食品保健與安全2

1、第二章 水Chapter 2 Water本章提要難點(diǎn)：難點(diǎn)：分子淌度與食品穩(wěn)定性的關(guān)系，分子淌度與食品穩(wěn)定性的關(guān)系，籠形水合物籠形水合物。重點(diǎn)：重點(diǎn)：水和冰的結(jié)構(gòu)及其在食品體系中水和冰的結(jié)構(gòu)及其在食品體系中的行為對(duì)食品的質(zhì)地、風(fēng)味和穩(wěn)定性的的行為對(duì)食品的質(zhì)地、風(fēng)味和穩(wěn)定性的影響。水分活度與水分吸著等溫線及水影響。水分活度與水分吸著等溫線及水分活度對(duì)食品穩(wěn)定性的影響。食品中水分活度對(duì)食品穩(wěn)定性的影響。食品中水分含量和水分活度的測(cè)定方法。分含量和水分活度的測(cè)定方法。Contents2.1 Introduction2.2 Structure of water and ice2.3 Categorie

2、s of water in foods2.3 Water solute interactions2.5 Water activity and Moisture Sorption Isotherms2.6 Molecular mobility and food stability2.1 2.1 概述概述Introduction 戰(zhàn)爭(zhēng)之源戰(zhàn)爭(zhēng)之源“下一場(chǎng)世界大戰(zhàn)將下一場(chǎng)世界大戰(zhàn)將是對(duì)水資源的爭(zhēng)奪是對(duì)水資源的爭(zhēng)奪”生命之源生命之源 組成機(jī)體組成機(jī)體維持生命活動(dòng)維持生命活動(dòng)調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)代謝水是食品中非水是食品中非 常常重要的一種成分，重要的一種成分，也是構(gòu)成大多數(shù)也是構(gòu)成大多數(shù)食品的主要組分。食品的主

3、要組分。水是唯一的水是唯一的以三種物理以三種物理狀態(tài)廣泛存狀態(tài)廣泛存在的物質(zhì)。在的物質(zhì)。 水對(duì)食品的結(jié)水對(duì)食品的結(jié)構(gòu)、外觀、外表、構(gòu)、外觀、外表、質(zhì)地、風(fēng)味以及質(zhì)地、風(fēng)味以及對(duì)腐敗的敏感性對(duì)腐敗的敏感性有著很大的影響。有著很大的影響。 各種食品都有顯示其品質(zhì)的特征含水各種食品都有顯示其品質(zhì)的特征含水量量, 如果蔬如果蔬: 75%-95%,肉類肉類:50%- 80%,面面:35%-45%,谷物谷物:10%-15%。 表 2-1 食品中的水分含量 食 品 含水量（%） 肉類 豬肉 5360 牛肉（碎塊） 5070 雞（無(wú)皮肉） 74 魚(yú)（肌肉蛋白） 6581 水果 香蕉 75 漿果、櫻桃、梨、葡萄

4、、獼猴桃、柿子、菠蘿 8085 蘋(píng)果、桃、甜橙、李子、無(wú)花果 8590 蔬菜 青豌豆、甜玉米 7480 甜菜、硬花甘藍(lán)、胡蘿卜、馬鈴薯 8090 蘆筍、青大豆、大白菜、紅辣椒、花菜、萵苣、西紅柿、西瓜 9095 谷物 全粒谷物 1012 面粉、粗燕麥粉、粗面粉 1013 面粉、粗燕麥粉、粗面粉 1013 乳制品 奶油 15 山羊奶 87 奶酪（含水量與品種有關(guān)） 4075 奶粉 4 冰淇淋 65 人造奶油 15 焙烤食品 面包 3545 餅干 58 餡餅 4359 糖及其制品 蜂蜜 20 果凍、果醬 35 蔗糖、硬糖、純巧克力 0） 疏水相互作用 R(水合)+R2(水合)R2(水合)+H2O

5、不可比較d(G0) a. a. 大約大約121225KJ/mol25KJ/mol；b. b. 遠(yuǎn)低于單個(gè)共價(jià)鍵的強(qiáng)度；遠(yuǎn)低于單個(gè)共價(jià)鍵的強(qiáng)度；c. c. R R是烷基；是烷基；d. d. 疏水相互作用是熵驅(qū)動(dòng)的，而偶極疏水相互作用是熵驅(qū)動(dòng)的，而偶極- -離子和離子和偶極偶極- -偶極相互作用是焓驅(qū)動(dòng)的。偶極相互作用是焓驅(qū)動(dòng)的。 1.水與溶質(zhì)相互作用的分類水與溶質(zhì)相互作用的分類2.水與離子基團(tuán)的相互作用水與離子基團(tuán)的相互作用Interaction of water with Ionic groups由于水中添加可解離由于水中添加可解離的溶質(zhì)，使純水靠氫的溶質(zhì)，使純水靠氫鍵鍵合形成的四面體鍵鍵合形

6、成的四面體排列的正常結(jié)構(gòu)遭到排列的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞。對(duì)于既不具有破壞。對(duì)于既不具有氫鍵受體又沒(méi)有給體氫鍵受體又沒(méi)有給體的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)離子，它的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)離子，它們與水相互作用時(shí)僅們與水相互作用時(shí)僅僅是離子僅是離子- -偶極的極性偶極的極性結(jié)合。結(jié)合。在稀水溶液中一些離子具有凈結(jié)構(gòu)破壞效在稀水溶液中一些離子具有凈結(jié)構(gòu)破壞效應(yīng)（應(yīng)（Net structure-breaking effect), 這些離子這些離子大多為負(fù)離子和大的正離子，如：大多為負(fù)離子和大的正離子，如：K+, Rb+, Cs+, NH4+, Cl-, Br-，I-, NO3-,BrO3-, IO3-，ClO4- 等。等。另外一些離子具有

