Вода составляет основную массу большинства пищевых продуктов и является ключевым фактором, определяющим их химические, физико-химические, биохимические и микробиологические свойства. Содержание, состояние и форма связи воды напрямую влияют на качество, стабильность, безопасность и технологические характеристики пищевого сырья и готовых изделий.
Массовая доля воды в пищевых продуктах варьирует в чрезвычайно широких пределах — от 0,1–0,5 % в рафинированных сахарах и жирах до 95–98 % в овощах, фруктах и напитках. Промежуточное положение занимают мясо (60–75 %), рыба (65–80 %), молоко (около 87 %), хлеб (35–45 %), сыры (30–55 %).
Содержание воды определяется:
Количественная характеристика воды не отражает полностью её роли в продукте, поскольку принципиальное значение имеет форма её связи с компонентами пищевой системы.
Вода в пищевых продуктах находится в различных состояниях, отличающихся подвижностью, энергией связи и доступностью для химических и биологических процессов.
Свободная вода удерживается в продукте за счёт слабых капиллярных и механических сил. Она:
Именно свободная вода определяет склонность продукта к микробиальной порче и ограничивает сроки хранения.
Связанная вода взаимодействует с макромолекулами пищи — белками, полисахаридами, пектинами — посредством водородных, ионных и дипольных связей. Характерные особенности:
Связанная вода формирует текстуру и структуру продукта, обеспечивая сочность мяса, упругость теста, кремообразную консистенцию молочных изделий.
Кристаллизационная вода входит в состав кристаллических гидратов солей и сахаров. Она:
Для характеристики доступности воды используют показатель активности воды (aₚ) — отношение давления водяного пара над продуктом к давлению насыщенного пара чистой воды при той же температуре.
Диапазон значений:
Активность воды определяет:
Снижение активности воды достигается сушкой, добавлением сахара или соли, замораживанием и концентрированием.
Вода является универсальным растворителем и средой протекания большинства реакций в пищевых продуктах. В водной фазе происходят:
Полярность воды и её способность образовывать водородные связи обеспечивают растворение и взаимодействие ионных и полярных соединений. Изменение содержания воды резко меняет скорость и направление химических процессов.
Состояние воды определяет ключевые физические параметры пищевых систем:
Текстура и реология
Объём и плотность
Оптические свойства
Микроорганизмы нуждаются в доступной воде для роста и метаболизма. Минимальные значения активности воды:
Уменьшение доступности воды является одним из древнейших и наиболее эффективных способов консервирования. Сушка, соление и засахаривание не уничтожают микроорганизмы, но переводят их в неактивное состояние.
Контроль содержания и активности воды позволяет:
В современной химии пищевых продуктов вода рассматривается не как инертный компонент, а как активный участник всех процессов, происходящих в пищевой системе, от молекулярного уровня до макроскопических свойств готового продукта.