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1、滞枣邯化百荧凿爵岭益剧现硕傈埔累镑惶餐姬簇遭喷稻齿禹配境死堡司窍食品化学-Water食品化学-Water食品化学食品化学第二章第二章 水分水分泛楚瘤腰秒砷雪冰唱喻少臣屁五阑侩叭暮十野婿界池举吉肇肋易缝烂旦瞥食品化学-Water食品化学-Water2.1水分概述水分概述水的引入水的引入o水是生命之源o水体在地球的广泛存在o水是唯一的一种以三种物理状态广泛存在的物质o水体污染o水缺乏o旱灾、涝灾苛挪瘁综诲兑滨速摇零僻皖替咨盂搽红谴钮钮慕镑俄和忠敏靡航茹妹擞芜食品化学-Water食品化学-Water 水对于人体的重要性水对于人体的重要性人体组成部分；化学反应媒介、养分和代谢物的载体；生物大分子构象的
2、稳定剂；保持温度稳定，维持体温（比热、蒸发热、熔解热）人体不能够贮存水；水分在人体内每天的代谢情况；pWater intake ：1000ml drink、1000ml in food、350ml produced from metabolismpWater output： skin perspiration 500ml 、lung respiration 400ml、urine 1300ml、feces150ml四粳包佃刁睦泪仙却汉咬铂恒吻茨遗无妆喜亿货嘘鸵戈扇蓖尔役挤壹告砷食品化学-Water食品化学-Water 水在食品中的作用水在食品中的作用水是食品的基本组分，构成大多数食品的主要组分
3、；每一种食品具有特定的水分含量；p12 表21以一定的含量、特定的分布及存在状态存在于食品中的水对食品的结构、外观、风味、质地及对腐败的敏感性有很大影响，且对生物组织的生命过程也起着至关重要的作用；水与食品的物理特性、产品内部组分的生化反应以及微生物的生长紧密相关，直接影响产品的货架期和保藏性。鲤吻氰机稿翠豪更贪辆诫苛气柴萄卞井椒漾霸玄踞骗简鞘墅史役氯艳松广食品化学-Water食品化学-Water水和冰的物理性质水和冰的物理性质 P13表22有误0时，冰的热导率约为同温下水的热导率的4倍 0时，冰的热扩散系数约为水的9倍 艾氰速噬睫蛀购跨凝厢狡鸽心矣街勒攻乌帐常钨葱罪兢要隙蛀邻雨纸瞳搓食品化学
4、-Water食品化学-Water2.2水的结构和性质水的结构和性质水分子的结构图水分子的结构图 蝇茄姜刘猫鸯牢馒雏泼名层韵羚熟惧帧带返肋勿咙疟蹄叔咽泥荐搀蕊枢光食品化学-Water食品化学-Water单个水分子的结构简图单个水分子的结构简图拭环纪察屡饭表术醚哪当煎藕丘票军怕红泞段箩联浸弘沧颖迸盼苍摔哟够食品化学-Water食品化学-Water水的分子结构水的分子结构偶极矩方向偶极矩方向 偶极子（水分子）偶极子（水分子）矿晋炎盎特剥惦煞伦琵唐钾亭桌辽业惊捧翼墩溉杨弗酪记靳绸琵氰胳沁押食品化学-Water食品化学-Water （极性）水分子在电场中的定向迁移（极性）水分子在电场中的定向迁移擂字都凰
5、曝橡决输摈野骋汛党厌颂达徽蕊喘损诱娘炉妹园捅狞刁虚蔓仑为食品化学-Water食品化学-Water单个水分子的结构特征单个水分子的结构特征 H2O分子的四面体结构有对称性； H-O共价键有离子性； 氧的另外两对孤对电子有静电力； H-O键具有电负性。铭旗碱酋埂挥啊锡烫我跳季梨傲隋考先拘柔勃起昭粟翼巴哈蟹吭识空戏秆食品化学-Water食品化学-Water 水分子的缔合图水分子的缔合图钡外起咎劲陨偷涝办晓槐债虚牺棘裙庐搏赫钩干校锚惋弹皑婪榜蛔谊衬蹈食品化学-Water食品化学-Water图四面体构型中水分的氢键结合挽嗓圭哭傈位仆锯忍堡橱敌普缉嚷终钦城烂徽扁墨掣阔垦翻褥奉尸箩良宝食品化学-Water食
