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高级食品化学专题一(水分)

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食品化学第1章--水分PPT课件

食品化学第1章--水分PPT课件

.
33
食品中水的类型（Types 第二节 （
划分依据：水在食品中所处状态的不同以及与非 。（水组分结合强弱的不同（degree of water bindness
.
34
化合水
定义:与非水物质呈紧密结合状态的水； 特点:非’必要的组分，-40℃不结冰，
食结
无溶剂能力，不能被微生物利用；
单分
品 中
合 水
➢ 冰晶的最小单位是冰晶胞。每个晶胞中含4
个水分子。
➢ 冰有11种结构，在常压和00C时，只有普通
正六方晶系是稳定的。大多数冷冻食品中的 冰晶体是高度有序的六方形结构。
.
30
➢过冷现象：纯水在冷冻时，尽管冰点是 0℃，但常不在0℃结冰，出现过冷状态， 只有当温度降低到零下某一温度时才可 能出现结晶（其他方法？ 加入晶核， 如固体颗粒，或振动）。
2.范德华半径 在分子晶体中，分子之间以范德华力相互接近，这时非
键的两个同种原子核间距离的一半，称为范德华半径。
3.偶极矩 衡量分子极性的大小，德拜（Debye）在1912年提出： 分子中电荷中心上的电荷量与正、负电荷中心间距离的
乘积。偶极矩是一个矢量，既有数量又有方向，其方向是从 正极到负极。
（二）水分子的缔合
H-bond strength = 10 Kcal/mol.
H+d O-d
H+d
H+d O-d
H+d H+d
O-d
O-d
H+d H+d
H+d
Water is a good dissolving solvent - Why?
1. Physical action of dispersion of solute molecule due to the highactivity of water molecules at the surface of the solute.

食品化学第1章 水分

食品化学第1章 水分

冰是水分子通过氢 键相互结合、有序排 列形成的低密度、具 有一定刚性的立方形 晶体结构。
在冰的晶体结构中， 每个水和另外4个水分 子相互缔合。
水利用其自身的每个分子都能通过H键与相
邻4个分子缔合的能力。在00C以下时，生成 结构相当开阔的冰的晶体。
冰晶的最小单位是冰晶胞。每个晶胞中含4
dielectric constant: 【介电常数permittivity 】又称为“电容率”或“相对电 容率”在同一电容器中用某一物质作为电介质时的电容与其中为真空 时电容的比值称为该物质的“介电常数”。 D=The Capacity of Condenser of a Material/The Capacity of Condenser of Vacuum Condition 电介质经常是绝缘体,蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质， 其相对介电常数约为80。
Questions
what is the most important nutrient?
WATER
Water Functions
Important compFra biblioteknent of food. 1. Universal solvent (salt, vitamins, sugar, gases, pigment)
构像(conformation)指一个分子中，不改变共价键结构, 仅单键周围的原子放置所产生的空间排布.一种构像改变为 另一种构像时,不要求共价键的断裂和重新形成.
Questions
types of water
为防止水的活跃造成食品腐败，可以采取：
• 干燥、浓缩 • 脱水 • 冷冻
食品中与各非水组分以氢键结合的水，与非水组分 结合最为牢固。不能作为溶剂，-400C下不能结冰。

食品化学-第一章 水

食品化学-第一章 水

第1章水（Water）水在人类生存的地球上普遍存在，它是食品中的重要组分，各种食品都有其特定的水分含量，并且因此才能显示出它们各自的色、香、味、形等特征。

从物理化学方面来看，水在食品中起着分散蛋白质和淀粉等成分的作用，使它们形成溶胶或溶液。

从食品化学方面考虑，水对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工等方面都具有重要的影响，水也是微生物繁殖的重要因素，影响着食品的可储藏性和货架寿命。

