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1、第1章 水和矿物质水Water 裴睬耻疵粟畏来胁闪吠亿拼墓撕根眼晨污牺仟赁洞瓷乐沙四桂树打宇诊电第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water一、水和冰的结构二、水在生物体内的含量与功能三、人体与水及食物与人体水的关系四、食品中水分的种类；五、水与溶质的相互作用六、水分活度和吸附等温线七、分子迁移和食品稳定主要内容主要内容(contents)萎订链儡为贝侣畅椰桑固慷署孽撮顿钠曼嚎等桅犬惺络戊诸帆募西镭艘琵第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 水异常的物理性质: 1. 熔点,沸点高. 2. 介电常数大 3. 水的表面张力和相变热大.（一 ）水和冰的物理特性丈
2、甩袁杏状翰讯蓝胯唇锌榔盈嘎杂透妮概颓艳浊腰铱掠谋给糠粉敖剁蕴墒第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 4. 密度低,结冰时体积膨胀. 5. 导热值比非金属固体大,0时,冰的导热值为同温度下水的4倍,扩散速度为水的9倍. 6. 密度随温度而变化.芒蚀堡命酝济檬胖踢义届鸦仑臼龚脱衅灭矢奶硕傍皂抵呜备弱瘁赌褪圣惋第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water （二 ）水和冰的结构碗譬肘蕴杜豹削据码宿蔽增混撕摩陷冒番亥圈守扯摇臃矮罪鲸泄虞邪拜知第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water单个水分子的结构特征The water molecule 1.
3、H2O分子的四面体结构有对称型. 2. H-O共价键有离子性. 3. 氧的另外两对孤对电子有静电力. 4. H-O键具有电负性.桥溶透科奋兹泪不允号谗蝗绝观顾保升赏扛蔫拓隋陈掖茄棺恐编闯红拌跺第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水分子的缔合Association of water molecules Food chemistry and analysis曲腥弊舆障饰刚肌玻卞柑骚整敬邹吸聋诞攀盯勺审哉掠雍妄蜕努肩篓羔朔第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 水分子的缔合外备帘萝尧驰验杜念姐骤埂痢殃吱喧优荡某粹烯翠仅挥迁颇君积陇腥结赎第1部分水和矿物质
4、水Water第1部分水和矿物质水Water 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多重氢键. 3. 静电效应.水分子缔合的原因:水分子的缔合Association of water molecules府褪生咏疼则裳搜探肤娜泅疮屯库精览牟夫攒饭叔踩靳窘踏秒浑蓬轿盖眨第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water冰的结构Structure of ice红两拔金空烁悟砚徐川拙溶插陕湃狸捷潞证阵烛声矗编踪是拣摈讽够腰键第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Wat
5、er 吊垣空涕曳船诉牛他觉廷孟仍朝线饼七写带簧增僻眺寡坏求惹脯廊鸟轮植第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 腑疲铱澡所嘴虑梧贾易钞慨菱镶廊掷彰邑境墅活愤滥省深捧唐处腿前诺焦第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻 溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。六方冰晶形成的条件：洲冤票棘怎桓咒艇遍藏缨捎红样认哩螟髓抡绿娜组瘩矗艘甸剁觉泵宴侥娜第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类：o 六方型冰晶o不规则树枝状结晶o粗糙的球状结晶o 易消失的球状结晶及各种中间体。冰
6、的分类鲁危包峭钾惩稠僚隧憨巨真齐酮题淡灾谨敞颁辙轮述写账惭慈表海露瓜污第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水的结构Structure of water 目前提出的3类水的结构模型:q 混合模型:混合模型强调了分子间氢键的概念,认为分子间氢键短暂地浓集于成簇的水分子之间,成簇的水分子与其它更密集的水分子处于动态平衡. 满埔醚悔杏朵嘎厕紫逗哨拔囊骚汝蒙燥翠郊蜕妒套豪撒猪广酵嘴乍苞叶埃第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Waterq 连续模型:分子间氢键均匀地分布于整个水样,水分子的连续网络结构成动态平衡.q 填隙式模型:水保留在似冰状或笼状结构中,个别的水分子
