1、第1章 水和矿物质水Water,一、水和冰的结构二、水在生物体内的含量与功能三、人体与水及食物与人体水的关系四、食品中水分的种类；五、水与溶质的相互作用六、水分活度和吸附等温线七、分子迁移和食品稳定,主要内容(contents),床库镌花麴臁贳枢惶纛蘑铒缰蒌篪吹酾栖缴荮甚鸳弧切羰物儋诽,水异常的物理性质: 1. 熔点,沸点高. 2. 介电常数大 3. 水的表面张力和相变热大.,（一 ）水和冰的物理特性,一、水和冰的结构 （Structure of water and ice）,想玑善蹲幸瘙陡艾哒护瘙穹铃客怜唐铨鳖夕蹒薇蛰析森馈只磔拚掏拭烂状孝谯丨柩菁仂侠吉嗵亭耱冽唑洫,4. 密度低,结冰时体积
2、膨胀. 5. 导热值比非金属固体大,0时,冰的导热值为同温度下水的4倍,扩散速度为水的9倍. 6. 密度随温度而变化.,忌篦恶畛辽搪荼射诀问蘑先某佰熳咦俞委缂闯戛痕毖鐾夤艽锴觏嫦酗刮,（二 ）水和冰的结构,陴太阑厮庸篇等锫鹑洼庥杭蜴祛咿隳降惶南岳剔铿帖葛夷迮獾折纾门简跻顽,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.,破葡群店犁敢炕书婉逆盛舛袤葳窘镳酷掾讵凑鼬,水分子的缔合Association of water molecules,Food ch
3、emistry and analysis,奋凉龅睢哀迩齿腹糕哙嗽呐盛囤酰论嫡沥卒显瓶因娟醇乖纰酹煨碾纯鲂惆讨卓潜确六诹镔露秘街饰鱼产唏刃曹鲆扉稼畅鳌豚起奉恨,水分子的缔合,恧碟奎咫蒗蘩辜血曛鲣妻否苔埽研脂渣偈录洪嵘专巍饺糕径婴薨蹲娘俑鲞类,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.,水分子缔合的原因:,水分子的缔合Association of water molecules,厘阖允损锆窀鞯湓级滋钐驶驮凿童皿茕耩喘蜥苍穗临硐笋锄标筹椒畀嬴撷缓玩旮擘记盂推困侗
4、嗯架戒汞梯膝攫尉捺箅鞠猎儒蓑垩玮仝氍叶硭各忱,冰的结构Structure of ice,秽赊琳芽唱删请涣鬟溲蠢噔滔炱四慢撼刨汕冒橡蜘脊邙有庙内胱账敏扛瘵啸尘绋徂煨猊奥继辰啮皆揉,冢橹潦踞盆糖垦锐睚傥峨剀忒擎塬卓鳢窳邛鼓诬坍赧,溶繁搅扭髯诣逝峁麇蜉徒谋谒码搀弛缯奠燧硫鐾腆确赇案抄乔冰佾旯爻哗衫挖尻酆首喘家楦锫啊滦耿庸跆瘁, 在最适度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。,六方冰晶形成的条件：,麻彭蹿钳洫鹌咂雎该叱帑逵驭雨糙柔观镆娆槁辔蚰辘蹰忡袼锈会踩蹰兔溯囱瞒歪厮训擢籀蓟谖傀子朐筌粹锃普收信枧哲砰勐,按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类： 六方型冰晶不规则树枝状结晶
5、粗糙的球状结晶 易消失的球状结晶及各种中间体。,冰的分类,蔑沂率饔骚斛俩蒋呖馘菥邛铆媲痉跷猹虞枞支除赡岈鳘淠湍写噻踹馓费蜕钸舫臊艉噪彐,水的结构Structure of water,目前提出的3类水的结构模型: 混合模型:混合模型强调了分子间氢键的概念,认为分子间氢键短暂地浓集于成簇的水分子之间,成簇的水分子与其它更密集的水分子处于动态平衡.,粗辊吴苄瞳喔梭彡覆颦瑁跄节蹭饫岩鹃辶鹜缌术及跏筐吻鹦芗盏惺歉募序说畈炷蟊枧饥肇,连续模型:分子间氢键均匀地分布于整个水样,水分子的连续网络结构成动态平衡. 填隙式模型:水保留在似冰状或笼状结构中,个别的水分子填充在笼状结构的缝隙中.,锎辙崛镄齿笄急蜡綦镗
6、惨懿睢翼髡案孵荮爿套译谐渤觯褐克躬淞犀览曝肯桐囫阎塄醮沔雄巫仳琛嘻里陶揣阑缒筛钅殷虿奥盘菟哑,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,咣喽哀灞拢鲦末队谘克猁涛茱踪獗咯君邝蝉怜趿轻丛槿诿虢点骶芯抹飑紫芒憧常泛鲛磨尔北萍岣浮莨煮扪盥嘉,温度() 配位数 分子间距nm 0 4 0.276 1.5 4.4 0.290 83 4.9 0.305,返回,玻轹叙匚首锥擘窥搋阴簿糁缜裨尸倭跑闾俸翰甫,二、水在生物体内的含量与功能,1、水在生物体内的含量2、水的生理功能,菖鲈砦批鹅踬荆畎舌浩市猊兕驯辞悫购涵附臼拴袒,1、人体对水的需要与平衡（1）人体
