수분활성도
한 식품의 수분활성도(aw)는 어떤 임의의 온도에 그 식품의 수증기압에 대한 그 온도에 있어서의 순수한 물의 수증기압의 비율로 정의하며, 대기중의 상대습도(RH)가지 고려한 수분함량을 말한다.
수분활성도는 아래 식과 같이 표현된다.
Aw = Ps/Po = Nw(Nw+Ns)
Ps: 식품중의 수증기압
Po: 동일 온도에서 순수한 물의 수증기압
Nw: 물의 mole 수
Ns: 용질의 mole 수
수분활성도와 식품저장과의 관계
일반적으로 식품의 수분함량이 많을수록 미생물 등의 요인에 의해 식품 저장성이 저하하는 것으로 생각할 수 있다. 허나 식품은 다양한 성분의 복합체로 단순히 수분함량에 의해서가 아니라 수분의 존재 형태에 의해서 저장성이 영향을 받게 된다. 가공식품류나 신선식품류는 물론이고 미생물도 생육을 위한 적정 수분 활성도를 가지고 있어, 이를 적절히 이용하면 식품의 품질을 장기간 보존할 수 있는데, 일반적으로 건조식품의 수분활성도는 0.6이하이고 건조과실류는 0.6-0.66, 잼은 0.73-0.87, 생선, 육류나 신선과채류는 0.98-1.0이다.
미생물별 생육가능 aw를 보면
곰팡이의 일반적인 생육가능 aw는 0.7∼0.95이고 일부 내건성 곰팡이는 0.64에서도 생육가능하나 일반적으로 0.6이하에서는 생육이 불가능하다.
효모의 일반적인 생육가능 aw는 0.88∼0.99이고 일부 내염성 효모와 내삼투압성 효모의 경우 0.8이하에서는 성장이 가능하다.
세균의 일반적인 생육가능 aw는 0.94 이상이고, 극소수 내염성 균은 0.9정도이다. 때에 따라서는 0.86에서 자라는 것도 있다.
미생물의 번식과 수분활성
미생물의 번식과 성장에는 일정량 이상의 수분이 필요하므로 수분활성은 이에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 보통의 세균이 자랄 수 잇는 최저의 aw는 0.91정도이며, 많은 것은 0.94∼0.99이고, 효모는 0.88∼0.99, 곰팡이는 0.75∼0.95정도이다. 한편 내건성 곰팡이는 0.65정도의 수분활성에도 성장이 가능하며, 또 내삼투압성 효모는 0.60 정도의 수분활성에서도 성장이 가능하다.
한편, 수분활성과 삼투압과의 관계는 어떤 용액의 시스템에서 삼투압이 증가하면 수분활성은 감소되며, 낮은 수분활성과 높은 삼투압 조건하에서는 세포의 탈수현상으로 인하여 생물체들이 정상적인 생육을 할 수 없게된다. 식품저장에서 소금절임이나 설탕절임은 이러한원리를 이용한 것이다.