食品化学第2章水分newppt课件.ppt

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1、第2章水分Water1理解水与冰的结构及在食品中的性质；理解水与离子、离子基团、具有氢键键合能力的中性基团和非极性物质间的相互作用；理解水分活度的定义和水分吸着等温线；掌握水分活度对温度的相依性，水分活度与食品的稳定性的关系；了解在冰点温度以下，冰与食品质量的关系及其在储藏和加工中的运用。基本要求重点难点水分活度的概念及其与食品稳定性的关系。2本章主要内容水分活度与食品稳定性的关系水的功能水的结构与性质食品中水的存在状态水分活度和水分吸着等温线食品中的水含量3生命之源组成机体，维持生命活动，调节代谢4一、食品中的水含量水是食品中

2、非常重要的一种成分，是构成大多数食品的主要组成，也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面包35果酱　　　　28蜂蜜20奶油16稻米面粉12奶粉4酥油0表2.1某些代表性食品的含水量5一、食品中的水含量各种食品都有显示其品质的特征含水量，如:果蔬：75%～95%；肉类：50%～80%；面包：35%～45%；谷物：10%～15%；鱼类：70%～80%。6二、水的功能水

3、在食品工艺学方面的功能食品理化性质：起着溶解、分散蛋白质、淀粉等水溶性成分的作用食品质地方面：对食品的新鲜度、硬度、风味、流动性、色泽、耐贮性和加工适应性有影响食品安全性：水是微生物繁殖的必需条件食品工艺角度：水起着膨润、浸透、均匀化等功能；大多数食品加工的单元操作都与水有关，如干燥、浓缩、冷冻等7二、水的功能水在食品生物学方面的功能水是良好的溶剂；水为必须的生物化学反应提供一个物理环境水是体内物质运输的载体；水是维持体温的载温体；水是体内摩擦的润滑剂；8三、水和冰的结构与性质水是唯一的以三种物理状态广泛存在的物质。固态液态气态

4、91.在气态状态下水主要以单个分子的形式存在。三、水和冰的结构与性质水分子几何构型10三、水和冰的结构与性质水分子的结构成键轨道112.在液态状态下水主要以缔合状态（H2O）n存在，n可变。不同的缔合形式，可导致水分子之间的缔合数大于4。靠偶极力相互吸引靠氢键相互吸引三、水和冰的结构与性质12三、水和冰的结构与性质1.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。2.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稳定的多重氢键。氢键供体氢键受体氢键供体氢键供体氢键受体氢键受体水分子

5、的缔合13水以分子晶体的形式存在。3.在固态（冰）状态下三、水和冰的结构与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。普通冰的晶胞可如图所示：还有不规则树枝状、粗糙球状、易消失的球晶等14三、水和冰的结构与性质水异常的物理性质1、高熔点(0℃)，高沸点(100℃)；2、介电常数大；3、表面张力高；4、热容和相转变热焓高；熔化热、蒸发热和升华热5、密度低，凝固时的异常膨胀率;6、粘度正常；15三、水和冰的结构与性质纯水是具有一定结构的液体。液体水的结构与冰的结构的区别在于它们的配位数和两个水

6、分子之间的距离（下表）。水与冰结构中水分子之间的配位数和距离状态和温度配位数O-H…O距离冰（0℃）水（1.5℃）水（83℃）4.04.44.90.276nm0.290nm0.305nm⑴液体水的结构是不稳定的，并不是单纯的由氢键构成的四面体形状。通过“H-桥”的作用，水分可形成短暂存在的多边形结构；⑵水分子中氢键可被溶于其中的盐及具有亲水/疏水基团分子破坏。注意16四、食品中水的存在状态理解食品中水的存在状态是掌握水在食品中的作用及各种与水相关的加工技术的关键。而水在食品中的存在状态说到底是水在食品中和各类食品物质之间的关系及

7、水的存在量。当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的盐类物质时，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之间的作用：4.1水与溶质的相互作用4.1.1与离子或离子基团的相互作用17四、食品中水的存在状态由于离子带有完整的电荷，因此它们和水分子之间的极性作用比水分子之间的氢键连接还要强，如Na+与水分子之间的结合能力大约是水分子间氢键连接力的4倍。正是由于自由离子和水分子之间的强的相互作用，导致破坏原先水分子之间的缔合关系，使一部分水固定在了离子的表面，此即离子水合作用。1

8、8随着离子种类的变化及所带电荷的不同，与水之间的相互作用也有所差别。大致可以分作两类：[1]能阻碍水分子之间网状结构的形成（净结构破坏效应），其溶液的流动性比水大，此类离子一般为负离子和大的正离子，如：K+、Rb+、Cs+、NH4+、Cl-、Br-、I-、NO3