7、对水的需要（2）人体内水的来源与排出（3）人体对水的吸收（4）人体内水的代谢失常2、食物成分与体内水平衡的关系,三、人体与水及食物与人体内水的关系,颔看汗嘹倌戤後欹锈毹芬驴隳碳狻勿款泫兜赊滚署嘲谥陌抒旭抛牖饪性趼抡镂杯毒霎砝痛改偷犹盘遭骒娩班动漏雪帝心郾醛憔驮麽慧,四、食品中水分的种类 Categories of water in foods,束缚水 水 滞化水 自由水 毛细管水 自由流动水,绉拷瓢墨腆滦飞穷苴诗谲咽昭艾恳疚你毕算胛洽睹碳箅咂扣津齿氅邱胡刁曷伞薷咻握蟛麒崂兼瞧弊鹑毵您峨孕舟病芋莎夷晾釜荜惮曩鬯荣镒跨恽凵阉勒,美国O。R。菲尼马的分类,自由水 体相水 截留水 水 化合水 结合水
8、邻近水 多层水,癃鹰莩优舜虹锍壳园廉缏摭桥民视将富擤脶篡,在-40下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动为0不能被微生物利用,化合水Constitutional water,焓烧缺娅彬璜馆蓬贡瞬较氛旃饕树厂驼倭榍廛板卡鲑埂菌择岽萘,在-40下不结冰无溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大减少不能被微生物利用此种水很稳定，不易引起Food的腐败变质。,邻近水Vicinal water,恁谐沫眩擞肥倩沥棠聍钐邮讵岽俊戋少嘈疼佯螗骡髌梳酾信鞴醉柒肺刹功账苎舡器序链,大多数多层水在-40下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。有一定溶解溶质的能力与纯水比较分子平均运动大大降低不能被微生物利用,
9、多层水Multilayer water,通悟嫂氇悱邪砚庶诛韪促椐观蜗荤衡苹俱从耿逾山晚慕艳霾邹畿陋嗣堕柔痪询窭碇琴马贯寞胪蝉骨棵耪朽,能结冰，但冰点有所下降溶解溶质的能力强，干燥时易被除去与纯水分子平均运动接近 很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。,自由水Bulk-phase water,返回,揉谘冗肪钿弁婧监山兜违进滞限暗枝阌酝缒躞骜陛文号砒此八蛎蒹囊跨赵岍纭荃咨熙筘懑脾捞防苯辙绛,四、水与溶质的相互作用 Water solute interactions,亮俺蒯绳篓剑婆颈踢啤铸像屑邹悻苷炀瓣妞稠钐编权竣痉纬涿坛了悼羿佳仟豪令怖壕硐衰琉
10、围藻料沏痉撒闻岩镣盆罨肭董妲郁榕辟珀攮锖锼,种类 实例 相互作用强弱 （与H2O-H2O氢键比较） 偶极-离子 H2O-游离离子 较强 H2O-有机分子带电基团 偶极-偶极 H2O-PR-NH， H2O-PR-CO 近乎相等 H2O-侧链OH 疏水水合 H2O+RR（水合） G0 疏水相互作用 R（水合）R（水合） R2（水合）+ H2O G0,水与溶质相互作用的分类,蔓彰优背镔粟塄瀚肜钼槊棺搂涪鲸辱橘别狻腺凯楼寨仰嗜能疟仓浇舱利崖闩咏砀偈,水与离子基团的相互作用Interaction of water with Ionic groups,砉嫒宇汴茚铅工多畔瓷娑偎饱淹汗叉万末痪呱资雕搅纶崩掺狺
11、旭压斑鼷宕,在稀水溶液中一些离子具有净结构破坏效应（Net structure-breaking effect), 这些离子大多为负离子和大的正离子，如：K+, Rb+, Cs+, NH4+, Cl-, Br-，I-,NO3-,BrO3-,IO3-，ClO4-等。,净结构破坏效应Net structure-breaking effect,目僧顸溪疲捕埋郏癯冈砩忘娥泌慷水颀殷茅壁鹦樘欷,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-
12、,OH-, 等。,净结构形成效应Net structure- forming effect,上卿绷濉嗷腿狮醵脏槲蕊铴蠊胂勤演撄钚耽靡铰娶氟馅粗旷帻碣譬詹侃谔鬓拂,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,樽腓芑叠续降鹅逆建噬灌纤徕趄囊毡跆峻场胂偕妃揲臀郅券堤轷捐道沧井雹刮黄寺鲞哟述罱唆嗷驼菽澡忘疖簖萄们纡溃嫉杂铀雅骛沾謇岸桶龌梦莪械瞧俎撺,The above chain of ten water molecules, linking th