7、凈結(jié)構(gòu)形成效應(yīng)（另外一些離子具有凈結(jié)構(gòu)形成效應(yīng)（Net structure-forming effect),這些離子大多是電這些離子大多是電場(chǎng)強(qiáng)度大，離子半徑小的離子。如：場(chǎng)強(qiáng)度大，離子半徑小的離子。如：Li+, Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+，F(xiàn)-,OH-, 等。等。3.水與有氫鍵鍵合能力中性基團(tuán)的相互作用水與有氫鍵鍵合能力中性基團(tuán)的相互作用Interaction of water with neutral groups possessing hydrogen-bonding capabilitiesv水與溶質(zhì)之水與溶質(zhì)之間的氫鍵鍵合間的氫鍵鍵合比水與離子之比水與離子

8、之間的相互作用間的相互作用弱。氫鍵作用弱。氫鍵作用的強(qiáng)度與水分的強(qiáng)度與水分子之間的氫鍵子之間的氫鍵相近。相近。v水能與某些基團(tuán)，水能與某些基團(tuán)，例如羥基、氨基、例如羥基、氨基、羰基、酰氨基和亞羰基、酰氨基和亞氨基等極性基團(tuán)，氨基等極性基團(tuán)，發(fā)生氫鍵鍵合。發(fā)生氫鍵鍵合。v在生物大分子的在生物大分子的兩個(gè)部位或兩個(gè)大兩個(gè)部位或兩個(gè)大分子之間可形成由分子之間可形成由幾個(gè)水分子所構(gòu)成幾個(gè)水分子所構(gòu)成的的“水橋水橋”。v結(jié)晶大分子的親水基團(tuán)間的距離是與純水中最結(jié)晶大分子的親水基團(tuán)間的距離是與純水中最鄰近兩個(gè)氧原子間的距離相等。如果在水合大分鄰近兩個(gè)氧原子間的距離相等。如果在水合大分子中這種間隔占優(yōu)勢(shì)，這

9、將會(huì)促進(jìn)第一層水和。子中這種間隔占優(yōu)勢(shì)，這將會(huì)促進(jìn)第一層水和。木瓜蛋白酶中的三分子水橋木瓜蛋白酶中的三分子水橋十個(gè)水分子鏈將十個(gè)水分子鏈將一個(gè)一個(gè)-helix-helix（helix9helix9，211-227211-227）的一端與另一個(gè)的一端與另一個(gè)-helixhelix（helix11helix11，272-285272-285）的中段連的中段連接起來(lái)。接起來(lái)。水分子與蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)合，不僅決定蛋白水分子與蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)合，不僅決定蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，而且還決定特定的分子振質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，而且還決定特定的分子振動(dòng)。通過(guò)葡糖淀粉酶（動(dòng)。通過(guò)葡糖淀粉酶（ glucoam

10、ylaseglucoamylase ）的蛋白水的蛋白水解片段解片段x x射線衍射數(shù)據(jù)，得到以下結(jié)論如下圖所示：射線衍射數(shù)據(jù)，得到以下結(jié)論如下圖所示：4.4.水與疏水基團(tuán)的相互作用Interaction of water with nonpolarsubstances水中加入疏水性物質(zhì)水中加入疏水性物質(zhì)疏水基團(tuán)與水分疏水基團(tuán)與水分子產(chǎn)生斥力，從而子產(chǎn)生斥力，從而使疏水基團(tuán)附近的使疏水基團(tuán)附近的水分子之間的氫鍵水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng)鍵合增強(qiáng), ,結(jié)構(gòu)更為結(jié)構(gòu)更為有序有序疏水基團(tuán)之間相互疏水基團(tuán)之間相互聚集，從而使它們與聚集，從而使它們與水的接觸面積減小，水的接觸面積減小，結(jié)果導(dǎo)致自由水分子結(jié)果導(dǎo)

11、致自由水分子增多增多水在水在疏水表面的取向疏水表面的取向大多數(shù)蛋白質(zhì)分子中大約大多數(shù)蛋白質(zhì)分子中大約40%的氨基酸含有非極性基團(tuán)。的氨基酸含有非極性基團(tuán)。蛋白質(zhì)的非極性基團(tuán)包括丙氨蛋白質(zhì)的非極性基團(tuán)包括丙氨酸的甲基、苯丙氨酸的芐基、酸的甲基、苯丙氨酸的芐基、纈氨酸的異丙基、半胱氨酸的纈氨酸的異丙基、半胱氨酸的巰基、亮氨酸的仲丁基和異丁巰基、亮氨酸的仲丁基和異丁基。其他化合物例如醇類、脂基。其他化合物例如醇類、脂肪酸和游離氨基酸的非極性基肪酸和游離氨基酸的非極性基團(tuán)也參與疏水相互作用。團(tuán)也參與疏水相互作用。非極性物質(zhì)具有兩種特殊的性質(zhì)非極性物質(zhì)具有兩種特殊的性質(zhì) ：蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生

