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水分活度是影响化妆品保存的主要参数之一。

水是大多数食品、药品和化妆品中最大的成分。水分活度是Levis和Randall在20年代引入的概念，用于测量水的生物可利用性以进行生物反应。

实际上，微生物（细菌或真菌）需要“自由”水或可利用的水来自我繁殖。但是需要注意的是，水分活度不代表水分含量，而是水的可利用性。这种水分活度可以通过水分活度仪测量，并且在0-1之间。水分活度越高，自由水的量越大，微生物自身繁殖更快。大多数细菌需要水分活度在0.90 aw以上才能生长，尽管大多数变质霉菌从0.60 aw就会生长。

因此，这种水分活度是影响产品保存的主要参数之一。它已经广泛应用于食品加工行业，也越来越多的用于化妆品领域。因此，它是NF ISO 29621标准参考的参数之一，根据该标准，水分活度小于0.75 aw的产品具有低微生物风险。唇膏、口红、腮红等属于该类别。但是，我们应该指出，这种低微生物风险产品的概念不能只基于一个参数，而是依赖于多因素分析，同时考虑到与产品相关的物理化学参数（pH、营养物质和竞争），与制造环境相关的参数（温度、包装类型等）和与产品使用条件相关的参数（PAO等）

通过分析水分活度与微生物生长的相关性来寻找控制化妆品微生物污染的方法。结果表明通过降低水分活度可以提高化妆品的安全稳定性，为控制化妆品微生物污染、减少化妆品中防腐剂的用量及微生物限度检查等提供了新方法和理论指导。

化妆品上市前应进行必要的检验，检验方法包括相关理化检验方法、微生物检验方法、毒理学试验方法和人体安全试验方法等，而微生物检验是化妆品质量检测中的重要环节。化妆品富含营养物质，且pH值介于4～7，具备微生物生长繁殖的适宜条件。近年来，在化妆品的抽查检验工作中发现微生物污染问题是化妆品不合格的主要原因，几乎每年都有好几批次产品的细菌和霉菌超标。而且，除去单剂量包装产品，化妆品从开封到使用完毕之间还存在着二次污染的可能，随着使用时间的延长，若未合理控制好环境温度和湿度，微生物污染情况就会越严重。目前防控化妆品中微 生物的主要手段是添加防腐剂以抑制微生物的生长繁殖，但实际上大部分防腐剂对人体皮肤有刺激性，存在不安全隐患。

水分活度（water activity，aw）是评价食品微生物安全性和产品稳定性的重要依据，1957年食品微生物学家 Scott 提出水分活度的概念以及食品 中微生物生长与水分活度之间的关系。自此，水分活度理论在食品行业得到了广泛应用，也为食品的贮存方式和微生物安全性检测方面提供了良好的理论依据。而把水分活度的概念引入到化妆品行业微生物控制方面来，希望能对化妆品微生物污染控制有一定的帮助和参考。

防腐剂是以抑制微生物在化妆品中的生长为目的而在化妆品中加入的物质，在一定浓度下能抑制细菌、真菌等微生物的生长。《化妆品安全技术规范》（2015年版）中列出的准用防腐剂有51类，化妆品中常用的几种防腐剂：甲基氯异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮混合物、4-羟基苯甲酸及其盐类和酯类和三氯生等均为化学制剂，对人体皮肤有刺激性，容易引起过敏。也有数据表明防腐剂有可能会导致细菌对抗生素产生耐药性。虽然技术规范规定了化妆品使用时的大允许限量，但是每日使用的化妆品种类较多，防腐剂总暴露量增加，就有可能导致风险叠加。水分活度低的化妆品制剂，本身就具有抵制微生物生长的性能，在添加防腐剂时也可以考虑少添加或者不添加[14-17]。因此，通过控制化妆品中的水分活度来调整产品的配方及其工艺，减少防腐剂的用量，对提高整个防腐体系的抗微生物能力有很大帮助。

各种微生物生长都有低水分活度的要求，结合水分活度可以对化妆品微生物污染进行控制，在减少化妆品中防腐剂应用方面有重要意义。但是，化妆品的使用性质导致单剂量包装的产品较少，多剂量制剂在开封后到使用结束的过程中存在着二次污染的可能。在化妆品的生产过程中，原料、操作人员、生产环境、仪器设备等都不可避免的会带入微生物，控制水分活度可一定程度上减少其中的微生物生长繁殖，但是并不代表就没有微生物存在。化妆品开封后，在适宜的温、湿度下，接触到外来的微生物以及本来存在的休眠微生物，很容易就带来严重的二次污染。因此，在结合水分活度控制微生物污染的基础上，研究化妆品的配方组成、包装材料等对化妆品的质量安全有很大帮助。

