chapter 2 水 食品化学

第二章水，水，本章概述，重点：水和冰的结构及其在食物系统中的行为对食物的质地、风味和稳定性的影响。水分活度、吸湿等温线和水分活度对食品稳定性的影响。食品含水量和水分活度的测定方法。难点：分子流动性和食物稳定性之间的关系，笼状水合物。目录，2.1简介，2.2结构，水和2.3分类，水资源，2.5水活动和水资源平衡，2.6分子稳定性和水资源稳定性，2.7测量，2.1概述，简介，生命之源形成有机体，维持生命活动，调节新陈代谢，水，战争之源“下一次世界大战将是对水资源的竞争”，“世界水”国家地理杂志编辑，1993年11月“水DHLawrence(1885-1930) wemayaskwhyalltreesandbuss-oratleastmostofthem-unfoldafowerinafive-sided pattern，with five花瓣.有些植物学家认为thesapofplantstoseeifanydifferentetherecorresponsteshopsoftheirflowers . 约翰凯普拉(1611)，水是唯一广泛存在于三种物理状态的物质。水是食物中非常重要的成分，也是大多数食物的主要成分。水对食物的结构、外观、外观、质地、味道和对腐败的敏感性有很大影响。各种食品都有显示其品质的特征水分含量，如水果和蔬菜：75%-95%，肉类：50%-80%，面包：35%-45%。谷物333610%-15%，2.2淀粉结构，1。水和冰的物理特性水的物理特性，为什么！与元素周期表中与氧相邻的某些元素的氢化物(CH4、NH3、氟化氢、H2S)相比表面张力、介电常数、热容量、相变热等。与冰相比(密度、热扩散率等)。)，viscositydemarchesewithpressure(减温33摄氏度)hotwatermayfreezefasttenandolderTheMpembaeffect，2 .交互条件的结构。水的异常性质可以推断为水分子与水和冰的异常结构之间的强烈吸引，(1)单个水分子的结构特征，(2)H2O分子的四面体结构是对称的。氢氧共价键是离子键。另外两对孤对氧是静电的。氢键是电负性的。(2)分子的结合。水分子在三维空间中形成多个氢键每个水分子有相等数量的氢键供体和受体，并能在三维空间中形成氢键网络结构。(3)水分子缔合的原因： 氢键之间电荷的不对称分布导致氢键具有极性，从而导致分子间的相互吸引。(2)在三维空间中可以形成多个氢键，因为每个水分子具有相同数量的氢键供体和受体。(3)静电效应。(4)冰的结构，(1)六边形冰晶冰(1)，(1)六边形冰晶形成的条件：在最温和的低温冷却剂中缓慢冻结的溶质的性质和浓度不会严重干扰水分子的迁移。(2)根据冻结速率和对称元素，冰可分为四类：六边形冰晶、不规则树枝状晶体、粗球形晶体、易消失球形晶体和各种中间体。(5)研究了过冷水(230K)体系成冰的分子动力学过程(Masakazu Matsumoto，Nature/Vol 416/28，03，2002)，分四个阶段：静态化学势相对稳定期(T=256-290 ns)；-化学势能快速衰减的短期(t=290-320 ns)-化学势能快速增加的短期(t=320-360 ns)-终止期。虽然化学势降低了，但它相对稳定。冰结构完全形成(t 360 ns ),冰核开始形成。突出显示的蓝线代表持久的“氢键”(寿命 2 ns)，“持久的”氢键是指一种具有更长寿命(寿命)的氢键，寿命 2 ns，比其他氢键短，例如1ps t=300k；180 ps 230 k，ice-4(ice iv)，ice-2(ice XII)，ice-6(ice VI)，3。水的结构。目前提出的用于三种类型水的结构模型：杂化模型：杂化模型强调分子间氢键的概念，认为它们暂时集中在聚集的水分子之间。聚集的水分子与其他密度较大的水分子处于动态平衡状态。连续模型：的分子之间的氢键均匀分布在整个水样中，水分子的连续网络结构处于动态平衡。间隙模型：水保留在冰状或笼状结构中，并且单个水分子填充在笼状结构的间隙中。(1)水分子的结构特征。水是四面体网络结构。水分子之间的氢键网络是动态的。水分子之间氢键的程度取决于温度。温度()的配位数和分子间距为nm 040.2761.54.40.290834.90.305，2.3食物中水的存在形式为类水类。自由水相水拦截水合水。水合水与多层水相邻，在-40时冻结和溶解溶质的能力与纯水相比，平均分子运动为0，不能被微生物利用。附近的水：强相互作用的水具有特定的亲水性，它不含水-离子和水-偶极缔合物。与纯水相比，在-40下冻结和溶解溶质的能力大大降低。微生物不能利用平均分子运动。这种水是稳定的，不容易引起食物腐败。multilateral water : water that occupies resmainingfirst-layerersitesandformsseveraladdationallayers around亲水性组非水成分；大多数多层水在-40时不会冻结，其余的可以冻结，但冰点大大降低。与纯水相比，它具有一定的溶解溶质的能力，平均分子运动大大降低，不能被微生物利用。水-水水合物可以冻结，但是它的冰点降低了。它有很强的溶解溶质的能力。干燥时很容易去除。它接近于纯水分子的平均运动。它适合微生物生长和大多数化学反应。它容易引起食品腐败变质，但它与食品的风味和功能密切相关。2.4水-溶质相互作用，1。水-溶质相互作用的分类：相互作用强度(与H2O-H2