高級(jí)食品化學(xué)講稿160902水ppt課件.ppt

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1、WelcometoJoin!Startshere!有您會(huì)更精彩《高級(jí)食品化學(xué)》主講人：劉延奇所在單位：食品與生物工程學(xué)院日　　期：2016.09.22研究生課程第二章食品中的水和冰2.1概述2.2水、冰的結(jié)構(gòu)2.3水分活度與吸濕等溫曲線2.4與水相關(guān)的食品處理技術(shù)第二章水2.1概述水在食品中的重要作用a.水是食品的重要組成成分，是形成食品加工工藝考慮的重要因素；表3.1某些代表性食品的含水量食品名稱　水分%食品名稱　水分%食品名稱　水分%番茄95萵苣95卷心菜92啤酒90柑橘87蘋果汁87牛奶87馬鈴薯78香蕉75雞70肉65面包35果醬2

2、8蜂蜜20奶油16稻米面粉12奶粉4酥油0b.水分含量、分布和狀態(tài)對(duì)于食品的結(jié)構(gòu)、外觀、質(zhì)地、風(fēng)味、新鮮程度會(huì)產(chǎn)生極大的影響；c.是引起食品化學(xué)變化及微生物作用的重要原因，直接關(guān)系到食品的貯藏特性。2.2水、冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2.2.1水分子的結(jié)構(gòu)2.2.2水分子的締合與水的三態(tài)由于水分子的極性及兩種組成原子的電負(fù)性差別，導(dǎo)致水分子之間可以通過形成氫鍵而呈現(xiàn)締合狀態(tài)：水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)由于每個(gè)水分子上有四個(gè)形成氫鍵的位點(diǎn)，因此每個(gè)水分子的可以通過氫鍵結(jié)合4個(gè)水分子。由于水分子之間可以以不同數(shù)目和不同形式結(jié)合，因此締合態(tài)的水在空間有不同的存在形式

3、，如：由于水分子之間除了通過氫鍵結(jié)合外，還有極性的作用力，因此水分子之間的締合數(shù)可能大于4。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在通常情況下，水有三種存在狀態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。水分子之間的締合程度與水的存在狀態(tài)有關(guān)。在氣態(tài)下，水分子之間的締合程度很小，可看作以自由的形式存在；在液態(tài)，水分子之間有一定程度的締合，幾乎沒有游離的水分子，由此可理解為什么水具有高的沸點(diǎn)；在固態(tài)也就是結(jié)冰的狀態(tài)下，水分子之間的締合數(shù)是4，每個(gè)水分子都固定在相應(yīng)的晶格里，這也是水的熔點(diǎn)高的原因。水具有一定的黏度是因?yàn)樗肿釉诖蠖鄶?shù)情況下是締合的，而水具有流動(dòng)性是因?yàn)樗肿又g的締合

4、是動(dòng)態(tài)的。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)水分子不僅相互之間可以通過氫鍵締合，而且可以和其它帶有極性基團(tuán)的有機(jī)分子通過氫鍵相互結(jié)合，所以糖類、氨基酸類、蛋白質(zhì)類、黃酮類、多酚類化合物在水中均有一定的溶解度。另外，水還可以作為兩親分子的分散介質(zhì)，通過這種途徑使得疏水物質(zhì)也可在水中均勻分散。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.2.3水、冰的物理特性及與食品質(zhì)量關(guān)系水是一種特殊的溶劑，其物理性質(zhì)和熱行為有與其它溶劑顯著不同的方面：a.水的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、介電常數(shù)、表面張力、熱容和相變熱均比質(zhì)量和組成相近的分子高得多。如甲烷的b.p：-162℃，m.p：-183℃，而水在0.1M

5、Pa下b.p：100℃，m.p：0℃；這些特性將對(duì)食品加工中的冷凍和干燥過程產(chǎn)生很大的影響；b.水的密度較低，水在凍結(jié)時(shí)體積增加，表現(xiàn)出異常的膨脹行為，這會(huì)使得含水的食品在凍結(jié)的過程中其組織結(jié)構(gòu)遭到破壞；水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)c.水的熱導(dǎo)率較大，然而冰的熱導(dǎo)率卻是水同溫度下的4倍。這說明冰的熱傳導(dǎo)速度比非流動(dòng)水（如動(dòng)、植物組織內(nèi)的水）快得多；因此水的凍結(jié)速度比熔化速度要快得多；d.冰的熱擴(kuò)散速度是水的9倍，因此在一定的環(huán)境條件下，冰的溫度變化速度比水大得多。正是由于水的以上物理特性，導(dǎo)致含水食品在加工貯藏過程中的許多方法及工藝條件必須以水為重點(diǎn)

6、進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì)；特別是在利用食品低溫加工技術(shù)是要充分重視水的熱傳導(dǎo)和熱擴(kuò)散的特點(diǎn)。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.2.4冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)冰是水分子通過氫鍵相互結(jié)合、有序排列形成的低密度、具有一定剛性的六方形晶體結(jié)構(gòu)。普通冰的晶胞和基礎(chǔ)平面可如下圖所示：在冰的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)水和另外4個(gè)水分子相互締合，O－O之間的最小距離為0.276nm，O－O－O之間的夾角為109°。當(dāng)水溶液結(jié)冰時(shí)，其所含溶質(zhì)的種類和數(shù)量可以影響冰晶的數(shù)量、大小、結(jié)構(gòu)、位置和取向。一般有4種類型，即六方形、不規(guī)則樹狀、粗糙球狀、易消失的球晶；六方形是多見的、在大多數(shù)

7、冷凍食品中重要的結(jié)晶形式。這種晶形形成的條件是在最適的低溫冷卻劑中緩慢冷凍，并且溶質(zhì)的性質(zhì)及濃度不嚴(yán)重干擾水分子的遷移。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)純水結(jié)晶時(shí)有下列行為：即盡管冰點(diǎn)是0℃，但常并不在0℃結(jié)凍，而是出現(xiàn)過冷狀態(tài)，只有當(dāng)溫度降低到零下某一溫度時(shí)才可能出現(xiàn)結(jié)晶（加入固體顆?；蛘駝?dòng)可促使此現(xiàn)象提前出現(xiàn)）；出現(xiàn)冰晶時(shí)溫度迅速回升到0℃。把開始出現(xiàn)穩(wěn)定晶核時(shí)的溫度叫過冷溫度。如果外加晶核，不必達(dá)到過冷溫度就能結(jié)冰，但此時(shí)生產(chǎn)的冰晶粗大，因?yàn)楸е饕獓@有限數(shù)量的晶核成長(zhǎng)。水與冰的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一般食品中的水均是溶解了其中可溶性成分所形成的溶液，因此其

8、結(jié)冰溫度均低于0℃。把食品中水完全結(jié)晶的溫度叫低共熔點(diǎn)，大多數(shù)食品的低共熔點(diǎn)在-55～-65℃之間。但冷藏食品一般不需要如此低的溫度，如我國(guó)冷藏食品的溫度一般定為-18℃,這個(gè)溫