最新《食品化学_水》PPT课件

应用aw =ERH%时 必须注意:
① aw 是样品的内在品质,而ERH是 与样品中的水பைடு நூலகம்气平衡是大气性质
②仅当食品与其环境达到平衡时才 能应用
A
B
第二章 水
11
C
第二章 水
12
D
第二章 水
13
3、水与非极性物质的相互作用
（1）疏水相互作用
疏水水合(Hydrophobic hydration)：当水与非极性 物质混合显然是一热力学不利过程（△G>0）。由于非极 性物质与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子 之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程成为疏水水合。
从左图可以看出，每个 水分子能够缔合另外4个水 分子（配位数为4），即1， 2，3和W'，形成四面体结构 。
第二章 水
5
2、水的结构
纯水是具有一定结构的液体。液体水的结构与冰的结构的区别在于 它们的配位数和二水分子之间的距离（下表） 。
水与冰结构中水分子之间的配位数和距离
应注意的是：其一，液体水的结构是不稳定的，并不单纯的 由氢键构成的四面体形状。通过“H-桥”的作用，水分可形成短 暂存在的多边形结构；其二，水分子中氢键可被溶于其中的盐及 具有亲水/疏水基团分子破坏。
2、自由水
（1）、滞化水 （2）、毛细管水 （3）、自由流动水
第二章 水
19
食品中不同状态水的性质比较
第二章 水
20
第三节、水分活度
一、水分活度的定义
1、食品的 平衡水分
定义：当食品内部的水蒸 气压与外界空气的水蒸气 压在一定温度和湿度下达 成平衡时，食品的含水量 保持一定的数值。
干基表示：水分占食品干 物质质量的百分数。

II区
0.2-0.85 6.5-27.5 不能冻结 轻微-适度 多分子层水 部分可利用
III区 ＞0.85 ＞ 27.5 正常 正常 体相水 可利用
滞后现象 Hysteresis
定义:采用回吸(resorption)的方法绘制的 MSI和按解吸(desorption)的方法绘制的MSI并 不互相重叠的现象称为滞后现象.
Chemical Stability
Oxidation
• Most foods contain lipids, colours, vitamins, etc., which are susceptible to oxidation • These compounds may be encapsulated and
2.6 水分活度与食品的稳定性 Water activity and food stability
水 分 活 度 与 食 品 的 稳 定 性
WATER ACTIVITY AND STABILITY

Stability of low- and intermediate
moisture foods
温度(℃) 0 1.5 83
配位数 4 4.4 4.9
分子间距nm 0.276 0.290 0.305
冰的结构 Structure of ice
六方冰晶形成的条件：
① 在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻 ② 溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。
冰的分类
按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类： o 六方型冰晶 o 不规则树枝状结晶 o 粗糙的球状结晶 o 易消失的球状结晶及各种中间体。
水与疏水基团的相互作用 Interaction of water with nonpolar

水分子缔合的原因:
1. H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具 有极性,这种极性使分子之间产生引力. 2. 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. 3. 静电效应.
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
第2章 水 Water
主要内容(contents)
2.1 概述 2.2 水和冰的结构 2.3 食品中水的存在形式 2.4 水和溶质的相互作用 2.5 水分活度和吸湿等温线 2.6 分子的流动性和食品的稳定性 2.7 水分含量和水分活度的测定
2.1 Introduction
各种食品都有显示其品质的特征含水量, 如果蔬:75%-95%, 肉类:50%-80%, 面包:35%-45%, 谷物:10%-15%
苹果干制品
冷冻干燥熟猪肉
滞后现象产生的原因

解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用
而无法放出水分.
不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满 或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内＞P外, 要填满则需P外＞ P内).
解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧 密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于 较高的aw.
温度(℃) 0 1.5 83
配位数 4 4.4 4.9
分子间距nm 0.276 0.290 0.305
冰的结构 Structure of ice
六方冰晶形成的条件：
① 在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻 ② 溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。
冰的分类
按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类： o 六方型冰晶 o 不规则树枝状结晶 o 粗糙的球状结晶 o 易消失的球状结晶及各种中间体。

