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富含番茄紅素的西紅柿、CBD強(qiáng)化的甜點(diǎn)、像藍(lán)莓和石榴籽這樣的超級(jí)食品、富含維生素D的牛奶。功能食品有很多種形式，但它們有一個(gè)共同的益處：通過(guò)日常飲食預(yù)防疾病和增進(jìn)健康。

保留利益

所有食物都含有有益于健康的宏觀和微觀營(yíng)養(yǎng)成分。功能食品含有更多的東西：具有特定健康益處或抗病功能的化合物。無(wú)論這種化合物是自然形成的還是添加到產(chǎn)品中的，功能食品都面臨著一個(gè)*的挑戰(zhàn)：設(shè)定一個(gè)不僅保證安全性，而且能保證功能成分有效性的保質(zhì)期。

保護(hù)功能成分

功能成分往往極易降解。光、熱、濕度和pH值都會(huì)影響降解速率。當(dāng)一種功能性成分別宣傳為貨架穩(wěn)定產(chǎn)品的一部分時(shí)，制造商需要了解pH值和水分活度隨時(shí)間推移對(duì)該成分效力的影響。產(chǎn)品水分活度是在配方和生產(chǎn)過(guò)程中需要考慮的重要指標(biāo)之一，以確保承諾的健康效益得到實(shí)際體現(xiàn)。

水分的影響

功能性成分在飲料中降解會(huì)很快。例如，圖1。

上圖顯示了維生素C強(qiáng)化橙汁濃度的變化。在4個(gè)星期的過(guò)程中，濃度下降了高達(dá)50%。當(dāng)暴露于高濕度環(huán)境中時(shí)，許多維生素和益生菌也會(huì)受到類似的影響。

通過(guò)降低功能性食品的水分活度（aw），可以減緩降解速度。做到這一點(diǎn)的一種方法是生產(chǎn)單分子層吸附的功能食品，即從水分角度來(lái)看食品穩(wěn)定的值。但是單分子層到底指的是什么呢？大多數(shù)生產(chǎn)商應(yīng)該努力達(dá)到這一目標(biāo)嗎？

單分子層穩(wěn)定性

單分子層是一個(gè)理論概念，由三位物理學(xué)家（Stephen Brunauer, Paul Emmett, and Edward Teller）在1938年提出。多孔食品介質(zhì)相關(guān)的理論是這樣的：當(dāng)一個(gè)*干燥的材料被水合時(shí)，會(huì)有一個(gè)水分子覆蓋在產(chǎn)品中的每一個(gè)顆粒表面的一個(gè)類似分子厚度的點(diǎn)。從理論上來(lái)講，當(dāng)每一個(gè)粒子都被水分子覆蓋，這就是產(chǎn)品穩(wěn)定的狀態(tài)。對(duì)于蛋白質(zhì)含量高的產(chǎn)品，在到達(dá)單層之前，大量的水可以被吸收，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)有很多皺褶，每單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)有很多要覆蓋的面積。另一方面，結(jié)晶糖是一個(gè)簡(jiǎn)單的立方體，幾乎沒(méi)有單位質(zhì)量的面積可以覆蓋。

產(chǎn)品將能夠吸收不同數(shù)量的水，但對(duì)于大多數(shù)產(chǎn)品，一第層單分子層是完整的，水分活度都差不多在0.30 aw左右。在這個(gè)水分活度范圍內(nèi)，一些典型的產(chǎn)品，例如早餐麥片、面粉和面食等。毫不奇怪，從20世紀(jì)40年代以來(lái)，這些高度貨架穩(wěn)定的產(chǎn)品一直是美國(guó)強(qiáng)化計(jì)劃的選擇。

提供更新鮮的質(zhì)構(gòu)

那么為什么不是所有的功能食品都是按照單分子層的理論來(lái)生產(chǎn)呢？簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，這是因?yàn)楝F(xiàn)代消費(fèi)者想要一種不同種類的功能食品：更柔軟、味道更新鮮、更天然的東西等仍然可以即食的食品。生產(chǎn)商們正在生產(chǎn)具有更高水分活度的貨架穩(wěn)定的功能食品。將它們干燥到單分子層會(huì)變得很干，不受消費(fèi)者歡迎。在這些較高的水分活度下，配方成為一個(gè)復(fù)雜的平衡行為，以大限度延長(zhǎng)功能成分的貨架期，同時(shí)保持產(chǎn)品柔軟和新鮮的口感。

追蹤退化率

水分活度在研究配方時(shí)的平衡行為中起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)將功能性成分的降解率與水分活度的關(guān)系做圖表分析，會(huì)很好的幫助配方研發(fā)工程師。盡管降解率與水分活度相關(guān)，但不同的成分具有不同的關(guān)系。例如，隨著水分活度的增加，許多維生素的降解速度會(huì)很快。其他成分（如益生菌）將有特定的范圍，他們打到大的穩(wěn)定性。優(yōu)化水分活度可以將保質(zhì)期從幾天延長(zhǎng)到幾個(gè)月。

優(yōu)化貨架期

越是天然的功能食品，水分活度就可能發(fā)揮越大的作用。例如，在干果中，功能食品的水分活度不僅影響功能性成分的保質(zhì)期，而且影響霉菌生長(zhǎng)的敏感性和質(zhì)構(gòu)等屬性。當(dāng)一種功能食品是由兩種或兩種以上的天然成分組合而成時(shí)，水分的遷移也將會(huì)起作用。

無(wú)論哪種特定產(chǎn)品，只有通過(guò)了解和應(yīng)用水活度的基本原理，才能將任何耐貯存功能食品的有益效果保持在高水平。

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