水食品化学解析ppt课件.ppt

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1、Chapter2Water水本章提要重点：水和冰的结构及其在食品体系中的行为对食品的质地、风味和稳定性的影响。水分活度与水分吸着等温线及水分活度对食品稳定性的影响。食品中水分含量和水分活度的测定方法。难点：分子淌度与食品稳定性的关系，笼形水合物。Contents2.1Introduction2.2Structureofwaterandice2.3Categoriesofwaterinfoods2.5WateractivityandMoistureSorptionIsotherms2.6Molecularmobil

2、ityandfoodstability2.7MeasurementofwatercontentandAw2.1概述Introduction生命之源组成机体，维持生命活动、调节代谢水战争之源“下一场世界大战将是对水资源的争夺”“Welivebythegraceofwater”NationalGeographicSpecialEdition,Nov.1993“WaterisH2O,hydrogentwoparts,oxygenone,butthereisalsoathirdthing,thatmakesitwatera

3、ndnobodyknowswhatitis.”DHLawrence(1885-1930)“wemayaskwhyalltreesandbushes-oratleastmostofthem-unfoldaflowerinafive-sidedpattern,withfivepetals....Somebotanistmightwellexaminethesapofplantstoseeifanydifferencetherecorrespondstotheshapesoftheirflowers.”JohannesK

4、eplar(1611)水是唯一的以三种物理状态广泛存在的物质水是食品中非常重要的一种成分，也是构成大多数食品的主要组分水对食品的结构、外观、外表、质地、风味以及对腐败的敏感性有着很大的影响各种食品都有显示其品质的特征含水量,如果蔬:75%-95%,肉类:50%-80%,面包:35%-45%,谷物:10%-15%2.2水和冰的结构Structureofwaterandice1.水和冰的物理特性PhysicalcharacterofwaterandiceWhy!!!与元素周期表中邻近氧的某些元素的氢化物比较（CH4、

5、NH3、HF、H2S）－表面张力、介电常数、热容及相变热等与冰比较（密度、热扩散率等）Viscositydecreaseswithpressure(attemperaturesbelow33°C)Hotwatermayfreezefasterthancoldwater;theMpembaeffect2.水和冰的结构Structureofwaterandice水的异常性质可以推测水分子间存在强烈的吸引力以及水和冰具有不寻常结构(1)单个水分子的结构特征(H2O分子的四面体结构有对称型.H-O共价键有离子性.氧的另外两

6、对孤对电子有静电力.H-O键具有电负性.(2)分子的缔合水分子在三维空间形成多重氢键键合—每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢键网络结构(3)水分子缔合的原因:①H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性,这种极性使分子之间产生引力.②由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体,因此可以在三维空间形成多重氢键.③静电效应.(4)冰的结构六方型冰晶Ice1①六方冰晶形成的条件：在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。②按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类六方

7、型冰晶不规则树枝状结晶粗糙的球状结晶易消失的球状结晶及各种中间体(5)冰形成分子动力学过程研究了过冷水（230K）体系中冰的形成（MasakazuMatsumoto,NATURE/VOL416/28,03,2002）四个阶段：－静态化学势能相对稳定期(t＝256–290ns);－短暂的化学势能快速衰减期（t＝290－320ns）－短暂的化学势能快速增加期（t＝320－360ns)－终止期，化学势能虽有降低但相对恒定，冰结构完全形成（t＞360ns）冰核开始形成高亮蓝色线条代表long-lasting”氢键（τlif

8、e＞2ns）“long-lasting”氢键是指寿命(τlife)较长的一类氢键，其τlife＞2ns，与之相比其他氢键寿命较短如1ps@T＝300K;180ps@230K.Ice-four(iceIV)Ice-twelve(iceXII)Ice-six(iceVI)3.水的结构Structureofwater目前提出的3类水的结构模型:混合模型:混合模型