《食品中的水》PPT课件

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1、第二章第二章 食品中的水食品中的水n概述概述n水和冰的结构及性质水和冰的结构及性质n食品中水的存在状态食品中水的存在状态n水分活度水分活度n吸湿等温线吸湿等温线n水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性n冰在食品稳定性中的作用冰在食品稳定性中的作用n含水食品的水分转移含水食品的水分转移n分子流动性对食品稳定性的影响分子流动性对食品稳定性的影响主要内容主要内容2.1 概述n是食品的主要组成成分，因而食品中水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观、质地、风味、新鲜度产生极大的影响。响。n食品中水分是

2、引起食品化学性或微生物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，直接关系到食品的性变质的重要原因，直接关系到食品的储藏特性。储藏特性。2.1.1 水在食品中的作用水在食品中的作用n1 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。 n2 水在食品生物学方面的功能和作用a

3、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n1 水的三态 水是地球上唯一的以三种物理状态同时存在的物质。n潜热潜热：在冰融化为水和水汽化为水蒸汽的过程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，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，此类热量均没有温度的升高，在食品工程上，此类热量均称为潜热。

4、称为潜热。n显热显热：与潜热相对应，无相变时，使冰、水、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汽温度升高的热量则称为显热。n2 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

5、.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。b HO共价键有离子性共价键有离子性。C 氧的另外两对孤对电子有静电力。d HO键具有电负性。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，因此每个水分子的可由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以通过氢键结合4个水分子个水分子。由于水分子之间可以

6、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 冰的结构冰的结构 1 纯冰纯冰 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）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.n水部分地保留了冰的敞开、氢键和四面

7、体排列水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13-25 kJ/mol,因此即使融化热全部用来打断冰中的氢键，至多也只有0.5 mol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。n水和冰的结构分析，可解释水和冰物理性质上的众多水和冰的结构分析，可解释水和冰物理性质上的众多异常异常（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。间氢键所需的额外能量及冰与

8、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 食品中水与离子和食品中水与离子和离子基团的相互作用离子基团的相互作用 即离子水合作用，是即离子水合作用，是结合最紧密的水结合最紧密的水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n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水与具有氢键键合能力的中性基团的相

9、互作用3 与非极性物质的相互作用n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；结合水：包括化合水、邻近水和多层水； 自由水：包括滞化水、毛细管水和自由流动水。自由水：包括滞化水、毛细管水和自由流动水。2.4 水分活度水分活度 水分活度是食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的饱和水分活度是食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的

10、饱和蒸汽压的比值，其计算：蒸汽压的比值，其计算： aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2) aw：水分活度：水分活度 P：某种食品在密闭容器中达到平衡时的水蒸气分压，：某种食品在密闭容器中达到平衡时的水蒸气分压， P0 ：相同温度下的纯水蒸汽压：相同温度下的纯水蒸汽压 ERH: 样品周围的空气平衡相对湿度样品周围的空气平衡相对湿度 N: 水的摩尔分数水的摩尔分数 n1 ：水的摩尔数：水的摩尔数 n2 ：溶质的摩尔数：溶质的摩尔数2.4.1水分活度的定义与测定方法水分活度的定义与测定方法nn2 可通过测定样品的冰点，计算得到可通过测定样品的冰点，计算得到 n2=G. Tt/100

11、0Kt G:样品中溶品中溶剂克数克数 Tt：冰点降低：冰点降低 Kt：水的：水的摩尔冰点降低常数（摩尔冰点降低常数（1.86）水分活度的测定方法水分活度的测定方法n冰点测定法冰点测定法 测定样品的冰点降低和含水量，计算水分活度。精确度好。n相对湿度传感器测定方法相对湿度传感器测定方法 将已知含水量的样品置于恒温密闭的小容器中，使其达到平衡，测得密闭容器中空气的平衡相对湿度即可计算水分活度。n恒定相对湿度平衡室法恒定相对湿度平衡室法 样品置于恒温密闭的小容器内，用饱和盐溶液使容器内样品的环境空气的相对湿度恒定，待平衡后测样品的含水量变化，即可计算得样品的水分活度。n 水分活度仪测定样品的水分活度

