中国农业大学食品化学课件5.ppt

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1、水(Water)概述(Introduction)维持人类正常生命活动必需的基本物质六大营养物质之一水在食品中的主要作用赋予色、香、味、形等特征。分散蛋白质和淀粉等，形成凝胶。影响新鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工等。水与溶质的相互作用水的化学结构汽态水分子（单分子）的结构存在形式：单分子或汽态分子化学式：H2O形状：折线形H—O结合方式：共价键键角：104.5℃分子类型：极性分子液态水分子（缔合水分子）的结构存在形式：若干个水分子缔合[（H2O）n]吸引力：多重氢键缔合原因：O-H键具有极性→分子中电荷非对称分布→分子具有较大偶极

2、距缔合水分子的特性结构的不稳定性键能的比较：共价键（平均键能335kJ/mol）氢键（2～40kJ/mol）偶极间静电引力动态平衡性—水分子的得失每个H2O最多能与另外4个H2O通过氢键结合，形成四面体排列。物理性质熔点沸点比热熔化热蒸发热表面张力介电常数明显偏高分子结构决定物理性质比热大原因：温度↑→分子动能↑→吸入热量温度↑→缔合分子→简单分子→吸入热量应用：比热大水温不易随气温变化三维氢键缔合影响物理性质的因素压力对沸点的影响101.32KPa,100℃压力↑↓→沸点↑↓应用：减压浓缩物理性质（续）粘度小导热率高：导热系数、扩散系数

3、：冰>水温度变化速率：冰>水冻结速度>解冻速度密度低：水冰应用：V冰>V水→冷冻工艺机械损伤优秀的溶剂性质溶解能力强，可溶解电解质、蛋白质等乳浊液胶体溶液固态食品中水的类型根据在食品中与非水物的结合程度划分：束缚水（结合水、构成水）单分子层水多分子层水（半结合水、邻近水）自由水（体相水、游离水）毛细管水截留水束缚水与各非水组分结合结合得最为牢固作为非水组分整体部分—结构成分不能作为溶剂，-40℃以上不能结冰。单分子层水的结构位置：第一个水分子层中。个别单分子层上的水分子可与多分子层中的水分子交换，脱离开强极性集团，进入外面多分子层水内，

4、结合基团：非水组分中强极性集团（如羧基、氨基等）结合方法：氢键键能：大结合强度：最为牢固单分子层水的特性含量：在高水分食品中，占总水量的0.5%；蒸发、冻结、转移和溶剂能力均可忽略。不能被微生物利用，不能用做介质进行生化反应。多分子层水位置：单分子层外的几个水分子层结合基团：非水组分中弱极性集团结合方法：氢键键能：小，不牢固被束缚强度：稍弱蒸发能力：较弱自由水定义：除束缚水外剩余部分的水位置：与非水组分相距很远的位置结合力：毛细作用性质：与稀溶液中水相似，在食品中可以作溶剂。-40℃以上可以结冰含量：在高水分食品中，略低于总水量的5%。毛

5、细管水动植物体中毛细管保留的水存在于细胞间隙中只能在毛细管内流动，加压可使水压出体外。截留水食品中被生物膜或凝胶内大分子交联成的网络所截留的水主要存于富水的细胞中或凝胶块内只能在被截留的区域内流动，单个水分子可通过生物膜或大分子网络向外蒸发。在高水分食品中，占总水量的90%以上，与食品的风味、硬度和韧性有关。结合水与自由水性质的差别结合水的量与食品中有机大分子的极性集团的数量有比较固定的比例关系结合水的蒸汽压比自由水的高结合水不能作为溶剂，自由水可以作溶剂。结合水在-40℃以上不能结冰，自由水在-40℃以上可以结冰。自由水能为微生物所利用

6、，结合水则不能。结合水对食品风味和质感起重要作用水分活度与食品稳定性水分含量水分含量水分含量不能作为判断食品稳定性的指标（1）水分含量的测定受温度、湿度等外界条件的影响。（2）各非水组分与水氢键键合的能力和大小均不相同。水分活度的定义水分活度=食品中水的蒸汽压与同温下纯水的蒸汽压的比值，即Aw=P/P0式中：Aw=水分活度P=食品中水的的蒸汽分压P0=指定温度下纯水的蒸汽压纯水：P=P0，Aw=1。食品中P总小于P0，故Aw<1。水分活度的定义（续）Aw=f/f0式中：f=溶液中水的逸度，f0=纯水的逸度平衡相对湿度=食品中水分蒸发达到平

7、衡时食品上空已恒定的水蒸气分压与在此温度时水的饱和蒸汽压的比值，既：Aw=P/P0=ERH/100平衡相对湿度（ERH）等温吸湿曲线定义：在恒定温度下，表示食品的水分含量（水/干物质）与它的水分活度之间关系的曲线称为等温吸湿曲线（MSI），即：以食品中的水分含量为纵坐标，以水分活度为横坐标作图，所得的曲线为等温吸湿曲线。用途确定食品适宜的浓缩脱水时间确定适宜的食品组成以防止水分在各组分间转移预测食品的适宜含水量，以确保其稳定性。反映不同食品中非水成分与水结合的能力影响等温吸湿曲线形状的因素食品的组成结构测绘方法温度……食品的组成结构S形：

8、大多数食品的MSIJ形：含有大量糖及其它可溶性小分子但不富有高聚物的水果、糖果及咖啡提取物等的MSI……测绘方法回吸（吸附）等温线：在恒温条件下，把水逐步渗透到干燥的食品中，在测定了不同吸湿阶