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第二章 水第1页，共69页，编辑于2022年，星期二第2页，共69页，编辑于2022年，星期二2.1 2.1 食品中的水分含量及功能食品中的水分含量及功能2.1.1 2.1.1 水分含量水分含量 一般生物体及食品中水分含量为一般生物体及食品中水分含量为3 397%97%1)1)水在生物体内的含量水在生物体内的含量 约约7080%7080%第3页，共69页，编辑于2022年，星期二水在动物体内的含量特点水在动物体内的含量特点 随动物年龄的增加而减少，成人含水量随动物年龄的增加而减少，成人含水量为为5867%5867%。不同部位水分含量不同：不同部位水分含量不同：皮肤皮肤 6070%6070%；肌肉及器脏肌肉及器脏 7080%7080%；骨骼骨骼 1215%1215%。第4页，共69页，编辑于2022年，星期二水在植物体内的含量特点水在植物体内的含量特点营养器官组织（根、茎、叶的薄壁组织）营养器官组织（根、茎、叶的薄壁组织）含量最高含量最高 7090%7090%。繁殖器官组织（种子、微生物的孢子）繁殖器官组织（种子、微生物的孢子）含量最低含量最低 1215%1215%。第5页，共69页，编辑于2022年，星期二某些食品的水分含量表某些食品的水分含量表2 21 1 食品食品 水分含量水分含量 (%)(%)白菜，菠菜白菜，菠菜 909095 95 猪肉猪肉 535360 60 新鲜蛋新鲜蛋 74 74 奶奶 88 88 冰淇淋冰淇淋 65 65 大米大米 12 12 面包面包 35 35 饼干饼干 3 38 8 奶油奶油 15-15-20202020第6页，共69页，编辑于2022年，星期二2.2 2.2 水的功能水的功能2.2.1 2.2.1 水在生物体内的功能水在生物体内的功能 1.1.稳定生物大分子的构象，使其表现特异的生稳定生物大分子的构象，使其表现特异的生物活性物活性 2.2.体内化学介质，使生物化学反应顺利进行体内化学介质，使生物化学反应顺利进行 3.3.营养物质，代谢载体营养物质，代谢载体 4.4.热容量大，调节体温热容量大，调节体温 5.5.润滑作用润滑作用 此外，水还具有镇静、强壮效果；保护眼此外，水还具有镇静、强壮效果；保护眼睛，降脂减肥和美容作用。睛，降脂减肥和美容作用。第7页，共69页，编辑于2022年，星期二2.2.2 2.2.2 水的食品功能水的食品功能1.食品的组成成分食品的组成成分 2.2.显示色、香、味、形、质构特征显示色、香、味、形、质构特征 3.3.分散蛋白质、淀粉、形成溶胶分散蛋白质、淀粉、形成溶胶 4.4.影响鲜度、硬度影响鲜度、硬度 5.5.影响加工，起浸透、膨胀作用影响加工，起浸透、膨胀作用 6.6.影响储藏性影响储藏性第8页，共69页，编辑于2022年，星期二第9页，共69页，编辑于2022年，星期二第10页，共69页，编辑于2022年，星期二2.3 2.3 水的物理性质水的物理性质2.3.1 2.3.1 水的三态水的三态1 1、以水、以水汽（汽（100/1100/1个大气压）个大气压）2 2、水、水冰（冰（0/10/1个大气压）个大气压）3 3、汽、汽冰（冰（0/611Pa0/611Pa以下）以下）特点特点:具有水、汽、冰三相共存具有水、汽、冰三相共存（0.0098/611Pa0.0098/611Pa）第11页，共69页，编辑于2022年，星期二 *2.3.2 2.3.2 水的重要物理性质水的重要物理性质水的许多物理性质：如熔点、沸点、比水的许多物理性质：如熔点、沸点、比热容、熔化热、蒸发热、表面张力和界热容、熔化热、蒸发热、表面张力和界电常数都明显偏高电常数都明显偏高.*原因原因:水分子间存在着三维氢键缔合的缘故水分子间存在着三维氢键缔合的缘故第12页，共69页，编辑于2022年，星期二1.1.水的密度在水的密度在44最大最大，为，为1 1；00时冰密度时冰密度为为0.917,0.917,水结冰时水结冰时,体积膨胀约体积膨胀约9%(1.62ml/L).9%(1.62ml/L).实际应用实际应用:这种性质易对冷冻食品的结构造成机械损这种性质易对冷冻食品的结构造成机械损伤伤,是冷冻食品行业中应关注的问题是冷冻食品行业中应关注的问题 第13页，共69页，编辑于2022年，星期二2.2.水的沸点与气压呈正相关关系水的沸点与气压呈正相关关系.