食品化学第二章 水.ppt

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1、第二章水主要内容第一节引言第二节水、冰的结构和性质第三节食品中水与非水组分之间相互作用第四节食品中水的存在状态第五节水分活度第六节水与食品的稳定性第七节分子移动性与食品稳定性第一节引言生物体系的基本成分包括：蛋白质、碳水化合物、脂质、核酸、维生素、矿物质和水。水是最普遍存在的组分，占50%～90%。是其它食品组分的溶剂。水在食品中的重要作用a.水是食品的重要组成成分，是形成食品加工工艺考虑的重要因素；食品名称　　　水分%食品名称　　　水分%食品名称　　　水分%番茄95莴苣95卷心菜92啤酒90柑橘87苹果汁87牛奶87马铃薯78香蕉75鸡70肉65面

2、包35果酱28蜂蜜20奶油16稻米面粉12奶粉4酥油0某些代表性食品的含水量b.水分含量、分布和状态对于食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度会产生极大的影响；c.是引起食品化学变化及微生物作用的重要原因，直接关系到食品的贮藏特性。水与食品加工的关系大多数食品加工的单元操作都与水有关。干燥、浓缩、冷冻、水的固定。复水、解冻没有完全成功。了解水在食品中的存在形式是掌握食品加工和保藏技术原理的基础。第二节水、冰的结构和性质一、水分子的结构二、水分子的缔合与水的三态由于水分子的极性及两种组成原子的电负性差别，导致水分子之间可以通过形成氢键而呈现缔合状态：由

3、于每个水分子上有四个形成氢键的位点，因此每个水分子的可以通过氢键结合4个水分子。由于水分子之间可以以不同数目和不同形式结合，因此缔合态的水在空间有不同的存在形式，如：由于水分子之间除了通过氢键结合外，还有极性的作用力，因此水分子之间的缔合数可能大于4。水分子缔合的原因有哪些？氢键静电效应H-O键的极性在通常情况下，水有三种存在状态，即气态、液态和固态。水的存在状态与水分子之间的缔合程度的关系：在气态下，水分子之间的缔合程度很小，可看作以自由的形式存在。在液态，水分子之间有一定程度的缔合，几乎没有游离的水分子，由此可理解为什么水具有高的沸点。在固态也就

4、是结冰的状态下，水分子之间的缔合数是4，每个水分子都固定在相应的晶格里，这也是水的熔点高的原因。水的黏度与水分子之间缔合的关系：水具有一定的黏度是因为水分子在大多数情况下是缔合的。水的流动性与水分子之间缔合的关系：水具有流动性是因为水分子之间的缔合是动态的。当水分子在很短的时间内改变它们与临近水分子之间的氢键键合关系时，会改变水的流动性。三、冰的结构和性质冰是水分子通过氢键相互结合、有序排列形成的低密度、具有一定刚性的六方形晶体结构。在冰的晶体结构中，每个水和另外4个水分子相互缔合，O－O之间的最小距离为0.276nm，O－O－O之间的夹角为109°

5、。纯水的结晶过冷温度结晶尽管冰点是0℃，但常并不在0℃结冻，而是出现过冷状态，只有当温度降低到零下某一温度时才可能出现结晶（加入固体颗粒或振动可促使此现象提前出现），把开始出现稳定晶核时的温度叫过冷温度。出现冰晶时温度迅速回升到0℃一般食品的结晶低共熔点结晶一般食品中的水均是溶解了其它可溶性成分所形成的溶液，因此其结冰温度均低于0℃。把食品中水完全结晶的温度叫低共熔点，大多数食品的低共熔点在-55～-65℃之间。冷藏食品一般不需要如此低的温度，如我国冷藏食品的温度一般定为-18℃,这个温度离低共熔点相差甚多，但已使大部分水结冰，且最大程度的降低了其中

6、的化学反应。食品所含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。一般有4种类型，即六方形、不规则树状、粗糙球状、易消失的球晶。六方形是多见的、在大多数冷冻食品中重要的结晶形式。这种晶形形成的条件是在最适的低温冷却剂中缓慢冷冻，并且溶质的性质及浓度不严重干扰水分子的迁移。现代食品冷藏技术中提倡速冻，这是因为速冻形成的冰晶细小，呈针状，冻结时间短且微生物活动受到更大限制，从而保证了食品品质。四、水、冰的物理特性与食品质量关系a.水的熔点、沸点比质量和组成相近的分子高如甲烷的b.p：-162℃，m.p：-183℃，而水在0.1MPa下b.p

7、：100℃，m.p：0℃，这些特性将对食品加工中的冷冻和干燥过程产生很大的影响。b.水在冻结时体积增加水的密度较低，水在冻结时体积增加，表现出异常的膨胀行为，这会使得含水的食品在冻结的过程中其组织结构遭到破坏。c.食品冻结速度比解冻速度快水的热导率较大，然而冰的热导率却是水同温度下的4倍。这说明冰的热传导速度比非流动水（如动、植物组织内的水）快得多，水的冻结速度比熔化速度快得多。d.冰可以用来降温和冷藏冰的热扩散速度是水的9倍，因此在一定的环境条件下，冰的温度变化速度比水大得多。1、与离子或离子基团的相互作用当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的

8、盐类物质时，这些物质由于在水中可以溶解而且解离出带电荷的离子，因而可以固定相当数量的水。例如食品中的食盐和水