食品生物化学第一章-水分.ppt

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1、第一章水分第一节概述第二节食品中的水第三节水分活度授课主要内容陆地生物机体化学物质组成的大致比例蛋白质15%核酸7%糖类3%脂质2%无机盐1%水70%第一节概述一、水在生物体内的含量及生理功能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，是维持生理活性和进行新陈代谢不可缺少的物质。水是体内化学作用的介质，同时也是生物化学反应的反应物及组织和细胞所需的养分和代谢物在体内运转的载体。第二节食品中的水食品中的水，是以游离态、凝胶态、水合态、表面吸附态等状态存在的。游离态：即相对自

2、由地存在于细胞质、细胞膜、细胞间隙、任何组织的循环液以及食品的组织结构中的水分状态。凝胶态：即吸收于细微的纤维与薄膜中，不能自由流动的水分。如动物皮肤、植物仙人掌中的水分。水合态：即水分子和含氧或含氮的原子团以一定的作用力相结合而不能自由移动。如与淀粉、蛋白质结合的水分。表面吸附态：即固体表面暴露于含水蒸气的空气中，此时吸附于固体表面的水。毛细管水游离态的水分自由水（可利用水）凝胶态的水分表面吸附态的水分食品中水分的分类结合水：水合态的水分(一)自由水以毛细管力联系着的水称为自由水(或游离水)。存在于植物组织的细胞质、膜、

3、细胞间隙中和任何组织的循环液以及制成食品的结构组织中。(二)结合水结合水是与食品中蛋白质、淀粉、果胶物质、纤维素等成分通过氢键而结合着的。根据各种有机分子的不同极性基团与水形成氢键的牢固程度有所不同。结合水又可分为单分子层结合水和多分子层结合水结合水与自由水在性质上的差别结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系。结合水的蒸气压比自由水低得多，所以在一定温度(100℃)下结合水不能从食品中分离出来。结合水对食品的可溶性成分不起溶剂的作用。自由水能为微生物所利用，结合水则不能。结合水在低温（-40C或

4、更低）下不能冻结。这一特性使得植物的种子和微生物的孢子可以在很低的温度下保持其生命力。第三节水分活度一、定义和测定方法水分活度(wateractivity)是指同一温度下食品中水分产生的水蒸汽压与该温度下纯水的最大水蒸汽压（饱和水蒸汽压）的比值,可用下式表示Aw=P/P0Aw=p/p0其中：Aw：水份活度；p：食品中水的蒸气分压；p0：同温下纯水蒸气压；事实上，食品的水蒸气分压总是小于同温度下纯水的最大水蒸气压，因此，食品的水分活度Aw都小于1。食品的水分活度也可以用平衡相对湿度ERH表示。Aw在数值上等于食品的平衡相对湿

5、度值ERH除以100。ERH：是指物料既不吸湿也不散湿时的大气相对湿度。自由水水分活度测定方法：检测水分活度的仪器主要有电湿度计、附敏感器的湿动仪、水分活度测定仪等。相对湿度传感器测定法：将已知含水量的样品置于恒温密闭的小容器中，达到平衡；用湿度传感器测定其空间的湿度，即可得出ERH，Aw=ERH/100得到样品的水分活度。二、水分活度与含水量的关系以水分活度为横坐标，以每克干物质中的水分含量（g）为纵坐标，描绘在某温度下的水分活度与含水量的关系，得到水分活度与含水量的关系图，如图所示。图中看出，在高含水量区水分活度接近1

6、.0；在低含水量区，含水量很小的变动即可导致水分活度很大的变动。三、水分活度对食品品质的影响各种食品在一定条件下都各有其一定的水分活度，各种微生物及各种生物化学反应也都有各自适应的Aw范围，这一范围通常叫做Aw的阈值。只要计算出微生物、化学以及生物化学反应所需要的Aw值，就可能控制食品加工的条件和预测食品的耐藏性。（1）水分活度对干燥和半干燥食品品质的影响水分活度对干燥和半干燥食品的品质有较大的影响。当Aw从0.2增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加。控制Aw在0.35-0.5可保持干燥食品的理想品质。A

7、w在0.4-0.5时，肉干的硬度及耐嚼性最大；Aw增加，肉干的硬度及耐嚼性都降低。为了避免绵白糖、奶粉以及速溶咖啡结块或变硬发黏，都需要使产品具有相当低的Aw。另外，饼干、爆米花等市售的各种脆性食品，必须在较低的Aw时才能保持酥脆。（2）水分活度对微生物生长繁殖的影响食品中各种微生物的生长繁殖，主要是由其水分活度而不是由其总含水量所决定的。不同的微生物生长都有其事宜的水分活度范围，其中细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。当Aw低于某种微生物生长所需的最低Aw时，这种微生物就不能生长。另外，同一种微生物在不

8、同溶质的水溶液中生长所需的Aw是不同的，如金黄色葡萄球菌生长的最低Aw在乳粉中是0.861，而在酒精中则是0.973。表1-1食品水分活度与微生物生长的关系Aw范围在此Aw范围内所能抑制的微生物在此Aw范围内食品0.95-1.00假单胞菌、大肠杆菌、变形杆菌、芽孢杆菌、志贺氏菌属、克雷伯氏菌属、产气荚