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《21【考研必备】食品-生物化学-课件-华南理工-宁正祥-第21章水和冰授课课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第二十一章水和冰第一节水和冰的物理性质与结构第二节食品中的水分状态第三节水分活度主要内容第一节水和冰的物理性质与结构一、水在食品中的重要性质(1)水在4℃时密度最大，为1；0℃时冰的密度为0.917。水冻结为冰时，体积膨胀是1.62m1/L。(2)水的沸点和熔点相当高。(3)水的比热较大。(4)水的导热率高，冰的热扩散率比水大。(5)水的溶解能力强。(6)介电常数高(7)表面张力高二、分子结构(一)水的结构1、水的分子结构4个杂化轨道2px22py12pz1由于氧的高负电性，O-H共价键具有部分离子特征
2、水分子的四面体结构有对称型氧的另外两对孤对电子有静电力H-O键具有电负性二、分子结构(一)水的结构1、水的分子结构4个杂化轨道2px22py12pz1由于氧的高负电性,O-H共价键具有部分离子特征（二）水和冰的结构O-H键具有极性不对称的电荷分布偶极距分子间吸引力强烈的缔合倾向形成三维氢键四面体结构解释水的不寻常性质2、水分子的缔合作用氢键供体氢键受体氢键供体氢键供体氢键受体氢键受体(二)冰的结构水分子通过四面体之间的作用力结晶O-O核间最相邻距离为0.276nmO-O-O键角约109°(四面体角109
3、°28′)冰的六面体晶格结构在C轴是单折射，其它方向是双折射结晶对称性：六方晶系的六方形双锥体组溶质的种类和数量影响冰结晶的结构三、水与溶质的相互作用水-溶质相互作用的分类焓热力学不能自发进行熵△G=△H-T△S键的强度大共价键H2O-离子键H2O-H2O小(一)水与离子基团的相互作用离子对水的净结构的影响净结构形成效应(formingeffect)小离子或多价离子产生强电场Li+,Na+,H3O+,Ca2+,Ba2+,Mg2+,Al3+,F-,OH-具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积净结构破坏效应(
4、breakingeffect)大离子和单价离子产生较弱电场K+,Cs+,NH4+,Cl-,Br-,I-,NO3-,BrO3-,IO3-,ClO4-流动性比纯水强键的强度大共价键H2O-离子H2O-H2OH2O-亲水性溶质小(二)水与具有氢键形成能力的中性 基团（亲水性溶质）的相互作用Theabovechainoftenwatermolecules,linkingtheendofonea-helix tothemiddleofanotherisfoundfromtheX-raydiffractiondat
5、aofglucoamylase-471(葡萄糖淀粉酶),ThewaternetworklinkssecondarystructureswithintheproteinTheabovecentrally-placedwatermoleculemakesstronghydrogenbondstoresiduesinthreeseparatedpartsoftheribonuclease(核糖核酸酶)moleculeholdingthemtogether.Thiswatermoleculeanditsbind
6、ingsiteareconservedacrosstheentirefamilyofmicrobialribonucleasesWatermoleculeshavealsoprovedintegraltothestructureandbiologicalfunctionofadimeric(二聚)hemoglobin(血色素)Weakhydrogenbonding,e.g.a-L-arabinofuranose(阿拉伯呋喃糖)Stronghydrogenbonding,e.g.b-1-4-linkedD
7、-xylose(D-木糖)(三)水与疏水基团的相互作用疏水水合(Hydrophobichydration)：向水中添加疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程成为疏水水合。疏水相互作用(Hydrophobicinteraction)当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积，疏水基团之间进行缔合，这种作用成为疏水相互作用。疏水水合作用△G＝△H－T△S＞0△S＜0H2O＋RR(水合)疏水相互作用△G＜0热力学有利R(水合)＋R(水
8、合)R2(水合)＋H2O与疏水基团相邻的水的结构排斥正电荷吸引负电荷笼状水合物“主体”物质——水（20～74个水分子）“客体”物质——低相对分子质量的化合物(四)水与双亲分子的相互作用水作为双亲分子的分散介质胶团双亲分子在水中形成大分子聚集体分子数从几百到几千双亲分子一个分子中同时存在亲水和疏水基团脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂质、核酸四、水的生理功能水虽无直接的营养价值，但具有某些特殊性能，如溶解力强，介电常数大，比热高，粘度小等，是维