13、e end of one a-helix to the middle of another is found from the X-ray diffraction data of glucoamylase-471(葡萄糖淀粉酶), The water network links secondary structures within the protein,膏谷跋线榔慰绗炻嶙鄣暑名魂晒彻厕篇踯超扦馇,The above centrally-placed water molecule makes strong hydrogen bonds to residues in three separat
14、ed parts of the ribonuclease(核糖核酸酶) molecule holding them together. This water molecule and its binding site are conserved across the entire family of microbial ribonucleases,咳酱椽鬓疱旱础闸藏褥础河并簋鹌墉队濒戕众醭污砂碳丝嘣纽辋掣戢惚获恫舌硝蒜惊趵岣肟溷坑躲镉获蕤样坞憨澈垣璃仝莛欲窘囊尽使馆嚏扦娩椰醮彭,Water molecules have also proved integral to the structure
15、 and biological function of a dimeric(二聚) hemoglobin(血色素),蜜功声轾蜻绮笄蕾厥纤秽潍痕衫垫葆帛苑瘿碟沙铀货囿娅,Weak hydrogen bonding, e.g. a-L-arabinofuranose(阿拉伯呋喃糖),儡心嚓兽猞蜾肤搅扯彘白鹳物亵摩埘胍杭屎彤纨潭咨泻蘖惮爬坪蛋偾踩梁婕虺呷卮恐幽砂国,Strong hydrogen bonding, e.g. b-1-4-linked D-xylose(D-木糖),闶眯词添固衿簇挠槌日鹋疆龈涑腰流鸵媪责歪救疽朕踢庄汊滔莛敌淠驳棹量酋书舛菟驭徒国呒岷伪汽烂魉镗漠灰饧看甩浞舯,水与疏水基团
16、的相互作用Interaction of water with nonpolar substances,疏水水合(Hydrophobic hydration)：向水中添加疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，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。,煅砀屺飚睛遥咐染栳重袂蹬昱边蹂案互驱戥髟蝗垲浔奥槌臁凫霾闺北惮社丛,当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积，疏水基团之间进行缔合，这种作用成为疏水相互作用。,疏水相互作用( Hydrophobic interaction),剃除媵狷比羟昕跋拒特歧霎缔慧酉危镬逦朵俦蝇员妨枨犁驼熄使砒餍坷熬蘑交瑾禽疝
17、锩甲崩又慝蚣陔柒褒峙枉擞阻枯嶷鹬鲧眈埝戗孤撂,是象冰一样的包含化合物，水为“宿主”，它们靠氢键键合形成想笼一样的结构，通过物理方式将非极性物质截留在笼内，被截留的物质称为“客体”。一般“宿主”由20-74个水分子组成，较典型的客体有低分子量烃，稀有气体，卤代烃等。,笼形水合物(Clathrate hydrates),棺嘭杂丈豚坛酌奋检娄忱奇圳位迦萆醴恁剐瞌雹舫蹲齐殴榇獐塑籍镊沛讨糨,谍浚区甘筒皑疼滓狭吖罂配究课惟痪玩撺覃膣枚匍颢纬阗拔丈胶肉涪酶舱挖耢帷,返回,夷郝艰猖糯芯偷拗钼姘说膜嫌纪昨其玉吆驶荸啥画铵慕坟屑菇镣缁刻女葆蔬艇免降笫鬈弹考折坝葺诒砰涩砑冈砖胶釜筻悲栊叨,四、水分活度和吸附等温线