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。

物理意义 物体受热升温时，进入物体的热量沿途不断地被 吸收而使当地温度升高，在此过程持续到物体内部 各点温度全部扯平为止。由热扩散率的定义α=λ/ρc 可知： （1） 物体的导热系数λ越大，在相同的温度梯 度下可以传导更多的热量。 （2） 分母ρc是单位体积的物体温度升高1℃所 需的热量。ρc 越小，温度升高1℃所吸收的热量越 小，可以剩下更多热量继续向物体内部传递，能使 物体各点的温度更快地随界面温度的升高而升高。 这种物理上的意义还可以从另一个角度来加以说 明，即从温度的角度看，α越大，材料中温度变化 传播的越迅速。可见α也是材料传播温度变化能力 大小的指标，因而有导温系数之称。

水是食物各种组分中含量最多的组分，食 品的含水量除谷物和豆类等种子较低外 (10～16％)，一般都比较高(60～90％)，大 致范围如下：
蔬菜
蛋类
水果 乳类 鱼类 猪肉 肉类
85 ～97％ 73 ～75％ 80 ～ 90 ％ 87 ～ 89％ 67 ～ 81 ％ 43 ～ 59％ 70 ～ 80%
4、对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜 程度和腐败变质的敏感性产生极大的影响。 对食品的商品价值及销售有着深刻的影响。
5、在奶油和人造奶油等乳化产品中作为分 散相。 6、在饮料食品中作溶剂等。
2.2 水和冰的结构和性质 Structure and characters of water and ice

纯水是否导电？

水的密度较低，热胀冷缩、热缩冷胀
水的最高密度点在哪里？ 为什么食品冻结时组织结构会破坏？会导致什
么不良后果？
水的比热容是：4200J/(KG.℃) 冰的比热容是：2100J/(KG.℃)

Stability is often maintained below the monolayer water content
Microbiological stability
Microorganisms may grow above a given, food material specific water content
Net structure- forming effect
另外一些离子具有净结构形成效应（Net structure- forming effect),这些离子大多是电场强度大， 离子半径小的离子。如：Li+, Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+，F-,OH-, 等。
水与有氢键键合能力中性基团的相互作用 Interaction of water with neutral groups possessing hydrogen-bonding capabilities
二 水和冰的结构
单个水分子的结构特征 The water molecule
1. H2O分子的四面体结构有对称型. 2. H-O共价键有离子性. 3. 氧的另外两对孤对电子有静电力. 4. H-O键具有电负性.
水分子的缔合 Association of water molecules
水 分 合子 的 缔
• - aw < 0.6 no growth • - aw > 0.6 xerophilic yeasts and molds耐渗
透压酵母 • - aw > 0.7 molds • - aw > 0.75 halophilic bacteria 嗜盐细菌 • - aw > 0.8 yeasts • - aw > 0.86 pathogenic bacteria (S. aureus)

温
20℃
0.99821
1.002×10-3
72.75×10-3
2.3388
4.1818
0.5984
1.4×10-7
80.20
0℃
度
0℃（冰）
0.99984
0.9168
-3
1.793×10
—
75.64×10-3
—
0.6113
0.6113
4.2176
2.1009
0.5610
2.240
1.3×10-7
11.7 ×10-7
离子水合作用。
在稀盐溶液中，不同的离子对水结构的影响是不同的
• K+，Rb+，Cs+，NH4+，Cl-，Br-，I-，NO3-，BrO3-，IO3-，ClO4-等，具有破坏水的网状结构
效应, 这些离子大多为电场强度较弱的负离子和离子半径大的正离子；
• Li+，Na+，Ca2+，Ba2+，Mg2+，Al3+，F-，OH-等，有助于水形成网状结构，这些离子大多是电
（4）掌握水分活度与温度的关系；
（5）熟悉食品材料的吸湿等温线；
（6）掌握水分活度与食品稳定性的关系。
2.1 概述
2.1.1 水的作用
• 生命之源
• 组成机体
• 调节代谢
战争之源
“下一场世界大战将
是对水资源的争夺”
2.1 概述
2.1.1 水的作用
水对人体的重要作用
•
•
•
•
•
•
•
水使人体体温保持稳定（热容量大）
10~12
10~13
水果
蔬菜