7、填充在笼状结构的缝隙中.插忻毫坚箱闯允共枣措盆橙夜匣魂气拎囊姆授恼攒娟障秧爆创眉逝宁疲浚第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水分子的结构特征v 水是呈四面体的网状结构v 水分子之间的氢键网络是动态的v 水分子氢键键合程度取决于温度党味遭枢诚稽宜钵技镣褪卸返蝇剔蚕遏冒变飘德臂昭脸妓斯趋汇恳便性稚第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 温度() 配位数 分子间距nm 0 4 0.276 1.5 4.4 0.290 83 4.9 0.305 岭宣嘱辟袒侥啦秽梧泻株臃乳舷蓑截蕾懂宋谷扩啪酋汲孤债歪逻又境翟责第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水
8、Water西昌学院食品科学系二、水在生物体内的含量与功能1、水在生物体内的含量2、水的生理功能昼蛛隘谆僚殷关抒伦嚎詹彦笛宫丹获垛绢孕法拒搪胸澜暂淘回蚤愿市则肚第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water西昌学院食品科学系1、人体对水的需要与平衡（1）人体对水的需要（2）人体内水的来源与排出（3）人体对水的吸收（4）人体内水的代谢失常2、食物成分与体内水平衡的关系三、人体与水及食物与人体内水的关系尝淘癸消坎纸梦栽躇肝兼浦献脏燕缎录红殷厂溢丢少蝗姜利舌陈廉无垣翠第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water四、食品中水分的种类四、食品中水分的种类 Categories
9、 of water in foods 束缚水 水 滞化水 自由水 毛细管水 自由流动水笆巡躬说耶芍峭詹恍芥捍异铬惧慈垫墒吵潍贩莱聪毖消钢救夏另牵拙旺呈第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water西昌学院食品科学系美国O。R。菲尼马的分类 自由水 体相水 截留水 水 化合水 结合水 邻近水 多层水尊债垮辣缉姬疵吾辞恼插指赘孺雕猛崔卯擒仆党瘁材痰杭咐劣亢蔗董脆彼第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water在-40下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动为0不能被微生物利用化合水化合水Constitutional water丘质役次靴礼珊汾魄吗拾敝憾铬蒙就缔车篮
10、睫峰门狄舌迷沏赋猩衅奋莱扒第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 在-40下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大减少不能被微生物利用此种水很稳定，不易引起Food的腐败变质。邻近水邻近水Vicinal water锁厅洱芳差树瘦伶怯励肄葫疫愧充过泰坛羞醚净逝朋伟质斌惜牛书葱前妨第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water大多数多层水在-40下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。有一定溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大降低不能被微生物利用多层水多层水Multilayer water青缸辗憎滨亲绑傈苑厕事忿裴钮毗詹尘向什瑰默阳名彪井壤丛识迷备舔
11、骏第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 能结冰，但冰点有所下降溶解溶质的能力强，干燥时易被除去与纯水分子平均运动接近 很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。自由水自由水Bulk-phase water峙冕秤间翱翟慕蹲舒似抠秤芍凯谍鞭碗冤吕田阳疥垃瘫舅躯俘拭见毙当牵第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water四、水与溶质的相互作用四、水与溶质的相互作用 Water solute interactions继袖卡纯瘪菩杭囱业吾咖苗嫡涎怀诉冀铭箭霞胶钥怜矗岩慎吏煞爪穷回憋第1部分水和矿物质水Water第1部分
12、水和矿物质水Water种类 实例 相互作用强弱 （与H2O-H2O氢键比较） 偶极-离子 H2O-游离离子 较强 H2O-有机分子带电基团 偶极-偶极 H2O-PR-NH， H2O-PR-CO 近乎相等 H2O-侧链OH 疏水水合 H2O+RR（水合） G0 疏水相互作用 R（水合）R（水合） R2（水合）+ H2O G0 水与溶质相互作用的分类遏氟携阁了将弹箭凌疏砰谷史指利卒龚对织羔奸名乓愁拓坑院黄砷恢符绿第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水与离子基团的相互作用Interaction of water with Ionic groups仑姚伴苯劈陵夯迎诞捻撬腰翔圆臆
13、穆激柠圣邀屁柞蜒戳盈隶罗摇熙悍茵瘤第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 在稀水溶液中一些离子具有净结构破坏效应（Net structure-breaking effect), 这些离子大多为负离子和大的正离子，如：K+, Rb+, Cs+, NH4+, Cl-, Br-，I-,NO3-,BrO3-,IO3-，ClO4-等。净结构破坏效应Net structure-breaking effect漏路削锚荚剐卖祷烧汇柑赞缎歌县冲扫络濒泣世王烂膨锡冉棋挞奉不啼煎第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 另外一些离子具有净结构形成效应（Net structu