当气压升高时当气压升高时,则其沸电升高则其沸电升高;当气压下降，则沸点降低。当气压下降，则沸点降低。实际应用实际应用:(1)(1)热敏性的食品如牛奶、肉汁、果汁等的浓热敏性的食品如牛奶、肉汁、果汁等的浓缩通常采用减压或真空方式来保护食品的缩通常采用减压或真空方式来保护食品的营养物质营养物质 (2)(2)不易煮烂的食物，如动物的筋、骨、牛肉等可不易煮烂的食物，如动物的筋、骨、牛肉等可采用高压蒸煮，采用高压蒸煮，低酸性的罐头的杀菌低酸性的罐头的杀菌 (3)(3)高原上做饭应采用高压高原上做饭应采用高压第14页，共69页，编辑于2022年，星期二3.3.水的比热较大水的比热较大 水的比热大是因为当温度升高时，除了分水的比热大是因为当温度升高时，除了分子动能需要吸收热量外，同时缔合的分子子动能需要吸收热量外，同时缔合的分子转化为单分子时也需要吸收热量所致。使转化为单分子时也需要吸收热量所致。使得水温不易随气温的变化而异。比如海洋得水温不易随气温的变化而异。比如海洋性气候就是如此。性气候就是如此。第15页，共69页，编辑于2022年，星期二4.4.水的介电常数很高水的介电常数很高,水的溶解能力强水的溶解能力强 2020时，水为时，水为80.3680.36，生物体的干物质的介电常数为生物体的干物质的介电常数为2.24.02.24.0。介电常数高，可促进电解质的解离，所介电常数高，可促进电解质的解离，所以对酸、碱、盐等电解质和蛋白质在水以对酸、碱、盐等电解质和蛋白质在水中的溶解是非常重要的。中的溶解是非常重要的。第16页，共69页，编辑于2022年，星期二5.5.冰的导电系数与热传递系数均比水的冰的导电系数与热传递系数均比水的大，分别大大，分别大3 3倍与倍与4 4倍倍 也就是说，在一定的环境中，冰改变也就是说，在一定的环境中，冰改变自身的温度要比水的快得多，所以同自身的温度要比水的快得多，所以同一食物的解冻要比冻结快得多一食物的解冻要比冻结快得多第17页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.4 2.4 食品中的水分状态食品中的水分状态 及与溶质间的相互关系及与溶质间的相互关系(1)(1)2.4.1 2.4.1 水分状态水分状态 2.4.1.1 2.4.1.1 结合水（束缚水，结合水（束缚水，bound waterbound water，化学，化学结合水）结合水）作用力：配位键，氢键，部分离子键作用力：配位键，氢键，部分离子键 特点：在特点：在-40-40以上不结冰，不能作为外以上不结冰，不能作为外来溶质的溶剂来溶质的溶剂 第18页，共69页，编辑于2022年，星期二单分子层水单分子层水（monolayer watermonolayer water）:与食物的非与食物的非水组分中水组分中离子或强极性基团如氨基离子或强极性基团如氨基、羧基等直接以离子键或氢键结合的第一、羧基等直接以离子键或氢键结合的第一个水分子层中的水称之。约为总水量的个水分子层中的水称之。约为总水量的0.5%0.5%。多分子层水多分子层水（multilayer watermultilayer water）:处于单分子处于单分子层水外的几层水分子或与非水组分所含层水外的几层水分子或与非水组分所含的的弱极性基团弱极性基团如羟基、酰胺基等如羟基、酰胺基等形成的形成的氢键氢键的水分子。的水分子。第19页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.4 2.4 食品中的水分状态食品中的水分状态 及与溶质间的相互关系及与溶质间的相互关系(2(2)2.4.1.2 2.4.1.2 自由水（自由水（free waterfree water）（体相水，游离）（体相水，游离水，吸湿水）水，吸湿水）作用力：物理方式截留，生物膜或凝胶作用力：物理方式截留，生物膜或凝胶内大分子交联成的网络所截留；毛细管内大分子交联成的网络所截留；毛细管力力 特点：特点：可结冰，溶解溶质；测定水分含可结冰，溶解溶质；测定水分含量时的减少量；可被微生物利用。量时的减少量；可被微生物利用。第20页，共69页，编辑于2022年，星期二毛细管水毛细管水:毛细管径毛细管径0.1um,0.1um,约为几约为几 几十几十umum时时,其内的水属于自由水。其内的水属于自由水。