烹饪化学水省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第二章水1/74学习目标：1.了解食物中水存在形式、结构和性质2.掌握水分活度意义及其应用3.掌握水分在烹饪过程中改变及控制2/74第二章水第一节水概述第二节水分活度第三节烹饪加工中水分变化及控制3/74第一节水概述

水是一切生命活动所必需物质，没有水就没有生命。水是人体中含量最多成份，约占人体三分之二以上，在生物体内含有主要生理功效。含水量高低和水分存在状态，不但对原料品质（如新鲜度、硬度、脆度、光滑度等）起着主要作用，而且对原料营养价值和保藏能力有很大影响,详细情况可参见表2-1。4/74表2-1自然含水量对烹饪原料影响对原料影响含水量多含水量少新鲜度新鲜萎蔫硬度强弱脆度脆软光滑度光滑粗糙营养价值相对较高相对较低保藏能力轻易腐败，不易保藏相对保藏期较长适宜烹调方法适宜使用旺火速成烹调方法，如爆、炒等适宜使用中小火长时间加热烹调方法，如烧、炖等5/74一、水结构和主要性质(一）水结构1.水分子组成：H2O6/742.水分子结构：

四面体结构，H－O－H键角104.50

键长0.096nm7/74水分子结构图8/74电负性是元素原子在化合物中吸引电子能力标度。元素电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强。如共价键中电荷分布不均匀，该键或分子称为极性键或极性分子。氢键9/74缔合作用：指由简单分子结合成为较为复杂分子集团而不引发物质化学性质改变过程。水分子靠氢键缔合在一起，形成（H2O）n水分子团。水分子缔合与水温度相关，温度越低，缔合程度越大。0时全部水分子缔合在一起形成巨大分子团。10/74相对分子质量18.015相变性质

熔点／℃0.000℃

沸点／℃100.000℃

熔化热(0℃)／(kJ／mo1)6.012kJ／mol蒸发烧(100E)／(kJ／mo1)40.63kJ／mo1升华热(0℃)／(kJ／mo1)50.91kJ／mol（二）水物理性质11/74熔化热：单位质量晶体在熔化时变成同温度液态物质所需吸收热量。（由固态变为液态过程）蒸发烧：即汽化热，在标准大气压(101.325kPa)下，一摩尔物质在一定温度下蒸发所需要热量。（由液态到气态改变过程）升华热：单位质量晶体直接变成气体时需要吸收热量。（由固态直接变为气态过程）12/74水物性在烹饪加工中意义1.密度0℃--4℃

4℃最大（1g/cm3）4℃以后和普通物质一样

密度（克/立方厘米）04温度（℃）13/74熔点：固体物态由固态转变（熔化）为液态温度

沸点：在水饱和蒸气压到达外界压力时，则沸腾，此时温度即是沸点。应用：水含有异常高熔沸点，比蛋白质变性温度高，是良好传热介质，如水蒸2.熔点、沸点：14/743.热学性质：汽化热、熔化热、升华热因为水沸点高、热容量大、导热能力强，用水作介质烹饪食物时，加工温度能够很高且轻易维持在一定温度范围，这么既可使食物原料中腐败菌和病原菌被杀灭，满足食用卫生要求，又可使烹饪原料中蛋白质适度变性、结缔组织软化、淀粉糊化、植物纤维组织软化，利于食物咀嚼及其中营养成份消化和吸收。有利一面是在加工中可利用热蒸汽进行杀菌及烹饪加工，不利一面是在冷冻食品时需要消耗大量能量才能到达目标。15/744.介电常数：水介电常数非常大(在20℃时为80.36)，所以水含有很强溶解能力。（1）极性化合物溶解：烹饪原材料中盐、味精及一些矿物质能够在水中以离子形式存在。（2）非极性化合物溶解：非离子极性化合物如糖(如蔗糖)、醇(如料酒)、醛、酸(如食醋)等有机物亦可与水形成氢键溶于水中。（3）高分子化合物“溶解”：烹饪材料中大分子物质如淀粉、果胶、蛋白质、脂肪等也能在适当条件下分散在水中形成乳浊液或胶体溶液，供加工各种烹饪食品，如利用淀粉进行勾芡处理，用鱼或肉熬制各种浓汤。16/74因为水表面张力、介电常数、热容及相变热均很大，凝固时体积会增大，结成冰时体积会增大9％左右。造成水果蔬菜或动物肌肉细胞组织被破坏，解冻后会造成汁液流失、组织溃烂、滋味改变17/74（三）水化学性质

