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中水分食品（IMF）は、水分活性が0.6～0.85、水分含有量が15～40%で、再水和せずに食べられる保存可能な食品です。[ 1 ]これらの食品は、ほとんどの細菌の最小水分活性（0.90）を下回っていますが、酵母やカビの増殖を受けやすいです。歴史的に、古代文明では、冬の間や旅行の準備のために食品を保存するために、天日干し、火で焼く、塩を加えるなどの方法を使用してIMFを製造していました。 [ 2 ] 現在、この加工方法は、部分乾燥、保湿剤を使用した浸透乾燥、乾燥浸出、配合の4つの方法のいずれかを使用して行われています。[ 3 ]ドライフルーツ、砂糖添加商品、マシュマロ、パイのフィリングなど、さまざまな製品がIMFに分類されます。 [ 3 ]
IMF食品の目的は、食品を冷蔵せずに安全に保管できる水分活性を達成することです。ただし、食品は無菌ではありません。 黄色ブドウ球菌は、好気性条件下で水分活性0.83～0.86で増殖し、特定の腸毒素を産生する可能性があるため、懸念される微生物です。 [ 2 ]このため、黄色ブドウ球菌を防ぐために、適切な取り扱い、保管、衛生管理、および適切な製造慣行が必要です。 [ 2 ]アスペルギルス属およびペニシリウム属のカビは、水分活性0.77～0.85で増殖し、有害なマイコトキシンを産生する可能性があります。 [ 2 ]サルモネラ菌およびセレウス菌は、低水分食品およびIMFで懸念される主な病原体です。 [ 4 ]低水分食品またはIMFに関連する病気のほとんどは、サルモネラ属菌によって引き起こされています。細菌の増殖リスクを低減するために、製品は低pH、砂糖、塩、保存料の添加、および病原菌を除去して保存期間を延長できる加熱処理の組み合わせで処理されます。[ 5 ] 酵母やカビの場合は、ソルビン酸塩やプロピオン酸塩などの化学保存料を使用して増殖を抑制します。[ 2 ]
食品の水分活性を0.6～0.84にするために、レーズン、アプリコット、プルーン、サルタナレーズンなど、天然に保湿剤を多く含む生の食品には部分乾燥が用いられる。 [ 3 ] 保湿剤とは、食品中の水分を固定する溶質（砂糖や塩など）である。乾燥工程で自由水が除去され、製品中の保湿剤が残りの水分を結合し、化学反応や微生物による利用を妨げている。[ 2 ]
浸透脱水は、食品を高濃度の保湿剤溶液に浸すプロセスです。塩と砂糖は、このプロセスで一般的に使用される保湿剤です。食品から保湿剤溶液への水の拡散は、浸透圧によって引き起こされます。水は保湿剤に置き換えられ、その結果、食品の水分活性が低下します。[ 3 ] 浸透脱水プロセスでは、失われた水分と得られた固形分に関して双方向の物質移動が発生し、水分の損失は固形分の増加よりもはるかに大きくなります。[ 6 ] 浸透脱水の利点には、低い処理温度、短い乾燥時間、および通常の脱水プロセスよりも20～30%低いエネルギー消費が含まれます。[ 6 ] 砂糖は、中程度の水分を持つ砂糖漬けの果物の保湿剤として使用され、塩は中程度の水分を持つ野菜や魚に使用されます。[ 3 ] さらに、食品の感覚特性を操作するために、保湿剤の混合物を配合することができます。[ 2 ] 保湿剤を用いた浸透乾燥により、最終製品は柔らかい質感になる。[ 2 ]
ドライインフュージョンは、部分脱水と保湿剤を用いた浸透脱水を組み合わせた方法です。食品を最初に脱水し、得られた製品を保湿剤溶液に加えて、目的の水分活性に調整します。[ 2 ] この方法は、より高品質で魅力的な製品が得られるため望ましい方法です。ただし、2つの処理工程が組み合わさっているため、より多くのエネルギーを消費します。ドライインフュージョンは、主に米国軍とNASAがIMFの製造に使用しており、製造後かなり後になってからでも安全でおいしい食品を生産するために用いられています。[ 2 ]
多くの種類の食品は、IMF 範囲の水分活性を達成するために特別に配合されています。食品原料は塩や砂糖、添加物（プロピレングリコールやソルビン酸カリウムなど）と混合され、調理、押出成形、脱水などの加工方法を経て、中間水分の最終製品が得られます。配合された IMF の例としては、菓子類やペットフードなどがあります。[ 2 ]