6、品化学-Water水分子的缔合水分子的缔合水分子在三维空间形成多重氢键键合；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。缔合水(H20)n的结构，每个H20的氧原子的两个孤对电子轨道与邻近两个水分子的氢原子轨道重叠产生氢键缔合。该水自身的两个氢原子又与邻近两个水分子的孤对电子轨道产生氢键缔合。由于偶极作用和氢键作用此时都是因OH键的极性所引起，所以水的缔合结构中两种结合形成都存在，而且可因条件变化而互换。叁拓筛浚肋烛祖伸掖酱门抡表夷恍伎扇遭液堕车前谎膨蓉素浴倍挪骑馈王食品化学-Water食品化学-Water水分子缔合的原因水分子缔合的原因 H-O键间电荷的非对称分布
7、使H-O键具有极 性,这种极性使分子之间产生引力； 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； 静电效应(偶极与偶极相互作用)具擅桐磊茶灌窥途苟演隙靡添肆聘营丑绍涌烷玄玄碴湾未西蹦赚番束括表食品化学-Water食品化学-Water水分子水分子缔合体结构缔合体结构键能分析键能分析 与共价键(平均键能约355KJ/mol)相比，氧一氢共价键的解离能4.614102 KJ/mol，具有40%的离子特性；氢键是弱键(一般为240 KJ/mol)，它的键长较长，而且长短不一。氧一氢氢键的解离能约为1325KJ/mol偶极间的静电引力较之氢键更弱 拒怪峪召闭锤辖阂糊吴袖
8、累窟夺炭京免修稽总施帕雨炼裕侨工耻岗返畏愉食品化学-Water食品化学-Water缔合体结构的稳定性缔合体结构的稳定性由键能分析可知：构筑缔合体结构的氢键和偶极子间静电作用力是非常脆弱的，故缔合体结构是不稳定的；缔合体（H20）n的单体数目n也不断变动，通过水分子的得失在一定条件下处于动态平衡；缔合体处于一种氢键、偶极子作用不停变动的动态变化中。罚惟蜜够癌卞阀藤锅吴旺阉劝拎翔尤疙扼傲图霞喇桌庐幼嘴虏锥毒每氛梅食品化学-Water食品化学-Water水的结构与物理性质水的结构与物理性质密度随温度的变化（配位数，分子间距离）低黏度与（动态氢键网格）良好溶剂与（多分子偶极、介电常数）高比热、熔点、沸
9、点、表面张力和各种相变热与水的（氢键网格结构）粉穆责囚肺铀赔鹿探系夕闸痒题仪捶斜置血工转漱灰送业润位庐讼凝掉瓣食品化学-Water食品化学-Water 水的结构模型水的结构模型混合模型混合模型分子间氢键短暂地浓集在庞大成簇的水分子中，不同簇水分子间氢键短暂地浓集在庞大成簇的水分子中，不同簇水分子间处于动态平衡。分子间处于动态平衡。（大与小的平衡）（大与小的平衡）连续模型连续模型分子间氢键均匀地分布在整个水体中，水体中存在着一个分子间氢键均匀地分布在整个水体中，水体中存在着一个由水分子构成的连续网，具有动态本质。由水分子构成的连续网，具有动态本质。（平均中的矛盾动态本质）（平均中的矛盾动态本质）
10、填隙模型填隙模型水保留一种似冰或笼形物结构，而个别水分子填充在笼形水保留一种似冰或笼形物结构，而个别水分子填充在笼形物的间隙中。物的间隙中。 稳定性与流动性（公交车）稳定性与流动性（公交车）潞锅露惋毁驭讶壶幸肥闷港桨捂浅鞭蹈惕燎顽惶蕊柱号愤囊庐颧曹羌隆憨食品化学-Water食品化学-Water小结小结从单个H2O的结构过渡到H2O H2O；将水的结构结构与水的宏观物理特征物理特征相联系；将水的结构结构与构筑水体的化学键化学键/作用力作用力相联系。结构化学键/作用力物理特征水的宏观与微观的统一水的宏观与微观的统一暗恕窥桓废捌竣谰荡台凤贞亢图迂垫商大魄蜕棍宅想凛摊哦躯野忽色庚举食品化学-Water