在食品加工过程中，水还能发挥膨润、浸透等方面的作用。

在许多法定的食品质量标准中，水分是一个重要的指标。

天然食品中水分的含量范围一般在50~92%，常见的一些食品含水见表1-1。

表1-1 一些食品中水分的含量（%）食品水分含量食品水分含量水果、蔬菜等新鲜水果90谷物及其制品全粒谷物10-12 果汁85-93 燕麦片等早餐食品<4 番石榴81 通心粉9 甜瓜92-94 面粉10-13 成熟橄榄72-75 饼干等5-8 鳄梨65 面包35-45 浆果81-90 馅饼43-59 柑橘86-89 面包卷28 干水果<25高脂肪食品人造奶油15 豆类（青）67 蛋黄酱15 豆类（干）10-12 食品用油0 黄瓜96 沙拉酱40 马铃薯78乳制品奶油15 红薯69 奶酪（切达）40 小萝卜78 鲜奶油60-70 芹菜79 奶粉 4畜、水产品等动物肉和水产品50-85 液体乳制品87-91 新鲜蛋74 冰淇淋等65 干蛋粉 4糖类果酱<35 鹅肉50 白糖及其制品<1 鸡肉75 蜂蜜及其他糖浆20-40食品的加工过程经常有一些涉及对水的加工处理，如采用一定的方式从食品中除去水分（加热干燥、蒸发浓缩、超滤、反渗透等），或将水分转化为非活性成分（冷冻），或将水分物理固定（凝胶），以达到提高食品稳定性的目的。

因此研究水的结构和物理化学特性，食品中水分的分布及其状态，对食品化学和食品保藏技术有重要意义。

1.1 水的结构和性质1.1.1 水的结构（Structure）水分子由两个氢原子的s轨道与一个氧原子的两个sp3杂化轨道形成两个 共价键（具有40%离子性质）。

食品化学_水分

食品化学_水分
食品化学
第一章 水分
水和冰的结构 水和溶质的相互作用 食品中水的存在状态 水分活度与食品稳定性 等温吸湿曲线及其应用
主要内容
食品中水的存在
水和冰的结构与性质 水和溶质的相互作用 食品中水的存在状态 水分活度与食品稳定性 等温吸湿曲线及其应用 冻结与食品稳定性
1.1 食品中的水
肉类含水量在
70%左右。
水分含量与食品特性 4
面包和馒头含
水量在40%左 右。
水分含量与食品特性 5
米和面含水量
在12%左右。
水分含量与食品特性 6
饼干、糖果、
奶粉等食品的 含水量在8% 以下。
1.2 水的特性
水的物理性质和其他小分子有显著差异。

高熔点 高沸点 高热容量 高相变热 高表面张力 高介电常数 结冰时体积增大
毛细水
流动水
自由水
自由水
水分活度和水分含量
图：不同食品的等温吸湿曲线

等温吸湿曲线因食品 不同而性状各异。但 只有低水分食品才看 得出曲线的形状。
图：不同温度的等温吸湿曲线
因为水分活度随着
温度而变化，等温 吸湿曲线也随温度 变化。
等温吸湿曲线中的滞后效应
等温吸湿曲线可以用两种方法绘制：
水首先冷却成为过冷状态，然后围绕晶核结
冰，冰晶不断长大。快速冻结可以形成较多 晶核和较小冰晶，有利保持食品品质。
3 水和溶质的相互作用
纯水以氢键结合成连续结构，而如果在水中
加入其他物质，水的原有结构将受到打扰， 发生水-溶质相互作用。
其中包括几种情况：

离子与水的相互作用 亲水极性化合物与水的相互作用 疏水物质与水的相互作用

食品化学试题-水分

食品化学试题-水分

食品化学食品化学--水分水分A 卷一、 名词解释。

（本题共20分，每小题5分）（1） 过冷温度（2）吸湿等温线（MSI ）（3）水分活度（4）疏水水合二、 选择题。

（本题共60分，每小题4分）（1）水分子中O －H 核间的距离、氧和氢的范德瓦尔斯半径分别为（ ）A. 0.276nm ；0.16nm ；0.14nmB. 0.276nm ；0.14nm ；0.12nmC. 0.096nm ；0.16nm ；0.14nmD. 0.096nm ；0.14nm ；0.12nm（2）能与水形成笼形水合物的基团是（ ）A. 具有氢键键合能力的中性基团B. 非极性物质C. 离子或离子基团D. 疏水性物质（3）下列说法错误的是( )A. 食品的回吸过程一般比解吸过程时的含水量更高。

B. 吸湿等温线的三个区间之间没有明显的分界线。

C. 食品中水分的相转移主要形式为水分蒸发和蒸气凝结。

D. 影响食品水分蒸发的主要因素是食品的温度和环境水蒸压。

（4）食品化学反应的最大反应速度一般发生在含水量（ ）的食品中A. 0.2~0.3B. 0.25~0.66C. 0.5~0.65D. 0.7~0.9（5）下列说法正确的是（ ）A. 等温线每一个区间之间的水都不能发生交换。