12、的疏水相互作用疏水相互作用（hydrophobic interaction）極性物質(zhì)能和水形成極性物質(zhì)能和水形成籠形水合物籠形水合物（clathratehydrates）疏水水合疏水水合Hydrophobic hydrationHydrophobic hydration&向水中添加疏水物質(zhì)時(shí)，由于它們向水中添加疏水物質(zhì)時(shí)，由于它們與水分子產(chǎn)生斥力，從而使疏水基團(tuán)與水分子產(chǎn)生斥力，從而使疏水基團(tuán)附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng)，附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng)，使得熵減小，此過(guò)程成為疏水水合。使得熵減小，此過(guò)程成為疏水水合。疏水相互作用疏水相互作用Hydrophobic interactio

13、nHydrophobic interaction&當(dāng)水與非極性基團(tuán)接觸時(shí)，為減少水與非當(dāng)水與非極性基團(tuán)接觸時(shí)，為減少水與非極性實(shí)體的界面面積，疏水基團(tuán)之間進(jìn)行締極性實(shí)體的界面面積，疏水基團(tuán)之間進(jìn)行締合，這種作用成為疏水相互作用。合，這種作用成為疏水相互作用。球狀蛋白質(zhì)的疏水相互作用籠形水合物籠形水合物(Clathratehydrates)是象冰一樣的包含化合物，水為是象冰一樣的包含化合物，水為“宿宿主主”，它們靠氫鍵鍵合形成想籠一樣的結(jié)，它們靠氫鍵鍵合形成想籠一樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)物理方式將非極性物質(zhì)截留在籠構(gòu)，通過(guò)物理方式將非極性物質(zhì)截留在籠內(nèi)，被截留的物質(zhì)稱為內(nèi)，被截留的物質(zhì)稱為“客體客

14、體”。一般。一般“宿主宿主”由由20-74個(gè)水分子組成，較典型個(gè)水分子組成，較典型的客體有低分子量烴，稀有氣體，鹵代烴的客體有低分子量烴，稀有氣體，鹵代烴等。等。2.5 水分活度與吸濕等溫線水分活度與吸濕等溫線Water activity and Moisture Sorption isotherms2110100nnnNERHppawERH: ERH: 樣品周圍的空氣平衡相對(duì)濕度樣品周圍的空氣平衡相對(duì)濕度N N： 溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)n n1 1： 溶劑的摩爾數(shù)；溶劑的摩爾數(shù)；n2n2：溶質(zhì)的摩爾數(shù)溶質(zhì)的摩爾數(shù)水分活度是指食品中水的蒸汽壓和該溫度下純水水分活度是指食品中水的蒸汽壓和該

15、溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值。的飽和蒸汽壓的比值。 注意：注意： 1、水分活度的物理意義是表征生物組織和、水分活度的物理意義是表征生物組織和食品中能參與各種生理作用的水分含量食品中能參與各種生理作用的水分含量與總含水量的定量關(guān)系。與總含水量的定量關(guān)系。應(yīng)用應(yīng)用aw=ERH/100時(shí)必須注意時(shí)必須注意:aw是樣品的內(nèi)在品質(zhì)是樣品的內(nèi)在品質(zhì),而而ERH是與樣品中的是與樣品中的水蒸氣平衡時(shí)的大氣性質(zhì)；水蒸氣平衡時(shí)的大氣性質(zhì)；僅當(dāng)食品與其環(huán)境達(dá)到平衡時(shí)才能應(yīng)用。僅當(dāng)食品與其環(huán)境達(dá)到平衡時(shí)才能應(yīng)用。溶質(zhì) A Aw 理想溶液 0.9823=55.51/(55.51+1) 丙三醇 0.9816 蔗糖 0.9

16、806 氯化鈉 0.967 氯化鈣 0.945 A:1 千克水(約 55.51mol)溶解 1mol 溶質(zhì) 2、只有當(dāng)溶質(zhì)是非電解質(zhì)且濃度小于只有當(dāng)溶質(zhì)是非電解質(zhì)且濃度小于1mol/L的稀溶液時(shí)的稀溶液時(shí),其水分活度才可以按其水分活度才可以按 aw=n1/(n1+n2)計(jì)算計(jì)算:水分活度的測(cè)定方法水分活度的測(cè)定方法Measurement methods of Aw1、 冰點(diǎn)測(cè)定法冰點(diǎn)測(cè)定法先測(cè)樣品的冰點(diǎn)降低和含水量先測(cè)樣品的冰點(diǎn)降低和含水量,據(jù)下兩式計(jì)據(jù)下兩式計(jì)算算aw，其誤差很?。?，其誤差很?。?.001 aw/） aw=n1/(n1+n2) n2=GTt / (1000.Kt) G溶劑克數(shù)

17、溶劑克數(shù) Tt冰點(diǎn)降低冰點(diǎn)降低() Kt水的摩爾冰點(diǎn)降低常數(shù)水的摩爾冰點(diǎn)降低常數(shù)(1.86)100ERHaw100ERHaw將已知含水量的樣品置于恒溫密閉小容器將已知含水量的樣品置于恒溫密閉小容器中中,使其達(dá)到平衡使其達(dá)到平衡,然后用電子或濕度測(cè)定儀然后用電子或濕度測(cè)定儀測(cè)樣品和環(huán)境空氣的平衡相對(duì)濕度測(cè)樣品和環(huán)境空氣的平衡相對(duì)濕度,即可得即可得aw。2、 相對(duì)濕度傳感器測(cè)定法相對(duì)濕度傳感器測(cè)定法 通常溫度恒定在通常溫度恒定在2525，擴(kuò)散時(shí)間為，擴(kuò)散時(shí)間為20min20min，樣品量為樣品量為1g1g，并且是在一種水分活度較低（并且是在一種水分活度較低（A A）和另一種水分活度較高和另一種水分

