst Lab水活度仪测定。

研究结果显示，样品 Aw 位于 0.42–0.47 之间，所有样品 Aw 均低于 0.5。该结果为产品的低水分稳定性提供了直接依据。

案例三：SCOBY细菌纤维素芒果酱——Aw验证亲水胶体的配方改良效果

果酱、馅料和凝胶类产品的稳定性，不只取决于糖度和 pH，也与胶体结构和水分状态密切相关。Chong 等人在 Journal of the Science of Food and Agriculture 发表的研究中，将康普茶发酵副产物 SCOBY 细菌纤维素作为亲水胶体加入芒果酱，评价其对理化性质、质构和感官品质的影响。

论文方法部分显示，样品水分活度使用 GBX FAst Lab 在 25°C 下测定。

研究结果显示，添加 SCOBY 后，芒果酱 Aw 明显降低；对照组 Aw 为 0.873±0.003，黑茶 SCOBY 100 g/kg 处理组 Aw 降至 0.679±0.001。论文摘要也指出，SCOBY 可使水分活度最高降低 22.22% 至 0.679。

案例四：蜂花粉干燥与储藏研究——Aw联合电子鼻、质构和色差评价品质变化

蜂花粉含有蛋白质、脂质和多种活性成分，既容易受到微生物影响，也可能在过度干燥或高温储藏下发生脂质酸败。因此，蜂花粉加工不能简单理解为“越干越好"，而需要找到合适的水分活度区间。

Mosquera 等人在 Afinidad 发表的蜂花粉干燥研究中，对湿蜂花粉、晒干蜂花粉和干燥柜处理蜂花粉进行加速储藏实验，并结合电子鼻、质构仪、色差仪和水分活度进行分析。

论文方法部分明确写到，水分活度使用 GBX Fast-Lab水活度仪测定，所有结果通过 PCA 主成分分析处理。研究结果显示，电子鼻能够根据水分活度区分不同蜂花粉样品；湿蜂花粉由于 Aw 较高，在储藏过程中挥发性风味和颜色变化更明显；而干燥蜂花粉的品质变化更多体现在 Aw 和气味变化上。作者还指出，干燥蜂花粉在 Aw 低于 0.3 时，可能出现与脂质酸败相关的气味变化。

三、总结

对于食品研发和质量控制来说，水分活度 Aw 是一个简单却非常有解释力的指标。它可以帮助研发人员更清楚地判断产品是否稳定、配方是否合理、干燥是否到位、包装是否有效，以及货架期预测是否有可靠数据基础。

GBX eFAst-Lab水分活度仪凭借在多类食品研究论文中的实际应用，为食品企业和科研机构提供了一种清晰、直接、可量化的稳定性评价工具。无论是低水分食品、果酱凝胶、蜂产品、谷物原料，还是需要建立货架期模型的复杂体系，GBX eFAst-Lab 都可以帮助研发人员将水分状态转化为可比较、可分析、可决策的数据。

参考论文

1. Chen C. et al. Kinetic analysis and back propagation neural network model for shelf-life estimation of stabilized rice bran. Journal of Food Engineering, 2024.

2. Vasilean I. et al. Studies on the use of carob powder and Bacillus subtilis for improving functionality of the cereal bars. Food Technology, 2022.

3. Chong A.Q. et al. Application of scoby bacterial cellulose as hydrocolloids on physicochemical, textural and sensory characteristics of mango jam. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2024/2025.

4. Mosquera A.R.C. et al. Effect of dehydration on instrumental sensory characteristics of bee pollen. Afinidad, 2022.