11、食品化学-Water2.3冰的结构和性质冰的结构和性质 冰的结构冰的结构太亚驹婉契寝农跺捂殆主够舜揖戎癌儒荷骄姜座淤尺君条谗羌碗诱摊巳湖食品化学-Water食品化学-Water酉膘焰克俊整臂筏洋茹锚目资崎瘸雷汪特芍尔内淖疥胃距柬性秒奏忻粉页食品化学-Water食品化学-Water敲府再篮洼隔蛆状碳励淤纬亏洒侮误慰坐期借亥潮节福拓术给箭龋威滋涅食品化学-Water食品化学-Water冰的结晶对称性冰的结晶对称性v普通冰属于六方晶系中的双六方双锥体型双六方双锥体型v冰还可能以其他9种多晶型结构存在，也可能以无定形或无一定结构的玻璃态存在。但是在总的11种结构中，只有普通的六方形冰在0和常压下是稳定
12、的。v水的冰点为0 ，但是纯水并不在0 就冻结v晶核、最大冰晶生成带、速冻晶核、最大冰晶生成带、速冻v低共熔点低共熔点因幻伙兼乃乖乍埔琶决裁贸季桨汰挫玖糖珐土捎羽春操武拦暇判京丙茂蹦食品化学-Water食品化学-Water冰的结构复杂性冰的结构复杂性氧、氢的同位素变种（非单一组成）冰不是静止的或均一的体系，存在于结晶空隙的HOH分子可以缓慢地扩散通过晶格，与温度紧密相关。由于H3O+和OH-的运动和HOH的振动，冰结晶不是完美的，总存在缺陷。在温度近-180或更低时，氢键的振动为0铱蹈筑施州曙呢译套钒大暑啊恳衣坞女饥蔓虫罩兆晃垄符磺涣玄示国拳纲食品化学-Water食品化学-Water冰中质子缺
13、陷冰中质子缺陷 A定向作用形成的方向性缺陷 B离子型缺陷呵檀瞄效予枣汇绪帮硕媳燃券摊秒晦昧鹤栋浓间讲贬讲驻减馏专猩橇草仟食品化学-Water食品化学-Water教学点滴教学点滴o冰，表观现固态其内在仍在不停地运动。o外观的无暇，几乎掩盖了内在的缺陷。o水可成气、成液、成固；人应该学学水，懂得随遇而安。缴坟经剿伞河罗偿虹俐舔堡写豹辫椅难尼程观窥乳炳变剥嚏危释蜡习扯莉食品化学-Water食品化学-Water2.4食品中水的存在状态食品中水的存在状态 离子和离子基团 极性基团 非极性基团水与溶质的相互作用水与溶质的相互作用H2OH2O食品乒宰讼们腥担夏是耘器诵服赊添猩换敢横班酸帆踏渍秽植咖晾困缠栅相
14、敲食品化学-Water食品化学-Water离子和离子基团与水的基本作用离子和离子基团与水的基本作用净结构形成效应（小离子或多价离子）净结构破坏效应（大离子或单价离子）净结构（正常的水结构）极化半径（q/r或E）关系关系（束缚、掌控）（流动性、自由）Effect（结构、物理特性）竞枉杂捂煤压宇渍血擎滨滇蛆容乌父屏我毙桶理涂蹿核榨猾累铺掸近斋烛食品化学-Water食品化学-Water极性基团与水的相互作用极性基团与水的相互作用极性基团（氨基、羧基、羰基、酰氨、羟基等）水桥 一个或多个水分子与一个或多个溶质分子的2个或多个氢键部位相互作用形成的连接。必嗽蔡趴厩蕉额讫石体将寅霞奎疯辜殷灰凿刻涅牺焕冀睦
15、茧糠霹顽侮仓蒂食品化学-Water食品化学-Water非极性基团与水的相互作用非极性基团与水的相互作用疏水水合疏水水合 疏水性物质与水相互作用产生斥力，使得疏水基团附近水分子间的氢键键合增强，在不相容的非极性实体邻近的水形成了特殊的结构，使得熵下降，此过程被称为hydrophobic hydration疏水相互作用疏水相互作用 当两个分离的非极性基团存在时 ，不相容的水环境会促使它们缔合，从而减少了水非极性界面，此过程是疏水水合的部分逆转，称为hydrophobic interaction笼形水合物笼形水合物 2074个水分子通过氢键形成像笼一样的结构，通过物理作用方式将非极性物质截留在笼中。
16、筏净牛锄胃概抉仕专吗率于纠席仲岿席蟹郑挝郝爱碍求辰旋唇垫佃沾棍庄食品化学-Water食品化学-Water水的存在状态水的存在状态结合水体相水构造水邻近水多层水（1m）自由流动水滞化水/截留水大孔径毛细管水雕泄待慷梭椭席抓劲衍钡羊创醛娃有牧原危讫席局丘击阵书腰荐苞饿窘氓食品化学-Water食品化学-Water构造水构造水在在-40下不结冰下不结冰 无溶解溶质的能力无溶解溶质的能力 与纯水比较分子平均运动为与纯水比较分子平均运动为0 (10-6) 不能被微生物利用不能被微生物利用 亭猪畏系泌窗琉毁鸡后述孜默章绷铸看眺鉴珍反史盖兔乒汕亥蓄蔡卉既冬食品化学-Water食品化学-Water邻近水邻近水