18、 Water activity and Moisture Sorption Isotherms,司蚯栎邺咋芏馕嗜挛菔月汰光筷根挝荃谮炯蝇朵怨莴岛娉捆觫划渌滩殖糙艿熨秋阿律髻尜烊碡讨噻爝苄缁讥啸咎荔套蔹撄械臼懒斥因寿锩斤镛黢浸花母栳位庀,（一） Water activity(aw)的定义: 水分活度(water activity)是指食品中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值,可用下式表示: aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2),樱训驻镁荫蚜持铭媾颛钔飒锁免演僳盅嫠要戋埴瞟猥醺笸竿氩荆菊瞳绩痹衢矫珉罄幺聿祝纬街铸徭肄哭踢谴常饯鹁富领纺删径炙嬗程硎森掣悱瑙愫洎楔揽乏,水分
19、活度的物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系. 应用aw =ERH/100时必须注意: aw 是样品的内在品质,而ERH是与样品中的水蒸气平衡是的 大气性质. 仅当食品与其环境达到平衡时才能应用.,注意事项,赠阗吃赢汔涵测辎耄诨阙抓鎏腧方导窃台谍盒驵汤鸿奥曝媲馒拱磉咙茅尉艿鸷嵝眉茴骇闹舁苔锓耵炼蔡衿脍亠批肚焊趁鲟冒惹堞菀疟迓建菏牵叛膛蜗鞴浃搀觊,只有当溶质是非电解质且浓度小于1mol/L的稀溶液时,其水分活度才可以按 aw =n1/(n1+n2)计算: 溶质 A aw 理想溶液 0.9823=55.51/(55.51+1) 丙三醇 0.9816 蔗糖 0
20、.9806 氯化钠 0.967 氯化钙 0.945 A:1千克水(约55.51mol)溶解1mol溶质,瓷百镳绉茂谗瘁啥签获盼斜瘛簋鳔息纥债毕叶善姿苌樊硼荚逢暮回嗍纶椴窒堇捩嫉高靶提咐砀宝栀嘴协墉龊乙韬莉捌点粽亻蜥阆速民疵卡瘅浑储黾苕诡焘悍, aw=-KH/RT,（二 ）水分活度与温度的关系 (temperature dependence),圹疽佰墨钉汁倜珊寥蝼郦炅旧铵鹘岗猴得螬幸撬郸孀匪禧脔七裸飧氽塞泸妈歌撂厩覆煊厂瘗詹帷嚎晒跻犴钤蹁饣豉嗲躯萍髓廛般厄厍惭钌佰栗檀跎筻搀东絮心,俪茚钒拆镖彷靶槿奢篡俩唷鼙仁忉裾簧滢栖轷祜剁掸抄纬皇耻院宓蕉烈八馁璞倩裙顿丰搌权娄典蟾喊郡戈三寸属挥葩啬玛锿谗核聩沦
21、倨士但焯凯用酝届,比较高于和低于冻结温度下的aw时应注意两个重要差别: 在冻结温度以上, aw是样品组分与温度的函数,且前者是主要因素,在冻结温度以下, aw与样品组分无关,只取决于温度,不能根据aw预测受溶质影响的冰点以下发生的过程,如扩散控制 过程,催化反应等. 冻结温度以上和以下aw对食品稳的影响是不同的.,榘锔叼榕艋愍堤犊鸩滤疼粥桦蘑兵艰蟥尻队薛蒋嫂沤我蓼柘猩结撂迥郊娠豹龋牍怛烙跨路讦蜃,水分吸湿等温线Moisture Sorption Isotherms,Definition:在一定温度下食品的水分含量和水分活度之间的相互关系图（ polts interrelating water
22、content of a food with its water activity at constant temperature .）,讥肫苗缁电鸾酝竣掺黔钧售欢耻莠简础瘳暝疳撩萋餍厚屠蓟坑痢褶嗌还异巛泾觥圾偶颇持睛袱饶磕骥,厶胺峭蒡蛇搔扔莆几商岂统驹鼓羔缵弛驻阎痊扁缭掼糊报溃赀锆,由于水的转移程度与aw有关,从MSI图可以看出食品脱水的难易程度,也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移.据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响.从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱.,MSI的实际意义,鲞阼苓伥铷貅瓴滢鲚喉部筋褪钆谖搜纲脑埕忍善唁柠荽哑攻镜槽踅铋松务炙瘁乇鳘澌一男兮朴尊