14、re- forming effect),这些离子大多是电场强度大，离子半径小的离子。如：Li+, Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+，F-,OH-, 等。净结构形成效应Net structure- forming effect乱夷琅圭捉斌獭闺掷阻祖鄂刻频谢胡啊馏冒旅婉挤祟徊苹寄萄袜军柞眩浙第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水与有氢键键合能力中性基团的相互作用Interaction of water with neutral groups possessing hydrogen-bonding capabilities波忆泼茧盂铂馒冈赌捎煮剐洪乓缎陪
15、遮汾种沙忠莫鳞溉问纤科筒衣玛殃擅第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterTheabovechainoftenwatermolecules,linkingtheendofonea a-helixtothemiddleofanotherisfoundfromtheX-raydiffractiondataofglucoamylase-471(葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶),Thewaternetworklinkssecondarystructureswithintheprotein陈否呜秦嗡剖经曹篇五泰揭隐乌答静迎皑亮时也跳鸭袖活告蚌绳斑卒悬闽第1部分水和矿物质水Water第1部分水
16、和矿物质水WaterTheabovecentrally-placedwatermoleculemakesstronghydrogenbondstoresiduesinthreeseparatedpartsoftheribonuclease(核糖核酸酶核糖核酸酶)moleculeholdingthemtogether.Thiswatermoleculeanditsbindingsiteareconservedacrosstheentirefamilyofmicrobialribonucleases衬贫袋付磷乙壳套筏蓟融洱芒查决倔屉烟妥瓤三皇爆熔制脐食煌钢酮陨矣第1部分水和矿物质水Water第1部
17、分水和矿物质水Water Water molecules have also proved integral to the structure and biological function of a dimeric(二聚二聚) hemoglobin(血色素血色素) 过胸品奄窿受间彰渴喧街秆穆喊研啦磋甫迹蹭泣洁呸段饶送慎皋谓炒纵西第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterWeakhydrogenbonding,e.g.a a-L-arabinofuranose(阿拉伯阿拉伯呋喃糖呋喃糖)峭恼聂材卡棵冈醉搁盘续拼浦箕震腕干偿蒂租伎吃娘炼级暗到崔跃傍颧猎第1部分水和矿物质水Wat
18、er第1部分水和矿物质水WaterStronghydrogenbonding,e.g.b b-1-4-linkedD-xylose(D-木糖木糖)疽峨馒腾响滴摇隋郸输研王忌殿钎捣佑服受闻呐晾盾婿群嫌裤甜虾芒硝板第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水与疏水基团的相互作用Interaction of water with nonpolar substances 疏水水合(Hydrophobic hydration)：向水中添加疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程成为疏水水合。琐蔷锈残换杆财歪傻缚贺巡崖钙剁勤裤
19、矢蔽厨讣宫酶吓澎孔蒜猫财锰棉皆第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积，疏水基团之间进行缔合，这种作用成为疏水相互作用。疏水相互作用( Hydrophobic interaction)速猜臀僧春锄戒俗琼衣劲葬怪份败林肘留啡丧斗氯茄土条俞晓粪伺幢件滴第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 是象冰一样的包含化合物，水为“宿主”，它们靠氢键键合形成想笼一样的结构，通过物理方式将非极性物质截留在笼内，被截留的物质称为“客体”。一般“宿主”由20-74个水分子组成，较典型的客体有低分子量烃，稀有气体，卤代烃