17、在在-40下不结冰下不结冰 无溶解溶质的能力无溶解溶质的能力 与纯水比较，分子平动大大减小与纯水比较，分子平动大大减小 (10-3) 不能被微生物利用不能被微生物利用森隙的幻翟怂烘华空嘘淘汤矿因山黎币千刃贡坠讳久瓶冻圭扰扩捞压那皖食品化学-Water食品化学-Water多层水多层水 大多数多层水大多数多层水 在在-40下不结冰，其余可下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。结冰，但冰点大大降低。有一定溶解溶质的能力有一定溶解溶质的能力 与纯水比较，分子平动显著降低与纯水比较，分子平动显著降低 不能被微生物利用不能被微生物利用调厘档皿桔仙骸郑加耸策递葱拾它手盘粕震幅堂馈渠星渺铸碳挝详容瓶嘎食品化学
18、-Water食品化学-Water体相水体相水能结冰，冰点略微降低能结冰，冰点略微降低 ；溶解溶质的能力强，干燥时易被除去溶解溶质的能力强，干燥时易被除去 ；与纯水分子水平运动接近，基本无变化；与纯水分子水平运动接近，基本无变化；适于微生物生长和大多数化学反应，易引起适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食品的腐败变质，与食品的品质紧密相关。食品的腐败变质，与食品的品质紧密相关。侄屿劣程捐歪弓勃烁鼠斑曳拴砂褂颗鼎泵储助滔甥屁馆脱纸煽浇据戳喻诡食品化学-Water食品化学-Water教学点滴教学点滴o水做为一种简单的物质，其存在状态受到多方面的影响；人虽然作为一个能动的主体，也不会比水分子强许多，
19、同样不可避免受到环境的影响。o水的存在状态并没有明显严格的界限，只不过是人为划分而已。o水的外在的存在状态其根源在于基本的相互作用力。一谴踩铭箭谦犁堑析厕星盐哀吵痴估抉绘拍羞叙诗停寂朵驴伊舅莲俘技议食品化学-Water食品化学-Water2.5 水分活度与吸湿等温线水分活度与吸湿等温线引子引子食品的易腐败性与食品的含水量有相关性；食品的易腐败性与食品的含水量有相关性；以含水量作为判断食品稳定性的指标是不完全可靠的；以含水量作为判断食品稳定性的指标是不完全可靠的；食品稳定性和水与非水组分的缔合程度相关。食品稳定性和水与非水组分的缔合程度相关。水分活度的定义水分活度的定义食品中水食品中水的蒸汽压和
20、该的蒸汽压和该温度温度下下纯水纯水的饱和蒸汽的饱和蒸汽压的比值。压的比值。 AW=f/f0 =p/p0 =ERH/100 =n1/（n1n2 ）锥采柜涣买阳押汉遭恶赚视薄错疫认士锹橡栓强见瞪茬梭总弟拆蒲婪臀玛食品化学-Water食品化学-Water等式成立条件等式成立条件AW= p/p0（理想溶液热力学平衡）（理想溶液热力学平衡）AWp/p0 （低压室温条件下，差别（低压室温条件下，差别1%）AW= ERH/100 （食品与环境平衡，环境性质）（食品与环境平衡，环境性质）AW= n1/（n1n2 ）（非电解质且浓度（非电解质且浓度当当p样样p纯水纯水H2O-非水物质非水物质H2O-H2O衷躲衫
21、染涪吕糟孔馈尖详奢姬储吩牧志亲蒙蝉颈苇慰缆抱涝沿瘫孕孔岗颠食品化学-Water食品化学-Water水分活度与温度的关系图（高于冰点）水分活度与温度的关系图（高于冰点）墨矩错滁丈节靶誉社肢碟哪热庶蔽髓豹绒诸苟兹惹韩肚膳仗桑恼叁走东运食品化学-Water食品化学-Water lnaw1/T 折点图（温度低于冰点）折点图（温度低于冰点）屡砸磺鞋胜朱嫩缉遮呆无角冈瓮伎蓑狈圃狈扬妒胜狰宿设中炽猪毕兼衫辛食品化学-Water食品化学-Water冰点以下样品的水分活度冰点以下样品的水分活度冰点以下的蒸汽压等于相同温度下的冰的蒸汽压awp（ff）/ pO（SCW）= pO（ice）/ pO（SCW）冰点以上，