12、仪测定样品的Aw2.4.2水分活度和温度的关系水分活度和温度的关系n上边对于水分活度定义及测定方法的叙述中，均强调了在一定的温度下。也就是说温度对于水分活度的值有较大的影响。n物理化学中的克劳修斯-克拉贝龙方程精确表示了水分活度与绝对温度（T）之间的关系：ndlnaw/d(1/T)=-H/R.(1)n其中R为气体常数，H为样品中水分的等量净吸附热。n整理此式可得： lnaw=-kH/R(1/T)(2)n 其中：此处的H 可用纯水的汽化潜热表示，是常数，其值为40537.2J/mol；K的直观意义是在达到同样水蒸气压时，食品的温度比纯水温度高出的比值，本质反映了食品中非水成分对水活性的影响。食品

13、中非水成分越多并且与水的结合能力越强，k值越大，相同温度时aw值越小；反之亦然。讨论：a.由公式(2)可知， lnaw-1/T之间为一直线关系，其意义在于：一水分活度与温度的关系实例定样品水分活度的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度的升高而正比例升高。nb.但在较大的温度范围内， lnaw-1/T之间并非始终为一直线关系；当冰开始形成时，lnaw-1/T曲线中出现明显的折点，冰点以下lnaw-1/T的变化率明显加大了，并且不再受样品中非水物质的影响；这是因为此时水的汽化潜热应由冰的升华热代替，也就是说前述的aw与温度的关系方程中的H值大大增加了。要解释冰点以下aw与样品的组成无关，现在的观点认

14、为，在冰点以下样品的蒸气分压等于相同温度下冰的蒸气压，并且水分活度的定义式中的p0此时应采用过冷纯水的蒸气压。n由b可以得出结论：在比较冰点以上或冰点以下的水分活度值时应该注意到以下两个重要的区别。第一，在冰点以上，水分活度是样品组成和温度的函数，并且样品组成对于水分活度值有明显的影响；而在冰点以下时，水分活度与样品的组成无关，仅与温度有关。因此不能根据冰点以上水分活度值来预测体系中溶质种类和含量对冰点以下体系发生变化的影响。第二，冰点以上和以下时，就食品而言，水分活度的意义是不一样的。例如：在水分活度为0.86的-15的食品中，微生物不再生长，其它化学反应的速度也很慢；但在同样的水分活度而温

15、度是20情况下，一些化学反应将快速进行，一些微生物也将中等速度生长。2.5 吸湿等温曲线吸湿等温曲线2.5.1定义及测定方法1定义：在恒定温度下，食品的水含量（以g水/g干物质表示）对其活度形成的曲线称为等温吸湿曲线（MSI）。大多数食品或食品原料的吸湿等温线为S型，而水果、糖制品、含有大量糖和其他可溶性小分子的咖啡提取物等食品的吸湿等温线为J型。如图：2 测定方法：n在恒定温度下，改变食品中的水分含量，测定相应的活度，以水分含量为纵轴、Aw为横轴画出曲线。2.5.2 MSI中的分区中的分区一般的MSI均可分为三个区，如下图所示：区：为构成水和邻近水区，即与食品成分中的羧基、氨基等基团通过水-

16、离子或氢键、静电引力相互结合的那部分水。由于这部分水比较牢固的与非水成分结合，因此aw较低，一般在00.25之间，相当于物料含水量00.07g/g干物质。这种水不能作为溶剂而且在-40不结冰，对固体没有显著的增塑作用，可以简单的看作固体的一部分。 值得注意的是，一般把区和区交界处的水分含量称为食品的“单分子层”水含量，这部分水可看成是在干物质可接近的强极性基团周围形成一个单分子层所需水量的近似值。食品单分子层水含量的意义及计算：食品单分子层水含量的意义及计算：意义：由于一般食品当其含水量接近单层值时，有最大的稳定有最大的稳定性，性，因而根据具体对象确定其单层值，对于食品的有效保存是非常重要的。