意大利Steroglass斯特洛WaterLab 高精度露点水分活度仪，采用镜面冷却露点传感器和创新的智能控制模式，分辨率高达0.0001aw，准确性0.003aw，，5min之内即可完成测试，可以准确、快速测出样品的水活度值（aw）。

并且，该设备运用新的校准和精确的温度控制系统，可以使样品仓内温度迅速达到指定温度（如25℃）。另外，该设备可控制样品室内温度：15-50℃，并带有TEST LIFE模拟程序，可以帮助用户测定不同温度条件下样品的水分活度，为产品的储存温度和包装条件提供有效的判断依据，对于判断产品真实货架寿命具体实际的参考意义。

水分活度

水分活度是指系统中水分存在的状态，即水分的结合程度（游离程度）。水分活度是对系统中水的能量的测量，水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。

水分活度对微生物、食品质构及化学反应的影响

1水分活度与微生物

食品中各种微生物的生长发育是由其水分活度而不是由其含水量决定的。食品的水分活度决定了微生物在食品中萌发的时间、生长速率及死亡率。

细菌对水分活度最敏感。水分活度﹤0.90时，细菌不能生长；酵母菌次之，水分活度﹤0.87时大多数酵母菌受到抑制；霉菌的敏感性最差，水分活度﹤0.80时大多数霉菌不生长。

水分活度﹥0.91时，微生物变质以细菌为主；水分活度﹤0.91时可抑制一般细菌的生长。在食品原料中加入食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，但一种嗜盐菌却能生长，就会造成食品的腐败。有效抑制方法是在10℃以下的低温中贮藏，以抑制这种嗜盐菌的生长。

2水分活度对酶促反应的影响

水分活度水分活度﹤0.85时，导致食品原料腐败的大部分酶会失去活性，一些生物化学反应就不能进行。酶的反应速率还与酶能否与食品相互接触有关。当酶与食品相互接触时，反应速率较快；当酶与食品相互隔离时，反应速率较慢。

3水分活度对食品化学变化的影响

食品中存在着氧化，褐变等化学变化，食品采用热处理的方法可以避免微生物腐败的危险，但化学腐败仍然不可避免。食品中化学反应的速率与水分活度的关系是随着食品的组成、物理状态及其结构而改变的，也受大气组成(特别是氧的浓度)、温度等因素的影响。

水分活度对脂肪氧化酸败的影响：水分活度高，脂肪氧化酸败变快。

水分活度为0.3－0.4时速率较慢；水分活度﹥0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使含脂食品膨胀，暴露了更多的易氧化部位。若再增加水分活度，又稀释了反应体系，反应速率开始降低。

水分活度对美拉德反应的影响：

水分活度在0.6－0.7时最容易发生，水分在一定范围内时，非酶褐变随水分活度增加而增加。水分活度Aw降到0.2以下，褐变难以进行。水分活度大于褐变的高峰值，则因溶质受到稀释而速度减慢。

色素的稳定与水分活度：水分活度Aw越大，花青素分解越快。

4水分活度对食品质构的影响

水分活度从0.2~0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各种脆性食品，必须在较低的Aw下，才能保持其酥脆。水分活度控制在0.35－0.5可保持干燥食品理想性质。

对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、面包等，它们的水分活度大于周围空气的相对湿度，保存时需要防止水分蒸发。通过食品的包装创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求。

在这里小编给大家推荐一款可以控温的高精度露点水分活度仪---意大利Steroglass 斯特洛 WaterLab，温度控制范围：15-50℃，它可以使样品仓内温度迅速达到指定温度（如25℃），大大缩短检测时间。

并且，该水分活度仪测量原理为“镜面冷却露点传感器”，分辨率高达0.0001aw，准确性0.003aw，满足仪器全量程测量范围，5min之内即可完成测试，帮助用户快速得出准确的测定结果。另外，此方法可追溯到中国药典、国标，并符合CE、ISO9001认证；ISO21807、ISO18787、AOAC方法等，已在广大食品、制药、科学研究、检验机构等广泛应用。

WaterLab采用新一代7" 智能彩色触摸屏，图形显示界面，保证了清晰直观的操作流程。在测量过程中，可在局域网内实时监测实验数据，实现全过程数据自动存储，并自动生成样品曲线图，具有完全的灵活性。带有USB接口与USB存储器，可连接外部电脑进行操作，便于样品数据的下载、输出与管理。