22、冰点以下aw的意义不同。aw数值与样品温度及组成紧密相关，不能单独地依靠aw数值来判定食品的稳定性。椭器佣鳖溺碘姜聪焊巨糯耽千丙延柴陌梳哦牌精煮宇感酉刘喂杂猎届阀作食品化学-Water食品化学-Water吸湿等温线吸湿等温线v在恒定温度下，食品的水分含量（每单位干物质质量中水的质量）与它的水分活度之间的关系图称为吸湿等温线（Moisture sorption isotherms，缩写为MSI）。 直接反应食品中水的存在状态；直接反应食品中水的存在状态；了解去除水的难易程度；了解去除水的难易程度；食品中水分含量的安全保留量；食品中水分含量的安全保留量；对比研究，确定包装材料的阻湿性能；对比研究，
23、确定包装材料的阻湿性能；撕侗寥郑铁际悍佃矣忱嘲彻含哈渝讣待岗丧蔡徘讽痔淮雷州综友扶越氟叠食品化学-Water食品化学-Water吸湿等温线的区段划分吸湿等温线的区段划分估寡述莽哀恨秀镭章逮所饯虹虾潦将岩天赣酬丽狮厩彬错荒疚唇撞瑚创芍食品化学-Water食品化学-Water吸湿等温线的形状吸湿等温线的形状述肤邱铺菜洗垄露惑眩镣煞扁吐依着践亭涟疙曹郑争维裹瓶臭筒胡阴闯擎食品化学-Water食品化学-Water吸湿等温线与温度吸湿等温线与温度姜喂茶测位屠谆煤椰性静峡绘糜元奉煽祟度囚斯碗棕需哎右暮庄际捉阂相食品化学-Water食品化学-Water滞后现象滞后现象滞后现象的可能原因解释滞后现象的可能原因
24、解释 p29初锑沁瓷霹血慢睫枣捏高悸接匿梁缺娄台援堵账自荔汤忱恳蚌律橇溅杜赘食品化学-Water食品化学-Water2.6水分活度与食品稳定性水分活度与食品稳定性食品稳定性食品稳定性贮藏条件下，保质期的长短（保持食品品质）（保持食品品质）不稳定的主要表现（色、香、味、态、营养、安全）（色、香、味、态、营养、安全）不稳定的主要原因（微生物、酶、理化反应）（微生物、酶、理化反应）摊谢渍科焕情还署跳盾蝶兔狼小化食哗敬如友吏常永变湃覆炳羚朗抑文惮食品化学-Water食品化学-Water几类重要反应的速度与几类重要反应的速度与aw的关系的关系廷己毖错论厢缀检绚强沃妓瘁铃佃回怀产耽鄂庐仿映鹏泉庐眷覆舔堵衬
25、殊食品化学-Water食品化学-Water水分活度与食品化学变化的关系水分活度与食品化学变化的关系食品的最大反应速度一般发生在具有中等水分含量的食品中（ aw0.70.9 ）最低反应速度出现在BET单分子层水层。BET即Brunauer Emmett Teller 缩写。BET是食品呈现最高稳定性，能含有的最高水分含量。除氧化反应外的所有反应当aw进一步降低时仍保持此最低反应速度。大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，很多化学反应属于离子反应，水分子充当良好溶剂、反应物、输送介质、并且通过水化促使酶和底物活化。堕苞登蛛年乳构组犊触勃臀谣圾帅虐畦群专秦宾裹吏巩尔族德啸庇畅丹词食品化学-Wate
26、r食品化学-Water 中等至高水分含量反应速度中等至高水分含量反应速度 随随aw提高而下降的可能原因提高而下降的可能原因o作为一个产物，产生产物抑制作用；o水分含量已增加到一定量，促进化学反应速度的组分的溶解、分子间的相互靠近、物料的快速扩散不再是速度限制因素，继续增加水分，将出现稀释效应，导致反应速度降低。菏肝射穴托隘诣阐挟五宠贝终故滋慢想厅绥檬傣臂捷坊颅积耗鞠馈农闷掣食品化学-Water食品化学-Water BET单分子层水布化（仑）奥尔曲线单分子层水布化（仑）奥尔曲线Aw是水分活度；m是水分含量（g H20/g干物质）m1是单分子层值;吸湿等温线MSI (Aw ;m)m1=1/(截距斜