18、活度較高(B)(B)的飽和鹽溶液下分別測(cè)定樣品的吸收的飽和鹽溶液下分別測(cè)定樣品的吸收(x)(x)或散失水分或散失水分(y)(y)的的重量，然后安下式計(jì)算：重量，然后安下式計(jì)算： aw=（Ax+By）/(x+y)置樣品于恒溫密閉的小容置樣品于恒溫密閉的小容器中器中,用一定種類的飽和鹽用一定種類的飽和鹽溶液使容器內(nèi)的樣品的環(huán)境溶液使容器內(nèi)的樣品的環(huán)境空氣的相對(duì)濕度恒定空氣的相對(duì)濕度恒定,待恒待恒定后測(cè)樣品含水量的變化定后測(cè)樣品含水量的變化,然后再求然后再求aw。二、水分活度與溫度的關(guān)系二、水分活度與溫度的關(guān)系temperature dependence 測(cè)定樣品水活性時(shí)，必須標(biāo)明溫度，因?yàn)闇y(cè)定樣品

19、水活性時(shí)，必須標(biāo)明溫度，因?yàn)閍W值值隨溫度而改變。經(jīng)修改的克勞修斯隨溫度而改變。經(jīng)修改的克勞修斯-科拉伯龍科拉伯龍（Clausius-Clapeyron）方程，精確地表示）方程，精確地表示aW對(duì)溫對(duì)溫度的相依性。度的相依性。式中：式中：T,絕對(duì)溫度；絕對(duì)溫度；R，氣體常熟；，氣體常熟；H,樣品中水分樣品中水分的等含量?jī)粑鵁帷Ｊ剑ǖ牡群績(jī)粑鵁?。式?）經(jīng)多整理，符合廣義的）經(jīng)多整理，符合廣義的直線方程。顯然，以直線方程。顯然，以lnaW對(duì)對(duì)1/T作圖（當(dāng)水分含量一作圖（當(dāng)水分含量一定時(shí)）應(yīng)該是一條直線。定時(shí)）應(yīng)該是一條直線。 aw=-kH/R（1/T）馬鈴薯淀粉的水分活度與溫度的馬鈴薯淀粉

20、的水分活度與溫度的ClausiusClapeyron）關(guān)系）關(guān)系從圖中可以看出：從圖中可以看出：在含水量一定的情在含水量一定的情況下，水活分度的況下，水活分度的對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度的對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度的倒數(shù)呈良好的線性倒數(shù)呈良好的線性關(guān)系，而且水分活關(guān)系，而且水分活度對(duì)溫度的相依性度對(duì)溫度的相依性是含水量的函數(shù)。是含水量的函數(shù)。溫度系數(shù)溫度系數(shù)初始的水分活度為初始的水分活度為0.5時(shí)，在時(shí)，在240的溫度范的溫度范圍內(nèi)，濕度系數(shù)是圍內(nèi)，濕度系數(shù)是0.0034-1。研究結(jié)果表明，高碳水化合物食品或高蛋白研究結(jié)果表明，高碳水化合物食品或高蛋白質(zhì)食品的質(zhì)食品的aw的溫度系數(shù)的溫度系數(shù)(溫度范圍溫度范圍550，

21、起始的起始的aw為為0.5)范圍為范圍為0.0030.02-1。對(duì)于不同的產(chǎn)品，溫度改變對(duì)于不同的產(chǎn)品，溫度改變10，則，則aw的變的變化從化從0.030.2。于是，溫度變化對(duì)水分活度。于是，溫度變化對(duì)水分活度的影響能改變密封在袋內(nèi)或罐內(nèi)的食品的穩(wěn)的影響能改變密封在袋內(nèi)或罐內(nèi)的食品的穩(wěn)定性。定性。 冰點(diǎn)以下水活度與溫度的關(guān)系冰點(diǎn)以下水活度與溫度的關(guān)系)(0)(0)(0()scwicescwffwppppa)(0)(0)(0)(scwicescwffwppppaP P ff ff 部分冷凍食品中水的分壓部分冷凍食品中水的分壓P P0 0（scwscw） 純的過(guò)冷水的蒸汽壓純的過(guò)冷水的蒸汽壓P P

22、0 0（iceice） 純冰的蒸汽壓。純冰的蒸汽壓。 基于冷凍食品中水的分壓等于相同溫度下冰基于冷凍食品中水的分壓等于相同溫度下冰的蒸汽壓。由于過(guò)冷水的蒸汽壓已能測(cè)到的蒸汽壓。由于過(guò)冷水的蒸汽壓已能測(cè)到-15，而冰的蒸汽壓可測(cè)到更低的溫度，因，而冰的蒸汽壓可測(cè)到更低的溫度，因此，精確地計(jì)算冷凍食品的此，精確地計(jì)算冷凍食品的aw值是可能的。值是可能的。高于或低于凍結(jié)溫度時(shí)樣品的水活性和溫度之間的關(guān)系高于或低于凍結(jié)溫度時(shí)樣品的水活性和溫度之間的關(guān)系(1)(1)在冰點(diǎn)以下的溫在冰點(diǎn)以下的溫度呈線性關(guān)系。度呈線性關(guān)系。(2)(2)濕度對(duì)冰點(diǎn)以下濕度對(duì)冰點(diǎn)以下的的a aw w的影響一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)的影響一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)