另外，该设备可控制样品室内温度：15-50℃，并带有TEST LIFE模拟程序，可以帮助用户测定不同温度条件下样品的水分活度，为产品的储存温度和包装条件提供有效的判断依据，对于判断产品真实货架寿命具体实际的参考意义，特别适用于高校科研机构及大型食品企业的研发工作。

奶酪中的水对凝乳的一致性和细菌的新陈代谢起着重要的作用，因此在奶酪成熟过程中也会产生相应的作用。水分含量和水分活度对奶酪质量的影响是非常复杂的。不仅由于化学成分的影响，而且也收到产品不断成熟的影响。

奶酪含有高分子蛋白质，也含有低分子化合物，这些分子化合物是在成熟过程中产生的，或者是在生产过程中添加的。低分子可溶性化合物对奶酪的水分活度具有zui重要的影响。

奶酶和发酵剂逐渐水解牛奶化合物，降低水分活度。这种转变在新鲜和柔软的奶酪中相对较小，但在半硬奶酪中却非常独特。盐的处理和贮存过程中水的流失对降低水分活度也有一个辅助的作用。

奶酪制作可以看做是牛奶的一种变化，从一种易腐的液体转变成一种半固体的产品，或多或少地延长了保质期。在这个过程中，水分活度是一个很重要的生物物理因素。奶酪生产商在制作奶酪的过程中有几个直接和间接的过程可能来调节水的含量和水分活度。

有两种方法可以影响水分活度。水分含量，更具体地说，是能够被微生物利用的水的含量，这个量在很大程度上可以由生产商控制。在这些调整水分活度的因素中，有更多的因素来调整水分含量，比如脱水、酸化和凝乳的结构等。

另一方面，盐水是降低生奶酪和软奶酪水分活度的重要因素，对于硬奶酪来说，蛋白酶也发挥重要的作用。结果表明，奶酪蛋白水解的低分子量组分具有和NaCl相同的降低水分活度的效果。

对于大多数乳酪品种来说，盐和水分的比例是影响水分活度最重要、最容易控制的参数。在选择发酵液和培养液的过程中，必须仔细考虑到奶酪质量和耐盐性。

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水分活度Aw（WaterActivity）是目前食品加工行业一个十分重要的概念，也是食品研发人员在产品开发阶段必须要考虑的一个食品的特性。水分活度在深大程度上影响着食品的保质期、安全性等。但是为什么水分活度会有如此重要的影响呢？

水分活度：指食品中水分存在的状态，及水分的结合程度或者游离程度。水分活度的值越高，结合程度越低；水分活度的值越低，结合程度越高。也就是说，水分活度高，食品中水的结合程度低，食品中可以供微生物生长繁殖的水分就多，反之，食品中可以供微生物生长繁殖的水分就少，就会抑制微生物的生长。

事实上，由于水分活度对微生物有着重大的影响，因为大多数种类的微生物都会有一个生长繁殖的水分活度的临界值，一般情况下，食品的水分活度低于这个临界值，这种微生物在该食品中就很难生长。

但也应该注意的是，微生物的世界是千变万化的，因此也不能仅仅依靠水分活度来确定食品中的微生物生长情况，水分活度只是为我们提供一个相对的参考。

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随着人们生活水平的不断提高和生活节奏的日益加快，大家对于食品的品质要求也越来越高。其中，微生物的生长繁殖是导致食品腐败变质的重要因素。

据了解，控制微生物生长的方法大概有以下几种：

1.“热杀菌”方式，但这样可能破坏食品本身营养成分中的活性物质，严重影响产品的营养性，并且在冷链运输过程中也会存在温度失控的问题。

2.控制酸度，但会受到口味等因素的制约。   

3.控制渗透压，这种方法需要在食品中添加较多的糖类以及盐类物质，但这样在增加产品储藏性的同时也增加了食品的健康风险——高糖会增加糖尿病风险，高盐会增加心脑血管病的风险，同时部分高渗透压的芽孢杆菌在如此环境中也会长期存在且会分泌大量的内毒素。

4.采用防腐剂，用化学物质杀灭微生物，但防腐剂在人体内无法完全分解，而且肠道内有着人体的正常菌群,防腐剂杀灭食品中有害微生物的同时也会杀灭人体的正常有益菌群，严重扰乱了人体肠道微生物系统,长期使用后患无穷。