17、计算：a.公式法：BET（Brunaer, Emmett, Teller)方程式： 其中：m：水分含量（g水/g干物质） m1：单层值 C：常数b.作图法：以Aw/m(1-Aw)Aw作BET图，在一定范围内有较好的 线性关系。由图上可以直接测量出Y轴截距及斜率；通过下式求出M1值。区： 多层水区，即占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团的另外几层位置，主要以水溶质、水水以氢键和缔合作用与邻近的分子结合，也包括直径小于1m的毛细管的水；这部分水的aw一般在0.250.8之间，相当于物料含水量在0.07g/g干物质至0.140.33g/g干物质。 当食品中的水分含量相当于区和区的边界时，水将引起

18、溶解过程，它还起了增塑剂的作用并且促使固体骨架开始溶胀。溶解过程的开始将促使反应物质流动，因此加速了大多数的食品化学反应。区：自由水区，aw在0.80.99之间，物料最低含水量在0.140.33 g/g干物质。这部分水是食品中与非水物质结合最不牢固、最容易流动的水，也称为体相水。其蒸发焓基本上与纯水相同，既可以结冰也可作为溶剂，并且还有利于化学反应的进行和微生物的生长。 在凝胶和细胞体系中，体相水以物理的方式被截留，其宏观流动性受到影响，但它与稀盐溶液中水的性质相似。n 按照吸湿等温线将食品中所含的水分作三个区，对于食品中水的应用及防腐保鲜具有重要的意义。n 分区是相对的。因为除化学吸附结合水

19、外，等温线每一个区间内和区间与区间之间的水都可以发生交换。另外，向干燥物质中增加水虽然能够稍微改变原来所含水的性质，即基质的溶胀和溶解过程，但是当等温线的区间增加水时，区间水的性质几乎保持不变；同样在区间内增加水，区间的性质也几乎保持不变。n 食品中结合得最不牢固的那部分水对食品的稳定起着重要的作用。2.5.3滞后现象滞后现象回吸等温线：在恒定条件下，把水逐步渗透到干燥的食品中，在测定了不同吸湿阶段的水分活度后绘制出来的等温线 滞后现象即向干燥的样品中添加水（回吸作用）后绘制的吸湿等温线和由样品中取出一些水（解吸作用）后绘制的吸湿等温线并不完全重合，这种不重合性称为滞后现象，可用上页图表示。解

20、吸等温线：在恒定条件下，把高水分含量的食品逐步脱水干燥的食品中，在测定了不同脱水阶段的水分活度后绘制出来的等温线滞后现象的研究对于食品脱水和复水过程有重要的指导意义，然而滞后现象的本质和应用中还有许多不清楚的地方。2.6 与水相关的食品学问题及相关技术原理2.6.1 水分活度与食品的稳定性下面几张图说明了食品中的化学反应及微生物的活性与水分活度有密切的关系，因此食品的水分活度对食品的稳定性产生着巨大的影响。2.6.2 水分活度与微生物生命活动的关系食品质量及食品加工工艺的确定与微生物有密切的关系。而食品中微生物的存活及繁殖生长与食品中水分的活度有密切的关系。下表列出了不同微生物生长与食品水分活

21、度的关系。表3.1 食品中水分活度与微生物生长aw范围在此范围内的最低aw所能抑制的微生物种类在此水分活度范围内的食品1.000.950.950.910.910.870.870.800.800.750.750.650.650.6小于0.5 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志贺氏菌属、克霍伯氏菌属、芽孢杆菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些酵母沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、酵母许多酵母、小球菌大多数霉菌、金黄色葡萄球菌、大多数酵母菌属大多数嗜盐细菌、产真菌毒素的曲霉嗜旱霉菌、二孢酵母耐渗透压酵母、少数霉菌微生物不增殖极易腐败变质（新鲜）的食品、