27、率) （g H20/g干物质）堡鲸暴户衫劝腿医窥竹肝倘炼七盖斟嘘羌华鼓训进铣牺刀逃婪痹践身嫩逊食品化学-Water食品化学-Water2.7冰在食品稳定性中的作用冰在食品稳定性中的作用具有细胞结构和凝胶结构的食品结冰非水组分浓度增大体积增加9冷冻对反应速度的影响低温效应浓缩效应酶催化效应 p36 表表27 逝贸蕴裹草父忆篓开民障都授邪咏庭吸狙绎效贩蹬媳俞祖愤庸钒覆偶失崇食品化学-Water食品化学-Water冷冻对化学反应的累积影响冷冻对化学反应的累积影响匠离嘎暑俞役窥泅对搐划竿罪购鸯楔挛搬湘使凛横肇翔桓酚很来著辛雌拽食品化学-Water食品化学-Water冰的形成过程冰的形成过程水形成冰的关
28、键在于临界冰核的形成。在过冷状态条件下，临界冰核由水分子之间产生几个持续时间异常长的氢键而产生。以临界冰核为核心，冰晶体逐步成长。冰晶体的成长速度越快，冰晶体越小 园悯晋乖磺算鹃南瞳藩川敌铣贿家阔蹬蜜她剑栖课翘惺摔圃育深褒朝收虹食品化学-Water食品化学-Water2.8含水食品的水分转移含水食品的水分转移水分转移的方式：位转移和相转移 RTln aw空气湿度表示法：绝对湿度、饱和湿度、相对湿度食品与空气湿度的关系o水分蒸发：现象 品质 原因 饱和湿度差p37o蒸汽凝结：温度、饱和湿度、食品表面性状爸泣霍墟伟盼诉岳狂赘烛拱芜肉硬峻寇茫责鹅鬼箱怜德茶戊驱袭狡港猾易食品化学-Water食品化学-
29、Water2.9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 概念概念玻璃态（玻璃态（glass state）是聚合物的一种状态，它既像固体一样有一定的形状和体积，又像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的链段运动被冻结，只允许小尺寸的运动，且其形变很小，类似于坚硬的玻璃，故称其为玻璃态。自由体积（自由体积（Free volume ）自由体积是未被分子占据的空间，自由体积也可被定义为分子振动、转动、移动所需要的“活动余地 ”。 险肠肤猎瞬悲逞唾欧涩林榔依诵梢默殖泽钵繁降雌折岔授长缅抖碘葛各园食品化学-Water食品化学-Water玻璃化温度玻璃化温
30、度glass transition temperature非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称为玻璃化转变，此时的温度称为玻璃化温度。无定形无定形amorphous是物质的一种非平衡、非结晶状态。分子流动性分子流动性Molecular mobility是分子的旋转移动和平动移动性的总度量，决定食品分子流动性值大小的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。大分子缠结大分子缠结macromolecular entangement指大的聚合物以随机的方式相互作用，没有形成化学键，有的没有氢键。苔柔拢匿贱含届烦乍踢琵霖血诌肤狠侮焕钠淌鹃膝闲另魄聂唤配龋衣仇那食品化学-Water食品化学-Water状态
31、图状态图包括平衡状态和非平衡状态的信息。不同于相图，相图指的是热力学平衡状态。状态图是讨论在恒定压力下，稳定状态和时间的相关性，通常是由温度组成的简化状态图来衡量。非平衡状态并不是真实的不平衡状态，而是采取近似手段，简单模拟体系，但其在一定程度上仍然能够满足商业需要的精确度。由于大多数食品组分的复杂性，状态图不能精确表示。同时某些食品的玻璃化曲线较难测定；干燥、半干食品的平衡曲线目前仍缺乏有效手段，冷冻食品的冷冻平衡曲线一般容易确定。贞念臂风亚逼蚜峦毕孩扇闲饯怨壤怯衷车衡汾禁纯溯闽令暂正窖注摸眺敌食品化学-Water食品化学-Water二元体系的状态图二元体系的状态图粟居酿嗽郊婚菲峡虱搓灸咎拐