B. 往等温线区间Ⅲ中加水，对区间Ⅱ水的性质影响并不大。

C. 等温线区间Ⅰ和Ⅱ中水都不具有溶剂能力。

D. 等温线区间Ⅱ的水主要靠化学吸附结合。

（6）水分蒸发会对以下食品产生较大不良影响的是（ ）A. 牛肉干B. 面粉C. 麦片D. 苹果（7）食品冻结时组织结构会被破坏，这主要是因为（ ）A. 冰的刚性结构破坏了食品的组织结构B. 温度过低，使原本维持食品组织结构的成分失去了作用C. 水的密度较低，水结冰时表现出异常的膨胀特性D. 水分子的缔和作用随温度的下降而减弱，使本来靠水分子维系的组织结构变得松散（8）下列哪种物质对纯水的正常结构有明显的破坏作用？（）A.乙醇B. 丙酮C. 尿素D. 氯化氨（9）下列食品的吸湿等温线呈S形的是（）A. 天然大米淀粉B. 荔枝C. 咖啡D. 糖果（10）吸湿等温线区间Ⅰ和Ⅱ上的水分特性在以下哪方面有共同点（）A. 溶剂能力B. 冻结能力C. 水分状态D. 微生物利用（11）降低水分活度可以提高食品稳定性的原因,请选出下列不正确的答案（）A. 降低水分活度可使食品中自由水的比例减小B. 降低水分活度可抑制食品中的离子反应C. 降低水分活度可直接杀死食品中的微生物D. 降低水分活度可以抑制食品中酶的活力（12）以下相同含水量的哪种食品最容易腐败（）A. 鸡肉B. 鳕鱼肉C. 香蕉D. 苹果（13）下列对水分活度对非酶褐变的影响描述不正确的是( )A. 一般情况下，浓缩的液态食品和低湿食品位于非酶褐变的最适合水分含量范围内B. 水分活度在一定范围内时,非酶褐变随着a W的增大而增大C. 水分活度大于褐变高峰的a W值时,由于溶质的浓度下降而导致褐变速度减慢D. 水分活度在0.6~0.2时非酶褐变会受到抑制而减弱（14）以下关于水分活度对脂肪氧化酸败的影响不正确的是（）A. 在干燥的样品中加入水会明显的促进氧化B. 微量金属可以催化氧化作用的初期反应C. 当a W值已较大时,进一步加水可降低氧化速度D. 水分活度对脂肪氧化酸败呈阶段性的影响（15）由以下的图，不能得到的结论是（）A. 水分活度的对数在不太宽的温度范围内随温度升高而正比例升高B. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化小C. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化大D. 横坐标表示温度的值越来越小三、是非题。

食品化学-水分.

食品化学-水分.

1862年 美国建立农学院和成立美国农业部 1863年 Harvey Washington Wiley

反对冒牌和掺假食品

1871年
Jean Baptiste Duman 提出仅由蛋白质、碳水化合物和脂肪组成的 膳食不足于维持人类的生命。
1906年 通过了美国第一个纯食品和药品法令 出现了全世界最大的国家农业实验站系统 20世纪前半期 发现并鉴定了大部分的食用物质---维生素、 矿物质、脂肪酸和氨基酸 20世纪中期 日益广泛地使用化学物质帮助制造和销售食 品成为一个广泛争议的话题。

20世纪后期至今 采用诸如膜技术、超临界萃取技术、微波技 术、静高压杀菌技术、欧姆电加热技术、辐 照技术、微胶囊技术等高新加工技术时，食 品产生的化学物理变化研究 功能食品、植物化学成分的研究 食品成分在人体中的代谢及机能研究

食品化学的研究方法




测定与安全、高质量食品的重要特征相关的 性质 测定对食品质量或卫生有关的重要化学和生 化反应 综合上述两点掌握关键的化学和生化反应对 食品品质的影响 将这些知识用在解决食品原料配制 、加工和 贮藏中的各种问题
位 建立了化学研究实验室 创立了新的化学研究杂志
19世纪中期 英国Arthur Hill Hassall 绘制了显示纯净食品材料和掺杂食品材料的 微观形象的示意图 1860年 德国W. Hanneberg和F. Stohman 发展了一种用来常规测定食品中主要成分的 重要方法 水分含量、粗脂肪、灰分、氮、粗纤维、无 氮提取物（碳水化合物）