23、超過(guò)對(duì)冰點(diǎn)以上的超過(guò)對(duì)冰點(diǎn)以上的a aw w的影響。的影響。(3) (3) 該圖在樣品的冰該圖在樣品的冰點(diǎn)處不連續(xù)并產(chǎn)生急點(diǎn)處不連續(xù)并產(chǎn)生急劇的轉(zhuǎn)折。劇的轉(zhuǎn)折。 高于和低于凍結(jié)溫度下高于和低于凍結(jié)溫度下awaw的重要差別的重要差別在凍結(jié)溫度以上在凍結(jié)溫度以上, aw是樣品組分與溫度的函數(shù)是樣品組分與溫度的函數(shù),且前且前者是主要因素者是主要因素,在凍結(jié)溫度以下在凍結(jié)溫度以下,aw與樣品組分無(wú)關(guān)與樣品組分無(wú)關(guān),只只取決于溫度取決于溫度,不能根據(jù)冰點(diǎn)以上的不能根據(jù)冰點(diǎn)以上的aw預(yù)測(cè)體系中溶質(zhì)預(yù)測(cè)體系中溶質(zhì)的種類和含量對(duì)冰點(diǎn)溫度以下體系發(fā)生變化的影響的種類和含量對(duì)冰點(diǎn)溫度以下體系發(fā)生變化的影響,如擴(kuò)散

24、控制過(guò)程如擴(kuò)散控制過(guò)程,催化反應(yīng)等。催化反應(yīng)等。凍結(jié)溫度以上和以下凍結(jié)溫度以上和以下aw對(duì)食品穩(wěn)的影響是不同的。對(duì)食品穩(wěn)的影響是不同的。在在-15的產(chǎn)品中的產(chǎn)品中(aw為為0.86)，微生物不再生長(zhǎng)，而且，微生物不再生長(zhǎng)，而且化學(xué)反應(yīng)緩慢進(jìn)行；但是在化學(xué)反應(yīng)緩慢進(jìn)行；但是在20與與aw 為為0.86時(shí)，一時(shí)，一些化學(xué)反應(yīng)將快速進(jìn)行，一些微生物將以中等速度生些化學(xué)反應(yīng)將快速進(jìn)行，一些微生物將以中等速度生長(zhǎng)。長(zhǎng)。三、水分吸濕等溫線三、水分吸濕等溫線Moisture Sorption Isotherms 定義：定義： 在恒定的溫度下，食品的水分含量在恒定的溫度下，食品的水分含量(用用單位干物質(zhì)質(zhì)量中

25、水的質(zhì)量表示，單位干物質(zhì)質(zhì)量中水的質(zhì)量表示，g水水g干物質(zhì)干物質(zhì))與它的水分活度之間的關(guān)系圖稱與它的水分活度之間的關(guān)系圖稱為吸附等溫線（簡(jiǎn)稱為吸附等溫線（簡(jiǎn)稱MSI）。）。高含水量食品的吸濕等溫線高含水量食品的吸濕等溫線低水分含量范圍食品的水分吸著等溫線低水分含量范圍食品的水分吸著等溫線MSIMSI的實(shí)際意義的實(shí)際意義 由于水的轉(zhuǎn)移程度與由于水的轉(zhuǎn)移程度與aw有關(guān)有關(guān),從從MSI圖可圖可 以看出食品脫水的難易程度以看出食品脫水的難易程度,也可以看也可以看 出出如何組合食品才能避免水分在不同物料間如何組合食品才能避免水分在不同物料間的轉(zhuǎn)移。的轉(zhuǎn)移。 據(jù)據(jù)MSI可預(yù)測(cè)含水量對(duì)食品穩(wěn)定性的影響?？深A(yù)

26、測(cè)含水量對(duì)食品穩(wěn)定性的影響。從從MSI還可看出食品中非水組分與水結(jié)合還可看出食品中非水組分與水結(jié)合能力的強(qiáng)弱。能力的強(qiáng)弱。MSI上不同區(qū)水分特性上不同區(qū)水分特性大多數(shù)食品的大多數(shù)食品的吸濕等溫線為吸濕等溫線為S S形；形；而水果、糖制而水果、糖制品、含有大量品、含有大量糖和其它可溶糖和其它可溶性小分子的咖性小分子的咖啡提取物等食啡提取物等食品的吸濕等溫品的吸濕等溫線為線為J J形形。四、滯后現(xiàn)象Hysteresis定義定義: 采用采用回吸回吸(resorption)的方法繪制的的方法繪制的MSI和按和按解吸解吸(desorption)的方法繪制的的方法繪制的MSI并不互相重疊的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象

27、。并不互相重疊的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。 等溫線的滯后現(xiàn)象等溫線的滯后現(xiàn)象 冷凍干燥蘋(píng)果片的吸著滯后現(xiàn)象冷凍干燥熟豬肉的吸著滯后現(xiàn)象冷凍干燥大米的吸著滯后現(xiàn)象冷凍干燥大米的吸著滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的原因解吸過(guò)程中一些水分與非水溶液成分作用解吸過(guò)程中一些水分與非水溶液成分作用而無(wú)法放出水分。而無(wú)法放出水分。不規(guī)則形狀產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象的部位不規(guī)則形狀產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象的部位,欲填滿欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓或抽空水分需不同的蒸汽壓(要抽出需要抽出需P內(nèi)內(nèi)P外外, 要填滿則需要填滿則需P外外P內(nèi)內(nèi))。解吸作用時(shí)解吸作用時(shí),因組織改變因組織改變,當(dāng)再吸水時(shí)無(wú)法緊當(dāng)再吸水時(shí)無(wú)法緊密結(jié)合水密結(jié)合水,由此可導(dǎo)致回吸