水化学性质非常活泼，它能够和许多活泼金属及金属氧化物发生化学反应，也能和许多非金属及非金属氧化物发生化学反应。在烹调过程中，三大热能营养素（碳水化合物、脂类、蛋白质）会发生不一样程度水解反应，这非常有利于人体对食物消化吸收。18/74二、烹饪原料中水分（一）水在生物体内分布在烹饪原料中，生物体占有相当大比重，而水是生物体最基本组成成份。大多数生物体含水量为60％～80％。水在生物体中分布是不均匀：动物：肌肉、脏器、血液中含水量最高，为

70％～80％；皮肤次之，为60％～70％；骨骼含水量最低，为12％～15％。19/74植物：不一样品种之间，同种植物不一样组织，器官之间，同种植物不一样成熟度之间，在水分含量上都存在着较大差异。普通来说，叶菜类较根茎类含水量要高多；营养器官(如植物叶、茎、根)含水较高通常为70％～90％；繁殖器官(如植物种子)含水量较低，通常为12％～15％。20/74表2-3常见食物含水量单位：％(质量分数)食物含水量食物含水量食物含水量猪肉牛肉鸡肉羊肉内脏鱼贝卵乳53～6050～707458～707267～8172～8673～7587～89蔬菜野菜蘑菇豆类(干)薯类香蕉苹果梨草莓85～9787～9488～9512～1560～80758585～9090～95面包果酱面粉奶酪蜂蜜奶油奶粉稀奶油油料种子35288～1237216453.63～421/74烹饪原料中水分因为与非水成份距离远近不一样，结合紧

密程度不一样，造成在烹饪原料中地位不一样，即存在不一样水分

存在状态。通常可将其划分为体相水与结合水，它们各自含有不

同物理、化学性质及生物活性。（二）烹饪原料中水分存在状态22/74

水分在烹饪原料中存在两种不一样状态，即：

结合水距离近，结合紧密

体相水距离远，结合涣散分类依据：水与非水成份距离远近和结合紧密程度。23/741.结合水亲水基团（-OH、-COOH、-NH2、-CONH2）氢键静电+水水合作用结合水24/74（1）结合水种类：

25/74组成水是指与烹饪原料中其它亲水基团结合最紧密那部分水，并与非水物质组成一个整体。邻近水是指亲水物质强亲水基团周围缔合单层水分子膜，它与非水成份主要依靠水-离子、水-偶极强氢键缔合作用结合在一起。26/74多层水：是指单分子水化膜外围绕亲水基团形成另外几层水，主要依靠水－水氢键缔合在一起。即使多层水亲水基团结合强度不如邻近水，但因为它们与亲水物质靠得足够近，以致于性质也大大不一样于纯水性质。微毛细管水：是指存在于一些细胞中微毛细管水(毛细管半径小于0.1μm)，因为受微毛细管物理限制作用，被强烈束缚，也属于结合水范围。27/74食品原料H2OH2OH2OH2O

邻近水多层水组成水28/7429/7430/7431/742.体相水（1）体相水种类截留水：是指被物理作用截留在细胞内、细胞间隙以及大分子凝胶骨架中水。特点：即使烹饪原料有相当严重机械损伤，被截留水也不会从中流出。游离水：是指在烹饪原料中能够自由流动那部分水。截留水游离水32/7433/74（3）体相水作用截留水量反应着烹饪原料持水能力，所以这部分水对一些烹饪产品（如灌肠、鱼丸、肉饼、果蔬）质量有直接影响。当烹饪原料毛细管半径大于1μm时，毛细管截留水很轻易被挤压出来。因为生鲜烹饪原料毛细管半径大都在10～100μm之间，所以加工很轻易造成其汁液流失。如经过冷冻处理烹饪原料，尤其是那些含水量较高原料，因为结冰后冰体积较水增大，冰晶会对烹饪原料产生一定膨压，使组织受到一定破坏，解冻后组织不能复原，就轻易造成汁液流失、烹饪原料持水能力降低，直接影响烹饪产品质量。34/74一、水分活度定义和表示方法第二节水分活度35/74含水量相同烹饪原料，储备期却有很大差异这是因为烹饪原料中水存在状态不一样，在烹饪原料腐败变质中所起作用亦截然不一样。所以说用烹饪原料含水量作指标判断其安定性并不可靠。在此情况下提出了水分活度概念。水分活度是一个指标它可有效反应烹饪原料中水与各种化学、生物化学反应、微生物生长发育关系，反应烹饪原料物性，从而用来评价烹饪原料安定性。36/74（一）水分活度定义水分活度也称水分活性，通惯用AW表示，是指在一定条件下，在一密闭容器中，烹饪原料中水分饱和蒸气分压（p）与同条件下纯水饱和蒸气压（p0）比值。37/74（二）水分活度表示方法1.水分活度定义可用下式表示

