食品化学第２章水

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1、Chapter2Water第2章水本章提要水分的结构和性质食品中水与非水物质的相互作用水分活度水与食品的稳定性冰在食品稳定性中的作用水分移动性与食品稳定性理解掌握掌握掌握掌握了解42.1概述Introduction水在食品中的作用1、食品生产中的重要原料之一。如2、水质直接影响到食品加工工艺。3、各种食品都有能显示其品质特性的含水量。如水是食物各种组分中含量最多的组分，食品的含水量除谷物和豆类等种子较低外(10～16％)，一般都比较高(60～90％)，大致范围如下：蔬菜85～97％蛋类73～75％水果80～90％乳类87～89％鱼

2、类67～81％猪肉43～59％肉类70～80%某些代表性食品的典型水分含量产品水分（%）产品水分（%）产品水分（%）番茄95牛奶87果酱28莴苣95马铃薯78蜂蜜20卷心菜92香蕉75奶油16啤酒90鸡70面粉12柑桔87肉65奶粉4苹果汁87面包35酥油0流体的食品不一定水分含量高，固态的食品不一定水分含量低4、对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度和腐败变质的敏感性产生极大的影响。对食品的商品价值及销售有着深刻的影响。5、在奶油和人造奶油等乳化产品中作为分散相。6、在饮料食品中作溶剂等。2.2水和冰的结构和性质Structu

3、reandcharactersofwaterandice水和冰的物理特性水分子的结构水分子的缔合作用冰的结构和性质1.水和冰的物理特性Physicalcharacterofwaterandice水的熔点、沸点比较高。为什么？介电常数（介电常数是溶剂对两个带相反电荷离子间引力的抗力的度量。）、表面张力、热容和相变热（熔融热、蒸发热和升华热）等物理常数也较高。这对于食品加工中冷冻和干燥过程有重大影响。纯水是否导电？水的密度较低，热胀冷缩、热缩冷胀水的最高密度点在哪里？为什么食品冻结时组织结构会破坏？会导致什么不良后果？水的比热容是：4

4、200J/(KG.℃)冰的比热容是：2100J/(KG.℃)水的热导性也是较大的，而冰与其他非金属固体相比，热导性属中等程度。0℃时冰的热导值约为同一温度下水的4倍，这说明冰的热传导速度比非流动的水（如生物组织中的水）快得多。冰的热扩散速度约为水的9倍，这表明，在一定的环境条件下，冰的温度变化速度比水大得多。为什么在温差相同时，冻结速度比解冻速度快？导热系数(λ)是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃)，在1秒内，通过1m2面积传递的热量，单位W/m·K热扩散系数α=λ/ρcα称为热扩散率或热扩散系数(m

5、2/s)式中：λ:导热系数，W/(m·K)；ρ：密度，(kg/m3)c：热容，J/(kg·K).物理意义物体受热升温时，进入物体的热量沿途不断地被吸收而使当地温度升高，在此过程持续到物体内部各点温度全部扯平为止。由热扩散率的定义α=λ/ρc可知：（1）物体的导热系数λ越大，在相同的温度梯度下可以传导更多的热量。（2）分母ρc是单位体积的物体温度升高1℃所需的热量。ρc越小，温度升高1℃所吸收的热量越小，可以剩下更多热量继续向物体内部传递，能使物体各点的温度更快地随界面温度的升高而升高。这种物理上的意义还可以从另一个角度来加以说明，

6、即从温度的角度看，α越大，材料中温度变化传播的越迅速。可见α也是材料传播温度变化能力大小的指标，因而有导温系数之称。冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4倍，这就意味着在同样的温差条件下水失去热量的速度是冰的1/4，吸热时冰的吸热速度是水的4倍。冰的热扩散系数约为水的9倍，这就是说冰在同样的温度梯度下达到平衡的速度是水的9倍，也就是冰能够更快的降温或者升温。无论冻结或解冻都是从表面开始的，如果是结冰过程的话，表面先形成的冰可以加速热量的散失速度导致结冰速度加快，而解冻过程中先融化的水降低了热量传导速度从而导致融化的速度

7、降低。2.水和冰的结构Structureofwaterandice水的结构演示四面体结构氧：1s2，2s2，2p2x，2p1y，2p1z氢：1s1H－O键成104.5°，比正四面体的109°28′要小，成角锥体结构.O－H键是较强极性键（1）单个水分子的结构特征H2O分子的四面体结构有对称性H-O共价键有离子性氧的另外两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水的分子缔合演示(3)水分子缔合的原因H-O键间电荷的非对称

8、分布使H-O键具有极性，这种极性使分子之间产生引力。每个水分子具有2个氢键供体和2个受体，因此可以在三维空间形成多重氢键。静电效应。根据水在三维空间形成氢键键合的能力，可以从理论上解释水的许多性质氢键的化学本质是什么？是分子间力还是共价键？3、冰的