在恒温条件下，以食品含水量（gH2O/g干物质）对水分活度Aw作图所得的曲线。又称等温吸湿曲线、等温吸着曲线、水分回吸等温线（Moisture sorption isotherms，MSI）。分三区域分析。

根据水分活度与含水量的关系可将MSI曲线分成三个区域：

Ⅰ区：是低湿度范围，水分子和食品成分中的羧基和氨基等离子基团牢固结合，结合水最强，所以Aw也最低，一般在0~0.2之间，相当于物料含水量0~0.07g/g的干物质。它可以简单地看作为固体的一部分（结合水）。Ⅰ区与Ⅱ区边界的这部分水可看成是在干物质可接近的强极性基团周围形成一个单分子层所需水的近似量。

这区的水不能溶解溶质，对食品的固形物不产生增塑效应（增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工型），微生物不能利用，因此在低湿度的环境条件下，干燥食品是比较稳定的。

区Ⅰ及Ⅰ、Ⅱ边界：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区：水分占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团周围的另外几层位置，形成多分子层结合水或称为半结合水，主要靠水—水和水—溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合，同时还包括直径<1μm的毛细管中的水。Aw在0.2~0.85之间，相当于物料含水量在0.07g~0.32g/g干物质。区Ⅱ含水量7% ～30%，例如大多数浓缩果汁、面条。该区域的水将起到膨润和部分溶解的作用，会加速化学反应的速度。

Ⅲ区：是毛细管凝聚的自由水。Aw在0.85~0.99之间，物料含水量大于0.40g/g 干物质，例如水果、肉、鱼等。这部分水是食品中结合最不牢固和最容易流动的水，起到溶解和稀释作用，其蒸发焓基本上与纯水相同，既可以结冰也可作为溶剂，并且还有利于化学反应的进行和微生物的生长。

结合水、自由水常以Aw 0.75为界，但无绝对界限。

吸湿等温形状有S形，J形。大多数食品的等温线都成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线呈J 形。在一定的含水量范围内，Aw随温度的升高而增大。MSI上不同区水分特性

区I区II区III区Aw

0-0.2

0.2-0.85>0.85

含水量%

1-6.56.5-27.5 > 27.5

冷冻能力

不能冻结不能冻结正常溶剂能力 无 轻微-适度 正常

水分状态

单分子层水 多分子层水体相水微生物利用不可利用部分可利用 可利用

MSI的实际意义：

由于水的转移程度与aw有关，从MSI图可以看出食品脱水的难易程度，也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移。

据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响。

从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱。

吸湿等温线存在一定的滞后性，如果向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。在一定aw时，食品的解吸过程一般比回吸过程时含水量更高。

滞后现象与食品表面的结构、内部性质等有关。滞后环（Hysteresis loop）的形状取决于食品类型与温度。

滞后性产生原因：

（1）解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分。

（2）不规则形状产生毛细管现象的部位，欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压（要抽出需P内>P外，要填满则需P外> P内）。

（3）解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的aw。