食品的化学组成及分类
食品化学的定义和研究内容


定义：食品化学就是以化学的原理和方法 研 究食品的组成及理化性质的一科学。 它是化学的一个分支，是以食物为研 究 对象的一门应用科学。 研究内容： 食品的组成、结构、理化性质 以及食品成分在贮藏加工过程中的化 学和生物化学变化，乃至食品成分与 人体健康和疾病的相关性。

食品化学复习题及答案

第2章水分习题一、填空题1 从水分子结构来看，水分子中氧的__6__个价电子参与杂化，形成__4__个__ SP3__杂化轨道，有___近似四面体____的结构。

2 冰在转变成水时，净密度__增大_，当继续升温至℃__时密度可达到__最大值__，继续升温密度逐渐__下降__。

3 液体纯水的结构并不是单纯的由__氢键__构成的_四面体_形状，通过_ H-桥_的作用，形成短暂存在的_多变形_结构。

4 离子效应对水的影响主要表现在__改变水的结构；影响水的介电常数；影响水对其他非水溶质和悬浮物质的相容程度__等几个方面。

5 在生物大分子的两个部位或两个大分子之间，由于存在可产生_氢键_作用的基团，生物大分子之间可形成由几个水分子所构成的_水桥_。

6 当蛋白质的非极性基团暴露在水中时，会促使疏水基团_缔合_或发生疏水相互作用，引起_蛋白质折叠_；若降低温度，会使疏水相互作用_变弱_，而氢键_增强_。

7 食品体系中的双亲分子主要有_脂肪酸盐；蛋白脂质；糖脂；极性脂类；核酸_等，其特征是_同一分子中同时存在亲水和疏水基团_。

当水与双亲分子亲水部位_羧基；羟基；磷酸基；羰基；含氮基团_等基团缔合后，会导致双亲分子的表观_增溶_。

8 一般来说，食品中的水分可分为_自由水_和_结合水_两大类。

其中，前者可根据被结合的牢固程度细分为_化合水；邻近水；多层水_，后者可根据其食品中的物理作用方式细分为_滞化水；毛细管水_。

9 食品中通常所说的水分含量，一般是指_常压下，100～105℃条件下恒重后受试食品的减少量_。

10 水在食品中的存在状态主要取决于_天然食品组织；加工食品中的化学成分；化学成分的物理状态。

水与不同类型溶质之间的相互作用主要表现在_离子和离子基团的相互作用；与非极性物质的相互作用；与双亲分子的相互作用_等方面。

11 一般来说，大多数食品的等温线呈_ S _形，而水果等食品的等温线为_ J _形。

12 吸着等温线的制作方法主要有_解吸等温线_和_回吸等温线_两种。

食品化学试题-水分

食品化学食品化学--水分水分A 卷一、 名词解释。

（本题共20分，每小题5分）（1） 过冷温度（2）吸湿等温线（MSI ）（3）水分活度（4）疏水水合二、 选择题。

（本题共60分，每小题4分）（1）水分子中O －H 核间的距离、氧和氢的范德瓦尔斯半径分别为（ ）A. 0.276nm ；0.16nm ；0.14nmB. 0.276nm ；0.14nm ；0.12nmC. 0.096nm ；0.16nm ；0.14nmD. 0.096nm ；0.14nm ；0.12nm（2）能与水形成笼形水合物的基团是（ ）A. 具有氢键键合能力的中性基团B. 非极性物质C. 离子或离子基团D. 疏水性物质（3）下列说法错误的是( )A. 食品的回吸过程一般比解吸过程时的含水量更高。

B. 吸湿等温线的三个区间之间没有明显的分界线。

C. 食品中水分的相转移主要形式为水分蒸发和蒸气凝结。

D. 影响食品水分蒸发的主要因素是食品的温度和环境水蒸压。

（4）食品化学反应的最大反应速度一般发生在含水量（ ）的食品中A. 0.2~0.3B. 0.25~0.66C. 0.5~0.65D. 0.7~0.9（5）下列说法正确的是（ ）A. 等温线每一个区间之间的水都不能发生交换。

