《食品中的水》PPT课件.ppt

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1、第二章食品中的水概述水和冰的结构及性质食品中水的存在状态水分活度吸湿等温线水分活度与食品稳定性冰在食品稳定性中的作用含水食品的水分转移分子流动性对食品稳定性的影响主要内容2.1概述是食品的主要组成成分，因而食品中水的含量、分布和状态对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜度产生极大的影响。食品中水分是引起食品化学性或微生物性变质的重要原因，直接关系到食品的储藏特性。2.1.1水在食品中的作用1水在食品工艺学方面的功能及作用a从食品理化性质上讲，水在食品中起着溶解、分散蛋白质、淀粉等说溶性成分的作用，使它们形成溶液或凝胶。b从食品质地方面讲，水

2、对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味、耐贮性和加工适应性都具有重要的影响。c从食品安全性讲，水是微生物繁殖的必需条件，但水能去除食品加工过程中的有害物质。d从食品工艺的角度讲，水起着膨润、浸透、均匀化等功能。2水在食品生物学方面的功能和作用a水是食品中的介质，亦是化学反应的反应物和产物，是组织或细胞所需养分和代谢物质以及排泄物质转运的载体。b稳定生物大分子的构象，使之表现出特异的生物学活性。c水的比热大，可用来调节温度、平衡温度。d水是构成机体的重要成分。e水可对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤。2.1.2水和冰的物理性质1水的三态水是地球上

3、唯一的以三种物理状态同时存在的物质。潜热：在冰融化为水和水汽化为水蒸汽的过程中，热量的加入，只使水的相态发生了变化，没有温度的升高，在食品工程上，此类热量均称为潜热。显热：与潜热相对应，无相变时，使冰、水、汽温度升高的热量则称为显热。2水和冰的物理性质水和冰的物理常数a.水的熔点、沸点、介电常数、表面张力、热容和相变热均比质量和组成相近的分子高得多，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.水的热导率较大，然而冰

4、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；因此水的冻结速度比熔化速度要快得多；d.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。2.2水和冰的结构及性质2.2.1水分子的结构单个水分子的结构特征a水分子的四面体结构有对称性。bH—O共价键有离子性。C氧的另外两对孤对电子有静电力。dH—O键具有电负性。2.2.2水分子的缔合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。由于每个水分子上有四个形成氢键的位点，因此每个水

5、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。2.2.3冰的结构1纯冰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。2冰的分类（按冷冻速度和对称要素分）a六方形冰晶；b不规则树枝状冰晶；C粗糙的球状冰晶；d易消失的球状冰晶及各种中间体。2.2.4液态水的结构a水是呈四面体的网络结构；b水分子之间的氢键网络是动态的；C水分子氢键键合程度取决于温度.水

6、部分地保留了冰的敞开、氢键和四面体排列例证：冰的融化热是6.02可kJ/mol,而水分子间氢键的键能为13-25kJ/mol,因此即使融化热全部用来打断冰中的氢键，至多也只有0.5mol氢键被打断，因此冰融化为水后，原存在与于冰内的大量氢键依然保存在液态水中。水和冰的结构分析，可解释水和冰物理性质上的众多异常（水与结构相似的化合物相比，具有较高的熔点、沸点、热容、相变热）和差异（水的密度比冰大，冰的热传导系数比同温度下的水大）。这些与打破分子间氢键所需的额外能量及冰与水的结构有关。2.3食品中水的存在状态2.3.1水与溶质的相互作用1食品

7、中水与离子和离子基团的相互作用即离子水合作用，是结合最紧密的水水与离子和离子基团的相互作用许多食品成分，如蛋白质、多糖（淀粉或纤维素）、果胶等，其结构中含有大量的极性基团，如羟基、羧基、氨基、羰基等，这些极性基团均可与水分子通过氢键相互结合。因此通常在这些物质的表面总有一定数量的被结合、被相对固定的水。2与具有氢键键合能力的中性分子或基团的相互作用水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用3与非极性物质的相互作用非极性的分子通常包括烃类、脂类、甾萜类等，通过化学的手段也可在一些含极性基团的分子（如蛋白质等）中引入非极性部分（基团）。当水中存

8、在非极性物质，即疏水性物质时，由于它们与水分子产生斥力，可以导致疏水分子附近的水分子之间的氢键键合增强。2.3.2食品中水的存在状态及性质结合水：包括化合水、邻近水和多层水；自由水：包括滞化水