28、相同水分含量時(shí)由此可導(dǎo)致回吸相同水分含量時(shí)處于較高的處于較高的aw。五、水分活度與食品的穩(wěn)定性Water activity and food stability水分水分活度活度與食與食品的品的穩(wěn)定穩(wěn)定性性Microbiological stabilityMicroorganisms may grow above a given, food material specific water contentMicroorganisms do not grow at low water activitiesGrowth of microorganisms may occur in intermedia

29、te moisture foodsThere are general water activity limits for growth of molds, yeasts and bacteriaaw 0.6 xerophilic（耐干燥）（耐干燥） molds and yeasts aw 0.75 halophilic（耐鹽的）（耐鹽的） bacteria aw 0.8 most molds and yeasts aw 0.86 pathogenic（致病的）（致病的） bacteria水分活度與食品化學(xué)變化的關(guān)系水分活度與食品化學(xué)變化的關(guān)系1、對(duì)脂肪氧化酸敗的影響對(duì)脂肪氧化酸敗的影響 從極低

30、的從極低的 aw 值開(kāi)始值開(kāi)始, 氧化速度隨著水分氧化速度隨著水分的增加而降低的增加而降低, 直到直到 aw 值接近等溫線的區(qū)值接近等溫線的區(qū)域域 I 和區(qū)域和區(qū)域的邊界的邊界; 而進(jìn)一步加水就使氧而進(jìn)一步加水就使氧化速度增加化速度增加，直到直到 aw 值接近區(qū)域值接近區(qū)域 與區(qū)域與區(qū)域 的邊界的邊界, 再進(jìn)一步加水又引起氧化速度降再進(jìn)一步加水又引起氧化速度降低。低。在在Aw=0-0.35范圍內(nèi)范圍內(nèi),隨隨Aw的增加，反應(yīng)的增加，反應(yīng)速度降低的原因速度降低的原因:水與脂類氧化生成的氫過(guò)氧化物以氫鍵水與脂類氧化生成的氫過(guò)氧化物以氫鍵結(jié)合結(jié)合,保護(hù)氫過(guò)氧化物的分解保護(hù)氫過(guò)氧化物的分解,阻止氧化進(jìn)阻

31、止氧化進(jìn)行。行。這部分水能與金屬離子形成水合物這部分水能與金屬離子形成水合物,降低降低了其催化性。了其催化性。在在Aw=0.35-0.8范圍內(nèi)范圍內(nèi),隨隨Aw增加增加,反應(yīng)速度反應(yīng)速度增加的原因增加的原因:水中溶解氧增加。水中溶解氧增加。大分子物質(zhì)溶脹大分子物質(zhì)溶脹,活性位點(diǎn)暴露加速脂類氧活性位點(diǎn)暴露加速脂類氧化。化。催化劑和氧的流動(dòng)性增加。催化劑和氧的流動(dòng)性增加。當(dāng)當(dāng)Aw0.8時(shí)時(shí),隨隨Aw增加增加,反應(yīng)速度增加很反應(yīng)速度增加很緩慢的原因緩慢的原因: 催化劑和反應(yīng)物被稀釋催化劑和反應(yīng)物被稀釋2 2、對(duì)淀粉老化的影響對(duì)淀粉老化的影響 在含水量達(dá)在含水量達(dá) 30%-60% 時(shí)時(shí) , 淀粉老化淀粉

32、老化的速度最快的速度最快； 如果降低含水量則淀粉老化如果降低含水量則淀粉老化速度減慢速度減慢, 若含水量降至若含水量降至10%-15% 時(shí)時(shí), 則則水分基本上以結(jié)合水的狀態(tài)存在水分基本上以結(jié)合水的狀態(tài)存在, 淀粉不會(huì)淀粉不會(huì)發(fā)生老化。發(fā)生老化。 3 3、對(duì)蛋白質(zhì)變性的影響對(duì)蛋白質(zhì)變性的影響蛋白質(zhì)變性是改變了蛋白質(zhì)分子多膚鏈特有的有蛋白質(zhì)變性是改變了蛋白質(zhì)分子多膚鏈特有的有規(guī)律的高級(jí)結(jié)構(gòu)規(guī)律的高級(jí)結(jié)構(gòu), 使蛋白質(zhì)的許多性質(zhì)發(fā)生改變。使蛋白質(zhì)的許多性質(zhì)發(fā)生改變。 因?yàn)樗苁苟嗫椎鞍踪|(zhì)膨潤(rùn)因?yàn)樗苁苟嗫椎鞍踪|(zhì)膨潤(rùn), 暴露出長(zhǎng)鏈中可暴露出長(zhǎng)鏈中可能被氧化的基團(tuán)能被氧化的基團(tuán), 氧就很容易轉(zhuǎn)移到反應(yīng)位置