自由流动水（截留水、自由水）自由流动水（截留水、自由水）第21页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.4 2.4 食品中的水分状态食品中的水分状态 及与溶质间的相互关系及与溶质间的相互关系(3)(3)2.4.2 2.4.2 水水溶质间的相互关系溶质间的相互关系2.4.2.1 2.4.2.1 水与离子和离子基团的相互作用水与离子和离子基团的相互作用 作用力：极性结合，偶极作用力：极性结合，偶极离子相互作用离子相互作用 阻碍水分子的流动的能力大于其它溶质；阻碍水分子的流动的能力大于其它溶质；水水离子键的强度大于水离子键的强度大于水水氢键；水氢键；破坏水的正常结构破坏水的正常结构,阻止水在阻止水在00时结冰，对时结冰，对冰的形成造成一种阻力冰的形成造成一种阻力 第22页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.4 2.4 食品中的水分状态食品中的水分状态 及与溶质间的相互关系及与溶质间的相互关系(4)(4)2.4.2.2.4.2.水与可形成氢键的中性基团的相互作用水与可形成氢键的中性基团的相互作用 水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等形成氢键；形成氢键；作用力小于水与离子间作用力；流动性小；对作用力小于水与离子间作用力；流动性小；对水的网状结构影响小；阻碍水结冰；水的网状结构影响小；阻碍水结冰；大分子内或大分子间产生大分子内或大分子间产生“水桥水桥”第23页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.4 2.4 食品中的水分状态食品中的水分状态 及与溶质间的相互关系及与溶质间的相互关系(5)(5)2.4.1.3 2.4.1.3 水与非极性物质的相互作用水与非极性物质的相互作用 笼形水合物笼形水合物的形成：由于非极性基团与水的形成：由于非极性基团与水分子产生斥力，使疏水基团附近的水分子分子产生斥力，使疏水基团附近的水分子间氢键键合力间氢键键合力 “笼形水合物笼形水合物”:20:207474个水分子将个水分子将“客客体体”包在其中包在其中 作用力：作用力：范德华力、少量静电力、疏水基团间的缔范德华力、少量静电力、疏水基团间的缔合作用合作用 第24页，共69页，编辑于2022年，星期二 2.5 2.5 水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性(1)(1)*2.5.1 2.5.1 水分活度的意义水分活度的意义 问题问题(1)(1)含水含水18%18%的果脯与含水的果脯与含水18%18%的小麦比的小麦比较，哪种耐储藏？较，哪种耐储藏？水分活度水分活度:食品中水的蒸汽分压与同温度食品中水的蒸汽分压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示下纯水饱和蒸汽压之比表示 Aw=P/PoAw=P/Po第25页，共69页，编辑于2022年，星期二2.5 2.5 水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性(2)(2)对于纯水：对于纯水：P=Po Aw=1P=Po Aw=1；而对于食品中的水分，因其中溶有其它而对于食品中的水分，因其中溶有其它物质，所以物质，所以P P总是总是PP。,故故Aw1Aw1。根据拉乌尔定律：根据拉乌尔定律：AwAw还可用平衡相对湿度还可用平衡相对湿度（ERH)ERH)表示表示 ：Aw=P/Po=ERH/100Aw=P/Po=ERH/100第26页，共69页，编辑于2022年，星期二2.5 2.5 水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性(3)(3)#2.5.2 Aw2.5.2 Aw与温度的关系与温度的关系 AwAw是温度的函数，而且与温度成正比是温度的函数，而且与温度成正比原因：原因：P P、PoPo、RHRH与温度有关，故与温度有关，故 Aw=P/Po=ERH/100Aw=P/Po=ERH/100也与其有关。也与其有关。当含水量相等时，温度越高，当含水量相等时，温度越高，AwAw越大。越大。除此之外，除此之外，AwAw还与食品的组成有关。还与食品的组成有关。