Поскольку градиент значений активности воды продукта и относительной влажности окружающей среды служит движущей силой массовлагообмена при различных термических и гидротермических процессах, а также при хранении, данные об активности воды обрабатываемых продуктов необходимы для обоснования оптимальных режимов этих процессов.
Для определения активности воды пищевых продуктов используют различные методы: манометрические (непосредственное измерение давления паров воды в вакууме), гигрометрические, тензометрические и т. д.
График зависимости влажность — активность воды при данной температуре называется изотермой сорбции. Для большинства пищевых продуктов изотермы имеют так называемый S-образный характер (рис. 14.1).
На рис. 14.1 зона А характеризует область, в которой вода прочно связана мономолекулярной адсорбцией, она характерна для продуктов с низкой влажностью, например продуктов сублимационной сушки. Зона В характеризует область, где вода менее прочно связана (полимолекулярная адсорбция) и уже могут происходить, хотя и очень медленно, ферментативные реакции. Зона С— область слабосвязанной воды, в которой могут протекать микробиологические и другие виды реакций порчи продукта, интенсивность которых зависит от уровня активности воды.
По изотерме можно прогнозировать поведение материала или продукта при изменении относительной влажности окружающей среды, интенсивность различных химических и биохимических реакций, структурные и структурно-механические свойства самого продукта и т. д.
На рис. 14.2 приведены графики зависимости интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов, скорость реакций окисления, неферментативного потемнения, ферментативных процессов, структурных и структурно-механических свойств самого продукта от уровня активности воды. Существуют общепринятые граничные области значения активности воды, характеризующие интенсивность тех или иных реакций порчи пищевых продуктов. Так, процесс окисления липидов ускоряется при низких значениях активности воды (до 0,2), при 0,3 он достигает минимума, при значениях а№ более 0,5 постепенно ускоряется. Максимум развития реакций неферментативного потемнения приходится на интервал 0,5...0,7, а ферментативные процессы начинают развиваться и ускоряются при значениях активности воды более 0,7.