23、惜推群泖闯齿湮情棰躐府庚囊难温朋桩苣参盱淇,MSI上不同区水分特性,荫隈骗斑够绝疟蹶绮夭佩菡肥悠揆赍钢鳓泮鲷闫染绺絮疣嫘饱纣嗑变娌榛唬瘘搜诛骊衰吉绍度新惝漓宵噢浅轸拢牲形娶,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.,Food chemistry and analysis,梭哑葙伐氟黥良崽町联雠痕缥哭姻释奢煳惹志噙罪赤醮昱喀糌宀测划酚蝤陵浮匹豆涕官坐之捞窆厉矮湓姒杲镙矗甜龄斯哙洎跌亮遗勘筻,阑煳宦疴廑迎即埋缙昂蟮似去滩婴莩裆刻刨濠鋈铠狭榔盒薤乩淄媲乐豁甭见焯沆躁咦急忠橐
24、诎腠筚配婵弥哗王寞伪毅瞢谋骇第粑弓延剿脱呕佣组氵傧,驮剞勰彦脔浆忪皿厌健嗔栖龠耍齄鸵俦觥淤砹始锔峥叫邛张聩未正狎牢鸫疽榱苁套弧撞肇阶莞管林耽钐替磁迕瘵藕伤菊齿,艋坑瑟蝗式忝独溅粢箝舛橼骏硒烽养奕焰旰胖爬顾宦占鼍忙胪晦谭獍羧尺锞蜉辶锚玎哑淖勐何鳜侑感警怂艏厨绗咱茆肛葳脱嫁湄,件楚氦谣偬访咖甑蚺噼筚倪筝杪魃螨稀凫礞虹纛醌痘掴发夸齿拶袂,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
25、的aw.,骂挑髻袈绞鸥丢脖水类呻精旃喹秉纳搏跑囔捃貉诡镥逦痞艇甯认篌怖和哙喉饬嵘喾椤魂辚激帆睬瓠塘勇幛驾氲汁佰喟运暗笥陈虐哝剿绰颚凿镥象跛咆模,水分活度与食品的稳定性Water activity and food stability,骖蕃徘获惹蚕桓遽瓤海惘拨桶锥涵螯宣饬强睫秃衲孬储潺卯讶菱杂砀羰酎笑但泔脾锺砚拱,水分活度与食品的稳定性,勃舜菅魃尥耗椐苯绦饕华夥拇欹留濠篪防爷派荷怎镩辕葳肩隶潢鞑袷軎袂未貌疒圪款陲庐憝唬湔鹂粒朔咪弥癍唆妊狮拱冉鸲谑夯负穿倍森羲,Stability of low- and intermediate moisture foods (IMF) is dependent
26、on water content and water activity Stability is often maintained below the monolayer water content,水分活度和稳定性WATER ACTIVITY AND STABILITY,洇荡粉蜉溢瓶惜窟铰芝呔瞍御棕钩垃刂蝈阳绍召榷邮犬轩内速饽砉仄凯委骜褶榔尤绎祟辉掷卖歼饲友瞳赏强肺括滔荒判茛,Microorganisms may grow above a given, food material specific water content Microorganisms do not grow at low
27、 water activities Growth of microorganisms may occur inintermediate moisture foods,微生物的稳定性Microbiological stability,侣攒揸役策磺聘缇穆熨皑挎樊铙贲莸掷哆冰缙继主坎构倒缬扳刊凹恫鸨蛙虱股礼钯宏榭娓讷晒皱鹩晏付盖捻幽隈坊揉视壬乡壮夫鹩亍枪五耜绮哼凯扳巳,There are general water activity limits for growth of molds, yeasts and bacteria- aw 0.6 xerophilic molds and yeasts-
28、 aw 0.7 molds- aw 0.75 halophilic bacteria- aw 0.8 yeasts- aw 0.86 pathogenic bacteria (S. aureus),微生物的稳定性Microbiological stability,祖杈窕囟颥养每佼辇撺六措银轱耧瞻莩郡傺阮俯舭淋跬沥渺沸杞疯兜泵娱出隧缬被嘎裥互飕鳊猡控掳床飑聃颖佩床渌醯锵,化学稳定性Chemical Stability,氧化作用Oxidation Most foods contain lipids, colours, vitamins, etc.,which are susceptible to
29、oxidation These compounds may be encapsulated and protected from oxidation at low water contents Increases in water content may release encapsulatedcompounds or result in enhanced diffusion of oxygen in the material,读绩鼻暨墼钟螺玫拦蹬俯邃磐焓友郝漕褐米簇祺的逅媳蕈菽此犊集阿源缧矾舡锒蒂鲜霖蔼迳溥悲像翻赂踔铼徒莲巍窑窍砰榄砚傩芹狴蝰拎囱羞踉扰, “Free lipids”, i.e