第27页，共69页，编辑于2022年，星期二 2.5 2.5 水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性(4)(4)低于冰点时，低于冰点时，AwAw与温度的关系与温度的关系由于冰的存在由于冰的存在，AwAw不再象冻结前那样受不再象冻结前那样受其内容物组成与含量的影响，其内容物组成与含量的影响，只纯粹与只纯粹与温度有关。温度有关。第28页，共69页，编辑于2022年，星期二例如：某食品例如：某食品Aw=0.86Aw=0.86，在在2020时，由于该温度是微生物和酶较适时，由于该温度是微生物和酶较适宜的生长或作用温度，宜的生长或作用温度，AwAw又较高，故微又较高，故微生物易繁殖生长，化学反应也容易进行，生物易繁殖生长，化学反应也容易进行，因此食品就容易腐败变质。因此食品就容易腐败变质。在在-15-15时，由于低温，本身抑制了微生物时，由于低温，本身抑制了微生物的繁殖，钝化了酶，所以化学反应几乎不的繁殖，钝化了酶，所以化学反应几乎不进行，故食品在该温度下可以保持不坏。进行，故食品在该温度下可以保持不坏。第29页，共69页，编辑于2022年，星期二 结论结论冰点以上或以下，冰点以上或以下，AwAw对食品稳定性影对食品稳定性影响是不同的。响是不同的。高于冰点时，高于冰点时，AwAw与食品组成及有关，与食品组成及有关，其中食品组成是主要因素，当组成水其中食品组成是主要因素，当组成水相同时，上升，则相同时，上升，则AwAw上升。上升。低于冰点时，低于冰点时，AwAw仅与温度有关，与仅与温度有关，与食品组成无关。食品组成无关。第30页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.5.3 2.5.3 吸湿等温线吸湿等温线2.5.3.1 2.5.3.1 定义及意义定义及意义*1.1.定义：定义：在等温条件下，以食品含水量为纵坐标，在等温条件下，以食品含水量为纵坐标，以以AwAw为横坐标作图，所得曲线称为吸湿为横坐标作图，所得曲线称为吸湿等温线。等温线。不同食品，因其化学组成和组织结构不同，不同食品，因其化学组成和组织结构不同，对水束缚能力不一样，有不同的吸湿等温线，对水束缚能力不一样，有不同的吸湿等温线，但都为型。但都为型。第31页，共69页，编辑于2022年，星期二2)2)意义：意义：吸湿等温线表示了食品的吸湿等温线表示了食品的AwAw与含水量对应与含水量对应关系，除去水（浓缩、干燥）的难易程关系，除去水（浓缩、干燥）的难易程度与度与AwAw有关有关.1.1.配制食品混合应注意水在配料间的转配制食品混合应注意水在配料间的转移移 2.2.测定包装材料的阻湿性质测定包装材料的阻湿性质3.3.测定一定水分含量与微生物生长的关测定一定水分含量与微生物生长的关系系4.4.预测食品稳定性与水分含量的关系。预测食品稳定性与水分含量的关系。第32页，共69页，编辑于2022年，星期二.5.3.2.吸湿等温线与温度的关系升高，则升高，则AwAw升高，对同一食品，升高，对同一食品，升高，形状近似不变，曲线位置向下升高，形状近似不变，曲线位置向下方移动方移动.不同温度下马铃薯的吸湿等温线如下不同温度下马铃薯的吸湿等温线如下页页第33页，共69页，编辑于2022年，星期二不同温度下马铃薯的吸湿等温线不同温度下马铃薯的吸湿等温线第34页，共69页，编辑于2022年，星期二#2.5.3.3 2.5.3.3 吸湿等温线的滞后现象吸湿等温线的滞后现象 第35页，共69页，编辑于2022年，星期二 测定水加入到干燥食品的吸湿（吸附）等温线与测定水加入到干燥食品的吸湿（吸附）等温线与测定高水分食品测定高水分食品脱水的解吸等温线；二线不完脱水的解吸等温线；二线不完全重合，显示吸湿等温线滞后环全重合，显示吸湿等温线滞后环吸湿等温线的滞后现象吸湿等温线的滞后现象 ;吸湿（吸附）等温线与解吸等温线不完全重吸湿（吸附）等温线与解吸等温线不完全重合的现象合的现象第36页，共69页，编辑于2022年，星期二水分含量相同时，对应的水分含量相同时，对应的Aw Aw，解湿，解湿 吸湿吸湿 原因：原因：吸湿到食品内的水，还未充分被食品组分束吸湿到食品内的水，还未充分被食品组分束缚，没有使食品完全缚，没有使食品完全“复原复原”影响因素影响因素:食品品种不同，滞后环不同食品品种不同，滞后环不同同一食品，不同温度，滞后环也不同同一食品，不同温度，滞后环也不同不同的解吸方法不同的解吸方法,滞后环也不同滞后环也不同第37页，共69页，编辑于2022年，星期二2.5.3.4 2.5.3.4 吸湿等温线分区吸湿等温线分区(1)(1)为了说明吸湿等温线的内在含义，并与为了说明吸湿等温线的内在含义，并与水的存在状态紧密联系，可以将其分水的存在状态紧密联系，可以将其分为为、区。