B. 往等温线区间Ⅲ中加水，对区间Ⅱ水的性质影响并不大。

C. 等温线区间Ⅰ和Ⅱ中水都不具有溶剂能力。

D. 等温线区间Ⅱ的水主要靠化学吸附结合。

（6）水分蒸发会对以下食品产生较大不良影响的是（ ）A. 牛肉干B. 面粉C. 麦片D. 苹果（7）食品冻结时组织结构会被破坏，这主要是因为（ ）A. 冰的刚性结构破坏了食品的组织结构B. 温度过低，使原本维持食品组织结构的成分失去了作用C. 水的密度较低，水结冰时表现出异常的膨胀特性D. 水分子的缔和作用随温度的下降而减弱，使本来靠水分子维系的组织结构变得松散（8）下列哪种物质对纯水的正常结构有明显的破坏作用？（）A.乙醇B. 丙酮C. 尿素D. 氯化氨（9）下列食品的吸湿等温线呈S形的是（）A. 天然大米淀粉B. 荔枝C. 咖啡D. 糖果（10）吸湿等温线区间Ⅰ和Ⅱ上的水分特性在以下哪方面有共同点（）A. 溶剂能力B. 冻结能力C. 水分状态D. 微生物利用（11）降低水分活度可以提高食品稳定性的原因,请选出下列不正确的答案（）A. 降低水分活度可使食品中自由水的比例减小B. 降低水分活度可抑制食品中的离子反应C. 降低水分活度可直接杀死食品中的微生物D. 降低水分活度可以抑制食品中酶的活力（12）以下相同含水量的哪种食品最容易腐败（）A. 鸡肉B. 鳕鱼肉C. 香蕉D. 苹果（13）下列对水分活度对非酶褐变的影响描述不正确的是( )A. 一般情况下，浓缩的液态食品和低湿食品位于非酶褐变的最适合水分含量范围内B. 水分活度在一定范围内时,非酶褐变随着a W的增大而增大C. 水分活度大于褐变高峰的a W值时,由于溶质的浓度下降而导致褐变速度减慢D. 水分活度在0.6~0.2时非酶褐变会受到抑制而减弱（14）以下关于水分活度对脂肪氧化酸败的影响不正确的是（）A. 在干燥的样品中加入水会明显的促进氧化B. 微量金属可以催化氧化作用的初期反应C. 当a W值已较大时,进一步加水可降低氧化速度D. 水分活度对脂肪氧化酸败呈阶段性的影响（15）由以下的图，不能得到的结论是（）A. 水分活度的对数在不太宽的温度范围内随温度升高而正比例升高B. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化小C. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化大D. 横坐标表示温度的值越来越小三、是非题。

食品化学水分PPT课件

食品加工过程中，水分的含量 和状态会发生变化，进而影响 食品的品质和安全性。未来研 究将重点关注水分在食品加工 过程中的变化规律及其对产品 品质的影响。
探索降低食品中水分活度 的方法
降低食品中水分的活度可以提 高食品的稳定性和保质期。未 来研究将致力于探索新的降低 食品中水分活度的方法和技术 。
THANKS
食品化学水分ppt课 件
目录
• 食品中水分概述 • 食品中水分测定方法 • 不同类型食品中水分特点 • 食品加工过程中水分变化及控制
目录
• 食品贮藏过程中水分变化及控制 • 总结与展望
01
食品中水分概述
水分在食品中存在形式
01
02
03
游离水
以游离状态存在，是食品 的主要水分形式，影响食 品的口感和保水性。
可以更好地控制食品的质量和安全性，保障消费者的健康。
02 03
指导食品加工和贮藏
食品加工和贮藏过程中，水分的含量和状态对食品的口感、色泽、营养 价值和保质期等均有重要影响。因此，对食品中水分的研究可以为食品 加工和贮藏提供理论指导。
推动食品工业发展
随着食品工业的不断发展，对食品品质和安全性的要求也越来越高。深 入研究食品中的水分，可以为食品工业的技术创新和产品升级提供支持。
结合水
与食品成分紧密结合，不 易蒸发，影响食品的质地 和风味。
结晶水
以结晶状态存在，对食品 的口感和稳定性有重要影 响。
水分对食品性质影响
物理性质
影响食品的硬度、弹性、 黏性等物理性质。
化学性质
参与食品的化学反应，如 水解、氧化等，影响食品 的色泽、风味和营养价值。
微生物生长
适宜的水分活度有助于微 生物生长，过高或过低的 水分活度会抑制微生物生 长。