AW＝P/P0纯水：P＝P0Aw＝1绝对干货原料：P＝0Aw＝0

普通情况下：P＜P0

Aw＜1

38/74原料名称含水量水分活度鱼70～80%0.97肉70～80%0.95禽70～80%0.96蛋70～80%0.97海蛰98%0.98新鲜蔬菜90%0.98水果92%0.97干果30～40%0.75动物性干货原料5～10%0.4～0.5植物性干货原料4%以下0.3～0.5表2-4不一样烹饪原料水分活度39/742.依据拉乌尔定律（P＝P0X）在某一温度下，稀溶液蒸气压等于纯溶剂蒸气压乘以溶剂摩尔分数40/74AW＝＝X＝式中，X为溶液中溶剂摩尔分数；n1为溶液中溶剂量；n2为溶液中溶质量。这说明烹饪原料水分活度与其组成相关。烹饪原料中含水量越大，水分活度越大；烹饪原料中非水物质（亲水物质）越多，结合水越多，烹饪原料水分活度越小。41/743.利用环境相对湿度(RH)来表示AW＝RH％环境对烹饪原料影响：

当AW*100﹤RH时，吸湿，水分活度增高当AW*100﹥RH时，失水，水分活度降低流通环境相对湿度对食品水分活度有较大影响梅雨季节高湿度下干燥食品极易吸湿、发霉。相反，新鲜蔬菜放置一段时间会萎蔫。所以，为了维持适当水分活度，必须用各种包装材料抑制水分改变。42/74二、水分活度意义和应用

在一定水分活度下，烹饪原料及其产品不轻易发生劣变；而在一定水分活度之上，烹饪原料及其产品轻易发生劣变。所以，为了使原料贮藏期相对较长，我们应该采取一定办法，来调整和控制烹饪过程中水分活度。43/741.能有效控制微生物生长繁殖（一）水分活度意义44/74主要食物中毒菌生长最低水分活度在0.86～0.97之间，尤其是致死率高肉毒杆菌生长最低水分活度是0.93～0.97，所以，真空包装水产和畜产加工制品，流通标准要求其水分活度要在0.94以下。45/74肉毒杆菌是一个生长在缺氧环境下细菌，在罐头食品及密封腌渍食物中含有极强生存能力，是毒性最强细菌之一。肉毒杆菌是一个致命病菌，在繁殖过程中分泌肉毒毒素，该种毒素是当前已知最剧毒物，可造成肌肉松弛型麻痹。军队经常将这种毒素用于生化武器。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，出现眼睑下垂、复视、斜视、吞咽困难、头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状，严重者可因呼吸麻痹而死亡。科学家和美容学家正是看中了肉毒杆菌毒素能使肌肉暂时麻痹这一功效。医学界原先将该毒素用于治疗面部痉挛和其它肌肉运动紊乱症，用它来麻痹肌肉神经，以此到达停顿肌肉痉挛目标。可在治疗过程中，医生们发觉它在消除皱纹方面有着异乎寻常功效，其效果远远超出其它任何一个化装品或整容术。所以，利用肉毒杆菌毒素消除皱纹整容手术应运而生，并因疗效显著而在很短时间内就风靡整个美国。46/742.影响酶活性

酶是各种生物化学反应催化剂，酶催化酶促反应普通都要有水参加，所以水分活度与酶催化性能有很大关系。当AW＜0.85时，造成烹饪原料败坏大部分酶失活，如酚氧化酶和过氧化物酶、维生素C氧化酶、淀粉酶等。47/74然而，即使在0.1～0.3这么低水分活度下,脂肪氧化酶仍能保持较强活力。另外酶反应速度与酶与食品间是否相互接触相关。当酶和食品相互接触时，反应速度较快；当相互隔离时，反应速度较慢。48/743.影响化学反应速度一些主要化学反应与水分活度关系图：AW＝0.7～0.9这个水分活度范围内，食品一些主要化学反应，如脂类氧化、美拉德反应、维生素分解等反应速率都到达最大，这时，食品变质受化学改变影响增大。49/74当食品含水量深入增大到Aw＞0.9时，食品中各种化学反应速度大都呈下降趋势。这或是因为水是这些反应产物，增加水分含量将造成产物抑制作用；或是因为水产生稀释效应减慢了反应速度。这时，食品变质主要受微生物和酶作用影响。50/74Aw＞0.9食品变质主要受微生物和酶作用影响51/744.影响食品质构