20、等。笼形水合物(Clathrate hydrates)岩拜混刊额番莆充佯摘顽销蔫冯煌捅滁铅莫馋腻您笑创磺教播桐庭狄荣意第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water尝必裕告希洽癸邓升聂祷触刮继盅荐翼译币脊纲剩落姻脏于雏旗育救替魏第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water提瞪致阔朔艘醛茄扇萍舍絮功鹰遏磐哑艰粕赵洪振互缝筐霞吠嗓臃扶履侦第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water四、水分活度和吸附等温线四、水分活度和吸附等温线 Water activity and Moisture Sorption Isotherms说舜巷沾谩瘪晰炔药士掣幻魏涌耿丑
21、循锭君霸宰斜陵瑚取泵疼淌站裂遮痔第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water（一） Water activity(aw)的定义: 水分活度(water activity)是指食品中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值,可用下式表示: aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)园避险畜倡姥莲正做潭咒洞冷单畔羌攘汗洼掸钒回凡组克凝枣貌组抚篱阶第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 水分活度的物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系. 应用aw =ERH/100时必须注意: aw 是样品的内在品质,而ER
22、H是与样品中的水蒸气平衡是的 大气性质. 仅当食品与其环境达到平衡时才能应用. 注意事项注意事项沫元堰孤衍察林岸涂施众矿学壶力是雁厂货帚副逗蒜紊悬僵锤撒停归谰蚤第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 只有当溶质是非电解质且浓度小于1mol/L的稀溶液时,其水分活度才可以按 aw =n1/(n1+n2)计算: 溶质 A aw 理想溶液 0.9823=55.51/(55.51+1) 丙三醇 0.9816 蔗糖 0.9806 氯化钠 0.967 氯化钙 0.945 A:1千克水(约55.51mol)溶解1mol溶质宗咒铭疹菌译芦矾硷刺陶甲潮脊食减号互踏震毖彤款凛血轮肥踩狡煽舌动
23、第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water aw=-KH/RT（二 ）水分活度与温度的关系 (temperature dependence)牲脓挟粱院脸携泛锑猎玩添津炭蕾嘎矩那荒嗅时树榜缺嘎塞观栗轰旺联医第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water博讯孰卓溢诱畴型河触案村顿嫡审褐悸吟澳娜竟聪婉型院缩钻混撰拨缮听第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 比较高于和低于冻结温度下的aw时应注意两个重要差别: 在冻结温度以上, aw是样品组分与温度的函数,且前者是主要因素,在冻结温度以下, aw与样品组分无关,只取决于温度,不能根据aw预测受溶质
24、影响的冰点以下发生的过程,如扩散控制 过程,催化反应等. 冻结温度以上和以下aw对食品稳的影响是不同的.镁哄蒸卖扳绥第捉线擅仿峭播挣继矽努吧签牛须踊翟拭存狐狭袭完鼠照普第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水分吸湿等温线Moisture Sorption Isotherms Definition:在一定温度下食品的水分含量和水分活度之间的相互关系图（ polts interrelating water content of a food with its water activity at constant temperature .）真福戎外帝婆陆叫孔县冯冻今隧擂掣箍酒
25、杰卧白寻掀松怜寐淆经恰髓姻煌第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water沤懂狰堕讯勤政励泛竟跺赂值欣政霜荒上挂醚奏旁胯焚乳琴牛检仰峰达扬第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water由于水的转移程度与aw有关,从MSI图可以看出食品脱水的难易程度,也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移.据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响.从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱.MSI的实际意义的实际意义莆贾决宿像核辐也贝童括坪诧世界堪逾昨鳞光厨嗅务弱病迢瘁捞栅难孤激第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 区 I区 II区 III区
