摘要

水分活度 Aw 是食品穩定性研究中的關鍵指標。它不同于水分含量，關注的不是“食品里有多少水"，而是“這些水是否容易參與微生物生長、酶促反應、脂質氧化、褐變和質構變化"。因此，在食品研發、貨架期預測、低水分食品質控、干燥工藝優化和配方篩選中，Aw 往往比單純水分含量更能解釋產品為什么變質、如何變質、能穩定多久。

本文結合多篇真實食品研究論文，展示 GBX eFAst-Lab水分活度儀在穩定化米糠、功能谷物棒、SCOBY細菌纖維素芒果醬和蜂花粉干燥穩定性研究中的應用價值。

關鍵詞：GBX eFAst-Lab；水分活度；Aw；食品穩定性；貨架期；低水分食品；干燥工藝；配方優化

一、為什么食品研發需要測水分活度 Aw？

很多食品問題，并不能只靠水分含量解釋。例如，同樣含水量的食品，為什么一個更容易長霉？同樣干燥后的原料，為什么一個更容易氧化酸敗？同樣的果醬配方，為什么添加不同膠體后穩定性不同？同樣的包裝條件，為什么某些低水分食品更容易返潮或變硬？

原因在于，水分含量表示“水的總量"，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、酶和化學反應利用，產品在儲藏中的風險就越高。對于食品研發人員來說，Aw 是連接配方、工藝、包裝和貨架期的重要數據。

GBX eFAst-Lab水分活度儀的價值，正是幫助科研和質控人員快速獲得穩定可靠的 Aw 數據，并將其用于食品穩定性分析、工藝優化和貨架期判斷。

二、真實應用案例

案例一：穩定化米糠貨架期預測——Aw成為神經網絡模型輸入參數

米糠富含油脂和酶活性物質，儲藏過程中容易發生游離脂肪酸升高、氧化和酸敗，是典型的貨架期敏感原料。Chen 等人在 Journal of Food Engineering 發表的研究中，圍繞穩定化米糠建立動力學模型和反向傳播神經網絡模型，用于預測米糠貨架期。

在該研究中，論文明確寫到 Aw 使用 GBX FAst Lab水分活度儀測定。研究將脂肪酶活性、Aw、包裝材料和儲藏溫度作為關鍵因素，分析它們對米糠游離脂肪酸生成和貨架期的影響。

結果顯示，較高 Aw 和較高脂肪酶活性會對應更快的游離脂肪酸生成速率；當脂肪酶活性較低且 Aw≤0.3 時，游離脂肪酸增長可用零級模型描述。研究進一步建立 BPNN 模型，R2 達到 0.996，并預測在脂肪酶活性 20 mg/g、Aw=0.2、BOPP/Kraft-paper/PE 包裝、25°C 條件下，穩定化米糠最長貨架期為 147 天。

案例二：角豆粉與Bacillus subtilis谷物棒——Aw用于判斷低水分食品穩定性

谷物棒、能量棒和蛋白棒屬于典型低水分食品。它們既要保持良好口感，又要降低微生物風險，同時還可能承載益生菌、膳食纖維、植物蛋白或抗氧化成分。因此，Aw 是這類產品開發中非常關鍵的穩定性指標。

Vasilean 等人在功能性谷物棒研究中，開發了添加角豆粉和 Bacillus subtilis 的谷物棒。論文方法部分明確寫到，水分活度使用GBX FAst Lab水活度儀測定。

研究結果顯示，樣品 Aw 位于 0.42–0.47 之間，所有樣品 Aw 均低于 0.5。該結果為產品的低水分穩定性提供了直接依據。

案例三：SCOBY細菌纖維素芒果醬——Aw驗證親水膠體的配方改良效果

果醬、餡料和凝膠類產品的穩定性，不只取決于糖度和 pH，也與膠體結構和水分狀態密切相關。Chong 等人在 Journal of the Science of Food and Agriculture 發表的研究中，將康普茶發酵副產物 SCOBY 細菌纖維素作為親水膠體加入芒果醬，評價其對理化性質、質構和感官品質的影響。

論文方法部分顯示，樣品水分活度使用 GBX FAst Lab 在 25°C 下測定。

研究結果顯示，添加 SCOBY 后，芒果醬 Aw 明顯降低；對照組 Aw 為 0.873±0.003，黑茶 SCOBY 100 g/kg 處理組 Aw 降至 0.679±0.001。論文摘要也指出，SCOBY 可使水分活度最高降低 22.22% 至 0.679。

案例四：蜂花粉干燥與儲藏研究——Aw聯合電子鼻、質構和色差評價品質變化

蜂花粉含有蛋白質、脂質和多種活性成分，既容易受到微生物影響，也可能在過度干燥或高溫儲藏下發生脂質酸敗。因此，蜂花粉加工不能簡單理解為“越干越好"，而需要找到合適的水分活度區間。

Mosquera 等人在 Afinidad 發表的蜂花粉干燥研究中，對濕蜂花粉、曬干蜂花粉和干燥柜處理蜂花粉進行加速儲藏實驗，并結合電子鼻、質構儀、色差儀和水分活度進行分析。

論文方法部分明確寫到，水分活度使用 GBX Fast-Lab水活度儀測定，所有結果通過 PCA 主成分分析處理。研究結果顯示，電子鼻能夠根據水分活度區分不同蜂花粉樣品；濕蜂花粉由于 Aw 較高，在儲藏過程中揮發性風味和顏色變化更明顯；而干燥蜂花粉的品質變化更多體現在 Aw 和氣味變化上。作者還指出，干燥蜂花粉在 Aw 低于 0.3 時，可能出現與脂質酸敗相關的氣味變化。

三、總結

對于食品研發和質量控制來說，水分活度 Aw 是一個簡單卻非常有解釋力的指標。它可以幫助研發人員更清楚地判斷產品是否穩定、配方是否合理、干燥是否到位、包裝是否有效，以及貨架期預測是否有可靠數據基礎。

GBX eFAst-Lab水分活度儀憑借在多類食品研究論文中的實際應用，為食品企業和科研機構提供了一種清晰、直接、可量化的穩定性評價工具。無論是低水分食品、果醬凝膠、蜂產品、谷物原料，還是需要建立貨架期模型的復雜體系，GBX eFAst-Lab 都可以幫助研發人員將水分狀態轉化為可比較、可分析、可決策的數據。

參考論文

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.