食品化学第1章 水分.ppt

1、Questions，什么是主机导入指南？WATER、waterfunctionsimportantcomponentoffood .通用解决方案affectsthetexturechemicalreactions (hydrolysisofprotein=naminoacids )稳定化thecolloidsbyhydration。 生物高分子结构图像的稳定剂necessaryformicroorganismsgrowth在氢原子失去ls电子时为h，h实际上是氢原子的核质子。 由于质子的半径为氢原子半径的几万分之一，因此质子具有强电场，能够使邻接的原子和分子强烈变形。 h在水溶液中与H2O结合

2、，作为水合氢离子(H3O )存在。 可靠的英国可靠的colloid英国klid美国kld胶体(的) hydration英国haidrein水合、水合作用机构像(conformation )是指在一个分子中，不改变共价键结构， 指仅放置单键周围的原子，不要求共价键的断裂和再形成，为了防止由于补充、Questions、types of water、水的活跃导致食品腐败，干燥、浓缩脱水冷冻、冷凝水、解冻食品难以恢复到以前的状态，容易腐败的水， 有冰的研究2 .掌握aw与食品稳定性的关系3 .掌握MSI区分及与食品中水分类型的对应关系4 .掌握水冻的过程，说明速冻和冷冻对食品质量属性的影响。 重点难点

3、：食品冻结保存难点：吸湿等温线。 基本内容1、食品中水的类型2 .水分活性度和食品稳定性的关系3 .吸湿等温线4、食品的冻结保存。 从物化方面来看，水可以形成分散蛋白质和淀粉的溶胶和溶液，从化学方面来看，水在食品加工过程中，会对食品的新鲜度、外观、质量、风味、保存性和腐败变质的敏感性产生很大影响，水可以发挥膨胀和渗透作用等。 第一节水和冰的结构(Struture )，(一)水分子的结构，各个水分子的结构：在水分子中，h原子和o原子形成两个共价键。 1 .分子的极性分子的正、负电荷的中心不重叠，正电荷集中的点为“极”，负电荷集中的点为“极”，这样的分子产生偶极子，被称为极性分子(由于2个原子吸引

4、电子的能力不同，共有电子必然偏向吸引电子的能力强的原子侧2 .范德华半径在分子晶体中，分子间因范德华力而相互接近，此时未结合的2个同种原子核间的距离的一半称为范德华半径。 3 .偶极矩测量分子极性的大小，器件(Debye )于1912年提出了分子中电荷中心上的电荷量与正、负电荷中心间距离的乘积。 偶极矩是向量，具有数量和方向，其方向从正极到负极。(2)水分子的结合(P10图1-2 )、配位数、水分子的每一个都有2个h键施主和受体部位，很多水分子通过h键合成三维取向的立体结构，每个水分子最多可以与4个水分子h键，形成四面体结构，Hydrogen Bond， thebondisformedduet

5、otheaffinityofelectro-positivehydrogenatomsforelectro-negativeatomssuchaso.bindingenergyofhydroory t 10 % o physicalactionofdispersionofsolutemoleculeduetothehigh-activityofwatermoleculesatthesurfaceofthesolute.thehighdielectre t of ware m ) diminishestheeffectivenessofattractiveforcesthattendtohold

6、thesolutemoleculestogether.hydrationofthesolutebyachemicalcomple 亲和力covalent英国kuveilnt共享原子价，共享价格为MW : molecularweightmp (c ) 3360 meltingpointbp (c ) :boilingpointsolute英国slju:t溶质dielectric constant:【介电常数permittivity】也被称为“介电常数”或“相对介电常数”，以同一电容器中的物质为电介质d=thecapacityofcondenserofamaterial/thecapacityof

7、condenserofvacumcondition介质多为绝缘体，蒸馏水是只要没有杂质即可的介质，其相对介电常数约为80 在di-、mono-、poly- vacuum英国vkjum、补充、theeffectsofhydrogenbondsofwater、氨分子中有3个h供体具有1个h受体。 由于氟化氢有一个h供体三个h受体(f原子上有三对孤立电子，h原子核与另一个HF分子中有f原子的孤立电子之间形成氢键)，NH3、HF分子在固液甚至气体时以交错链聚合。 水的主要物理特性：a .水的熔点、沸点、介电常数、表面张力、热容量和相变热量远高于质量和组成相近的分子(NH3、HF、CH4、H2S、H2S