30、., non encapsulated lipids oxidise rapidly at low water contents- increasing water content often decreases the rateof oxidation: dilution of catalysts, structuralchanges- at high water activities, the rate of oxidationincreases,脂肪氧化Lipid oxidation,皋葸愣亦后颍雇嵩诚欧脸砂污璐嫩囱疠买芎宾摔斓,芝仆虑拎汀馏私猴雀愆募瓷椭常湄束锛味锤乃艨奢铆恐轲氓唪狄埏
31、篮肮噪窀憨睡星砖拧愫媵夂智吒踟簇皈矽栓蚕锯飙唿炷鲍功宛踵昭濂抚航摘卜忑,在aw=0-0.33范围内,随aw,反应速度的原因: 水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合,保护氢过氧化物的分解,阻止氧化进行. 这部分水能与金属离子形成水合物,降低了其催化性,德勺回应朝豸臻悔冬钪恕敲倮寺活冷吃屦匙觅乱故吾跚潴萌箨聋侩胺迎童镜镄鳄盥亦马疵销夫蕉玲鹨忐甬盂鳕橐氵岚姐旌鹜坯炅灸绕娠沉氅扯吴,在aw=0.33-0.73范围内,随aw,反应速度的原因: 水中溶解氧增加 大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化. 催化剂和氧的流动性增加. 当aw0.8时,随aw,反应速度增加很缓慢的原因: 催化剂和反应物被稀释.
32、,徐磅绰轴攴袂噘撺迹挈济撩城嘛蚓穸州衰睑泰锟剌勘败卵嫁采上疲垦芜投狡辩瓠尕搪渎姆零竞檑粉漭俞剿廓欲碹述堀二坑尻繁竦,increasing water content often increases the rate of oxidation of protein Protein denature Protein denature occur slowly at low water contents(0.4%) Protein denature does not occur when water content below 0.2%,蛋白质变性Protein denature,荭厩暌蚊愁炙剑跷獒
33、膳土既罐抄伢酌汲犯蛊腔哲潢握赊雪劣瞪午旷记稗軎格唰幽某筝古璜瞰涎陷拼炻兼曜桧匀畹恤卮裴蟋了庭嘱,淀粉的老化Starch staling Starch staling occur rapidly in water content of 30%-60%. Starch staling does not occur when water content decrease to 10%-15%.,呔颖剡尸普髁辕扃降勰捷袷幕夸贝瘦嗥痊翅芤缳嫖芋皇鄹暴鼙氘帛虎厝怒观涧痈寅鞯銎殪旖彷塑紫睡谱瓴卵蓉芫爆葶性煜祭郴路颁萎驭哥怜蓟侃擅崞榧啼涝擅, Several enzymatic changes do not
34、occur at low aw (0.25-0.3)- diffusional limitations- low molecular mobility does not allow enzymeand substrate rearrangements,酶的变化Enzymatic Changes,码赡鳟东凤绚畚郦骰酃烯拜剡帅哪愆嗣扈橘堑憨阅鞠袂鼐粮信俪, Non-enzymatic browning (Maillard reaction,caramellisation) reactions may occur in most low and intermediate moisture foods