22、罐头水果、蔬菜、肉、鱼及牛奶，熟香肠和面包，含有约40%(w/w)蔗糖或7%食盐的食品一些干酪、腌制肉、一些水果汁浓缩物，含有55%蔗糖（饱和）或12%食盐的食品发酵香肠、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、含65%蔗糖（饱和或15%食盐的食品大多数浓缩果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和水果糖浆，面粉，米，含有1517%水分的豆类食品水果蛋糕，家庭自制火腿等果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一些棉花糖含10%水分的燕麦片、砂性软糖、棉花糖等含1520%水的果干、蜂蜜等由上表可以看出：a.不同种类的微生物其正常生长繁殖所需要的水分活度不同，由此可以正确推断影响不同含水量食品质量的主要微生物；b

23、.表中每一个水分活度区间的下限为相应微生物正常生长的水分活度阈值，即在此水分活度以下，该类微生物不能正常生长。不同种类的微生物其存活和生长与水分活度有关系，同一种类微生物在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。一般讲，细菌形成芽孢时比繁殖时所需的水分活度要高；产毒微生物在产生毒素时所需的水分活度高于不产毒时所需的水分活度。由以上讨论可以得出结论，当食品的水分活度降低到一定的限度以下时，就会抑制要求水分活度阈值高于此值的微生物的生长、繁殖或产生毒素，使食品加工和贮藏得以顺利进行。当然发酵技术中要求所用微生物能正常快速增殖，此时则要给予合适的、必要高的水分活度；另外，利用水分活度控制食品质量或加工工

24、艺时还要考虑pH、营养成分、氧气等因素对于微生物的影响。2.6.3 水分活度与食品化学变化的关系n食品中的水分活度与食品中所发生的化学变化的种类和速度有密切的关系；而食品中的化学变化是依赖于各类食品食品成分成分而发生的。以各类食品成分为线索，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：淀粉： 淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。在含水量达3060%时，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速度变慢；当含水量降至1015%时，淀粉中的水主要为结合水，不会发生老化。 影响脂肪品质的化学反应主要为酸败，而酸败过程的化学本质是空气中氧的自动氧化。 脂类的氧化反应与水分含量之间的关系为： 在区，氧化反应

25、的速度随着水分增加而降低； 在区，氧化反应速度随着水分的增加而加快； 在区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。脂肪：原因：a 水与脂肪自由基氧化中形成的氢过氧化合物通过氢键结合，降低了氢过氧化合物分解的活性，从而降低了脂肪氧化反应的速度；b水与金属的结合还可使金属离子对脂肪氧化反应的催化作用降低。c当含水量超过、区边界时，较大量的水通过溶解作用可以有效地增加氧的含量，还可使脂肪分子通过溶胀而更加暴露；d当含水量到达区时，大量的水降低了反应物和催化剂的浓度，氧化速度又有所降低。蛋白质及酶： 据测定，当食品中的水分含量在2%以下时，可以有效的阻止蛋白质的变性；而当达到4%或其以上时，蛋白质变性

26、变得越来越容易。水促使蛋白质变性的原因是，水能使多孔蛋白质润胀，暴露出长链中可能被氧化的基团，导致氧化反应的发生，破坏保持蛋白质高级结构的弱键，从而使蛋白质变性。 褐变反应是影响食品质量和外观特性的重要的化学反应，包括酶促褐变和非酶褐变两类。酶促褐变是在酶作用下，食品中的酚类化合物发生特殊的氧化反应使食品颜色变劣的过程。当食品中的水分活度在0.250.30之间时，酶促褐变可被有效防止；但当水分活度在此基础上增加时，酶促反应就会明显发生。非酶褐变非酶褐变指食品通过一些非酶氧化而导致食品变色的反应。也与水分活度有密切的关系，当食品中的水分活度在0.60.7之间时，非酶褐变最为严重；水分活度下降，褐