区。区区 Aw=0Aw=00.25 0.25 约约0 00.07g0.07g水水/g/g干物质干物质 作用力：作用力：H2OH2O离子，离子，H2OH2O偶极，配位键偶极，配位键 属单分子层水（含水合离子内层水）属单分子层水（含水合离子内层水）不能作溶剂，不能作溶剂，-40-40以上不结冰，与腐以上不结冰，与腐败无关败无关 第38页，共69页，编辑于2022年，星期二2.5.3.4 2.5.3.4 吸湿等温线分区吸湿等温线分区(2)(2)区区Aw=0.25Aw=0.250.80.8（加（加区区,0.45gH2O/g,0.45gH2O/g干）干）作用力：作用力：氢键、氢键、H2OH2OH2OH2O、H2OH2O溶质溶质 属多分子层水，加上属多分子层水，加上区约占高水食品区约占高水食品的的5%5%不作溶剂，不作溶剂，-40-40以上不结冰，但接近以上不结冰，但接近0.80.8（AwAw）的食品，可能有变质现象）的食品，可能有变质现象 第39页，共69页，编辑于2022年，星期二2.5.3.4 2.5.3.4 吸湿等温线分区吸湿等温线分区(3)(3)区，新增的水为自由水，区，新增的水为自由水，（截留（截留+流动）多者可达流动）多者可达20g H2O/g20g H2O/g干物质干物质 可结冰，可作溶剂可结冰，可作溶剂 划分区不是绝对的，可有交叉，连续变划分区不是绝对的，可有交叉，连续变化化第40页，共69页，编辑于2022年，星期二第41页，共69页，编辑于2022年，星期二第42页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.5.4 Aw2.5.4 Aw与微生物繁殖的关系与微生物繁殖的关系微生物的生长繁殖需要水，适宜的微生物的生长繁殖需要水，适宜的AwAw一般一般情况如下：情况如下：Aw 0.90 Aw 0.90 大多数细菌大多数细菌 0.87 0.87 大多酵母大多酵母 0.80 0.80 大多霉菌大多霉菌 0.80.80.6 0.6 耐盐、干、渗透压细菌、酵耐盐、干、渗透压细菌、酵母、霉菌母、霉菌 0.50 0.50 任何微生物均不生长繁殖任何微生物均不生长繁殖第43页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.5.5 Aw2.5.5 Aw与酶促反应的关系与酶促反应的关系水可作为介质，活化底物和酶水可作为介质，活化底物和酶 Aw 0.8 Aw 0.8 大多数酶活力受到抑制大多数酶活力受到抑制 Aw=0.25Aw=0.250.3 0.3 淀粉酶、多酚氧化酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶抑制或丧失活力过氧化物酶抑制或丧失活力 但脂肪酶在但脂肪酶在Aw=0.1Aw=0.10.30.3仍保持其活性，仍保持其活性，如肉脂类（因为活性基团未被水覆盖，易如肉脂类（因为活性基团未被水覆盖，易与氧作用）与氧作用）第44页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.5.6 Aw2.5.6 Aw与非酶反应的关系与非酶反应的关系(1)(1)2.6.3.1 Aw2.6.3.1 Aw与非酶褐变与非酶褐变 Aw 0.2 VAw 0.2 V最小，褐变难于发生最小，褐变难于发生Aw 0.7Aw 0.7 VAw 0.7 V降低（因为降低（因为H2OH2O稀释了反应物稀释了反应物浓度）浓度）第45页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.5.6 Aw2.5.6 Aw与非酶反应的关系与非酶反应的关系(2)(2)2.6.3.2 Aw2.6.3.2 Aw与脂肪的氧化与脂肪的氧化AwAw对脂肪的非酶氧化反应的影响比较复对脂肪的非酶氧化反应的影响比较复杂。杂。