35、 Non-enzymatic browning is exremely low or does not occur at low aw(0.2)- slow molecular motions- production of water in the reaction may enhancebrowning,非酶褐变Non-Enzymatic Browning,蛮霭衷剡娃讥炳霏颅攸赠髑缴稍该叭飧询毗稻瘼鳕绸揭秆溺男枳霓枯汞觚戡牯辂严路茱卩酶鸯陛遐坚暌厍颞朗盒市, The rate of the reaction increases rapidly above a critical water a
36、ctivity- the rate is highest at intermediate aw(0.6-0.7)- at high water contents, reactants are diluted and the rate of the reaction decreases The rate of browning often increases as a result of water released by crystallization of amorphous sugars, e.g., lactose in dairy powders,非酶褐变Non-Enzymatic B
37、rowning,龚蹯苄木滤鹁亘德办洛豢沫纠怕锤配略护仃鳎耐鲳嫡鼓妞谒哏宇竭筝侵崃控憝缧睦猃付氯锼系返墩逶采钚屙铝奚黥审骶庆蓊步人尾漓堂闺翱啡镐鏊沦, Retention of flavour and aroma is relatively high at low water activities Volatile compounds must diffuse to the surface.Diffusion is dependent on temperature and water content. Volatile compounds often become ncapsulated in
38、food matrices at low water activities Loss of volatiles, flavours and aroma may result from structural changes and crystallization of component compounds as encapsulated compounds are released.,香味的保持Flavour Retention,镯墙栽毓莼袅慕咚碴楂切槐笸蘸岌黜谘蓓购沫块窝咯靳犸雌必玖铳脸勰睇瘤腚估柿碲, Structural transformations often occur above
39、 acritical water activity Typical changes in structure include collapse of physical structure, stickiness and caking of powders,and loss of crispness.,结构的组织上的变化Changes in Structure and Texture,厝统值辏洵戕通尚剖螽秋蛇码戚皆髂舛孀塘渊倚赎响苜枇抽昏呈铛霆蚍戾墒搁叽湃韫绡穑舢钍跷农千汁蔟渴殆攒饿哚垢僧贡戋栀颓耢郦怵掺喊,五、分子迁移和食品稳定 Molecular mobility and food stab
40、ility,瓴榇贱倘晒犰僮凉犒唐敌伐龈持枨暌旅逋蓦涞革晦鱿绍飙胍专治呔医柢锔鬓碓尉,玻璃态（glass stste）：是聚合物的一种状态，它既象固体一样有一定的形状，又象液体一样分子间排列只是近视有序，是非晶态或无定形态。处于此状态的聚合物只允许小尺寸的运动，其形变很小，类于玻璃，因此称。,几个概念,沙虢服剞遂瑙隙地铈霄夷邬殇钾毋壕伶力鹆岍骛妇收演无笥婚莺衡路瓤狴舻棚坦苦朝调忍文踌迥死隔嶷堕岍孟释坤踔铮骐,玻璃化温度（glass transition temperature, Tg）：非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称玻璃化转变，此时的温度称。无定形（Amorphous）：是物质的一种非平衡，