27、变速度减慢，在0.2以下时，褐变难以发生。但当水分活度超过褐变高峰要求的值时，其褐变速度又由于体系中溶质的减少而下降。水溶性色素：水溶性色素：一般而言，当食品中的水分活度增大时，水溶性色素（常见的是花青素类）分解的速度就会加快。总之，降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。但水分活度太低，反而会加速脂肪的氧化酸败。要使食品具有最高的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。水分活度影响食品稳定性的机理：水分活度影响食品稳定性的机理：2.6.4 冰在提高食品稳定性中的作用n

28、冷藏是食品加工及贮运过程中的主要技术，这是因为在低温的条件下，食品的稳定性提高。n低温提高食品稳定性的主要原因是降低了大多数化学反应的速度。但是在低温条件下，并不是所以反应都被抑制，相反有些反应的速度或在某种程度上被提高。例如一些Vc、Va、胡萝卜素、蛋白质等的氧化、磷脂的水解等反应。n低温提高一些食品化学反应速度的原因有两个方面。其一，在冻结情况下，由于结冰导致自由水的含量减少及产生的浓缩效应，使得自由水中的非水物质的浓度大大提高，其pH值、离子强度、黏度、表面和界面张力及氧化还原电位的发生大的改变，促进了非水物质之间的接触机会，为一些反应创造了合适的反应条件；其二，使酶的浓度提高，酶与激活

29、剂、底物之间的接触机会大大提高。2.7含水食品的水分转移n2.7.1水分的位位转移= （T,p) +RTlnawn2.7.2水分的相相转移 1 水分蒸发 2 水蒸汽凝结2.8 分子流动性（分子流动性（Mm)对食品稳定的影响对食品稳定的影响n除了除了aw是预测食品稳定性的重要指标外，是预测食品稳定性的重要指标外，分子流动性也是一个重要的参数，如在分子流动性也是一个重要的参数，如在预测冷冻食品的物理性质、冷冻干燥的预测冷冻食品的物理性质、冷冻干燥的最佳条件、结晶作用、胶凝作用及淀粉最佳条件、结晶作用、胶凝作用及淀粉老化等物理变化时，老化等物理变化时， Mm较为有效。较为有效。n玻璃态（glass

30、state）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似有序，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，类似于玻璃，因此称玻璃态。n橡胶态：高聚物转变成柔软而具有弹性的固体称为n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，此时的温度称玻璃化温度。n无定形（Amorphous）：是物质的一种非平衡，非结晶态。n分子流动性（Mm）：是分子的旋转移动和平转移动性的总度量。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。n大分子缠结（Macromol

31、eculerentanglement）：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。2.8.1 几个概念几个概念2.8.2 Mm与食品稳定性的关系1 大多数物理变化和一部分化学变化由Mm 控制；2 Tg与食品的扩散限制性质的稳定性有着密切的关系；3在Tm Tg范围内，Mm和扩散限制性的食品性质与温度之间具有一定关系；4水的含量强烈影响Tg；5溶质种类烈影响Tg和Tg。 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。6 aw和和Mm方法研究食品稳定性的比较方法

32、研究食品稳定性的比较n在快速、正确、经济地测定食品的在快速、正确、经济地测定食品的Mm、 Tg技术完善之前，技术完善之前， Mm方法无法在实用方法无法在实用性上达到或超过性上达到或超过aw方法。目前使用的测方法。目前使用的测定仪器是定仪器是DSC (Differential Scanning Calorimeter).本章小结1.水分子的结构特征：水是呈四面体的网状结构水分子之间的氢键网络是动态的水分子氢键键合程度取决于温度2.水分子的缔合：由于每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢键网络结构。3.冰是由水分子有序排列形成的结晶，有11种晶型，其中六方冰晶是最稳定的。4.