食品的成分化学课件—水分


2、水在食品加工中的作用
• 2.1 水作为食品的溶剂 广东老火煲汤
• 2.2 水作为食品中反应物或反应介质
• 2.3 水能去除食品加工过程中的有害物质
• 2.4 水作为食品的浸涨剂
• 2.5 水作为食品的传热介质
四季豆
黄花菜
• 四季豆如果没有煮熟，豆中的皂素会强烈刺激消化道，而 且豆中含有凝血素，具有凝血作用。
3. 水和冰的物理性质与结构
3.2 水的结构及缔合作用
水的结构
• 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
水分子的缔合
3. 水和冰的物理性质与结构
3.3 冰的结构
一般食品中大多数水结冰 的温度为-18℃，最大程度 降低了食物中的化学反应。 水结冰温度：0 ℃； 溶液的结冰温度低于0 ℃； 食品中水完全结晶的温度叫低共熔 点，大多数食品的低共熔点在-65~55℃。 冰箱冷藏-4℃，冷冻-20℃，与低 共熔点相差甚远，为什么？
结合水指通过化学键结合的水。
多水层
结合水和自由水之间的区分
1：结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比
较固定的比例关系。
2：结合水的蒸气压比自由水低得多。 3：结合水不易结冰（冰点约-40℃）。 4：结合水不能作为溶质的溶剂。 5：由水能为微生物所利用，结合水则不能。
谢谢
食品的成分化学 ——水分
2014年3月 日
生命之源 水是体温的重要调节剂、溶剂、 营养成分和废物的载体、反应剂和 反应介质、润滑剂和增塑剂、生物 大分子构象的稳定剂。
• 水是唯一的以三种物理状态 广泛存在的物质。
主要内容
• 1、水在食品中的含量
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研究生高级生物化学/2011-6 4
1.2冷冻和脱水过程中食品变化的相关基础理论
单组分系统 相 1.2.1相平衡 相图 相平衡
二组分系统
• 完全互溶双溶液体系
水的相图
理想的完全互溶双溶液体系的T-x图 理想的完全互溶双溶液体系的p-x图 研究生高级生物化学/2011-6
5
二组分系统
• 二组分部分互溶体系
冷冻甜食 冰淇淋，香草 冰奶冻，香草，软 干酪 契达干酪 意大利波罗伏洛干酪 奶油干酪 鱼 鳕鱼肌肉②，③ 鳕鱼肌肉（水不可溶部分）②，④ 鲭雪肌肉②，③ 鲭鱼肌肉（水不可溶部分）②，④ -11.7+0.6 -6.3+0.1 -12.4+0.2 -7.5+0.4 -12.0+0.3 -24 -13 -33 -31～-33[32]～ [37]
Dent玉米
马铃薯（AP） Dent Corn 木薯 Dent Corn 蜡质玉米
-14
-10 -8 -6 -5 -4
15
10 5 5 3.4 0.5
分子量与玻璃化相变温度关系：分子量越大 玻璃化相变温度越高
研究生高级生物化学/2011-6
24
食品 果汁 柑橘（各种试样） 菠萝 梨 苹果 梅 白葡萄 柠檬（各种试样） 水果，新鲜 斯帕克尔草莓（心） 斯帕克尔草莓（边缘部分） 斯帕克尔草莓（中间部分） 其他品种的草莓 新鲜蓝莓 蓝莓表皮 桃 香蕉 红帅苹果 苹果（Granny Smith） 番茄，新鲜，果肉 蔬菜，新鲜或冷冻 甜玉米（新鲜胚乳） 甜玉米（超市新鲜）
/℃ 热烫甜玉米 -37.5+1.0 -37 -40 -40 -41 -42 -43+1.5 马铃薯，新鲜 菜花，冷冻茎 碗豆，冷冻 青刀豆，冷冻
食品
/℃ -10 -12 -25 -25 -27
冬季花椰菜，冷冻 茎 头 菠菜，冷冻 -27 -12 -17
-41 -39和-33 -38.5和-33[7] -33和-41[16～ 24] -41 -41和-32 -36 -35 -42 -41 -41
一、专题讲座的主要内容有： 1，食品中水分研究进展 2，生物无机化学及研究进展（生命金属元素的基础知识及生物功能， 生物无机化学应用现状及前景）； 3，模拟酶的基础知识及研究进展 4，孟祥红教授二个专题。
研究生高级生物化学/2011-6
2
二，课堂讨论的主要内容有：
1，指定主题讨论； 2，自选主题讨论；
研究生高级生物化学 /2011-6 一些物质的凝固点温度（ Tm）、均相成核温度（ Thom）和浓度的关系
9
（一）均相成核
但是当溶液处于过饱和时，G晶＜G液。此时结晶相从溶液中的析出将有利于降低体 系的总自由能，因此离子有向群集继续堆积的倾向，从而有可能形成晶核。但与此同 时，结晶相的析出使得体系的相数从一个变为两个，在两相之间产生了相界面。由于 相界面具有表面自由能，因而结晶相的出现从另一方面又导致体系的总自由能增高。
g
在最大冷冻浓缩条件下从20%（质量分数）蔗 糖溶液（○）、糖苷溶液（×）和多元醇（* ）溶液测定
溶质相对分子质量对Tg和
Tg
的影响
商业水解淀粉产品的数均相对分子质量和 葡萄糖当量（DE）对 Tg 的影响
从最大冷冻浓缩溶液测定 Tg ，溶液的最初水 分含量为80%（质量分数） 18
研究生高级生物化学/2011-6
1.4.4玻璃化温度与食品稳定性
一些物质的玻璃态转化温度与水分含量（ww） 的关系（淀粉为天然小麦淀粉）
研究生高级生物化学/2011-6
19
1.5分子移动性与食品的稳定性
1.5.1 基本概念
分子移动性（molecular mobility，Mm）：也称分子流动性，是分子的旋转移动和平动移 动的总度量（不包括分子的振动）。 物质处于完全而完整的结晶状态下其Mm为零，物质处于完 全的玻璃态(无定形态)时其Mm值也几乎为零，其它情况下Mm值大于零。
1.5.2分子移动性与食品稳定性的关系
1.5.2.1许多食品含有无定形组分并且是以介稳定或非平衡状态（即玻璃态）存在 与分子移动性相关的某些食品性质和特征
干燥或半干燥食品 冷 冻 食 品 流动性质和粘性 水分迁移（冰的结晶作用） 结晶和重结晶 乳糖结晶（在冷冻甜食中的砂状结晶） 巧克力糖霜 酶活力在冷冻时留存，有时还出现表观提高 食品在干燥中的碎裂 在冷冻干燥的第一阶段发生无定形结构的塌陷 干燥和中等水分食品的质构 食品体积收缩（冷冻甜点中泡沫状结构的部分塌陷） 在冷冻干燥中发生的食品结构塌陷 以胶囊化方式包埋的挥发性物质的逃逸 酶的活性 Maillard反应 淀粉的糊化 由淀粉老化引起的焙烤食品的变陈 焙烤食品在冷却时的碎裂 20 研究生高级生物化学/2011-6 微生物孢子的热失活
微生物的繁殖被抑制 机械性损伤
1. 3冻藏时冰对食品稳定性的影响
冰冻浓缩效应 低共熔混合物逸出
研究生高级生物化学/2011-6
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1. 4玻璃化温度与食品稳定性
amorphous 1.4.1 基本概念 glassy state rubbery state glass transition temperature Tg，Tg′
具有最高会溶温度的双溶液体系
具有最低会溶温度双溶液体系
H2O-C6H5NH2体系的溶解度图
水-三乙基胺体系的溶解度图
6Leabharlann 研究生高级生物化学/2011-6
二组分不互溶体系
A与B共存时，各组分的蒸气压与其单独存在时一样，液面上的总蒸气压等 于两纯组分饱和蒸气压之和，即：p=pA*+pB*
具有简单低共熔混合物的二组分体系
研究生高级生物化学/2011-6 22
1.5.3分子移动性Mm（和/或玻璃化温度Tg）的应用
1.5.3.1食品的冷冻
冷冻将会出现两个非常不利的后果：（1）水转化为冰后，其体积会相应增加9%； （2）在非冷冻相中非水组分被浓缩.
研究生高级生物化学/2011-6
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SHP Staley300 MaltrinM250
研究生高级生物化学/2011-6 21