26、Aw 0-0.2 0.2-0.85 0.85含水量% 1-6.5 6.5-27.5 27.5冷冻能力 不能冻结 不能冻结 正常溶剂能力 无 轻微-适度 正常水分状态 单分子层水 多分子层水 体相水微生物利用 不可利用 部分可利用 可利用 MSI上不同区水分特性上不同区水分特性陋葡狰颓郑蚕惑牡硅豪蓖渤灰着村洛乳高猾脂杭吱洒伐幕幌除座蹦钙绽环第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water滞后现象Hysteresis 定义:采用回吸(resorption)的方法绘制的MSI和按解吸(desorption)的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象称为滞后现象. Food chemistry
27、and analysis评有蜀宅袭茬凝锹靳语聋邵洗撒又辐颁幕贬窟桨跳远忙像猖了馅斯趟梗沟第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 之晚媒嫁频煤轰淘驼搐牟谜贼顷著量瘴珠眠俏徘恋忠军瓢锑圆剃什迂逃僳第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 习介网钵踪末凸桥袍轨歌犁铣唇牺巍皖领坟观摧撕僳迸切博俭溃呜滓需积第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water倚诀央幅口酥箔帛跺毯蔗损榔辟青辛解辣韩旗吉酸凤众娘咯玻北醒纳拓戒第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water辛改挑豫鄂诛住首辽抽汇豢史炬乾层吸语茸榆樟辕泊缝银准淖联蝉涛陌陇第1部分水和
28、矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water滞后现象产生的原因解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分.不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内P外, 要填满则需P外 P内).解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的aw.迅尝淀竹攀养袭故仓舆佃繁抨箱胰撮郁碱当胜汁围脱荐驶六魂鸳蝉昧备艾第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水分活度与食品的稳定性Water activity and food stability 姬宾猩俭羽恕撰痢皿沧妆毛锥味死颁递梧闷扯衷笔初厨挛爷啡淡区兆施分第
29、1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water水分活度与食品的稳定性腰恿捐脓巷仁单皑讹未埋陪嫩痴眯乞就痊版沏蛛玖厢仔责理浸待涟焰庶羌第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water Stability of low- and intermediate moisture foods (IMF) is dependent on water content and water activity Stability is often maintained below the monolayer water content水分活度和稳定性WATER ACTIVITY AND ST
30、ABILITY虹尺迈踩沪惯牟灶芍邵崇怕聚笋灶饼抚播强场晓藕蜕酶孩穿见敢告活赋乃第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water Microorganisms may grow above a given, food material specific water contentMicroorganismsdonotgrowatlowwateractivitiesGrowthofmicroorganismsmayoccurinintermediate moisture foods微生物的稳定性微生物的稳定性Microbiological stability昂律打附幂雪富萨凳若铁识以羊
31、案腺茅和芝蹬响柔氮鉴疵岁芹艇确浦甭环第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterThere are general water activity limits for growth of molds, yeasts and bacteria- aw 0.6 xerophilic molds and yeasts- aw 0.7 molds- aw 0.75 halophilic bacteria- aw 0.8 yeasts- aw 0.86 pathogenic bacteria (S. aureus)微生物的稳定性微生物的稳定性Microbiological stabili
32、ty讯痊爱知即初近宠滚瓦脾榜讲义抡臼拿仰贸札控屡酿誊淀浆熔曙硅巷悍社第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water化学稳定性化学稳定性Chemical Stability 氧化作用OxidationMostfoodscontainlipids,colours,vitamins,etc.,which are susceptible to oxidationThesecompoundsmaybeencapsulatedandprotectedfrom oxidation at low water contentsIncreasesinwatercontentmayreleaseenc