Aw 0.4 Aw V(MO2Aw 0.4 Aw V Aw 0.4 Aw V（H2OH2O溶解溶解O2O2，溶胀，溶胀后催化部位暴露，氧化后催化部位暴露，氧化VV）Aw 0.8 Aw V(Aw 0.8 Aw V(稀释浓度稀释浓度)第46页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.5.6 Aw2.5.6 Aw与非酶反应的关系与非酶反应的关系(3)(3)AwAw与水溶性色素分解，维生素分解与水溶性色素分解，维生素分解 Aw VAw V分解分解 第47页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.6 2.6 结冰对食品稳定性影响（结冰对食品稳定性影响（1 1）食品结冰时食品结冰时 1.1.非冻结相中，溶质变浓，非冻结相中，溶质变浓，产生浓缩效应产生浓缩效应未冻结的未冻结的pHpH、粘度、离子强度、氧化还、粘度、离子强度、氧化还原电位、胶体性质等发生变化。原电位、胶体性质等发生变化。加速一加速一些化学反应：些化学反应：蔗糖在酸催化下水解反应，肌红蛋白褐蔗糖在酸催化下水解反应，肌红蛋白褐变变 蛋白质变性蛋白质变性 S S 第48页，共69页，编辑于2022年，星期二*2.6 2.6 结冰对食品稳定性影响（结冰对食品稳定性影响（2 2）2.2.冰的体积增加冰的体积增加9%,9%,导致机械伤害导致机械伤害,发生错发生错位现象位现象 氧化反应（氧化反应（VCVC、脂肪、脂肪、VAVA、VEVE、-胡萝胡萝卜素卜素）酶催化反应（糖原损失、乳酸酶催化反应（糖原损失、乳酸，高能磷，高能磷酸盐降解酸盐降解）第49页，共69页，编辑于2022年，星期二 2.7 2.7 水对食品质构的影响水对食品质构的影响(1)(1)水水%、AwAw对干、半干、中湿食品质构有影响对干、半干、中湿食品质构有影响 低低AwAw：饼干饼干 脆性脆性 油炸土豆片油炸土豆片 脆性脆性 硬糖硬糖 防粘防粘 固体饮料固体饮料 防结块防结块 中湿：中湿：软糖软糖 防变硬防变硬 蛋糕蛋糕 防变硬防变硬 面包面包 防变硬防变硬 第50页，共69页，编辑于2022年，星期二2.7.1 2.7.1 降低降低AwAw的方法的方法添加吸湿剂可在水分含量不变条件下，降低添加吸湿剂可在水分含量不变条件下，降低AwAw值。值。吸湿剂应该含离子、离子基团或含可形成吸湿剂应该含离子、离子基团或含可形成氢键的中性基团（氢键的中性基团（羟基，羰基，氨基，亚羟基，羰基，氨基，亚氨基，酰基等），即有可与水形成结合水氨基，酰基等），即有可与水形成结合水的亲水性物质。的亲水性物质。如：多元醇：丙三醇、如：多元醇：丙三醇、丙二醇、丙二醇、糖糖 无机盐无机盐 ：磷酸盐（水分保持剂）、食盐：磷酸盐（水分保持剂）、食盐 动、植物、微生物胶：明胶、卡拉胶、黄原动、植物、微生物胶：明胶、卡拉胶、黄原胶胶第51页，共69页，编辑于2022年，星期二2.7 2.7 水对食品质构的影响水对食品质构的影响(2)(2)冷冻方式对质构的影响冷冻方式对质构的影响 速冻、小晶体破坏小；速冻、小晶体破坏小；慢冻，大冰晶破坏大慢冻，大冰晶破坏大 干燥方法对质构的影响干燥方法对质构的影响 空气干燥空气干燥 质构破坏质构破坏 冷冻干燥冷冻干燥 相似质构相似质构 如脱水蔬菜如脱水蔬菜 高温脱水高温脱水 质构破坏质构破坏第52页，共69页，编辑于2022年，星期二2.8 2.8 分子流动性与食品稳定性分子流动性与食品稳定性(1)(1)无定形无定形-非平衡、非结晶状态（过饱和非平衡、非结晶状态（过饱和溶液）溶液）玻璃态玻璃态-以无定形固体存在的物质于以无定形固体存在的物质于玻璃态玻璃态 玻璃化温度玻璃化温度-过饱和溶液转变成玻璃过饱和溶液转变成玻璃态时的温度态时的温度第53页，共69页，编辑于2022年，星期二2.8 2.8 分子流动性与食品稳定性分子流动性与食品稳定性(2)(2)食品的物理变化和化学变化的速度由分子食品的物理变化和化学变化的速度由分子流动性所决定流动性所决定 分子流动性与温度有相依性分子流动性与温度有相依性 大多数食品具有玻璃化温度大多数食品具有玻璃化温度 溶质类型影响玻璃化温度溶质类型影响玻璃化温度 分子的缠结能影响食品的性质（因为阻碍分子的缠结能影响食品的性质（因为阻碍水分的迁移，有助于保持谷物食品的脆性，水分的迁移，有助于保持谷物食品的脆性，减缓冷冻食品的结晶速度减缓冷冻食品的结晶速度 目前，测定分子流动性有困难，在实际应目前，测定分子流动性有困难，在实际应用上不能达到或超过用上不能达到或超过AwAw方法的水平方法的水平。