你了解食物裡的水嗎?

水在兩個極其重要的方面超越了其他食品成分：一，它稍微便宜一點兒，甚至可以說是最便宜的食品原料了；二，它在食物中含量的多少，能直接影響產品的品質。

——《銀河系漫遊指南》

不知道你注意過沒有，水其實也是食品中的一種重要成分，在食物的生產、保存過程中，它都起到了關鍵作用。就此，道格拉斯·亞當斯在他的《銀河系漫遊指南》裡做出了上述精確的概括，的確，就現代食品行業而言，大家平日裡主要做的，其實就是和水打交道。

大家一定都能明白第一個重要方面。由於相對於其他原料，水本身相當便宜，任何一個商家都希望在條件允許的情況下儘可能讓產品中多含水——這種讓最廉價的原料賣出正常產品的價格，這是多麼划算的買賣啊！往牛奶裡摻水、往豬肉裡注水，都是典型的案例。

圖片來源：shutterstock.com

這也是世界各國家都規定了個各種產品的質量標準的原因。以牛奶為例，粗略地說，一升牛奶中大約有30克蛋白質，40克脂肪，50克乳糖，以及大約10克的礦物質，除此之外，剩下的900克都是水。中國國家標準規定巴氏奶中的非脂乳固體不低於8.1%，就是為了保證水的比例不能太大。要是沒有這個規定，各家牛奶企業肯定願意今天多加點兒水，明天再多加一點兒水，過不了多久，大家買到手的牛奶就跟自來水差不多了。

至於第二個重要方面，理解起來可能稍微複雜一些。我們得注意到，水分在食物中同時扮演了很多重要的角色。一方面，水在食物中的變化可以直接影響食物的質地和口感，第二天的法棍比剛烤好的難吃那麼多，歸根結蒂只是水分在其中的分布發生了變化了而已；另一方面，微生物的生長與繁殖離不開水，水的存在，也可以導致或者參與一些使得食物變質的化學反應。

圖片來源：shutterstock.com

水是生命之源——這生命指的不僅僅是人類，同樣包括各種導致食物變質的微生物。食物如果含水量太多的話，就容易腐敗變質，水分對食物保存的影響古人早就知道了。自古以來，大家都會把新收穫的糧食曬乾以後再儲存起來，最初大家只是利用不花錢的太陽能，把糧食在場子裡攤開曬就是了，也沒必要去研究糧食曬到什麼程度，然而進入現代工業社會之後，情況就不一樣了——「摳門」的食品生產商會算一筆帳：曬得太幹，一方面要多付出成本，另一方面還少賣了一些水分。因此，他們就召集了一批科學家，想搞明白食物中含有多少水分的時候更有利於儲存。

然而在研究了食物中的含水量和微生物的生長繁殖之間的關係之後，人們驚訝地發現，二者之間似乎沒什麼相關性。有的食物含水量很高，卻不容易滋生細菌，而有的食物含水量比較低，卻依然容易變質腐敗。直到1953年，澳大利亞人威廉·詹姆斯·斯考特（William James Scott）才發現原來與微生物生長情況相關的並不是簡單的食物含水量，而是水的活度。

什麼是水活度？如果我們把水倒在玻璃杯裡，然後把杯子倒過來，正常情況下我們就會發現剛裝的水譁啦一聲都倒在地上了。但是如果我們在杯子裡塞一大坨海綿之後再倒入等量的水，把杯子倒過來之後依然可能會譁啦一聲，但總會有一部分水被海綿吸附著，倒不出來了。我們可以說，灑出來的這些水是自由的水；而待在海綿裡的那部分水，則是被海綿束縛住了。水活度，就是這樣一個類似的概念，它指出了食物中含有多少自由的水可以被生物利用。

圖片來源：shutterstock.com

如果只是測某種食物裡的含水量的話，我們只需要把它放在烘箱裡烘乾幾個小時，然後對比烘乾前後的重量就可以知道了水的含量。那水活度該怎麼測量呢？

在一定的溫度下，把一盆水放在一個密閉的空間裡，水分子會不斷地從水中進入空氣中，也會不斷地從空氣中返回水中。只要時間足夠，二者之間就會達到一個動態的平衡，水蒸氣的蒸發和凝結的速度一致了。這個時候，空氣中這個水蒸汽的分壓就是這個溫度下水的飽和蒸氣壓。在相同的溫度下，我們把某種食物也放在較小的密閉空間裡，水蒸氣在這裡也會達到這樣一個動態平衡，從而得到另一個水蒸汽分壓。把這個水蒸汽分壓除以水的飽和蒸氣壓，就得到了這種食物在這個溫度下的水活度。

純水的水活度是1，食物中的水活度比1小越多，則說明裡面的水分越難被加以利用。

含水量高並不意味著可利用的水也多。常溫下，一塊軟質奶酪通常含水量在50%左右，一杯飽和食鹽水的含水量大約在74%左右。而前者的水活度是0.95，後者的水活度只有0.75。

圖片：shutterstock.com

後來，人們慢慢發現，不止是微生物的生長繁殖與水活度有關，其他很多能引起食物變質的因素，也都與水活度有著密不可分的關係。比如酶促反應、水解、褐變、脂肪氧化等等。這些因素的反應速度大都隨著水活度的降低而大幅降低，只有脂肪的氧化是先隨著水活度的減小而降低，而當水活度小到一定程度之後，又再次升高。了解了這些信息後，「摳門」的商家就可以人為地把食物的水活度控制在一個合理的範圍裡，從而在「把水當產品出售」和延長食物的保質期找到一個最佳的平衡點。

大多數的生鮮食物的水活度都是接近1的，因此特別容易腐敗變質。雖然水活度發現的時間並不長，但憑著積累下的經驗，人們早就已經開始有意無意地利用水活度的特性來保存食物了。

乾燥脫水就是一種有效降低水活度的方法。通過除去食物中的水分既能延長食物保質期又能降低運輸成本。畢竟水雖然便宜，但是卻很重。與其長途運輸食物中的大量水分，不如先脫水，使用的時候再加水還原。像奶粉，幹木耳等都是這樣。

圖片來源：shutterstock.com

鹽漬或者糖漬則是另一種降低水活度的方法。前文提到的飽和食鹽水的水活度只有0.75，在這個水活度下，絕大多數微生物都很難生長繁殖了。我們吃的鹹菜、醃肉、蜜餞，其實都利用了這一原理。

除此之外，冷凍其實也是一種常用的降低水活度的方法。水分變成冰之後，不僅僅是微生物無法生長繁殖，缺乏了水分這一介質，就連很多化學反應也難以繼續進行了。這也是冷凍食物可以長久保存不變質的原因。

當然，水活度也不是萬能的。現在很多複雜食物追求內外不同的口感質地，其中的水分是沒有達到平衡狀態 的，就像「外焦裡嫩」的炸雞表層十分乾燥，但內部卻鮮嫩多汁，如何測定這類食物的水活度本身就是一個大問題——因為這個測定過程需要達到整個環境的水分平衡。還有很多食物為了保證固有的口感，也沒法在水活度上多做文章。對於這類食物，就需要依靠加熱殺菌，合適的包材，以及適當的食品添加劑來延長保質期了。（編輯：老貓）

相關小組