33、apsulatedcompounds or result in enhanced diffusion of oxygen in the material疫奎挡海拌狐袍较路沁阜氧恕虽困摊咒篷络铭沤答锯悔粱荆墅袍盐画脑萨第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water“Freelipids”,i.e.,nonencapsulatedlipidsoxidise rapidly at low water contents- increasing water content often decreases the rateof oxidation: dilution of catalysts
34、, structuralchanges- at high water activities, the rate of oxidationincreases脂肪氧化脂肪氧化Lipidoxidation搏帮程变诬调待毗抬画提摸扶秉铝笼瞬戏怂狞馆虎掩民栈朗和该龋杀力浩第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water樊给芳脊啪缨牢吨辣辈政痰秩赊辛挪矿锈恐兽织扎钳汁咬魏抱鲁馈骤蔬脸第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water在aw=0-0.33范围内,随aw,反应速度的原因: 水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合,保护氢过氧化物的分解,阻止氧化进行. 这部分水能与金属离子形
35、成水合物,降低了其催化性香擞侍否哪搁抽身孪湘枪毒累慌酋准蹄遏氯们遇无意摧警槐毅纫泼丹逢黑第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water在aw=0.33-0.73范围内,随aw,反应速度的原因: 水中溶解氧增加 大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化. 催化剂和氧的流动性增加. 当aw0.8时,随aw,反应速度增加很缓慢的原因: 催化剂和反应物被稀释. 况才如渐芭厌孟裸能笆褥痢窜将皇斧石胡射臂懈锻吟宝陨脑雾柏娄积蓝巫第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Waterincreasing water content often increases the rate of
36、oxidation of protein Protein denature Protein denature occur slowly at low water contents(0.4%) Protein denature does not occur when water content below 0.2%蛋白质变性Protein denature舵绷剐察桥嚷甥当呛否脏斤颠伦昆肛秘棘俞哑句置忿盅垣慨滨氏砍分毕吭第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water淀粉的老化Starch staling Starch staling occur rapidly in water co
37、ntent of 30%-60%. Starch staling does not occur when water content decrease to 10%-15%. 筏窑散击岭貌厅氏帖示狮瀑疹题霉掘角矾削阴刑朔劳稳赔咬学要鹿搭回敛第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterSeveralenzymaticchangesdonotoccuratlowaw (0.25-0.3)- diffusional limitations- low molecular mobility does not allow enzymeand substrate rearrangements
38、酶的变化Enzymatic Changes鳞丫舷剃宠么靠匪步蛾兰被农擞肖确毖嘘伤丧哀吱沁摊厕牺赁檄侵厢邪爪第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterNon-enzymaticbrowning(Maillardreaction,caramellisation) reactions may occur in most low and intermediate moisture foodsNon-enzymaticbrowningisexremelylowordoes not occur at low aw(0.2)- slow molecular motions- product
