ความแตกต่าง Water activity aW และ Moisture content

ความปลอดภัยและคุณภาพของอาหาร โดยทั่วไปมีพารามิเตอร์ในการวัดที่สำคัญ 2 ประการที่ผู้ผลิตอาหารทุกรายควรทำ:

• ปริมาณความชื้น (Moisture content)
• แอคติวิตีของน้ำ Water activity (aW)

แอคติวิตีของน้ำ (aw) และปริมาณความชื้นมีความสัมพันธ์กัน แต่มีแนวคิดที่แตกต่างกันในสาขาวิทยาศาสตร์การอาหาร แอคติวิตีของน้ำจะวัดน้ำอิสระในบริเวณพื้นผิวของผลิตภัณฑ์อาหารและส่งผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปฏิกิริยาทางเคมี

ในขณะที่ปริมาณความชื้นจะวัดปริมาณน้ำที่มีอยู่จริง ซึ่งทั้ง 2 พารามิเตอร์นี้มีบทบาทสำคัญในการกำหนดคุณภาพ ความปลอดภัย และความคงตัวของผลิตภัณฑ์อาหาร และผู้ผลิตอาหารจำเป็นต้องพิจารณาทั้งสองปัจจัยในการกำหนดสูตร การแปรรูป และกระบวนการควบคุมคุณภาพ

ถึงแม้ว่าการวัดเหล่านี้อาจฟังดูคล้ายกันแต่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงและไม่สามารถใช้แทนกันได้ ในบทความนี้เราจะอธิบายรายละเอียดของพารามิเตอร์ทั้ง 2 โดยละเอียด

1. ปริมาณความชื้น (Moisture content)

ปริมาณความชื้นคือปริมาณน้ำในผลิตภัณฑ์โดยมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของสาร รวมถึงน้ำหนัก ความหนาแน่น ความหนืด การนำไฟฟ้า และอื่นๆ โดยทั่วไปจะพิจารณาจากการลดน้ำหนักเมื่อทำให้แห้ง

โดยสัดส่วนของน้ำทั้งหมดเกาะติดกับโมเลกุลของผลิตภัณฑ์โดยการเชื่อมกับตำแหน่งเฉพาะเช่นไฮดรอกซิล คาร์บอนิล หรือกลุ่มที่เหมาะสมอื่นๆ ที่มีอยู่ในอาหาร

การวัดปริมาณความชื้น

มีหลายวิธีในการวัดปริมาณความชื้น วิธีการหลักที่ใช้คือการสูญเสียน้ำหนักจากการทำให้แห้งและการไทเทรตแบบ Karl Fischer

• การสูญเสียน้ำหนักด้วยการอบแห้ง: ในวิธีนี้ตัวอย่างแบบเปียกจะถูกชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่ง วางในเตาอบ และให้ความร้อนจนกระทั่งสิ้นสุดระยะเวลาการทำให้แห้ง กล่าวคือ จนกว่าตัวอย่างจะเข้าสู่สภาวะสมดุล น้ำหนักที่ลดลงคือปริมาณความชื้นของตัวอย่าง ในเครื่องชั่งความชื้น กระบวนการนี้จะถูกเร่งให้เร็วขึ้นโดยการทำให้ตัวอย่างร้อนยวดยิ่งด้วยวิธีต่างๆ รวมถึงอินฟราเรด ฮาโลเจน และไมโครเวฟ
• การไทเทรตแบบ Karl Fischer: ในวิธีนี้ปริมาณน้ำในตัวอย่างจะถูกกำหนดโดยตรงโดยการไทเทรตด้วยรีเอเจนต์แบบ Karl Fischer ซึ่งประกอบด้วยไอโอไดด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เบส และระบบตัวทำละลาย

วิธีการไทเทรตมีสองวิธี:

การไทเทรตแบบคูลอมเมตริกสำหรับตัวอย่างที่มีปริมาณความชื้นต่ำมาก (<0.03%) และการไทเทรตโดยปริมาตรสำหรับตัวอย่างที่มีความชื้น ≥0.03%

2. แอคติวิตีของน้ำ Water activity aW

แอคติวิตีของน้ำ aW เป็นตัววัดปริมาณน้ำที่ว่างกล่าวคือไม่ถูกผูกมัด และจุลินทรีย์จึงนำไปใช้ในการเจริญเติบโตได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญเกี่ยวกับความปลอดภัยของอาหาร จุลินทรีย์จะไม่เติบโตต่ำกว่า

ระดับ Water activity มีช่วงการวัดตั้งแต่ 0.00 ถึง 1.00 โดยปรกติอาหารที่มี aW มากกว่า 0.90 จะมีความเสี่ยงที่จะเกิดแบคทีเรียก่อโรคส่วนใหญ่ และอาหารที่มีแอคติวิตีของน้ำมากกว่า 0.70 มีความเสี่ยงสำหรับเกิดเชื้อราที่เน่าเสีย

แต่ก็พบว่าอุณหภูมิ และค่า pH อีกทั้งปริมาณออกซิเจน และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายปัจจัยสามารถมีอิทธิพลต่อว่าจุลชีววิทยาจะเติบโตในผลิตภัณฑ์หรือไม่และในอัตราเท่าใด Water activity ยังคงเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด