导图社区 《食品化学》水分章节
水是食品中的重要组成部分。水在食物中的存在形式,水与食品的稳定性,水在食品中的作用都会影响食品的质量因,因此研究水的结构和物理化学性能尤为重要。
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水
食品中水的存在形式及区分
存在形式
自由水(体相水)
滞化水
毛细管水
自由流动水
结合水
化合水
邻近水
多层水
区分
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
结合水的蒸气压比自由水低得多(蒸气压)
结合水不易结冰(冰点约-40℃)(结冰点)
结合水不能作为溶质的溶剂(能否作为溶剂)
自由水能为微生物所利用,结合水则不能(能否被微生物利用)
是否能从食品中分离
水分活度
定义
与温度的关系
冰点以上,取决于样品组分和温度
冰点以下,只取决于温度
与水分含量的关系
水分的吸附等温线/吸湿等温线(MSI)
类型
J型
水果、糖制品、咖啡提取物
S型
大多数食品
三区域
滞后现象
原因
解吸过程中一些水分与非水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气压 (要抽出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、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状
水与食品的稳定性
水分活度与微生物
微生物所需要的水分活度:细菌aw>0.9,酵母菌aw>0.87,霉菌aw>0.8
Aw<0.6,绝大多数微生物无法生长
水分活度与食品化学反应
微生物生长关系
酶水解
油脂氧化
Aw=0.33最低 低于或高于0.33,反应速度加快 Aw>0.8时,速度又下降
美拉德反应
其他反应
冰与食品稳定性中的作用
冷冻是保藏大多数食品的有效方法
不利后果
水结冰后其体积比结冰前增加9%
冷冻浓缩效应:非水组分的浓度将比冷冻前变大
含水食品的水分转移
水分的位转移
温差,高温转移至低温
水分活度,高Aw转移至低Aw
水分的相转移
水分蒸发
水蒸气的凝结
食品中水与非水成分的相互作用
水与离子及离子基团的相互作用
水与具有形成氢键能力的中性基团的相互作用
水与非极性物质的相互作用
疏水水合
笼形水合物的形成
疏水相互作用
水和冰的结构与性质
单个水分子结构
键角、间距
O-H夹角为104.5°
O-H核间距为0.096nm
氧和氢的范德华半径分别为0.14nm和0.12nm
结构特征
水分子的四面体结构有对称性
H-O共价键有离子性
氧的另外两对孤对电子有静电力
H-O键具有电负性
水的结构
水的结构特征
水是呈四面体的网状结构
H-O键具有极性
每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体
水分子之间氢键网络是动态
水分子氢键键合程度取决于温度
0-4℃,水密度增大
>4℃,水密度降低
结构模型
混合型
连续结构
填隙式
冰
键角109°
六方形冰晶
在最适的低温冷却剂中缓慢冷冻
溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移
不规则树枝状冰晶
粗糙的球状冰晶
易消失的球状冰晶及各种中间体
水在食品中的作用
食品生产中的重要原料之一
水质直接影响到食品加工工艺
各种食品都有能显示其品质特性的含水量
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。