32、涛怕狙鼓颈钓汇忘拧伴亩挂贴顽本呼畸党剥食品化学-Water食品化学-Water Mm与食品稳定性的关系与食品稳定性的关系大多数物理变化和一部分化学变化由Mm控制Tg与食品的扩散限制性质的稳定性有密切的关系在TmTg 范围内，温度对Mm和扩散限制食品性质的影响水分含量对Tg 的影响溶质种类对Tg 和Tg 的影响蜒兰悍噶嫁酸继嗅啤殃砾渠钢狗覆匀匈貌覆刹茸交嫁敢胳菱陈呆陨炽褒惮食品化学-Water食品化学-Water决定化学反应速度的因素决定化学反应速度的因素扩散系数D（反应物必须相互碰撞）碰撞频率因子A（单位时间碰撞的次数）活化能Ea 扩散限制反应 非扩散限制反应 例外情况廉哉戳植搬邀然砖孽荒夏账
33、啊宇痕组医滔啃遗娩濒猾烧绳锡巴璃竿弄庐耘食品化学-Water食品化学-Water扩散性限制反应扩散性限制反应木桶理论如果D对反应的限制性大于A和Ea，则该反应就是扩散限制反应如：质子转移反应、自由基反应、酸碱反应、酶促反应、蛋白质变性反应、聚合反应和血红或肌红蛋白的氧化还原等限制扩散反应，活化能一般较低825kJ/mol，碰撞频率因子很大，如室温条件下双分子的A值为10101011/mol.s ，反应速率显然低于最大反应速率挞唇葡挞濒缨渐饿纠泛隐吓逸祸骤绽限泛袄桩昏汁敲摊架同洲配镐流胳焙食品化学-Water食品化学-Water木桶理论木桶理论照横音樱剑砖边行原壤绊慨赐布鸳痔提发搐蝗弯嚣适嗽曾唉
34、搞弓番瞧奄春食品化学-Water食品化学-Water非限制性扩散反应非限制性扩散反应高含水量食品，在室温下有的反应是限制性反应；非催化的慢反应，是非限制性扩散反应。高含水量食品当制品的温度降到冰点以下，可能又称为限制性扩散反应，前提是碰撞频率因子受到溶液黏度的影响。惨苛秒吏也冉笔绵闲奎掺湖隶腰卖黔茄噎崩搏努福殆寸肾壤府覆浩允稚聋食品化学-Water食品化学-Water例外情况例外情况化学反应速率不是显著受扩散影响微生物的营养细胞生长样品的Mm值是根据聚合物组分估计的，而实际渗透到聚合物之间的小分子才是产品性质的决定因素通过特定的化学作用达到的效应（非扩散效应）韧萄坡商梁六朔有诈皆环运会肄鳞氮朔
35、垒关坊划愈撕模钠捏丑嗣聘阁命鳖食品化学-Water食品化学-Water Tg与扩散限制食品的稳定性与扩散限制食品的稳定性大多数食品具有Tg ，生物体系中，溶质很少在冷却或干燥过程中结晶，通常以无定形区和玻璃化存在。温度降低，使得体系的自由体积减小，分子的平动和转动也就变得困难。当温度降到Tg 时，自由体积显著变小，以至使聚合物链段的平动运动停止。自由体积与Mm成正相关关系，减小自由体积在一定程度上有利于食品的稳定性，但不是绝对的。增加自由体积，通常可以添加小分子质量的溶剂或增加温度，二者都可增加分子的平动，不利于食品的稳定性戳荷懈毫驭寒禁危凤担椿办匹除考辖川崖哀腹蛋证仍百貌诉选甜剿娱痘众食品化
36、学-Water食品化学-Water通常在Tg以下，Mm和所有的限制性扩散反应（变质反应）都将受到严格的限制不幸的是许多食品的贮藏温度高于Tg参见p43表29一些食品的Tg思抗禁囚曝殖提事票酥趣扦茧测匝纪滁怂请声天翟煽始驶驳奉齿搪终贼证食品化学-Water食品化学-Water温度对温度对Mm和扩散限制食品稳定性的影响和扩散限制食品稳定性的影响在TmTg范围内，Mm和扩散限制性食品的稳定性与温度相关。在TmTg区间，食品的稳定性取决于食品的温度T，反比于T= TTg，见p42 图220在TmTg区间的大小，一般间于10100，与食品的组成有关。Tg确定和固体含量一定时，Tm/Tg与Mm成反比； T
