赵学伟，杨 毅，冯志强，赵 琼，刘兴丽，李望铭，张 华,

（1.郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南 郑州 450001；2.河南省冷链食品质量安全控制重点实验室，河南 郑州 450001；3.三全食品股份有限公司，河南 郑州 450044；4.郑州科技学院食品科学与工程学院，河南 郑州 450064）

对扩散特性研究是进行水分传质相关过程优化和品质控制的基础，扩散系数是表征扩散特性的主要物理量。近年来，动态水分吸附（dynamic vapor sorption，DVS）分析仪在研究水分扩散特性方面得到广泛应用。该法具有快速、准确等优点，但也存在局限性：由于气流速度相对较小，在样品尺寸较大时需要很长时间才能达到吸附平衡。

通常采用Fick第二扩散定律描述水分扩散过程，其实非Fick扩散在食品中也广泛存在。可以采用Langmuir扩散、黏弹性扩散、对数边界条件或分数阶偏微分方程等方法对非Fick扩散过程进行分析[1]，其中水分依赖性扩散系数是一种常见的方法。食品中关于扩散系数随水分含量变化的研究很多，但多数仅是给出变化趋势，并未建立两者之间的定量关系式[2-5]。关于水分依赖性扩散系数的表示式，通常认为扩散系数是水分含量的指数函数[6]。这种经验关系式往往对水分含量随时间变化的拟合较差，尤其在水分含量变化幅度较大时。因此，如何基于一定的理论假设建立扩散系数与水分含量之间的关系，就显得十分重要。

自由体积理论（free volume theory，FVT）认为物料体系内存在的自由体积是溶剂（本实验指水分）得以扩散的基础，一个体系内的自由体积越多，水分扩散越快。……