В продуктах вода обуславливает консистенцию и структуру, влияя на внешний вид, вкус и устойчивость при хранении.

В составе костей и зубов содержится 10-20 % воды, в сердце, мозге и легких - около 80 %, в мышцах –76 %, в лимфе – 96 %.

Вода распространена в организме между двумя основными пространствами: внутриклеточным и внеклеточным. Вода свободно диффундирует между этими пространствами, тогда как движение растворенных в ней веществ, строго регламентируется.

Вода выполняет в организме следующие функции:

· растворяет вещества, поступающие с пищей;

· участвует во всех реакциях окисления, гидролиза сложных органических веществ;

· транспортную в процессе обмена веществ;

· вымывает отходы из клеток;

· предохраняет организм от перегрева и охлаждения, равномерно распределяя тепло;

· входит в состав всех органов и тканей.

Водный обмен тесно связан с белковым, жировым, углеводным и др. обменами. Так, при избыточном потреблении воды, происходит усиленный распад белков, образовавшиеся продукты выводятся из организма. Соли натрия вызывают задержку воды в тканях, а соли калия и кальция способствуют ее удалению.

Суточная потребность человека и воде близка к 40 г. на каждый килограмм массы тела, что для взрослого человека составляет около 2.5 литров. Часть этого количества воды образуется в организме в результате окисления пищевых веществ. Так каждые 100 г. жира при полном окислении в организме дают 107 г, 100 г. белка- 40 г. воды. Влага, выполнив свои функции, удаляется из организма в виде выделений. Количество удаляемой воды из организма в нормальных условиях находится в строгом соответствии с количеством поступающей в него воды.

В продуктах питания содержание воды различно. В свежих плодах и овощах содержится 72-95 % воды, в мясе - 58-78 %, рыбе - 62-84 %, в молоке-88 %, в хлебе-35-50 %, в сахаре-0.14 %. Количество воды в продуктах влияет на их качество, активность микробиологических и биохимических процессов, сохранность.

Вода обладает широким спектром физических и химических свойств. Вода может существовать в трех состояниях – жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (пар). Среди физических свойств выделяют следующие: точка замерзания (плавления) воды - 0°С, температура кипения - 100°С, тройная точка – 0, 0099°С. При замерзании вода способна расширяться, так же она обладает высокой теплоемкостью (наибольшую среди жидкостей) и высокую теплопроводность.

Свойства пищевых продуктов зависят как от количества в них воды, так и от формы связи ее с другими компонентами. Влага в продукте может находиться в связанном и свободном состоянии.

Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно удерживаемая различными компонентами (белками, липидами, углеводами) за счет химических и физических связей.

Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических процессов.

По формам связи влаги материалом различают:

- химическую (ионную и молекулярную);

- физико-химическую (адсорбционную, осмотическую);

- физико-механическую (влагу макро- и микрокапилляров, влагу смачивания).

Химически связанная влага.

Эта влага находиться в виде гидроксильных ионов или заключена в кристаллогидраты. Это наиболее прочно связанная форма влаги, которая может быть удалена из продукта только при прокаливании или путем химического воздействия.

Физико-химически связанная влага.

1. Адсорбционная - образуется за счет способности полярных групп белков взаимодействовать с диполями воды. Если во взаимодействие вступают ионизированные группы белка (COO^-, NH₃⁺), то такую влагу называют ионной, если взаимодействуют неполярные группы (OH-, SH-, NH-, -O-NH) – то влагу называют молекулярной. Ионная адсорбция характеризуется более прочной связью заряженных групп с молекулами воды, чем молекулярная. Такая влага не растворяет органические вещества, минеральные соли, замерзает при температуре -71°С, удаляется при температуре выше 100°С, при этом происходит изменение белков.

2. Осмотическая – обусловлена наличием в клетке повышенного осмотического давления различных растворов органических и неорганических веществ. Повышенное осмотическое давление, способствует притоку воды в ткани, сохраняется за счет полупроницаемой клеточной оболочки. Осмотическая влага удаляется при механическом и др. разрушений тканей, тепловой денатурации белков.

Физико - механически связанная влага

1. Капиллярная – влага, удерживаемая в системе пор и капилляров. Эта влага представляет собой растворы, содержащие органические и минеральные вещества продукта. Такая влага может быть удалена из продукта путем применения давления, превышающего величину капиллярного давления. Она быстрее всех удаляется при высушивании и выпаривании.

2. Влага смачивания – растворяет соли, сахара и др., замерзает при 0°С, легко удаляется при выпаривании и высушивании.

Активность воды

Установлено, что при определенных условиях между термодинамической активностью воды и ростом микроорганизмов существует взаимосвязь. Исходя из этого, оптимальные условия устойчивости пищевых продуктов к химическим и микробиологическим процессам, должны устанавливаться не на основе значения показателя активности воды a_w, характеризующего ее доступность для микроорганизмов. С помощью этого показателя a_w устанавливается взаимосвязь между наличием в продукте доступной для микроорганизмов воды и вероятность жизнедеятельности в продукте тех или иных видов микрофлоры.

С физико-химической точки зрения активность воды характеризует способность воды к улетучиванию из раствора относительно способности к улетучиванию чистой воды, при одной и той же температуре.

Численно a_w в пищевых продуктах равна отношению давления водяного пара на поверхности продукта (P_w) к давлению пара над водой (P₀):

По активности воды все продукты делят на:

· Продукты с высокой влажностью, a_w> 0.9

· Продукты с промежуточной влажностью, 0.6< a_w< 0.9

· Продукты с низкой влажностью, a_w< 0.6

В продуктах с низкой влажностью микробиологические процессы не протекают, они сохраняют свои качества длительное время. В продуктах с высокой влажностью хорошо развиваются все виды микроорганизмов, и они быстро подвергаются порче. В продуктах с промежуточной влажностью преобладают микробиологические и ферментативные процессы. В них наиболее вероятно развитие дрожжей, плесеней и др. видов бактерий. Чтобы снизить развитие микрофлоры в продукте следует снижать активность воды введением гидрофильных добавок (соль, сахар).