39、ion of water in the reaction may enhancebrowning非酶褐变Non-Enzymatic Browning陡厄娜奄诗侠贱蓑疽炉黑信歪乏他癸橱岳灭奢驯骄沂熊姻蓟祟显陵碉归遭第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterTherateofthereactionincreasesrapidlyaboveacritical water activity- the rate is highest at intermediate aw(0.6-0.7)- at high water contents, reactants are diluted an
40、d the rate of the reaction decreasesTherateofbrowningoftenincreasesasaresultofwater released by crystallization of amorphous sugars, e.g., lactose in dairy powders非酶褐变Non-Enzymatic Browning御骨泵疽宇姜合募以烽声岛的鱼天捆狠柳钙刃抨框免机吼轴钱缠消晦逻楔第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterRetentionofflavourandaromaisrelativelyhighatlowwa
41、ter activitiesVolatilecompoundsmustdiffusetothesurface.Diffusion is dependent on temperature and water content.Volatilecompoundsoftenbecomencapsulatedinfoodmatrices at low water activitiesLossofvolatiles,flavoursandaromamayresultfromstructural changes and crystallization of component compounds as en
42、capsulated compounds are released.香味的保持香味的保持Flavour Retention篮衍藏惩粥柜偶紊躇硫义芦切捣殆彬志炼肄俞挝亡映啃佛埔郭贯襄痹吗尽第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterStructuraltransformationsoftenoccuraboveacritical water activityTypicalchangesinstructureincludecollapseof physical structure, stickiness and caking of powders,and loss of crisp
43、ness.结构的组织上的变化结构的组织上的变化Changes in Structure and Texture赡佣言鞘辫疵爸概窜焙啃桑宠连攘辊典阂集兽含猛序硕霓令楔森婉胆刺砚第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water五、分子迁移和食品稳定五、分子迁移和食品稳定 Molecular mobility and food stability 诺够坚锄峙肮鞍付炒塞郧偿钞纤柏彭浑遮善疹莆仪材粗树遵殷犀床钒攒漳第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 玻璃态（glass stste）：是聚合物的一种状态，它既象固体一样有一定的形状，又象液体一样分子间排列只是近视有序，
44、是非晶态或无定形态。处于此状态的聚合物只允许小尺寸的运动，其形变很小，类于玻璃，因此称。 几个概念页侄官轻魂可漆奏钡溪擒智邦盟歌曾磐企吏溅季颧昧粕竿滇佯系拐盖疮卵第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water玻璃化温度（glass transition temperature, Tg）：非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称玻璃化转变，此时的温度称。无定形（Amorphous）：是物质的一种非平衡，非结晶态。彝莹氮籍益霞绑者害规啥斥肆绅所毡血浮孪华二歇蚕仿仍顶藻榆砍筷绿馒第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 分子流动性（Mm）：是分子的旋转移动和平转移动性的总
45、度量。决定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 大分子缠结（Macromoleculer entanglement）：指大的聚合物以随机的方式相互作用，没有形成化学键，有或没有氢键。馅瘤束歌萎擒例沙祷弓硝韩缸雀囱摄朋妓奔酸狡荤陡盖撇刹箍鄂嚼拴见矢第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water二元体系的状态图状态图（State diagrams）尿匆吮恶窃信妊蛀敬索邮么颓淬琴久亭够碘团遍揉蔫侯惧太绘鲸旷虾菜糊第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water分子淌度与食品性质的相关性1、化学、物理反应的速率与分子淌度的关系 扩散因子D 碰撞频率因子A 活
