食品化学第二章 水

食品化学第二章水知识点总结第二章水分2.1食品中的水分含量和功能2.1.1水分含量？普通生物和食物中的水分含量为3 ~ 97%？生物体中水的含量约为70-80%。

动物体内的水分含量为256±199，随着动物年龄的增长而减少，而成年动物体内的水分含量为58-67%不同部位水分含量不同:皮肤60 ~ 70%；肌肉和器官脏70 ~ 80%；骨骼12-15%植物中水分的含量特征？营养器官组织(根、茎和叶的薄壁组织)的含量高达70-90%？生殖器官和组织(种子、微生物孢子)的含量至少为12-15%表2-1某些食物的含水量食物的含水量(%)卷心菜，菠菜90-95猪肉53-60新鲜鸡蛋74牛奶88冰淇淋65大米12面包35饼干3-8奶油15-20 2.2水的功能2.2.1水在生物体中的功能1。

稳定生物大分子的构象，使它们表现出特定的生物活性2。

体内化学介质使生化反应顺利进行。

营养物质，代谢载体4。

热容量大，体温调节5。

润滑。

此外，水还具有镇静和强有力的作用。

护眼、降血脂、减肥、美容2.2.2水的食物功能1。

食品成分2。

展示颜色、香气、味道、形状和质地特征3。

分散蛋白质、淀粉并形成溶胶4。

影响新鲜度和硬度5。

影响加工。

它起着饱和和膨胀的作用。

它影响2.3水的物理性质2.3.1水的三态1，具有水-蒸汽(100℃/1个大气压)2、水-冰(0℃/1个大气压)3、蒸汽-冰(> 0℃/611帕以下)的特征:水、蒸汽、冰三相共存(0.0098℃/611帕)* * 2.3.2水的重要物理性质256水的许多物理性质，如熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热、表面张力和束缚常数数，都明显较高。

*原因:水分子具有三维氢键缔合，1水的密度在4℃时最高，为1；水结冰时，0℃时冰密度为0.917，体积膨胀约为9%(1.62毫升/升)。

实际应用:是一种容易对冷冻食品的结构造成机械损伤的性质，是冷冻食品工业中应注意的问题。

水的沸点与气压成正比。

第二章，水水－溶质相互作用一、 与离子和离子基团的相互作用(P15)当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的盐类物质时，产生偶极-离子相互作用，可以固定相当数量的水。

随着离子种类及所带电荷的不同，与水之间的相互作用也有所差别。

大致可以分作两类：1、有助于水分子网状结构的形成，水溶液的流动性小于水，如：Li +、Na +、H 3O +、Ca 2+、Ba 2+、Mg 2+、Al 3+、OH -等。

2、能阻碍水分子之间网状结构的形成，其溶液的流动性比水大，此类离子如：K+、Rb+、Cs +、NH 4+、C l-、B r-、I -、NO -3、BrO -3等；二、水与具有氢键形成能力的中性基团(亲水性溶质)的相互作用许多食品成分，如蛋白质、多糖（淀粉或纤维素）、果胶等中的极性基团，如羟基、羧基、氨基、羰基等，均可与水分子通过氢键相互结合。

水与溶质之间的氢键键合比水与离子之间的相互作用弱。

三、 水与非极性物质的相互作用非极性的分子通常包括烃类、稀有气体、脂肪酸、氨基酸和蛋白质的非极性基团等。

疏水水合作用 疏水相互作用 疏水基团还能和水形成笼形水合物。

四、水与双亲分子的相互作用双亲分子包括脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类和核酸。

双亲分子在水中形成胶团。

食品中水的存在状态根据食品中水分的存在状态，可以把食品中的水分作不同的类型（如下页图）。

结合水，自由水（体相水）之间很难作截然的划分，其主要的区别在于：a.结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系。

b.结合水的蒸汽压比自由水低得多。

c.结合水不易结冰（冰点约－40℃）。

食品中水的存在形式构成水定义：与非水物质呈紧密结合状态的水特点：非水物质必要的组分，-40度部结冰，无溶剂能力，不能被微生物利用；邻近水定义：处于非水物质外围，与非水物质呈缔合状态的水；特点：-40度不结冰，无溶剂能力，不能被微生物利用；多层水定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢 键或偶极力结合的水；特点：有一定厚度(多层)，-40度基本不结 冰，溶剂能力下降，可被蒸发；单分子层水，0.5%5%结合水自由水被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水滞化水不能自由流动，与非水物质没关系毛细管水由细胞间隙等形成的毛细管力所系留的水物理及化学性质与滞化水相同自由流动水以游离态存在的水可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用定义特点定义特点定义特点d.结合水不能作为溶质的溶剂。

《食品化学》期末复习重点第二章水分一、水的重要功能1.是体内化学反应的介质水为生物化学反应提供一个物理环境。

2.生化反应的反应物。

3.养分和代谢物的载体。

4.热容量大，体质体温。

5.粘度小，有润滑作用。

6.生物大分子构象的稳定剂。

二、水分子的缔合1.水分子具有形成三维氢键的能力，每个水分子至多能与其它四个分子形成氢键，静电力对氢键的键能做出了主要的贡献。

2.每个水分子具有数量相等的氢键给予体和氢键接受体的部位，并且这些部位的排列可以形成三维氢键。

3.与打破分子间氢键所需额外的能量有关的水的性质有：低蒸汽压、高蒸发热、高熔化热、高沸点。

4.水的介电常数也受氢键的影响，水分子的成簇氢键产生了多分子偶极，它能显著地提高水的介电常数。

三、冰的结构冰可以以10种多晶型结构存在，也可能以无定形的玻璃态存在，但在11种结构中，只有普通的六方形冰（属于六方晶系中的双六方双晶体型）在0℃和常压下是稳定的。

