食品化学课件(精简)

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1、食品化学江西科技师范大学授课老师：赵利谭政第二章水第一节引言1.水分在食品加工中的作用n水对食品的外观形态、色泽、硬度、风味、鲜度等性质具有重要的影响。n水是微生物生长繁殖和生物体内化学反应的必需条件，关系到食品腐败变质的问题，影响到食品的耐贮性。n水是食品加工中的重要原料，水在食品中起着膨润、浸透、溶解、分散、均匀化等多种作用。n水可以除去食品加工中的部分有害物质。n水在食品加工制造中作为反应和传热的介质。n大多数食品加工的单元操作都与水有关第二节水和冰的物理性质水和冰的热导率和热扩散的比较：Ø在0℃时，冰的导热率约为同温下水的导热率的4倍，这意味着冰传导热能比非流动水

2、（如食品原料组织中的水）快得多。Ø冰的热扩散率比水近乎大9倍，这表明在一定的环境中，冰经受温度变化的速率比水快得多。第四节水分子的缔合水分子为什么具有强烈的缔合倾向：HOH分子呈V字样的形状，同时O—H键具有极性，这就造成不对称的电荷分布和纯水在蒸汽状态时具有1.84D的偶极矩；水分子的极性产生的分子间吸引力，因而水分子具有强烈的缔合倾向。第五节冰的结构n影响冰结晶结构的因素：Ø温度、溶质的种类和数量可以影响冰晶的数量、大小、结构、位置和取向。Ø只要避免极端快速冻结，并且溶质的性质和浓度不会显著地妨碍水分子的运动，那么食品中的冰总是以最有序的六方型冰结晶形式存在。Ø像明胶

3、这类大而复杂的亲水性分子，不仅能限制水分子的运动，而且阻碍水形成高度有序的六方形结晶，所以高浓度明胶水溶液冷冻时往往形成具有较大无序性的冰结构。第六节水的结构1.水的结构模型：Ø混合式：体现了分子之间氢键的概念，认为分子间氢键瞬时地存在于庞大的水分子簇中，后者与其他水分子处在动态平衡。Ø间隙式：水保留在一种似冰或笼形物的结构中，其中个别水分子填充在笼形物的间隙中。Ø连续式：液态水中存在着一个由水分子构成的连续网状结构，并且具有动态的本质，分子之间的氢键均匀地分布在整个水样中，原存在于冰中的许多氢键在冰融化时简单地扭曲而不是断裂。（所有的模型都认为：各个水分子能够频繁地改变

4、它们的排列，即一个氢键快速地终止而代之以一个新的氢键，在温度不变的条件下，整个体系维持一定的氢键键合和结构的程度。）2.在液态水中，温度对水的缔合的影响：Ø改变最邻近水分子间的距离Ø改变水分子的配位数3.当固态的冰向液态的水转变时，同时出现两种情况：Ø最邻近的水分子间的距离增大（密度下降，称之为“热膨胀效应”）Ø最邻近的水分子的平均数目增加（密度增加，称之为“配位数增加效应”）（当配位数增加效应占优势时就导致大家所熟悉的净密度增加，而热膨胀效应占优势时则净密度下降。）4.不同温度下水的密度变化的特点：Ø水的密度在3.98℃达到最大值Ø在0~3.98℃之间水的净密度随着温度

5、的升高而逐渐升高Ø超过3.98℃后表现为相反的变化趋势（这是因为配位数增加效应在0~3.98℃之间是占优势的，而热膨胀效应在温度超过了3.98℃后占优势。）第七节水-溶质相互作用二、分子水平1.水分在食品中的存在形式取决于：Ø天然食品组织Ø加工食品中的化学成分Ø化学成分的物理状态2.自由水：没有被非水物质化学结合的水自由流动水：动物的血浆、淋巴和尿液；植物的导管和细胞内液泡毛细管水：生物组织的细胞间隙和食品的组织结构中的一种由毛细管力所系留的水滞化水：被组织中的显微和亚显微结构与膜所阻留住的水3.结合水n定义：存在于溶质附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那部分水。Ø蛋

6、白质分子中的氨基、羧基和果胶物质中未酯化的羧基同水分子形成的氢键作用力较大，结合较牢固；Ø蛋白质分子中的酰胺基，淀粉、果胶、纤维素等分子中的羟基与水形成的氢键作用力较小，较不牢固。n具有“被阻碍的流动性”，而不是“被固定化的”n占总水量很小的一部分n相当于邻近亲水基团的第一层水4.结合水的分类：n化合水：结合最强的水，已成为非水物质的整体部分n邻近水：占据着非水成分的大多数亲水基团的第一层位置n多层水：占有第一层中剩下的位置以及形成了邻近水外的几层三、水与离子及离子基团的相互作用1.键的强度：共价键强度大于H2O-离子键的强度大于H2O-H2O氢键的强度2.离子对水的净结

7、构的影响：n在稀水溶液中，存在两种效应：与极化力或电场强度紧密相关n净结构破坏效应(breakingeffect)Ø大离子和单价离子产生较弱电场，能阻碍水形成网状结构ØK+,Rb+,Cs+,NH4+,Cl-,Br-,I-,NO3-,BrO3-,IO3-,ClO4-Ø盐溶液流动性比纯水强n净结构形成效应(formingeffect)Ø小离子或多价离子产生强电场ØLi+,Na+,H3O+,Ca2+,Ba2+,Mg2+,Al3+,F-,OH-Ø具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积n稀盐溶液中的各种离子对水的结构都有着一定程度的影响。