你了解食物里的水吗?

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水在两个极其重要的方面超越了其他食品成分:一,它稍微便宜一点儿,甚至可以说是最便宜的食品原料了;二,它在食物中含量的多少,能直接影响产品的品质。

——《银河系漫游指南》

不知道你注意过没有,水其实也是食品中的一种重要成分,在食物的生产、保存过程中,它都起到了关键作用。就此,道格拉斯·亚当斯在他的《银河系漫游指南》里做出了上述精确的概括,的确,就现代食品行业而言,大家平日里主要做的,其实就是和水打交道。

大家一定都能明白第一个重要方面。由于相对于其他原料,水本身相当便宜,任何一个商家都希望在条件允许的情况下尽可能让产品中多含水——这种让最廉价的原料卖出正常产品的价格,这是多么划算的买卖啊!往牛奶里掺水、往猪肉里注水,都是典型的案例。

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这也是世界各国家都规定了个各种产品的质量标准的原因。以牛奶为例,粗略地说,一升牛奶中大约有30克蛋白质,40克脂肪,50克乳糖,以及大约10克的矿物质,除此之外,剩下的900克都是水。中国国家标准规定巴氏奶中的非脂乳固体不低于8.1%,就是为了保证水的比例不能太大。要是没有这个规定,各家牛奶企业肯定愿意今天多加点儿水,明天再多加一点儿水,过不了多久,大家买到手的牛奶就跟自来水差不多了。

至于第二个重要方面,理解起来可能稍微复杂一些。我们得注意到,水分在食物中同时扮演了很多重要的角色。一方面,水在食物中的变化可以直接影响食物的质地和口感,第二天的法棍比刚烤好的难吃那么多,归根结蒂只是水分在其中的分布发生了变化了而已;另一方面,微生物的生长与繁殖离不开水,水的存在,也可以导致或者参与一些使得食物变质的化学反应。

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水是生命之源——这生命指的不仅仅是人类,同样包括各种导致食物变质的微生物。食物如果含水量太多的话,就容易腐败变质,水分对食物保存的影响古人早就知道了。自古以来,大家都会把新收获的粮食晒干以后再储存起来,最初大家只是利用不花钱的太阳能,把粮食在场子里摊开晒就是了,也没必要去研究粮食晒到什么程度,然而进入现代工业社会之后,情况就不一样了——“抠门”的食品生产商会算一笔账:晒得太干,一方面要多付出成本,另一方面还少卖了一些水分。因此,他们就召集了一批科学家,想搞明白食物中含有多少水分的时候更有利于储存。

然而在研究了食物中的含水量和微生物的生长繁殖之间的关系之后,人们惊讶地发现,二者之间似乎没什么相关性。有的食物含水量很高,却不容易滋生细菌,而有的食物含水量比较低,却依然容易变质腐败。直到1953年,澳大利亚人威廉·詹姆斯·斯考特(William James Scott)才发现原来与微生物生长情况相关的并不是简单的食物含水量,而是水的活度。

什么是水活度?如果我们把水倒在玻璃杯里,然后把杯子倒过来,正常情况下我们就会发现刚装的水哗啦一声都倒在地上了。但是如果我们在杯子里塞一大坨海绵之后再倒入等量的水,把杯子倒过来之后依然可能会哗啦一声,但总会有一部分水被海绵吸附着,倒不出来了。我们可以说,洒出来的这些水是自由的水;而待在海绵里的那部分水,则是被海绵束缚住了。水活度,就是这样一个类似的概念,它指出了食物中含有多少自由的水可以被生物利用。

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如果只是测某种食物里的含水量的话,我们只需要把它放在烘箱里烘干几个小时,然后对比烘干前后的重量就可以知道了水的含量。那水活度该怎么测量呢?

在一定的温度下,把一盆水放在一个密闭的空间里,水分子会不断地从水中进入空气中,也会不断地从空气中返回水中。只要时间足够,二者之间就会达到一个动态的平衡,水蒸气的蒸发和凝结的速度一致了。这个时候,空气中这个水蒸汽的分压就是这个温度下水的饱和蒸气压。在相同的温度下,我们把某种食物也放在较小的密闭空间里,水蒸气在这里也会达到这样一个动态平衡,从而得到另一个水蒸汽分压。把这个水蒸汽分压除以水的饱和蒸气压,就得到了这种食物在这个温度下的水活度。

纯水的水活度是1,食物中的水活度比1小越多,则说明里面的水分越难被加以利用。

含水量高并不意味着可利用的水也多。常温下,一块软质奶酪通常含水量在50%左右,一杯饱和食盐水的含水量大约在74%左右。而前者的水活度是0.95,后者的水活度只有0.75。

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后来,人们慢慢发现,不止是微生物的生长繁殖与水活度有关,其他很多能引起食物变质的因素,也都与水活度有着密不可分的关系。比如酶促反应、水解、褐变、脂肪氧化等等。这些因素的反应速度大都随着水活度的降低而大幅降低,只有脂肪的氧化是先随着水活度的减小而降低,而当水活度小到一定程度之后,又再次升高。了解了这些信息后,“抠门”的商家就可以人为地把食物的水活度控制在一个合理的范围里,从而在“把水当产品出售”和延长食物的保质期找到一个最佳的平衡点。

大多数的生鲜食物的水活度都是接近1的,因此特别容易腐败变质。虽然水活度发现的时间并不长,但凭着积累下的经验,人们早就已经开始有意无意地利用水活度的特性来保存食物了。

干燥脱水就是一种有效降低水活度的方法。通过除去食物中的水分既能延长食物保质期又能降低运输成本。毕竟水虽然便宜,但是却很重。与其长途运输食物中的大量水分,不如先脱水,使用的时候再加水还原。像奶粉,干木耳等都是这样。

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盐渍或者糖渍则是另一种降低水活度的方法。前文提到的饱和食盐水的水活度只有0.75,在这个水活度下,绝大多数微生物都很难生长繁殖了。我们吃的咸菜、腌肉、蜜饯,其实都利用了这一原理。

除此之外,冷冻其实也是一种常用的降低水活度的方法。水分变成冰之后,不仅仅是微生物无法生长繁殖,缺乏了水分这一介质,就连很多化学反应也难以继续进行了。这也是冷冻食物可以长久保存不变质的原因。

当然,水活度也不是万能的。现在很多复杂食物追求内外不同的口感质地,其中的水分是没有达到平衡状态 的,就像“外焦里嫩”的炸鸡表层十分干燥,但内部却鲜嫩多汁,如何测定这类食物的水活度本身就是一个大问题——因为这个测定过程需要达到整个环境的水分平衡。还有很多食物为了保证固有的口感,也没法在水活度上多做文章。对于这类食物,就需要依靠加热杀菌,合适的包材,以及适当的食品添加剂来延长保质期了。(编辑:老猫

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