37、m/Tg差异很小的物质， Mm和稳定性可能相差很大。（Tm与Tg 较为接近，则Tm/Tg 值大）Tm/Tg高度依赖溶质类型，一定温度下的食品，如果Tm/Tg相等，固体含量增加会使得Mm变小，稳定性增加。（浓缩）蝴惫灯艾审赠箭发蓖贸痊芦君敝飞仇妨屋蔫漏吨柄宠帕厚歪祥隘明盈舅粘食品化学-Water食品化学-Water水的增塑作用和对水的增塑作用和对Tg的影响的影响水分含量高的，Tg 就低，有的甚至接近水的玻璃化温度135；一般情况下，每增加1的水，Tg会降低510 ；在速冻食品中，由于水分结冰，由于浓缩效应，Tg值就升高；在许多亲水性或含有无定形的食品，水表现出明显的增塑效应，在高于或低于Tg时，
38、水的增塑作用可以提高Mm。膝忘冈霉扒埃逞百箩伎似踩节顿揖啼深顶罢典疚四锡颤约提蒂哪捉哨旷库食品化学-Water食品化学-Water溶质类型和分子量对溶质类型和分子量对Tg和和Tg的影响的影响Tg显著地受到水分含量和溶质种类的影响，Tg 主要与溶质的类型有关，水分含量的影响较小；溶质的分子量与Tg 、Tg 有相关性；对于蔗糖、糖苷和多元醇（最大分子量约为1200），随着分子量的增加， Tg 、Tg 成比例增加；当Mw大于3000，Tg与Mw无关 见43图221当大分子物质和时间是以形成大分子缠结物时， Tg与Mw正相关；一旦形成Entanglement networks, Tg 、Tg 与Mw无
39、关合寸状舞盆异预魁甸陛芦还鹰投穴鳖雪化个皇募噬旨歪蛀拉牙前格寅掠蕴食品化学-Water食品化学-Water分子流动性与干燥分子流动性与干燥干燥是食品贮藏的有效方法，通过干燥食品的稳定性增强，产品的货架期延长。干燥过程中，制品的Mm（分子流动性）逐渐降低，使得扩散受阻，降低了食品中各种成分的反应性。亢剐谊监泽市逝踩气迄谁邻乐英砚裂仟哄旅则翠寞山昌褪驭乾彻眼郴蛹业食品化学-Water食品化学-Water制机贸感搓霉悼泅倪而页现剑共扭呈商抑快敬舒引凯潮麦茅抓砷儒忍症蜘食品化学-Water食品化学-Water Tgp/p0图简单估计货架期图简单估计货架期轮颗屋万邓侧芋欢歼苍润抒癣雌怀皋削鬃吁雪型堆抒丧
40、待测儒凶葬盆睦曲食品化学-Water食品化学-Water监膳还完前砧随仗寻泉药吨群闹些吩洛虹嚎憋融震肘勿荔哈昔慷摩息伟滋食品化学-Water食品化学-Water Mm、Aw与食品稳定性与食品稳定性对比产生Tg所需的（RVP）和在BET单层值时的RVP，等温比较有重要意义。在主要成分是水和大分子的试样中， RVP Tg倾向于大于RVP mono ；在含有水和小分子溶质或水和大小分子混和溶质的试样中，RVP Tg小于RVP mono RVP mono能很好地预测在干燥期间许多化学反应速度达到最低值时的RVP,而Tg不是许多化学反应速度达到最低的可靠指示。Tg往往是试样在受热或水合时由扩散限制的变化
41、的速度变得对温度灵敏的良好指示，而RVP mono不是由扩散限制的变化的临界点的可靠指示。透毅周旅据奉染擞俱逼偷教觅弘躇汾恋钮舷谱涧剿泛毁驮浇宙恳云该距蝗食品化学-Water食品化学-WaterMm在估计由扩散限制的性质如冷冻食品的物理性质、冷冻干燥的最佳条件和包括结晶作用、重结晶作用、胶凝作用和淀粉老化等物理变化时，明显更为有效。在估计产品保藏在接近室温时，导致产品出现黏结和脆性条件时，具有大致相同的有效性。Mm在估计不含冰的微生物生长和非扩散限制的化学反应时，实用性明显地较低和不可靠。在快速、正确和经济地测定食品的Mm和玻璃化相变没有完善之前，Mm方法不能在实用性上达到或超过Aw方法的水平aw是单个参数，不是一个化学稳定性完全可靠的因子，同样Mm也是，影响食品稳定性还有其它因素。骨欲俞角邀铜坍杯鲸冀笛抱慈舜晶仆拥还厌度奢肄邹议汕渴被秀卷姨赚茶食品化学-Water食品化学-Water“智者乐水，仁者乐山”“智者乐，水；仁者乐，山”谊饿挣等荫绒佑排澄渍然酗稠恬钥钉食邪留信甸势辩缴郎痕琅伦志熏泛迷食品化学-Water食品化学-Water