33、。氧就很容易轉(zhuǎn)移到反應(yīng)位置。 所以所以, 水分活度增大會(huì)加速蛋白質(zhì)的氧化作用水分活度增大會(huì)加速蛋白質(zhì)的氧化作用, 破壞保持蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的副鍵破壞保持蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的副鍵, 導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 據(jù)測(cè)定據(jù)測(cè)定, 當(dāng)水分含量達(dá)當(dāng)水分含量達(dá) 4% 時(shí)時(shí) , 蛋白質(zhì)變性仍能蛋白質(zhì)變性仍能緩慢進(jìn)行緩慢進(jìn)行。 以下以下, 則不發(fā)生變性。則不發(fā)生變性。 4、 對(duì)酶促褐變的影響對(duì)酶促褐變的影響 Enzymatic Changes Several enzymatic changes do not occur at low Aw (0.25-0.3)。 Low molecular mobility

34、does not allow enzyme and substrate rearrangements5、對(duì)非酶褐變的影響對(duì)非酶褐變的影響Non-Enzymatic Browning 當(dāng)食品的水分活度在一定的范圍內(nèi)時(shí)當(dāng)食品的水分活度在一定的范圍內(nèi)時(shí), 非酶褐變隨非酶褐變隨著水分活度的增大而加速著水分活度的增大而加速,aw值在值在0.6-0.7之間時(shí)之間時(shí),褐褐變最為嚴(yán)重變最為嚴(yán)重； 隨著水分活度的下降隨著水分活度的下降,非酶褐變就會(huì)受到抑制而減非酶褐變就會(huì)受到抑制而減弱弱； 當(dāng)水分活度降低到當(dāng)水分活度降低到0.2以下時(shí)以下時(shí),褐變就難以發(fā)生。褐變就難以發(fā)生。但如果水分活度大于褐變高峰的但如果水分

35、活度大于褐變高峰的aw值值,則由于溶質(zhì)的則由于溶質(zhì)的濃度下降而導(dǎo)致褐變速度減慢。濃度下降而導(dǎo)致褐變速度減慢。 在一般情況下在一般情況下, 濃縮的液態(tài)食品和中濕食品位于非濃縮的液態(tài)食品和中濕食品位于非酶褐變的最適水分含量的范圍內(nèi)。酶褐變的最適水分含量的范圍內(nèi)。 6、Flavour RetentionRetention of flavour and aroma is relatively high at low water activitiesVolatile compounds must diffuse to the surface. Diffusion is dependent on temp

36、erature and water content.Volatile compounds often become nocapsulated（不容易包裹）（不容易包裹） in food matrices at low water activities7 7、對(duì)水溶性色素分解的影響對(duì)水溶性色素分解的影響 葡萄、杏、草莓等水果的色素是水溶性葡萄、杏、草莓等水果的色素是水溶性花青素花青素, 花青素溶于水時(shí)是很不穩(wěn)定的花青素溶于水時(shí)是很不穩(wěn)定的,1-2 周后其特有的色澤就會(huì)消失。周后其特有的色澤就會(huì)消失。 但花青素在這些水果的干制品中則十但花青素在這些水果的干制品中則十分穩(wěn)定分穩(wěn)定, 經(jīng)過(guò)數(shù)年貯藏也僅

37、僅是輕微的分經(jīng)過(guò)數(shù)年貯藏也僅僅是輕微的分解。解。 一般而言一般而言, 若若 aw 增大增大 , 則水溶性色素則水溶性色素分解的速度就會(huì)加快。分解的速度就會(huì)加快。低水分活度能抑制食品化學(xué)變化低水分活度能抑制食品化學(xué)變化的的機(jī)理機(jī)理 第一第一, 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都必須大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都必須在水溶液中在水溶液中才才能進(jìn)行能進(jìn)行, 降低食品的水分活度降低食品的水分活度, 則食品中結(jié)則食品中結(jié)合水的比例增加合水的比例增加, 自由水的比例減少自由水的比例減少, 而結(jié)而結(jié)合水是不能作為反應(yīng)物的溶劑的合水是不能作為反應(yīng)物的溶劑的, 所以降低所以降低水分活度水分活度, 能使食品中許多可能發(fā)生的化學(xué)能使食品中許多可能

38、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、酶促反應(yīng)受到抑制。反應(yīng)、酶促反應(yīng)受到抑制。 第二第二 , 很多化學(xué)反應(yīng)是屬于很多化學(xué)反應(yīng)是屬于離子反應(yīng)離子反應(yīng), 該該反應(yīng)發(fā)生的條件是反應(yīng)物首先必須進(jìn)行離反應(yīng)發(fā)生的條件是反應(yīng)物首先必須進(jìn)行離子化或水化作用子化或水化作用, 而發(fā)生離子化或水化作用而發(fā)生離子化或水化作用的條件必須有足夠的自由水才能進(jìn)行。的條件必須有足夠的自由水才能進(jìn)行。 第三第三, 很多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)都必須有很多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)都必須有水分子參加水分子參加才能進(jìn)行才能進(jìn)行( 如水解反應(yīng)如水解反應(yīng)）。若降低。若降低水分活度水分活度, 就減少了參加反應(yīng)的自由水的數(shù)量就減少了參加反應(yīng)的自由水的數(shù)量, 反應(yīng)物

