ซอร์ฟชันไอโซเทอร์มของน้ำ (water sorption isotherm) อาจเรียกว่า moisture sorption isotherm เป็นกราฟความสัมพันธ์
ระหว่างปริมาณความชื้นฐานแห้ง (Moisture Content,dry basis) กับความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (Equilibrium Relative humidity)
หรือ water activity (a_w) ของอาหารมีอยู่ 2 ลักษณะ คือ water desorption isotherm คือ การคายความชื้นจากอาหารสดที่มี
ความชื้นสูง และ water adsorption isotherm คือการดูดความชื้นกลับจากอาหารแห้ง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การนำ water sorption isotherm มาใช้ประโยชน์

• การประเมินอายุการเก็บรักษาอาหาร ประเภทอาหารแห้ง (shelf life prediction of dried food)

 

ผลของอุณหภูมิต่อ water sorption isotherm

อุณหภูมิมีผลต่อระดับพลังงานจลน์ของน้ำในอาหารอุณหภูมิที่สูงขึ้นโมเลกุลของน้ำจะเคลื่อนที่มากขึ้น และจะทำให้น้ำมีระดับ
พลังงานสูงกว่าอุณหภูมิต่ำ ดังนั้น อาหารที่มีปริมาณน้ำหรือความชื้นเท่ากัน หากเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูงกว่าจะมีระดับ water activity
มากกว่า และมีผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร (food spoilage) ง่ายกว่า โดยเฉพาะการเสื่อมเสียจากจุลินทรีย์ (microbial spoilage)
เช่น รา ยีสต์ แบคทีเรีย รวมทั้งจุลินทรีย์ก่อโรค (pathogen) ซึ่งค่า water activity ต่ำสุด ที่จะทำให้ยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์
แต่ละชนิดแตกต่างกัน (ดูรายละเอียดที่ minimum a_w) อาหารที่มีค่า water activity ต่ำกว่า 0.6 จะไม่มีจุลินทรีย์ใดเจริญได้

นอกจากนี้ water activity ยังมีผลต่อการเสื่อมเสียทางกายภาพ เช่น การเกาะติดกัน (caking) ของอาหารผง และการเสื่อม
เสียทางเคมี เช่น การออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation) เป็นต้น

Athanasia et al.¹ ได้ศึกษาผลของอุณหภูมิ ระหว่าง 20-70 องศาเซลเซียส ต่อ water sorption isotherm ของมะเขือเทศผง
ที่ผ่านการทำแห้งด้วยเครื่องทำแห้งแบบพ่นฝอย (spray drier) พบลักษณะกราฟเป็นแบบ S shape และ พบว่าที่ระดับความชื้น
เดียวกันการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้อาหารมีค่า water activity เพิ่มมากขึ้น นั่นคือมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเสื่อมเสีย
ได้ง่ายขึ้น ดังนั้นจึงแนะนำให้เก็บรักษา อาหารแห้งไว้ที่อุณหภูมิต่ำ

Sutawadee et al.²  ได้ศึกษาผลของอุณหภูมิร่วมกับปริมาณน้ำตาลรีดิวส์ (reducing sugar) ต่อ water adsorption isotherm
ของน้ำตาลดิบ (raw sugar)

จะสังเกตุเห็นว่า มีลักษณะกราฟของน้ำตาลทรายดิบจะแตกต่างจากมะเขือเทศ ช่วงต้นที่ระดับ ERH น้อยกว่า 70% เส้นกราฟจะคงที
แต่หลังจากเก็บรักษาในสภาวะแวดล้อมที่มีความชื้นสัมพัทธ์สมดุล (ERH) สูงกว่า 70% ความชื้นน้ำตาลทรายดิบ ดูดความชื้นเพิ่ม
อย่างรวดเร็ว

Sutawadee et al.²  พบว่าการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ทำให้การดูดน้ำกลับเพิ่มเร็วกว่าการเก็บรักษาที่ 30 องศาเซลเซียส
นอกจากนี้ยังพบว่าที่ระดับ ERH เดียวกัน น้ำตาลทรายดิบที่มีปริมาณน้ำตาลรีดิวส์ (reducing sugar) สูงกว่าจะดูดน้ำมากว่า

 

	ผลของอุณหภูมิการเก็บและปริมาณ reducing sugar ต่อWater adsorption isothermsของน้ำตาลดิบ (raw sugar) 2

 

ผลของการแปรรูปต่อ water sorption isotherm

เช่น วิธีการทำแห้งต่อคุณภาพของอาหารแห้ง

 

 

Reference

1. Athanasia M. Goula, Thodoris D. Karapantsios, Dimitris S. Achilias, Konstantinos G. Adamopoulos.
Water sorption isotherms and glass transition temperature of spray dried tomato pulp Original Research
Article Journal of Food Engineering, Volume 85, Issue 1, March 2008, Pages 73-83

2. Sutawadee Chitprasert, Jirawate Chedchant, Penkhae Wanchaitanawong and Ngamtip Poovarodom
Effects of Grain Size, Reducing Sugar Contents, Temperature, and Pressure on Caking of Raw Sugar
(on line link)

Malshick Shin, Kyungsoo Woo, and Paul A. Seib Hot-Water Solubilities and Water Sorptions of Resistant
Starches at 25°C