除此之外，通过控制食品中的水活度，使微生物失去赖以生存的水分环境，可更方便、有效地控制微生物的生长，延长食品货架寿命。

水分活度的严格定义是: 在一定温度下,溶液状的水分或食品中水分的蒸气压p与相同温度下纯水的蒸气压po的比值,即Aw=p/po。主要用于反应食品平衡状态下的微生物能利用的或者能参与化学反应的有效水分、产品稳定性和微生物繁殖能力。

由上图，可以看出水活度和产品中的脂类氧化、褐变、维生素流失、酶的活性以及微生物生长有着密切关系。产品中发生的生化反应（如美拉德反应）和酶促反应是引起产品品质变化的重要原因之一，降低产品的水分活度可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行。同时，低水分活度能减少产品的化学变化，稳定食品质量。

综上所述，为了保证产品性能的稳定，需要控制水活度值在一个较窄的范围之内，因此水分活度的测定被广泛应用于研发、生产及质量控制等领域，对掌握食品品质的稳定性与储藏性具有重要意义。

下表是水活度和微生物生长的关系，在低于这些值的条件下，对应的菌类不能生长繁殖：

通过测定和控制食品的水分活度, 可以做到以下几点:

（1）预测哪种微生物是潜在的腐败和污染源；

（2）确保食品的化学稳定性；

（3）使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到最小；

（4）延长酶的活性和食品中维生素；

（5）优化食品的物理性质, 如质构和货架期。

值得注意的是，产品水分含量与水分活度并不存在统一的相关性。例如：酱油、果酱，外表像是高水分产品，但大部分水分与盐、糖或其它成分相结合，因此它们的水分活度值很低，在0.80左右。

目前，水分活度仪广泛应用在食品/药品/化妆品/饲料等领域，已被纳入众多标准体系：如GB中国国家标准，FDA、USDA法规和GMP、HACCP等。

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据了解，控制微生物生长的方法大概有以下几种：

1.“热杀菌”方式，但这样可能破坏食品本身营养成分中的活性物质，严重影响产品的营养性，并且在冷链运输过程中也会存在温度失控的问题。

2.控制酸度，但会受到口味等因素的制约。   

3.控制渗透压，这种方法需要在食品中添加较多的糖类以及盐类物质，但这样在增加产品储藏性的同时也增加了食品的健康风险——高糖会增加糖尿病风险，高盐会增加心脑血管病的风险，同时部分高渗透压的芽孢杆菌在如此环境中也会长期存在且会分泌大量的内毒素。

4.采用防腐剂，用化学物质杀灭微生物，但防腐剂在人体内无法完全分解，而且肠道内有着人体的正常菌群,防腐剂杀灭食品中有害微生物的同时也会杀灭人体的正常有益菌群，严重扰乱了人体肠道微生物系统,长期使用后患无穷。

除此之外，通过控制食品中的水活度，使微生物失去赖以生存的水分环境，可更方便、有效地控制微生物的生长，延长食品货架寿命。

水分活度的严格定义是: 在一定温度下,溶液状的水分或食品中水分的蒸气压p与相同温度下纯水的蒸气压po的比值,即Aw=p/po。主要用于反应食品平衡状态下的微生物能利用的或者能参与化学反应的有效水分、产品稳定性和微生物繁殖能力。

由上图，可以看出水活度和产品中的脂类氧化、褐变、维生素流失、酶的活性以及微生物生长有着密切关系。产品中发生的生化反应（如美拉德反应）和酶促反应是引起产品品质变化的重要原因之一，降低产品的水分活度可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行。同时，低水分活度能Y制产品的化学变化，稳定食品质量。

综上所述，为了保证产品性能的稳定，需要控制水活度值在一个较窄的范围之内，因此水分活度的测定被广泛应用于研发、生产及质量控制等领域，对掌握食品品质的稳定性与储藏性具有重要意义。

下表是水活度和微生物生长的关系，在低于这些值的条件下，对应的菌类不能生长繁殖：

通过测定和控制食品的水分活度, 可以做到以下几点:

（1）预测哪种微生物是潜在的腐败和污染源；

（2）确保食品的化学稳定性；

（3）使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到Z小；

（4）延长酶的活性和食品中维生素；

（5）优化食品的物理性质, 如质构和货架期。

值得注意的是，产品水分含量与水分活度并不存在统一的相关性。例如：酱油、果酱，外表像是高水分产品，但大部分水分与盐、糖或其它成分相结合，因此它们的水分活度值很低，在0.80左右。

目前，水分活度仪广泛应用在食品/药品/化妆品/饲料等领域，已被纳入众多标准体系：如GB中国国家标准，FDA、USDA法规和GMP、HACCP等。

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