在不同温度下，抗坏血酸随时间而损失
上部的3条线分别代表-11.5℃、-14.3℃和-17.7℃的 数据，◆和■分别代表-8.0℃和-5.6℃的数据
卷心菜和土豆片的褐变与水分含量和TTg的关系
在一个模拟体系中，非酶褐变的 速度与T-Tg的关系 麦芽糊精（DE10）、L-赖氨酸和 D-木糖按13∶1∶1比例使用。在 每一个指出的温度，贮藏温度保 持恒定，通常改变试样的水分含 量使T-Tg发生变化
16
1.4.3影响食品玻璃化温度的因素
1.4.3.1冷却历程对食品玻璃化温度的影响
玻璃态转化温度Tg本身将随着冷却速率的变化而变化。冷却速率快，其玻璃态转化温度较 高，反之，则较低。
1.4.3.2水对食品玻璃化温度的影响
小麦面筋的Tg与水分含量的关系
研究生高级生物化学/2011-6 17
T 1.4.3.3溶质的类型对食品玻璃化温度（Tg和 ）的影响
1.5.2.2在Tm和Tg之间，分子流动性Mm和由扩散限制的食品性质与温度有着显著的相依性
注意：食品变质速度曲线己被竖向 调整以避免重叠；图中所显示的值 是相对值，而它们的意义仅与这些 曲线的斜率有关。曲线a是WLF黏 度，它通常反比于由扩散决定的反 应的速度；曲线b是冷冻豌豆中抗 坏血酸损失的假一级速度常数；曲 线c是在麦芽糊精水溶液中对-硝基 苯磷酸二钠的酶催化水解速度；曲 线d是在冷冻鳕鱼中蛋白质溶解度 下降的速度常数；曲线e是冷冻鳕 鱼的“英斯特朗峰值’，增加的速 度常数；曲线f是蛋黄表观黏度增加 的平均速度（在冷却期间，即冷冻 的早期阶段，它相当于曲线右端的 陡峭斜率）；曲线g是在冷冻牛肉 中冰晶生长速度的“动力学常数”。
低共熔混合物的相图
H2O-（NH4）2SO4的相图
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状态图
1 Tm
s Tm
Tg
二组分体系的状态图
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8
1.2.2 结晶
1.2.2.1 成核作用 成核只能是在温度低于凝固点温度Tm的条件下才能产生，均相成核温度Thom 要比非均相成核温度Thet低，即Thom＜Thet＜Tm（下图）。
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食品大分子物质的玻璃态
高分子体系的玻璃态转化
（1）糊化马铃薯淀粉的凝固点温度（Tm）和玻璃 态转化温度（Tg）与水分含量（ww）的关系（在含 水量极低时的数值是外推的，虚线表示葡萄糖的Tg 曲线）；（2）高分子体系温度与流变性质的关系 （G为弹性剪切模量，单位Pa）；ηa为表观黏度， 单位Pa· s
三，学习要求：
1，对专题讲座及课堂讨论的主要内容有较好了解和掌握；
2，不论是指定主题讨论还是自选主题讨论都应有较新的文献 综述及较强的文字组织。课程论文文字不少于4000字，最新的 外文文献不少于8篇左右；
3，本课程是研究生的必修课，因此需要考核成绩。考核方式 ：笔试50%，课堂讨论50% 联系电话：82031575，E-mail:wangdf@
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3
第一专题 水分
1.1概述
1.1.1水在食品和人体中的功能 在人体中的功能 在食品中的功能
与非水成分之间的相互作用 1.1.2食品中水与非水成分之间的相互作用 水在食品中的存在形式
水分活度 1.1.3水分活度与食品稳定性 水分活度与温度的关系 水分活度与水分含量的关系 水分活度与食品的稳定性
气体、液体、玻璃和晶体的 X射线散射曲线示意图
晶态与非晶态蔗糖的X衍射图谱 茶多糖与面包混合后的X-衍射图 研究生高级生物化学/2011-6 12
1.4.2食品的玻璃态
食品小分子物质的玻璃态
小分子纯物质的玻璃态转化及其与结晶/熔化转化的比较