8、e )。 b .水密度低，水冻结时体积增加，呈异常膨胀行为，含水食品在冻结过程中组织结构被破坏。 (3)水分子通过氢键相互结合，规则排列形成的低密度、具有一定刚性的立方形结晶结构即冰的结构(P11图13 )。 在冰的晶体结构中，各水和其他4个水分子缔合。 水利用其本身的每个分子通过h键可以与邻接的4个分子结合的能力。 在00C以下，生成结构相当宽的冰晶。 冰晶的最小单位是冰晶胞。 每个单元含有四个水分子。 冰有11种构造，在常压和00C下只有普通的正六方晶系稳定。 大部分冷冻食品中的冰晶是高度有序的六角形结构。 过冷现象：纯水在冷冻时，冰点下为0，但不总是为0，只有在出现过冷状态，温度下降到冰

9、点以下的某一温度时才会出现结晶(其他方法？ 可以。 加入固体粒子和振动等结晶核。 现代食品冷藏技术提倡，由于形成的冰晶细呈针状，冻结时间短，微生物活动受到更大限制，食品质量得到保证。 速冻，(4)液体水的结构，液体水中的水分子通过氢键结合形成水分子簇。 该水分子簇具有类似冰晶的结构，但有些氢键断裂或扭曲。 随着温度的上升，液体水中越来越出现各个水分子，可以进入水分子簇内的类似冰结构的空隙。 所以，液态水的密度比冰大。 第二节食品中水的类型(Types )区分根据食品中水的位置状态的不同和与非水成分的结合强弱的不同(degree of water bindness )。、结合水、食品中的水的存在

10、形态、游离水、化合水、单层水、多层水、滞留水、毛细管水、自由流动水、定义：和非水物质处于密合状态的水特征：不需要的成分、-40不冻结、无溶剂能力、不能用于微生物的单分子层水、处的非周边， 定义非缔合状态的水的特征：-40定义没有冻结、没有溶剂能力、不能用于微生物的：个单层水周边，单独氢键或偶强键合的特征3360具有一定的厚度(多层)，而-40几乎不冻结、没有溶剂能力、蒸发：对被组织中的微观结构或子微观结构或膜滞留进行定义的特征3360是不能自由流动的，特征3360是定义由3360细胞间隙等构成的毛细管力所残留的水，特征3360的理化性质与滞留水相同，它定义3360处于游离状态的水另一方面，自由

11、水或体相水食品中的生物膜或凝胶内的大分子陷入交联网络中的水。 主要存在于富水细胞中和凝胶体中，是自由水。 1 .可以作为溶剂，用-400C冻结2 .与食品的风味、硬度和韧性有关。 freeormobilewater-consistedwithidealsolution (理想溶液) .二、不能作为结合水(结合水，Immobilized water )溶剂使用，不能在-400C冻结。 单分子层水(Monolayer water )和非水成分中的强极性基(-COOH、-NH2等)直接氢键合的最初水分子层中的水。 1 .与非水成分的结合最牢固，蒸发能力弱的2 .不被微生物利用，不能作为媒介利用。 m

12、onolayerwaterisboundinfood-restrictedinitsmovementduetocharges、hydrogen bond、physical entrapment.hardtoremovefrrages、单层值(其量为单层值(Brunauer，Emmett and Teller BET):一般食品(特别是干燥食品)，其水%接近单层值时，确定最大稳定性食品的单层值对其保存非常重要。 BET Monolayer Determination(BET单层值的修正)、(Aw )、多分子层水(Multilayer water )与强极性基单分子层外的水分子层中的水及非水成分中

13、的弱极性基氢键合的水。 1 .被束缚的程度比单分子层的水弱，但是和非水成分的结合还很坚固2 .蒸发能力也弱。 但是，一旦干燥食品吸收该分水，非水成分就开始膨胀。 multilayer water-additionallayerofwateraroundfoodparticle.notashardtoremoveasthemonolayer .(P16图1-8，ab ) relationshipbetweenwaterandperishabilityvariousfoodswithesamewatercontentdiffersignificantlyinperishabilitywaterco

14、ntalone erassociationswithnon-aqueousconstituentstosupportdeteriorativeactivitiesratesofdeteriorativechanges algrowthatnormalfoodstora watercontentandAw .第3节aw和食品稳定性(Stability )，不同种类的食品即使水分含量相同也不易腐败变质，而水分活性度(Water activity，aw ) wateractivityisdefinedastheratioofthevaporpressureofwaterinamaterial (p ) tothevaporpressureofpurewater (po )，公式： Aw=f/f0p/p0 f-溶剂水的逸度f0-纯水的逸度p-样品中的水的蒸汽分压p0-同温下的纯水的蒸汽压ERH-样品周围的空气与样品不潮湿时的平均相对湿度。Aw的值(0-1)是室温和大气压，样品的平衡相对湿度和相对逸度的差低于1%，所以将食品样品的相对湿度定义为不导入其活性度显着的误差，Aw是食品的内在性质，与食品组成、结构有关的