33、 水的结构模型： 混合模型 连续结构模型 填隙结构模型5.化合水：与非水组分紧密结合并作为食品组分的那部分水。 特点：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。6.邻近水：与非水组的特异亲水部位通过水-离子和水-偶极产生强烈相互作用的水。 特点：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。7.多层水：占据第一层邻近水剩余位置和围绕非水组分亲水基团形成的另外几层水。 特点： 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

34、平均运动大大降低。 部分能被微生物利用。8.体相水：距离非水组分位置最远，水-水氢键最多。它与稀盐水溶液中水的性质相似。 特点： 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，易引起食物的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。9.水分活度的测定方法：冰点测定法；相对湿度传感器测定法；恒定相对湿度平衡法。10.水与溶质的相互作用：与离子基团、极性基团、非极性基团，两亲分子的相互作用。11.水活性的定义：指某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压；与同一温度下纯水的饱和蒸汽压之比。12.吸着等温线在恒温条件下，以食

35、品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisture sorption isotherms,MSI）。13.滞后现象：采用向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象(hysteresis)。本章重点内容：1.与水的结构、状态、在食品中的存在形式、活度、吸湿等温曲线等内容相关的基本概念；2.对于水缔合本质的理解；3.对于水与食品中非水物质之间作用及作用类型的理解；4.水分活度的定义及其意义；5.MSI的形成及其分区；本章难点：水分活度及吸湿等温的意义及其在应用。本章思考

36、及练习题一、填空题一、填空题1. 冰的导热系数在0时近似为同温度下水的导热系数的（） 倍，冰的热扩散系数约为水的（） 倍，说明在同一环境中，冰比水能更（）的改变自身的温度。水和冰的导热系数和热扩散系数上较大的差异，就导致了在相同温度下组织材料冻结的速度比解冻的速度（）。2. 一般的食物在冻结解冻后往往（），其主要原因是（）。3. 按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成（）和（），微生物赖以生长的水为（）。4. 就水分活度对脂质氧化作用的影响而言，在水分活度较低时由于（）而使氧化速度随水分活度的增加而减小；当水分活度大于0.4 时，由于（），而使氧化速度随水分活度的增加而增大

37、；当水分活度大于0.8 由于（），而使氧化速度随水分活度的增加而减小。5. 按照定义，水分活度的表达式为（）。6. 结合水与自由水的区别在于，a.（）；b.（）；c.（）。7. 根据与食品中非水组分之间的作用力的强弱可将结合水分成（）、（）和（）。8. 食品中水与非水组分之间的相互作用力主要有（）、（）和（）。9. 一般说来，大多数食品的等温吸湿线都呈（） 形。10. 一种食物一般有两条等温吸湿线，一条是（），另一条是（），往往这两条曲线是（），把这种现象称为（）。11. 食物的水分活度随温度的升高而（）。二、名词解释二、名词解释1. 结合水2. 自由水3. 毛细管水4. 水分活度5. “滞后

38、”现象 6. 食品的等温吸湿线7. 单分子层水 三、回答题三、回答题 1.简述水的缔合程度与其状态之间的关系。 2.将食品中的非水物质可以分作几种类型？水与非水 物质之间如何发生作用？ 3.水分含量和水分活度之间的关系如何？ 4.冷冻包藏食品有何利弊？采取哪些方法可以克服不利因素的影响？四、思考题四、思考题 1.水分含量和水分活度之间的关系如何？ 2.不同的物质其吸湿等温线不同，其曲线形状受哪些因素的影响？ 3.食品中的化学反应和水分活度之间有什么样的关系？ 4.举例说明不同的水分转移方式在食品中的表现。随堂谚语He who has health has hope, and he who has hope has everything.。 A good healthy body is worth more a crown in gold. See you