吸濕等温線

根據水分活度與含水量的關係可將MSI曲線分成三個區域： ^[1] 

Ⅰ區：是低濕度範圍，水分子和食品成分中的羧基和氨基等離子基團牢固結合，結合水最強，所以Aw也最低，一般在0~0.2之間，相當於物料含水量0~0.07g/g的幹物質。它可以簡單地看作為固體的一部分（結合水）。Ⅰ區與Ⅱ區邊界的這部分水可看成是在幹物質可接近的強極性基團周圍形成一個單分子層所需水的近似量。

這區的水不能溶解溶質，對食品的固形物不產生增塑效應（增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易於加工型），微生物不能利用，因此在低濕度的環境條件下，乾燥食品是比較穩定的。

區Ⅰ及Ⅰ、Ⅱ邊界：Aw<0.2，食品含水量<7%。例：含水量2%～3%的全脂奶粉、含水量5%的脱水蔬菜。

Ⅱ區：水分佔據固形物表面第一層的剩餘位置和親水基團周圍的另外幾層位置，形成多分子層結合水或稱為半結合水，主要靠水—水和水—溶質的氫鍵鍵合作用與鄰近的分子締合，同時還包括直徑<1μm的毛細管中的水。Aw在0.2~0.85之間，相當於物料含水量在0.07g~0.32g/g幹物質。區Ⅱ含水量7% ～30%，例如大多數濃縮果汁、麪條。該區域的水將起到膨潤和部分溶解的作用，會加速化學反應的速度。

Ⅲ區：是毛細管凝聚的自由水。Aw在0.85~0.99之間，物料含水量大於0.40g/g 幹物質，例如水果、肉、魚等。這部分水是食品中結合最不牢固和最容易流動的水，起到溶解和稀釋作用，其蒸發焓基本上與純水相同，既可以結冰也可作為溶劑，並且還有利於化學反應的進行和微生物的生長。

結合水、自由水常以Aw 0.75為界，但無絕對界限。

吸濕等温形狀有S形，J形。大多數食品的等温線都成S 形，而含有大量糖及可溶性小分子但不富含高聚物的水果、糖果以及咖啡提取物的水分吸附等温線呈J 形。在一定的含水量範圍內，Aw隨温度的升高而增大。 ^[2]  MSI上不同區水分特性

區I區II區III區Aw

0-0.2

0.2-0.85>0.85

含水量%

1-6.56.5-27.5 > 27.5

冷凍能力

不能凍結不能凍結正常溶劑能力 無 輕微-適度 正常

水分狀態

單分子層水 多分子層水體相水微生物利用不可利用部分可利用 可利用

由於水的轉移程度與aw有關，從MSI圖可以看出食品脱水的難易程度，也可以看出如何組合食品才能避免水分在不同物料間的轉移。

據MSI可預測含水量對食品穩定性的影響。

從MSI還可看出食品中非水組分與水結合能力的強弱。

吸濕等温線存在一定的滯後性，如果向乾燥樣品中添加水（回吸作用）的方法繪製水分吸着等温線和按解吸過程繪製的等温線並不相互重疊，這種不重疊性稱為滯後現象。在一定aw時，食品的解吸過程一般比回吸過程時含水量更高。 ^[1] 

滯後現象與食品表面的結構、內部性質等有關。 ^[2]  滯後環（Hysteresis loop）的形狀取決於食品類型與温度。

（1）解吸過程中一些水分與非水溶液成分作用而無法放出水分。

（2）不規則形狀產生毛細管現象的部位，欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓（要抽出需P內>P外，要填滿則需P外> P內）。

（3）解吸作用時，因組織改變，當再吸水時無法緊密結合水，由此可導致回吸相同水分含量時處於較高的aw。