植物油水分活度測(cè)量

  水分活度定義為在相同溫度下，樣品中水的蒸汽壓與純水的蒸汽壓的比值。可以對(duì)樣品中水的蒸汽壓進(jìn)行直接測(cè)量，然而，在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，樣品上方頂部的水的蒸汽壓會(huì)與樣品中的水的蒸汽壓達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。一旦達(dá)到平衡，測(cè)量頂部氣體的蒸汽壓來(lái)計(jì)算樣品的水分活度。Decagon Devices公司生產(chǎn)的Aqualab水分活度儀通過(guò)用鏡面冷凝系統(tǒng)來(lái)測(cè)量氣體的露點(diǎn)，從而得到頂部氣體的蒸汽壓。一旦開始測(cè)量，建立平衡后進(jìn)行一系列的水分活度的測(cè)量。但兩次水分活度的測(cè)量在某個(gè)范圍值內(nèi)，說(shuō)明平衡已經(jīng)達(dá)到，同時(shí)測(cè)量結(jié)束。

  一些樣品由于其特殊性，測(cè)量水分活度比較困難。比如植物油。由于其疏水性的屬性，植物油不能直接吸收水分以及水分不能很容易的通過(guò)油的基質(zhì)。導(dǎo)致的結(jié)果是，在一個(gè)密封的系統(tǒng)中，水分達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間比大多數(shù)樣品就長(zhǎng)很多。這個(gè)會(huì)導(dǎo)致比平常更長(zhǎng)的讀數(shù)時(shí)間，通常，Aqualab水分活度儀的測(cè)量時(shí)間只有3-4分鐘，植物油樣品可能需要20-30分鐘。

  甚至，一個(gè)更大的困難是，植物油的平衡太慢會(huì)對(duì)儀器造成一個(gè)已經(jīng)達(dá)到平衡的假象。這個(gè)現(xiàn)象會(huì)發(fā)生在水分從油里逸出或者進(jìn)入植物油時(shí)的速度都非常慢，所以連續(xù)兩次的測(cè)量結(jié)果會(huì)比較接近導(dǎo)致儀器認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到平衡。然而，對(duì)樣品進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試發(fā)現(xiàn)并沒有達(dá)到平衡，而且在隨后的測(cè)試中結(jié)果還在發(fā)生變化。圖1顯示了一系列測(cè)試的結(jié)果。

圖1 水分活度連續(xù)測(cè)量結(jié)果

  *次測(cè)試的時(shí)間為17分鐘，結(jié)果為0.4026 aw。隨后的測(cè)量只需要4分鐘，但是水分活度結(jié)果為0.3975 aw。雖然0.005 aw水分活度差異已經(jīng)在0.003 aw準(zhǔn)確性的誤差范圍外，所以我們對(duì)植物油樣品進(jìn)行了連續(xù)90分鐘的測(cè)試。

  平均每次的讀數(shù)時(shí)間為4分鐘，水分活度在19次的測(cè)量中并沒有達(dá)到真正的穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0131。這個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)果表明了平衡沒有達(dá)到，但是植物油和頂部氣體的蒸汽交換非常緩慢，儀器會(huì)認(rèn)為這個(gè)平衡已經(jīng)達(dá)到。結(jié)果是，如果有任何對(duì)植物油的測(cè)試結(jié)果，都可以認(rèn)為不準(zhǔn)確的，因?yàn)槠胶鉀]有達(dá)到。

結(jié)論

  植物油的測(cè)量需要非常小心謹(jǐn)慎。理想狀態(tài)下，植物油水分活度測(cè)試要在連續(xù)的模式下進(jìn)行，知道連續(xù)兩次或多次的結(jié)果偏差都在0.002 aw范圍內(nèi)。在這個(gè)誤差范圍之內(nèi)的測(cè)量結(jié)果平均值應(yīng)該就是真正的水分活度值。