食品化学 第二章 水分
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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。
食品化学第2章水分一、名词解释(1)、食品化学(2)、水分活度二、判断题(1)、在温差相等的情况下,生物组织的冷冻速率比解冻速率更快的原因是冰的热扩散速率比水的大。
()(2)、当水含量一定是,水分活度与温度呈反比的关系。
()(3)、因为降低食品的水分活度可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行,减少食品营养成分的破坏,防止水溶性色素的分解,因此在食品保鲜过程中要尽可能将食品的水分活度降到最低。
()三、填空题(1)、在水与非极性物质的相互作用中,水对于非极性物质产生的结构形成响应,其中重要的两个结果是和。
(2)、在水的滞后现象中,一般来说,当水分活度的值一定时,解吸过程中食品的水分含量回吸过程中的水分含量。
(3)、不同的食品具有不同的水分吸附等温线,但吸附等温线主要有两种形态。
其中大多数食品的水分吸附等温线呈,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以及多聚物含量不高的食品的水分吸附等温线为。
四、解答题(1)、简述现代冻藏工艺中提倡速冻的原因。
(2)、许多食品的水分吸附等温线都表现出滞后现象,而对于吸附滞后现象的确切解释却还未形成,但请简述滞后现象产生的大致原因。
参考答案一、(1)P2食品化学是利用化学的理论和方法研究食品本质的一门科学,即从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养素和安全性质以及它们在生产、加工、储藏和运销过程中的变化以及其对食品品质和安全性的影响。
(2)P23水分活度是指食品中水的蒸汽压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值。
二、(1)√ P13(2)× P24 公式(2-4)(3)× P32 注意当食品的水分活度过低时,会加速脂肪的氧化酸败。
因此在食品保质过程中最好是将食品的水分活度保持在结合水范围内。
三、(1)P20 笼形水合物的形成蛋白质中的疏水相互作用(2)P28 大于(3)P27 S形 J形四、(1)P16 因为在该工艺下形成的冰晶颗粒数目多且细小,使食品组织更小程度的受到破坏,此外,冻结时间缩短使微生物活动受到更大限制,因而食品品质更好。
第二章
水分
中国农业大学
食品科学与营养工程学院
几种食物中水分的含量
53~60%
90~95%
少于0.5%
不少于75%
水与食品加工
了解水在食品中的存在形式是掌握食品
加工和保藏技术原理的基础
大多数食品加工的单元操作都与水有关 复水、解冻没有完全成功
水分子的结构
氧原子的4个杂化轨道
2s 2,2p x 2 2p y 1 2p z 1
由于氧的高电负性,O-H 共价键是较强的极性键
水分子的缔合
冰的结构
2.3.1 宏观水平
水结合(Water binding )
水合(Hydration )
–水结合和水合常被用来表示水与亲水物质缔合的一般倾向。
影响水结合的程度和强度的因素
–非水成分的本质–盐的组成–pH 值–
温度
持水力(Water holding capacity )
–描述由分子(通常是以低浓度存在的大分子)构成的基体通过物理方式截留大量水而阻止水渗出的能力。
例如:
–果冻、淀粉凝胶、细胞
不可比(熵驱动)R (水合的)+R (水合的)
→R 2(水合的)+H 2O 疏水相互作用较小水+R →R (水合的)疏水水合
水-侧链OH
水-蛋白质CO
近乎相等水-蛋白质NH
偶极-偶极水-有机分子上的带电基团
较大
水-游离离子
偶极-离子与水-水氢键相比的强度实例类型
结合水是存在于非水组分邻近的水,与同一体系中的体相水相比,它们呈现出与同一体系中体相水显著不同的性质。
–熔点、沸点、流动性
占总水量很小的一部分
一个重要的概念:结合水
结合水的分类
构成水(constitutional water)
–结合最强的水,已成为非水物质的一部分 邻近水(vicinal water)
–占据着非水成分大多数亲水基团的第一层位置
多层水(multilayer water)
–占有第一层中剩下的位置以及邻近水外侧的几层
水与离子及离子基团的相互作用
离子对水的净结构的影响 净结构形成效应(forming effect)
–电荷/半径比值较大的离子产生强电场
–具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积
–典型例子:Li +, Na +, H 3O +, Ca 2+, Ba 2+, Mg 2+, Al 3+, F -, OH -
净结构破坏效应(breaking effect)
–电荷/半径比值较小的离子产生较弱电场
–流动性比纯水强
–典型例子:K +, Cs +, NH 4+, Cl -, Br -, I -, NO 3-, BrO 3-, IO 3-, ClO 4-
水桥
水与非极性基团的相互作用
非极性物质指烃类、脂肪酸、氨基酸和蛋白质的非极性基团
疏水水合作用(hydrophobic hydration)
疏水相互作用(hydrophobic interaction)
“
“
(1)疏水水合(2)疏水相互作用
排斥正电荷吸引负电荷
水与双亲分子的相互作用
双亲分子
–一个分子中同时存在亲水和疏水基团
–脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂质、核酸 胶团
–双亲分子在水中形成的大分子聚集体
–分子数目从几百到几千
非极性区极性区
1
2
3
4
双亲分子的胶团结构
非极性极性
水分活度Aw
水与非水成分缔合强度上的差别 比水分含量更可靠,也并非完全可靠 与微生物生长和许多降解反应具有相关性
水分活度的定义和测定方法
Aw 测定方法
密闭容器达到表观平衡后测定压力或相对湿度
根据冰点下降测定RVP
根据干、湿球温度计,查表读RVP 测定精确性为±0.02
水分活度与温度的关系
比较冰点以上和冰点以下Aw
在冰点以上,Aw 是样品组成与温度的函数,前者是主要的因素
在冰点以下,Aw 与样品的组成无关,而仅与温度有关,即冰相存在时,Aw 不受所存在的溶质的种类或比例的影响,不能根据Aw 预测受溶质影响的反应过程
不能根据冰点以下温度Aw 预测冰点以上温度的Aw 当温度改变到形成冰或熔化冰时,就食品稳定性而言,水分活度的意义也改变了
水分吸着等温线
(Moisture sorption isotherms,MSI ) 在恒定温度下,使食品吸湿或干燥,所得到的食品水分含量(每克干物质中水的质量)与Aw 的关系曲线。
高水分食品的MSI 从正常至干燥的整个水分含量范围
低水分食品的MSI
回吸等温线
MSI 的分区
与温度的关系
滞后现象
回吸:把水加到干的样品中
解吸:先使样品吸水饱和,再干燥 回吸与解吸所得的等
温线不重叠现象即为
“滞后现象”
(Hysteresis )
水分活度与食品稳定性0.95-0.91
0.91-0.87
0.87-0.80
0.5。