食品化学第二章 水

食品化学习题集（第二版）参考答案第二章水名词解释1.水分活度：水分活度——食品中水分逸出的程度，可以近似地用食品中水的蒸汽分压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示，也可以用平衡相对湿度表示。

2.吸湿等温线：在恒定温度下，食品水分含量（每单位质量干物质中水的质量）对Aw作图得到水分吸着等温线。

（等温条件下以食品含水量为纵坐标Aw为横坐标得到的曲线。

）3.滞后现象：对于食品体系，水分回吸等温线很少与解吸等温线重叠，一般不能从水分回吸等温线预测解吸现象（解析过程中试样的水分含量大于回吸过程中的水分含量）。

水分回吸等温线和解吸等温线之间的不一致性被称为滞后现象。

问答题1.食品中水的存在状态有哪些？各有何特点？答：食品中水的存在状态有结合水和自由水两种，其各自特点如下：①结合水（束缚水，bound water，化学结合水）可分为单分子层水（monolayer water），多分子层水（multilayer water）作用力：配位键，氢键，部分离子键特点：在-40℃以上不结冰，不能作为外来溶质的溶剂②自由水（ free water）（体相水，游离水，吸湿水）可分为滞化水、毛细管水、自由流动水（截留水、自由水）作用力：物理方式截留，生物膜或凝胶内大分子交联成的网络所截留；毛细管力特点：可结冰，溶解溶质；测定水分含量时的减少量；可被微生物利用。

2.食品的水分活度Aw与吸湿等温线中的分区的关系如何？答：为了说明吸湿等温线内在含义，并与水的存在状态紧密联系，可以将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区：Ⅰ区 Aw=0～0.25 约0～0.07g水/g干物质作用力：H2O—离子，H2O—偶极，配位键属单分子层水（含水合离子内层水）不能作溶剂，-40℃以上不结冰，与腐败无关Ⅱ区 Aw=0.25～0.8（加Ⅰ区，<0.45gH2O/g干）作用力：氢键：H2O—H2O H2O—溶质属多分子层水，加上Ⅰ区约占高水食品的5%，不作溶剂，-40℃以上不结冰，但接近0.8（Aw w）的食品，可能有变质现象。

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。

精心整理食品化学江西科技师范大学授课老师：赵利谭政第二章水第一节引言1.水分在食品加工中的作用⏹水对食品的外观形态、色泽、硬度、风味、鲜度等性质具有重要的影响。

⏹水是微生物生长繁殖和生物体内化学反应的必需条件，关系到食品腐败变质的问题，影响到食品⏹ ⏹⏹⏹➢在0➢⏹➢➢➢1.➢➢间隙式：水保留在一种似冰或笼形物的结构中，其中个别水分子填充在笼形物的间隙中。

➢连续式：液态水中存在着一个由水分子构成的连续网状结构，并且具有动态的本质，分子之间的氢键均匀地分布在整个水样中，原存在于冰中的许多氢键在冰融化时简单地扭曲而不是断裂。

（所有的模型都认为：各个水分子能够频繁地改变它们的排列，即一个氢键快速地终止而代之以一个新的氢键，在温度不变的条件下，整个体系维持一定的氢键键合和结构的程度。

）2.在液态水中，温度对水的缔合的影响：➢改变最邻近水分子间的距离➢改变水分子的配位数3.当固态的冰向液态的水转变时，同时出现两种情况：➢最邻近的水分子间的距离增大（密度下降，称之为“热膨胀效应”）➢最邻近的水分子的平均数目增加（密度增加，称之为“配位数增加效应”）（当配位数增加效应占优势时就导致大家所熟悉的净密度增加，而热膨胀效应占优势时则净密度下降。

）4.不同温度下水的密度变化的特点：➢水的密度在3.98℃达到最大值➢在0~3.98℃之间水的净密度随着温度的升高而逐渐升高➢超过3.98℃后表现为相反的变化趋势（这是因为配位数增加效应在0~3.98℃之间是占优势的，而热膨胀效应在温度超过了 3.98℃后占优势。

）第七节水-溶质相互作用二、分子水平1.水分在食品中的存在形式取决于：➢➢➢2.3.结合水⏹➢结合较牢固；➢牢固。

⏹具有“⏹⏹4.⏹⏹⏹1.2.离子对水的净结构的影响：⏹在稀水溶液中，存在两种效应：与极化力或电场强度紧密相关⏹净结构破坏效应(breakingeffect)➢大离子和单价离子产生较弱电场，能阻碍水形成网状结构➢K+,Rb+,Cs+,NH4+,Cl-,Br-,I-,NO3-,BrO3-,IO3-,ClO4-➢盐溶液流动性比纯水强⏹净结构形成效应(formingeffect)➢小离子或多价离子产生强电场➢Li+,Na+,H3O+,Ca2+,Ba2+,Mg2+,Al3+,F-,OH-➢具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积⏹稀盐溶液中的各种离子对水的结构都有着一定程度的影响。

第二章水分一、名词解释1.结合水：是指存在于食品中的非水成分与水通过氢键结合的水。

2.自由水：是指食品中没有被非水物质化学结合的水。

3.毛细管水：是指在生物组织的细胞间隙和制成食品的结果组织中，还存在着一种由于天然形成的毛细管而保留的水分。

4.水分活度：是指在一定温度下，食品水的蒸汽压与纯水的饱和蒸气压的比值。

5.滞后现象：6.吸湿等温线：是指在恒定温度下，以食品的含水量为纵坐标，以其水分活度为横坐标绘制形成的曲线称为水分西施等温线。

7.单分子层水：8.疏水相互作用二、填空题1. 食品中的水是以结合水、邻近水、构成水、多层水、不移动水、毛细管水、自由流动水等状态存在的。

2. 水在食品中的存在形式主要有自由水和结合水两种形式。

3. 水分子之间是通过氢键相互缔合的。

4. 食品中的结合水不能为微生物利用。

5. 食品中水的蒸汽压p与纯水蒸汽压p0的比值称之为水分活度，即食品中水分的有效浓度。

6. 每个水分子最多能够与4个水分子通过氢键结合，每个水分子在3维空间有相等数目的氢键给体和受体。

7. 由化学键联系着的水一般称为结合水，以毛细血管力联系着的水一般称为自由水。

8．在一定温度下，使食品吸湿或干燥，得到的水分含量与水分活度的关系曲线称为水分等温吸湿线。

9. 温度在冰点以上，食品的组成、影响其Aw；温度在冰点以下，温度、湿度影响食品的Aw。

10. 回吸和解吸等温线不重合，把这种现象称为滞后现象。

11、在一定A W时，食品的解吸过程一般比回吸过程时水分含量更高。

12、食品中水结冰时，将出现两个非常不利的后果，即___膨胀效应_________和_____浓缩效应_______。

14、单分子层水是指__结合水和邻近水、_____，其意义在于_可准确地预测干制品最大稳定性时的最大水分含量_____。

15、结合水主要性质为：①在-40度下不结冰②不能作为溶质的溶剂③不能被微生物利用④不易发生增减变化。

三、选择题1、属于结合水特点的是（B C D）。

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。