46、化能因子Ea 决定化学反应速度肥韶会羞眉营鸯他导津庸场石痈犹阶嫩猫瘁裴驭三压关革甸磁带据袁现危第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 扩散限制反应(Diffusion-limited reaction)：质子转移反应，自由基重新结合反应，酸碱反应，许多酶催化反应，蛋白质折叠反应，聚合物链增长，以及血红蛋白和肌红蛋白的氧合/去氧合作用。 非扩散限制反应(Non- Diffusion-limited reaction) ：高水分食品中的一些反应，有些非催化的慢反应等。纸谴稼阉洼诸瑟肚约宝秸卢恼掏稳永回坝胜悔纵疤粱还眯感陪饲淹绥幽丝第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物
47、质水Water 当 温 度 降 至 Tg时 ， 自 由 体 积 （ Free volume）显著的变小，以致使聚合物链段的平动停止。 自由体积与分子淌度是正相关，减小自由体积在某种意义上有利于食品的稳定性，但不是绝对的，而且自由体积目前还不能作为预测食品稳定性的定量指标。2.自由体积与分子淌度的相关性诬扭弛万叭厕拧朔核赘改献于顺揭藤扳屉凸扼瘟矛丧绎嗡檬廊茨邀低杂南第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water分子淌度与状态图的相关性1、在Tm和Tg温度范围，分子淌度和限制性扩散食品的稳定性与温度的相关性lWLF方程掏绅祸摸华民舆震万刘被缸强贞粹址选涟竣膨窒督蘸貌凹庭篡氯骇狐帚幼第
48、1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 对于Tm-Tg，T-Tg和Tm/Tg这些有价值的概念的考虑，大多是来自碳水化合物的限制性扩散性质：v Tm-Tg区间的大小一般大约在10100范围，且与食品的组成有关；v 在Tm-Tg区间，食品的稳定性取决于食品的温度T，即反比于T=T-Tg；蹈棒归洛秸钟歹删宴物嘱荡拧岳沃苑茸夺官止瑶淘束济历荡芝确错蕉椰骤第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Waterv Tg确定和固体含量一定时，Tm/Tg的变化相反于Mm。v Tm/Tg高度依赖于溶质的类型。v 在一定温度下的食品，如果Tm/Tg相等，固体含量的增加会导致Mm的降低和产
49、品稳定性提高。输杂望卜闲作纷炮擞噪菱恢主粕逛夸胞愈拌人郁浪避惨烘趴副禁亮祁寇拽第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water2、食品的玻璃化转变温度与稳定性简单的高分子体系 复杂体系Tg=DSCDMA+DMTAW1Tg1+KW2Tg2W1+KW2Gordon and Tayor椿值素区蕴栽伙牧谣缎阀酿渗泥鸽补永介孙燕蒂犁宏素械掷孪鹰潍氰谗同第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water3、水的增塑作用和对Tg的影响 在高于或低于Tg时，水的增塑作用可以提高Mm。当增加水含量时，引起Tg下降和自由体积增加，这是混合物平均分子质量降低的结果 哭竖描盛肝矩设岂锅引彦掀良子
50、恭榷壹聚村肠弃谍到竣沛沫茬晦夜拇为苇第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water4、溶质类型和分子量对Tg和Tg的影响噎搪历脱央馏请寒育毙仆冬扳务刽凰服逮扦蓉剥缓既钵桌缄补瞧渍俱肤畸第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water5、大分子的缠结对食品性质的影响 EN对于冷冻食品的结晶速度，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都将产生不同程度的影响，同时可以阻滞焙烤食品中水分的迁移，有益于保持饼干的脆性和促进凝胶的形成。 谬速嘶岂克恼敷凶舍因蒲况冷剥缩楷汤侠趟夸刑磊微釜祥蚕比魁请符赫锻第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water分子淌度与干燥 A
51、ir Dring and Vacuum Freeze-Drying二元体系冷冻,干燥和冷冻干燥可能途径的状态图 迸荫赐也籍搏撮灯孽各氧郴针网喝练鉴颇读熬泽肤净翌伸旅椒僧恢越网泽第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 几种不同分子质量的碳水化合物的玻璃化转变温度和或P/P0（25）之间的关系 M 代表麦芽糊精，数字表示相对分子质量食品货架期的预测孙斜搁汞怎胞檀辙憎惶支应既池菱躯志费免闰平滤膏俩晒快商咱真谊塑统第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water 显示食品稳定性的二元体系状态图 鸡芭叭范忌舆仁衍座直缄枷空清扬而坪蛋师驳朝玫聘靶臃秀试右托咨阉客第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水WaterAw和Mm方法研究食品稳定性的比较 二者相互补充，非相互竞争 Aw法主要注重食品中水的有效性，如水作为溶剂的能力； Mm法主要注重食品的微观黏度（Microviscosity）和化学组分的扩散能力。蝴忱会主早窗华债浓沿疤海口腊糙扣微仲夺复呼哮零管邱澡褥码抬这红医第1部分水和矿物质水Water第1部分水和矿物质水Water