质构：由人触觉所感知各种综合效应，最常应用质构就是口感。当水分活度Aw＝0.2～0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品硬度及粘着性增加。水分活度为0.4～0.5时，肉干硬度及耐嚼性最大。增加水分含量，肉干硬度及耐嚼性都降低。52/74要保持住干燥食品理想性质，水分活度不能超出0.3～0.5。对含水量较高食品(蛋糕、面包等)，为防止失水变硬，需要保持有相当高水分活度。有些研究认为，将一些食品(如火腿、牛肉、蛋奶冻、豌豆)水分活度从0.70提升到0.99时，能取得更令人满意食物质构。53/74（二）水分活度控制及应用控制水分活度目标：是为了保持烹饪原料营养和食用价值，延长它贮藏期和货架期。54/74水分活度大于0.85，含水量较大，需冷藏或其它办法，如生肉、水果、蔬菜水分活度在0.6—0.85，含水量中等，不需要冷藏控制病原体，预防酵母菌和霉菌引发腐败，需有一个限定货架期水分活度在0.6以下，有较长货架期，无需冷藏55/74

方法：

A.对季节性强、不宜存放原料，利用浓缩或脱水干燥法除去原料中水分，降低水分活度进行储备。

惯用干燥方法有喷雾干燥、流化床干燥、泡沫干燥、冷冻干燥、日晒、烟熏等，以真空冷冻干燥效果最优。惯用浓缩方法有蒸发、冷冻浓缩、膜渗透等，或利用盐、糖、甘油等添加剂来调整原料水分活度，如糖渍、盐渍

56/74B.对要求保持水分活度原料，选取适当包装材料来控制水分活度。

高吸湿物料吸湿速度快，这类物料必须用玻璃瓶密封包装或用阻水塑料包装，如糖粉、速溶咖啡等。低吸湿物料吸湿性差，且在正常贮藏条件下不易变质，能够用聚乙烯来包装。高水分活度物料(它水分活度普通高于大气相对湿度)，应选择不透水密封包装，且因为这类物料轻易因微生物活动而败坏，所以应配合低温贮藏或罐藏。当一个包装袋中同时存放几个不一样物料时，还应注意因为各种物料间水分活度不一样造成水分迁移而使一些物料劣变。如一份干燥汤料混合物，主要成份为含水量2％冻干脱水蔬菜、含水量13％淀粉，其中敏感成份是冻干蔬菜。混合后，蔬菜吸湿，含水量上升到约9％，结果发生非酶褐变而快速败坏。要提醒是，水分迁移是从高水分活度一方向低(而非含水量)一方进行，结果平衡时水分活度是原料各部分水分活度平均值。

57/74第三节烹饪加工中水分

改变及控制

烹饪原料中水分有结合水与体相水两种。其中结合水相对来说比较稳定，不能作为溶剂，也不能被微生物利用。而体相水则不然，会伴随条件改变而发生改变。如烹饪原料在不一样环境条件下加工贮藏，水分会蒸发散失，能够被微生物利用，与食品腐败变质相关，这些改变对烹饪原料及菜肴风味、质量有很大影响。58/74一、水分在烹饪中作用

水在菜看烹调过程中发挥着主要作用，主要表达在以下几个方面。（一）漂洗作用59/7460/7461/74（二）溶解作用常温下水溶解性强，能溶解各种无机物及部分相对分子质量较低有机物。烹饪过程中原料改变都在水中或水参加下发生。如制作鲜美汤菜，经过浸漂、焯水去除苦涩异味；加热时水能加紧反应速率，使原料去腥增香62/74（三）分散作用水可将一些大分子物质（如蛋白质、淀粉）以胶体形式分散在水中。如上浆、勾芡，受热时均匀糊化各种调味品（盐、味精、料酒、食醋、酱油等）以水为介质分散到菜肴中63/74（四）浸润作