四、水的结构1.水有三个一般模型：混合模型、填隙模型和连续模型（也叫均一模型）。

2.水分子中分子间氢键键合的程度取决于温度，在0-4℃时，配位数的影响占主导，水的密度增大；随着温度继续上升，布朗运动占主导，水的密度降低。

两种因素的最终结果是，水的密度在3.98℃最大。

3.水的低粘度也与水的结构有关，水分子的氢键键合排列是高度动态的，允许各个水分子在毫微秒至微微秒的时间间隔内改变它们与邻近水分子间的氢键键合关系，增加了水的流动性。

五、持水力：1.概念：描述由分子（通常以低浓度存在的大分子）构成的基质通过物理方式截留大量水以防止渗出的能力。

2.在组织和凝胶中几乎所有的水可被归类为物理截留，被物理截留的水甚至当组织状食品被切割或剁碎时仍然不会流出，这部分水在食品加工中的性质几乎与纯水相似。

六、结合水1.概念：结合水是存在于溶质及其它非水组分附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那一部分水，与同一体系中的体相水相比，它们呈现出不同的流动性和其它显著不同的性质，这些水在-40︒C下不会结冰。

食品化学第二章水分1、名词解释：（1）水分活度：指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压的比值。

（2）水分的吸湿等温线：在恒定温度下，以食品中水分含量为纵坐标，以水分活度为横坐标绘制而成的曲线称为吸附等温线〔MSI〕。

（3）等温线的滞后现象：一种食物一般有两条吸附等温线。

一条是水分回吸等温线，是食品在吸湿时的吸附等温线；一条是水分解吸等温线，是食品在干燥时的吸附等温线；往往这两条曲线并不完全重叠，在中低水分含量部分张开了一细长的眼孔，把这种现象称为“滞后”现象。

2、问答题〔1〕水分活度与食品稳定性的关系。

①食品aw与微生物生长的关系：从微生物活动与食物水分活度的关系来看，各类微生物生长都需要一定的水分活度，一般说来：细菌为Aw>0.9；酵母为Aw>0.87；霉菌为Aw>0.8。

②食品aw与酶促反应的关系：一方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。

食品体系中大多数的酶类物质在Aw<0.85 时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。

但也有一些酶例外，如酯酶在Aw为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。

③食品aw与非酶化学反应的关系：降低食品的Aw ，可以延缓酶促反应和非酶反应的进行，减少食品营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。

但Aw过低，则会加速脂肪的氧化酸败,还能引起非酶褐变。

④食品aw与质地的关系：当水分活度从0.2～0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏着性增加。

水分活度为0.4～0.5时，肉干的硬度及耐嚼性最大。

（2）水分的吸附等温线的定义，以及3个区段的水分特性。

①在恒定温度下，以食品中水分含量为纵坐标，以水分活度为横坐标绘制而成的曲线称为吸附等温线。

②I区：为化合水和临近水区。

这部分水是食品中与非水物质结合最为紧密的水，为化合水和构成水，吸湿时最先吸入，干燥时最后排除；这部分水不能使干物质膨润，不能作为溶剂，在- 40℃不结冰。

《食品化学》期末复习资料第二章水1. 食品中水分分成结合水和自由水（体相水），根据水与食品中非水成分结合力的强弱程度不同。

2. 结合水的特征：食品非水成分的组成部分；与非水成分的亲水基团强烈作用，形成单分子层；水_离子以及水_偶极结合；在亲水基团外形成另外的分子层；水_水以及水_溶质结合。

理解3. 自由水的特征：自由流动，性质同稀的盐溶液；水_水结合为主；容纳于凝胶或基质中，水不能流动，性质同自由流动水。

理解4. 结合水的属性（判断题）：（1）结合水是样品在一定温度和较低相对湿度下的平衡水分含量；（2）结合水在高频电场下对介电常数没有显著影响，因此它的转动受到与它缔合的物质的限制；（3）结合水在低温（通常为负40摄氏度或更低)下不会冻结;（4）结合水不能作为外加溶质的溶剂；（5）结合水不能为微生物所利用；（6）结合水在质子核磁共振实验中产生宽带；5. 在自由水中，微生物可利用自由水生长繁殖。

6. 水与溶质相互作用的分类主要分为偶极-离子、偶极-偶极、疏水水合三类，偶极离子是离子键，偶极偶极是氢键，疏水水合是疏水相互作用力当升温时，这是几种键的变化趋势是什么？比如说当升温时，氢键是增强了还是减弱了？那疏水作用？7. 疏水水合是什么意思？8. 水分吸着等温线：一区是单分子层水，是吸附最牢固和最不易流动的水。

二区是多分子层水，三区是自由水，是食品中结合最不牢固和最易流动的水。

滞后现象（Hystress Moisture)：水分回吸等温线和解吸等温线之间的不一致。

注意p25图9. 水分活度定义指：水分活度指食品中水的饱和蒸汽压分压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值水分活度与温度的关系：在不太宽的温度范围内，一定样品的水分，活度的对数，随热力学温度升高而呈正比例升高。

10. 一区和二区接界处的水分含量通常被认为是BET单层水分含量。

第三章碳水化合物1碳水化合物包括单糖，低聚糖以及多糖。

2单糖非酶褐变（美拉德反应）：还原糖（主要是葡萄糖）从游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羧基反应。