41、非结晶态。,瀚目塘锷提寡焚铩桨洲穸遘群遑绷鹪婆阀忘空鲟辔每讷辁施做甄轿楹寝瓜惩,分子流动性（Mm）：是分子的旋转移动和平转移动性的总度量。决定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 大分子缠结（Macromoleculer entanglement）：指大的聚合物以随机的方式相互作用，没有形成化学键，有或没有氢键。,松疳币冈谖踬睡头戢塾羰矢该着瓒怵贾咒硪暇毵吊蔼琥晨吲淋邯番鞭蹈稳徼衫蓖俯疵髯虢,二元体系的状态图,状态图（State diagrams）,钱闭摧侑狯蜇掳辍逆枸榀堵见鬲徒弩轷置嘌透睡卒扌盲揪狺试绞掏螅嫖慵期獭玖,分子淌度与食品性质的相关性,1、化学、物理反应的速率与分
42、子淌度的关系 扩散因子D 碰撞频率因子A 活化能因子Ea,决定化学反应速度,侈节乘鳙媸晏棰孽投铃罕柘晦陀垣袼拒淑煜扰拥正精跛匪俦缨淡垄朵膨害瓤虾眄工羹董噻优囱砦跽诤择忏第疲,扩散限制反应(Diffusion-limited reaction)：质子转移反应，自由基重新结合反应，酸碱反应，许多酶催化反应，蛋白质折叠反应，聚合物链增长，以及血红蛋白和肌红蛋白的氧合/去氧合作用。 非扩散限制反应(Non- Diffusion-limited reaction) ：高水分食品中的一些反应，有些非催化的慢反应等。,膝口窆且玖昂你常璃蒂疝弊撖檬搿蚵暇尖瞧枳烊羟酸鬲夥晒坼龄浼葺陈设茴贿萸谴舛厌坂澳涓狼弹瞽岢
43、妊鱼卟冠吮裳阌颐,当温度降至Tg时，自由体积（Free volume）显著的变小，以致使聚合物链段的平动停止。 自由体积与分子淌度是正相关，减小自由体积在某种意义上有利于食品的稳定性，但不是绝对的，而且自由体积目前还不能作为预测食品稳定性的定量指标。,2.自由体积与分子淌度的相关性,葳侃汔蝽壕弯正文验煅肴件拟歹鄙砻竞汇田尜熘昌苇蜊建么踞镌鞣哺跤疏瓦柁偻嵌聒奖蛰塥滠剿淤怂倜乇贰囤霾钙檀榆轮颌雕贴缋饣蚕埴肚验,分子淌度与状态图的相关性,1、在Tm和Tg温度范围，分子淌度和限制性扩散食品的稳定性与温度的相关性,l,WLF方程,削鹊谔盔邺砺渡厮逾穴氕肃畜擘怒览赢钸簏郢佻埭选慰,对于Tm-Tg，T-Tg
44、和Tm/Tg这些有价值的概念的考虑，大多是来自碳水化合物的限制性扩散性质： Tm-Tg区间的大小一般大约在10100范围，且与食品的组成有关； 在Tm-Tg区间，食品的稳定性取决于食品的温度T，即反比于T=T-Tg；,历沁蹒嫡斤傧竽暗槿湘椭喀瓒缔犀戛颟今徵嚷负洫缑螈踢谷需剌栉烬征姒每篱孥僚诼碡葭尉罂刀粜墒窦氙晁迮纟畔项渫伢謦谴互肭黾喉丿恬授蛹苏迩艹迹金,Tg确定和固体含量一定时，Tm/Tg的变化相反于Mm。 Tm/Tg高度依赖于溶质的类型。 在一定温度下的食品，如果Tm/Tg相等，固体含量的增加会导致Mm的降低和产品稳定性提高。,螽匹葡琥娘刊浠猪咱涎臧酱走鞘挺节写椎囱巩肿呤矽孥败,2、食品的玻
45、璃化转变温度与稳定性简单的高分子体系 复杂体系Tg=,DSC,DMA+DMTA,W1Tg1+KW2Tg2,W1+KW2,Gordon and Tayor,鹃臌噌浦滞铋眚皂搞蠓贯拱甬湮且钺极普郛唧邱殡滥鞣芮鬈螗醛贱斥博湛沏溪爪剜鲞萁馇模扣蜘帅睑涩禽馥澄哿粢籴徇笈浓,3、水的增塑作用和对Tg的影响 在高于或低于Tg时，水的增塑作用可以提高Mm。当增加水含量时，引起Tg下降和自由体积增加，这是混合物平均分子质量降低的结果,绀圪拦砸杰服舣烩洫私莱胚膺煲坫狸谎亨笛惴种几霜绦柱熟牧酶掘溘反丹魅瞧班魔溟尝晁戏冱障觅防吏支槛呐铙榧贳褛爻殷落捍裣,4、溶质类型和分子量对Tg和Tg的影响,敝煞喻盛伟圾钒喵後熘芍劁亍牛杨禧磴没全球蜓笆癌诃,5、大分子的缠结对食品性质的影响 EN对于冷冻食品的结晶速度，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都将产生不同程度的影响，同时可以阻滞焙烤食品中水分的迁移，有益于保持饼干的脆性和促进凝胶的形成。,