第54页，共69页，编辑于2022年，星期二2.9 2.9 食品水分与食品物理性质的食品水分与食品物理性质的关系关系(1)(1)2.9.1 2.9.1 食品干燥食品干燥食品的干燥或脱水统称为干制食品的干燥或脱水统称为干制 物理性状的改变物理性状的改变:质量的减少和体积的缩小；质量的减少和体积的缩小；色泽的变化；色泽的变化；溶液浓度增加，使食品的冰点下降。溶液浓度增加，使食品的冰点下降。第55页，共69页，编辑于2022年，星期二2.9 2.9 食品水分与食品物理性质的关系食品水分与食品物理性质的关系(2(2)2.9.2 2.9.2 食品浓缩食品浓缩 指从液态食品中除去一定数量的水分指从液态食品中除去一定数量的水分.目的目的1.1.减小食品体积和重量减小食品体积和重量.2.2.干燥前，除去大量水分，减轻干制的负担干燥前，除去大量水分，减轻干制的负担.第56页，共69页，编辑于2022年，星期二2.9 2.9 食品水分与食品物理性质的关系食品水分与食品物理性质的关系(3)(3)1.1.蒸发浓缩蒸发浓缩:是将液态食品的温度提高到沸点，是将液态食品的温度提高到沸点，使食品的自由水蒸发。常用真空浓缩使食品的自由水蒸发。常用真空浓缩.2.2.冷冻浓缩冷冻浓缩:是将液态食品部分冷冻而将纯是将液态食品部分冷冻而将纯的冰晶体移走的冰晶体移走 ,如啤酒的浓缩。如啤酒的浓缩。3.3.薄膜浓缩薄膜浓缩 :在食品和水之间放置一薄膜，并在食品和水之间放置一薄膜，并利用外加能量使水从液态食品一侧通过薄利用外加能量使水从液态食品一侧通过薄膜到达另一侧被除去。膜到达另一侧被除去。第57页，共69页，编辑于2022年，星期二2.9 2.9 食品水分与食品物理性质的关系食品水分与食品物理性质的关系(4)(4)2.9.3 2.9.3 中间水分食品（中湿食品）中间水分食品（中湿食品）AwAw在在0.600.85,0.600.85,其水分含量在其水分含量在2040%2040%中间食品具有如下特征：中间食品具有如下特征：能象干燥食品那样抵制微生物的繁殖生长；能象干燥食品那样抵制微生物的繁殖生长；不必复水，且口感良好；不必复水，且口感良好；能够长期保存能够长期保存;营养成分容易调整营养成分容易调整;包装经济。包装经济。第58页，共69页，编辑于2022年，星期二2.10 含水食品的水分转移(1)含水食品的水分转移有两种情况含水食品的水分转移有两种情况:1、水分的位转移：指水分在同一食品的不、水分的位转移：指水分在同一食品的不同部位或不同食品之间发生转移。同部位或不同食品之间发生转移。发生的条件：发生的条件：1）由于温差引起的，水分从高温方向低温）由于温差引起的，水分从高温方向低温方向转移。方向转移。2）水分活度不同，水分从高）水分活度不同，水分从高Aw向低向低Aw方方向转移。向转移。第59页，共69页，编辑于2022年，星期二2.10 含水食品的水分转移(2)2、水分的相转移：主要指食品中的气相和、水分的相转移：主要指食品中的气相和液相水的相互转移，导致食品含水量的改变。液相水的相互转移，导致食品含水量的改变。发生条件：发生条件：1）外界环境的空气湿度改变）外界环境的空气湿度改变2）温度变化。）温度变化。相转移的形式：相转移的形式：1）水分蒸发：食品中水分由液相变为气相）水分蒸发：食品中水分由液相变为气相而散失。而散失。提问：水分蒸发有何正副作用？提问：水分蒸发有何正副作用？第60页，共69页，编辑于2022年，星期二2.10 含水食品的水分转移(3)2）蒸汽凝结：空气中的水蒸汽在食品表）蒸汽凝结：空气中的水蒸汽在食品表面凝结为液体水或被吸湿。面凝结为液体水或被吸湿。产生条件：产生条件：（1）同一温度时，空气湿度过饱和。）同一温度时，空气湿度过饱和。（2）不同温度时，低温物体的表面上。）不同温度时，低温物体的表面上。提问：对于此现象，在哪类食品加工与贮藏提问：对于此现象，在哪类食品加工与贮藏时，应引起注意，任何防止？时，应引起注意，任何防止？第61页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(1)分子流动性也是预测食品稳定性的另一个分子流动性也是预测食品稳定性的另一个重要指标重要指标.重要的相关定义重要的相关定义:1.