综述：加工食品中水分迁移工程：用于质地、保质期和质量保持的工艺-结构-稳定性框架

《Food and Bioprocess Technology》：Engineering Water Mobility in Processed Foods: A Process–Structure–Stability Framework for Texture, Shelf Life, and Quality Preservation

　　

摘要

水的流动性是食品与生物加工技术中一个至关重要却常被忽视的概念。尽管水分含量和水活度被广泛用于评估食品稳定性，但它们无法完全解释水在复杂食品基质中的分布、结合、传输、增塑、冻结、蒸发及再分配过程。本综述以工程原理的角度，对水流动性进行了批判性审视，揭示了加工条件、食品结构、品质劣变与货架期稳定性之间的联系。文章讨论了食品中水的几种主要形式，包括自由水、结合水、固定水、包埋水、毛细水和不可冻结水，并评估了低场核磁共振、磁共振成像、差示扫描量热法、动态蒸汽吸附、介电方法、流变学、质构分析、显微镜观察及建模等分析手段。综述进一步阐明了热加工、挤出、油炸、干燥、冷冻、解冻、非热技术以及辅助加工如何改变水的位置、相态行为、扩散和基质相互作用。文中特别关注了谷物、烘焙制品、低水分食品、肉类、海鲜、乳制品、植物基体系、水果、蔬菜、乳化体系、酱料、粉末及半固体食品中的水流动性。综述还总结了水流动性驱动的品质劣变途径，包括脆度丧失、面包老化、粉末结块、结构塌陷、脱水收缩、渗出损失、冰晶重结晶、微生物生长、酶促活性、氧化以及美拉德褐变。最后，配方、加工、包装、储存、建模、基于传感器的监测、机器学习及数字孪生策略被作为控制水流动性的工具进行了讨论。总体而言，本综述提出了将水流动性工程作为加工—结构—稳定性框架，以提升食品质量、安全性、货架期预测及可持续加工水平。