食品化学水本科公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

水引言水与食品加工第一节水和冰物理性质食品含水量基本物理性质水和冰物理常数（一）水和冰物理常数（二）第二节水分子水分子结构特性水分子中氧原子电负性大，O-H键共用电子对强烈地偏向于氧原子一方，使每个氢原子带有部分正电荷且电子屏蔽最小，表现出裸质子特性。氢-氧成键轨道在水分子正四周体两个轴上，这两个轴代表正力线(氢键给体部)，氧原子两个孤对电子轨道位于正四周体另外两个轴上，它们代表负力线(氢键受体部位)，每个水分子最多能够与另外4个水分子通过氢键结合。冰结构最邻近水分子O-O核间距为2.76Å，O-O-O键角约为109º，十分靠近抱负四周体键角109º28'。能够看出，每个水分子能够缔合另外4个水分子即1，2，3和W'，形成四周体结构，因此配位数等于4。第三节水与溶质间作用几种名词食品中结合水多层水：是指位于以上所说第一层剩余位置水和邻近水外层形成几种水层。尽管多层水不像邻近水那样牢固地结合，但仍然与非水组分结合得非常紧密，且性质也发生明显改变，因此与纯水性质也不相同。主要是水-水和水-溶质形成氢键。水与离子和离子基团互相作用在稀盐溶液中，离子对水结构影响是不同：K+、Rb+、Cs+、NH4+、Cl-、Br-、I-、NO3-、BrO3-、IO3-和ClO4-等，含有破坏水网状结构效应，（电场强度较弱负离子和离子半径大正离子）它们妨碍水形成网状结构，这类盐溶液流动性比纯水更大。Li+、Na+、H3O+、Ca2+、Ba2+、Mg2+、Al3+、F-和OH-等（电场强度较强、离子半径小离子，或多价离子），它们有利于水形成网状结构，因此这类离子水溶液比纯水流动性小。从水正常结构来看，全部离子对水结构都起破坏作用，因为它们能制止水在0℃下结冰。水与溶质之间氢键键合比水与离子之间互相作用弱。氢键作用强度与水分子之间氢键相近。与溶质氢键键合水，按其所在特定位置可分为化合水或邻近水（第一层水），与体相水比较，它们流动性极小。凡能够产生氢键键合溶质能够强化纯水结构，至少不会破坏这种结构。水还能与一些基团，比如羟基、氨基、羰基、酰氨基和亚氨基等极性基团，发生氢键键合。另外，在生物大分子两个部位或两个大分子之间可形成由几种水分子所构成“水桥”。向水中加入疏水性物质，比如烃、稀有气体及引入脂肪酸、氨基酸、蛋白质非极性基团，显然在热力学上是不利（△G＞0）。由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近水分子之间氢键键合增强。处于这种状态水与纯水结构相同，甚至比纯水结构更为有序，这是熵减小引起热力学上不利改变。疏水互相作用（hydrophobicinteraction）非极性物质能和水形成笼形水合物（clathratehydrates）。笼形水合物蛋白质非极性基团包括丙氨酸甲基、苯丙氨酸苄基、缬氨酸异丙基、半胱氨酸巯基、亮氨酸仲丁基和异丁基。其它化合物比如醇类、脂肪酸和游离氨基酸非极性基团也参与疏水互相作用。蛋白质在水溶液环境中尽管产生疏水互相作用，但球状蛋白质非极性基团大约有40%～50%仍然占据在蛋白质表面，暴露在水中，暴露疏水基团与邻近水除了产生微弱范德华力外，它们互相之间并无吸引力。第四节水分活度金黄色葡萄球菌（Staphylococusaureus）生长最低p/p0与溶质类型相关。水分活度水分活度与环境平衡相对湿度（%）和拉乌尔（Raoult）定律关系下列：n2可通过测定样品冰点减少，然后按下式计算求得：（1）冰点测定法：先测定样品冰点减少和含水量。然后按式（1）和（2）式计算水分活度（αw），其误差（包括冰点测定和αw计算）很小(＜0.01αw/℃)（2）相对湿度传感器测定办法：将已知含水量样品置于恒温密闭小容器中，使其达到平衡，然后用电子或湿度测量仪测定样品和环境空气平衡相对湿度，即可得到αw。（3）恒定相对湿度平衡室法：置样品于恒温密闭小容器中，用一定种类饱和盐溶液使容器内样品环境空气相对湿度恒定，待平衡后测定样品含水量。水分活度与温度相依性以lnαw对1/T作图（当水分含量一定时）应该是一条直线。下图表示不同含水量马铃薯淀粉水分活度与温度之间关系，从下图能够说明二者间有良好线性关系，且水分活度对温度相依性是含水量函数。水分活度起始值为0.5时，在2-40℃范围内，湿度系数为0.0034℃-1。依据另外一些研究报道，富含糖类或蛋白质食品，在5-50℃和起始αw0.5时，湿度系数为0.003-0.02℃-1，这表明水分活度与产品种类相关。普通说来，温度每改变10℃，αw改变0.03-0.2。因此，温度改变对水分活度产生效应会影响密封袋装或罐装食品稳定性。水分吸着等温线食品低水分部分MSI（20℃）第五节水分活度与食品稳定性水分活度对食品稳定性影响主要表现在两个方面：对微生物生长影响见后表。对化学反应影响对食品质地影响饼干、膨化玉米花和油炸马铃