玻璃态玻璃态(glass state):是聚合物的一种状是聚合物的一种状态态,它像固体一样有一定的形状和体积，又像它像固体一样有一定的形状和体积，又像液体一样分子间只是近似有序，属于非晶态液体一样分子间只是近似有序，属于非晶态或无定形态。或无定形态。第62页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(2)2、玻璃化温度（、玻璃化温度（glass transition temperature，Tg）：食品从非晶态到橡）：食品从非晶态到橡胶态发生转变时的温度。此种变化称为玻璃胶态发生转变时的温度。此种变化称为玻璃化转变。化转变。注意：注意：食品发生玻璃化转变时，可引起其物理和食品发生玻璃化转变时，可引起其物理和力学性能上的急剧变化。力学性能上的急剧变化。如：食品的比热、膨胀系数、折光系数如：食品的比热、膨胀系数、折光系数第63页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(3)影响Tg的因素：的因素：1、水分含量；与、水分含量；与Tg呈负相关关系。呈负相关关系。一般食品中每增加一般食品中每增加1%重量的水分时，重量的水分时，Tg可降低可降低5-10 C。但对于冷冻食品，。但对于冷冻食品，由于水分冻结成冰，则溶质浓度大幅度由于水分冻结成冰，则溶质浓度大幅度提高，提高，Tg也明显增大。当也明显增大。当Tg高与环境高与环境温度时，该食品体系在常温下也是稳定温度时，该食品体系在常温下也是稳定的。的。第64页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(4)2、溶质种类：溶质种类显著影响、溶质种类：溶质种类显著影响Tg及及其特定值其特定值TgTg是特定溶质的最大冷冻浓缩溶液的玻璃是特定溶质的最大冷冻浓缩溶液的玻璃化温度。化温度。第65页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(5)3、无定形（、无定形（amorphous）：指物质的一）：指物质的一种非平衡、非结晶状态。通常指当饱和条种非平衡、非结晶状态。通常指当饱和条件占优势并且溶质保持非结晶时的过饱和件占优势并且溶质保持非结晶时的过饱和溶液。溶液。*无定形的食品往往具有优良的品质，但无定形的食品往往具有优良的品质，但其稳定性不是很好。其稳定性不是很好。第66页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(6)4、分子流动性（、分子流动性（Mm）：是分子的旋转移动和）：是分子的旋转移动和平动移动性的总度量。平动移动性的总度量。影响因素：影响因素：1）水分）水分2）非水物质）非水物质特例：物质处于完全结晶状态和完全玻璃化状态特例：物质处于完全结晶状态和完全玻璃化状态是的是的Mm均为零。均为零。但绝大多数食品是介于两者之间，故但绝大多数食品是介于两者之间，故Mm不等与不等与零。零。第67页，共69页，编辑于2022年，星期二2.11 分子流动性对食品稳定性分子流动性对食品稳定性 的影响的影响(7)分子流动性（分子流动性（Mm）在预测食品稳定性上的应）在预测食品稳定性上的应用：用：在预测由扩散限制的性质，如冷冻食品的物理在预测由扩散限制的性质，如冷冻食品的物理性质、冻干的最佳条件以及结晶作用、凝胶作性质、冻干的最佳条件以及结晶作用、凝胶作用和淀粉老化作用等物理变化时，采用用和淀粉老化作用等物理变化时，采用Mm比比Aw有效。有效。第68页，共69页，编辑于2022年，星期二讨论、思考题1 1、试列举水在生物体内的主要功能。、试列举水在生物体内的主要功能。2 2、简述食品体系中水的存在类型与特点。、简述食品体系中水的存在类型与特点。3 3、水的物理性质中有哪些与食品加工有关的？、水的物理性质中有哪些与食品加工有关的？分别有何应用？分别有何应用？4 4、解释：单分子层水、多分子层水、束缚水、解释：单分子层水、多分子层水、束缚水、毛细管水、截留水毛细管水、截留水 5 5、冻结对食品保藏有何不利的影响？、冻结对食品保藏有何不利的影响？6 6、为什么水分活度与食品的稳定性密切相关？、为什么水分活度与食品的稳定性密切相关？7 7、解释：水分活度、解释：水分活度、玻璃态、玻璃化温度、玻璃态、玻璃化温度、分子流动性、吸湿等温线分子流动性、吸湿等温线第69页，共69页，编辑于2022年，星期二