果物に砂糖を加えるのは、微生物による汚染を防ぎ、果物の水分活性を下げるためです。これにより、果物は室温でより安定します。例としては、イチゴ、プルーン、桃、アプリコット、パイナップルなどがあります。[ 7 ] IMFブルーベリーは浸透脱水によって作られます。[ 8 ] 1～2日間砂糖に浸した後、目的の水分レベルに達するまで凍結乾燥します。 [ 8 ]
発酵肉、ソーセージ、ジャーキー、コンビーフは冷蔵せずに何ヶ月も保存できます。[ 9 ]パストゥルマは、中東や地中海諸国でよく生で食べられる牛肉製品です。[ 10 ]牛の後脚から作られます。パストゥルマは中程度の水分を含む食品の一種で、湿度の高い気候では数ヶ月間保存できます。肉は塩漬けにして乾燥させ、水分活性を下げて微生物の安全性を高めます。さらに、保存のために亜硝酸塩が添加されます。最終製品の塩分は5%、水分含有量は30～35%です。[ 10 ]
半湿潤ペットフード、例えば噛みごたえのある犬用おやつや柔らかい猫用おやつは、常温保存が可能で柔らかく、水分含有量が高くありません。[ 11 ] 中程度の水分のペットフードに水分活性を低くするために添加される成分は、グリセロール、塩、砂糖などの溶質に加えて、大豆フレークと小麦粉です。[ 2 ] 押出成形などの加工技術が、最終的な中程度の水分のペットフードを得るために用いられます。[ 2 ]中程度の水分のペットフードは、缶詰のウェットペットフードよりも臭いが少なく、汚れにくいので便利な製品です。さらに、ドライペットフード製品よりもペットにとって嗜好性が高いことがわかっています。[ 2 ]
ケーキは水分含有量（18～28％）が中程度の水分食品とみなされ、安全性と品質を保つのに十分低い水分活性を持っています。[ 12 ]このカテゴリーに属する焼き菓子や菓子類の例としては、フルーツケーキ、パイのフィリング、キャンディー、マシュマロ、ジャム、ピザクラストなどがあります。トゥッティフルッティは、さまざまな果物、最も一般的にはパパイヤから作られるキャンディーのような製品です。[ 8 ]未熟なパパイヤの生のピースを茹でて、68度ブリックスに達するまでショ糖と重ねます。その後、水分含有量が25.7％に達するまで溶液を風乾します。[ 8 ]
中間水分食品は、水分活性を下げ、pHを下げ、保存料を使用することで、ハドル技術を利用しています。ほとんどの細菌は水分活性が0.90以下では増殖せず、IMF処理方法では水分活性を0.60～0.84に下げます。 [ 3 ] IMFは多くの場合すぐに食べることができ、冷蔵を必要としません。[ 10 ]これは、熱帯気候で貯蔵と加工能力が最小限の国では特に重要です。[ 14 ]亜硝酸塩と亜硫酸塩は、保存期間を延ばし、風味と色の変化を遅らせるために食品に添加されます。プロピレングリコールは水分活性を下げ、可塑剤として作用して、食品に望ましい食感を与えます。[ 10 ]缶詰、脱水、冷凍と比較すると、IMF食品加工は厳格ではなく、栄養素の損失が少なくなります。[ 2 ]これは、他の加工技術と比較して、IMFプロセスは低温、低圧で行われ、栄養素の水分溶出がないためです。[ 10 ]さらに、IMFは冷蔵を必要としないため、缶詰や冷凍などの従来のプロセスと比較して、IMFの製造はエネルギー効率が高い。[ 3 ]缶詰や冷凍に必要なエネルギーは高価であるため、IMFは発展途上国で一般的である。[ 10 ]
サルモネラ菌やセレウス菌などの微生物はIMF中に生存できるため、pHの低下や保存料の使用などの他の障害は珍しくありません。[ 10 ]しかし、亜硝酸塩や亜硫酸塩などの添加物は健康上の懸念と関連付けられています。亜硝酸塩は、第二級アミンと結合して発がん性のあるニトロソアミンを形成する可能性があるため、食品業界では否定的な意味合いを持っています。[ 15 ]亜硝酸塩は、がんや心臓病のリスク増加と関連付けられています。[ 8 ] 亜硫酸塩は、亜硫酸塩に敏感な人がいるため、一般的に避けられているもう1つの添加物です。[ 16 ]酵母とカビは、これらの微生物が0.80という低い水分活性に耐えることができるため、IMF処理によって完全に抑制されるわけではありません。[ 3 ] [ 2 ] 中水分果物と野菜の貯蔵中に褐変が発生することがあります。 [ 8 ]最後に、保湿剤として一般的に使用される砂糖は食品のカロリー値を増加させます。
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