食品化学 第二章 水分.ppt

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1、2021年7月25日第二章水分第二章水分食品化学主讲：张洪微2021年7月25日第二章水分主要内容第一节水和冰的物理特性第二节水和冰的结构和性质第三节水在食品中的存在状态第四节水分活度第五节吸湿等温线第六节水分活度与食品的稳定性第七节含水食品的水分转移2021年7月25日第二章水分第一节水和冰的物理特性一、水在食品中的作用含水量?从食品的理化性质上讲，水在食品中起着溶解分散蛋白质、淀粉等可溶性成分的作用，使它们形成溶液或凝胶。从食品品质方面讲，对食品的鲜度、硬度、流动性、风味等方面都有重要的影响

2、，水的质量关系到产品的质量。从食品的安全性方面讲，水是微生物繁殖的必须条件。从食品工艺角度讲，水起着膨润、浸透、均匀化的功能。2021年7月25日第二章水分二、水和冰的物理性质高的熔点和沸点，具有很大的表面张力、热容以及相变热值。介电常数大。水的密度很小，水在凝固时具有异常的膨胀性。水的黏度低，具有流动性。水的热导率较大，0℃时冰的热导率为同温下水的热导率的4倍。2021年7月25日第二章水分第二节水和冰的结构和性质2021年7月25日第二章水分一、水分子的结构特征以氧为中心的四面体结构，O-H

3、键间的键角为104.5度，水分子是极性分子。O-H具有离子性，水分子可以电离。氧的另外两对孤对电子有静电力。具有两个氢给体和两个氢受体。18种同位素变体量极少2021年7月25日第二章水分水分子的缔合作用一个水分子可以和周围四个水分子缔合，形成三维空间网络结构。2021年7月25日第二章水分水分子缔合的原因:H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性,这种极性使分子之间产生引力.由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体,因此可以在三维空间形成多重氢键.静电效应.2021年7月25日第二章水分

4、二、结构与性质的关系氢键水分子簇水分子是可移动水分子之间的缔合程度和分子间的距离每个水分子都参与了和其他4个水分子形成三维空间的多重氢键缔合，因此具有高的沸点、熔点、热容和相变热等。产生了多分子偶极，有效地提高了水的介电常数，所以具有溶剂性，可以促进电解质电离。三维氢键网络中的每一个水分子是可移动的，它们快速地切断一个氢键，同时形成新的氢键网，因此水具有流动性，黏度较低。水分子之间的缔合程度增加，密度增加，分子距离增加，密度减小。0-3.98℃：缔合程度起决定作用，所以，在这个范围内，随温度升高

5、，密度增加，在3.98℃时，密度最大；在3.98℃以上：水分子之间的距离占主导地位，密度又随温度的升高而降低。2021年7月25日第二章水分三、冰的结构和性质氧核间距离最小为0.276nm一个水分子通过氢键与相邻的4个水分子结合。O-O-O键角约为109度。冰是水分子有序排列形成的晶体。2021年7月25日第二章水分2021年7月25日第二章水分2021年7月25日第二章水分2021年7月25日第二章水分冰的分类按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类：六方型冰晶不规则树枝状结晶粗糙的球状结晶易消

6、失的球状结晶及各种中间体六方冰晶形成的条件：①在最适的低温冷却剂中缓慢冷冻。②溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。2021年7月25日第二章水分冰晶的形成晶核过冷状态、过冷温度可外加晶核速冻对食品的影响2021年7月25日第二章水分第三节水在食品中的存在状态一、水与溶质的相互作用类型实例作用强度（与水-水氢键比）偶极（水）-离子水-游离离子水-有机分子上的带电基团较大偶极（水）-偶极水-蛋白质NH水-蛋白质CO水-侧链OH近似相等偶极-疏水性物质水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的

7、）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<02021年7月25日第二章水分1、水与离子和离子基团的相互作用类型实例作用强度（与水-水氢键比）偶极-离子水-游离离子水-有机分子上的带电基团较大（离子水合作用）偶极-偶极水-蛋白质NH水-蛋白质CO水-侧链OH近似相等偶极-疏水性物质水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0第二章水分1、水与离子和离子基团的相互作用离子水合作用净结构形成效应：离子是电场强度较强、离子半径小的离

8、子或多价离子，它们有助于水形成网络结构，因此这类离子的水溶液比纯水的流动性小，也就是这种溶液中离子间的结构要比纯水的结构要稳定。净结构破坏效应：离子一般为低价离子，离子半径较大，这些离子能阻碍水形成网络结构，因此这种溶液比纯水的流动性要大。Li+、Na+、Ca2+K+、Rb+、CI-稀盐溶液2021年7月25日第二章水分2、水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用类型实例作用强度（与水-水氢键比）偶极-离子水-游离离子水-有机分子上的带电基团较大偶极-偶极水-蛋白质NH水-蛋白质CO水-侧链OH