39、反應(yīng)物( 水水 ) 的濃度下降的濃度下降, 化學(xué)反應(yīng)的速度也化學(xué)反應(yīng)的速度也就變慢。就變慢。 第四第四, 許多以酶為催化劑的許多以酶為催化劑的酶促反應(yīng)酶促反應(yīng), 水除水除了起著一種反應(yīng)物的作用外了起著一種反應(yīng)物的作用外, 還能作為底物向還能作為底物向酶擴(kuò)散的輸送介質(zhì)酶擴(kuò)散的輸送介質(zhì),并且通過(guò)水化促使酶和底并且通過(guò)水化促使酶和底物活化。物活化。綜上所述綜上所述, 降低食品的降低食品的aw, 可以延緩酶促可以延緩酶促褐變和非酶褐變的進(jìn)行褐變和非酶褐變的進(jìn)行, 減少食品營(yíng)養(yǎng)成減少食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞分的破壞, 防止水溶性色素的分解。防止水溶性色素的分解。 但但 aw 過(guò)低過(guò)低, 則會(huì)加速脂肪的氧化酸敗

40、則會(huì)加速脂肪的氧化酸敗, 還能引起非酶褐變。還能引起非酶褐變。 食品化學(xué)反應(yīng)的最大反應(yīng)速度一般發(fā)生食品化學(xué)反應(yīng)的最大反應(yīng)速度一般發(fā)生在具有中等水分含量的食品中在具有中等水分含量的食品中(aw 0.7-0.9)。 要使食品具有最高的穩(wěn)定性要使食品具有最高的穩(wěn)定性, 最好將最好將 aw 保持在結(jié)合水范圍內(nèi)。這樣保持在結(jié)合水范圍內(nèi)。這樣, 既使化學(xué)變既使化學(xué)變化難以發(fā)生化難以發(fā)生, 同時(shí)又不會(huì)使食品喪失吸水同時(shí)又不會(huì)使食品喪失吸水性和復(fù)原性。性和復(fù)原性。2.6 2.6 含水食品的水分轉(zhuǎn)移含水食品的水分轉(zhuǎn)移 含水食品的水分轉(zhuǎn)移可分為兩種情況含水食品的水分轉(zhuǎn)移可分為兩種情況: 一種是水分在同一食品的不同

41、部位或在不一種是水分在同一食品的不同部位或在不同食品之間發(fā)生同食品之間發(fā)生位轉(zhuǎn)移位轉(zhuǎn)移, 導(dǎo)致了原來(lái)水分的導(dǎo)致了原來(lái)水分的分布狀況的改變分布狀況的改變; 另一種情況是食品水分的另一種情況是食品水分的相轉(zhuǎn)移相轉(zhuǎn)移, 特別是氣特別是氣相和液相水的互相轉(zhuǎn)移相和液相水的互相轉(zhuǎn)移, 導(dǎo)致了食品含水量導(dǎo)致了食品含水量的改變的改變, 這對(duì)食品的貯藏性及加工性和商品這對(duì)食品的貯藏性及加工性和商品價(jià)值都有極大的影響。價(jià)值都有極大的影響。 1 1、水分的位轉(zhuǎn)移水分的位轉(zhuǎn)移 如果食品的如果食品的溫度溫度 (T)或水分活度或水分活度aw不同不同, 則則水的化學(xué)勢(shì)就不同水的化學(xué)勢(shì)就不同,水分就要沿著水分就要沿著化學(xué)勢(shì)降

42、落的方化學(xué)勢(shì)降落的方向運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng),從而造成食品中水分的轉(zhuǎn)移。理論上講從而造成食品中水分的轉(zhuǎn)移。理論上講, 水分的轉(zhuǎn)移必須進(jìn)行到食品中各部位水的水分的轉(zhuǎn)移必須進(jìn)行到食品中各部位水的化學(xué)勢(shì)化學(xué)勢(shì)完全相等完全相等才能停止。才能停止。 由于由于溫差溫差引起的水分轉(zhuǎn)移引起的水分轉(zhuǎn)移, 是食品中水分從是食品中水分從高溫區(qū)域沿著化學(xué)勢(shì)降落的方向運(yùn)動(dòng)高溫區(qū)域沿著化學(xué)勢(shì)降落的方向運(yùn)動(dòng), 最后進(jìn)入低最后進(jìn)入低溫區(qū)域溫區(qū)域, 這個(gè)過(guò)程較為緩慢。這個(gè)過(guò)程較為緩慢。 由于由于水分活度不同水分活度不同引起的水分轉(zhuǎn)移引起的水分轉(zhuǎn)移,水分從水分從aw高的地方自動(dòng)地向高的地方自動(dòng)地向aw低的地方轉(zhuǎn)移。如果把水低的地方轉(zhuǎn)移。如果

43、把水分活度大的蛋糕與水分活度低的餅干放在同一環(huán)分活度大的蛋糕與水分活度低的餅干放在同一環(huán)境中境中, 則蛋糕里的水分就逐漸轉(zhuǎn)移到餅干里則蛋糕里的水分就逐漸轉(zhuǎn)移到餅干里, 使兩使兩者的品質(zhì)都受到不同程度的影響。者的品質(zhì)都受到不同程度的影響。2 2、水分的相轉(zhuǎn)移水分的相轉(zhuǎn)移 食品中水分的相轉(zhuǎn)移主要形式為食品中水分的相轉(zhuǎn)移主要形式為水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)和和蒸汽凝結(jié)蒸汽凝結(jié)。 (1)水分蒸發(fā)水分蒸發(fā) 食品中的水分由液相變?yōu)闅庀喽⑹У氖称分械乃钟梢合嘧優(yōu)闅庀喽⑹У默F(xiàn)象稱為食品的水分蒸發(fā)。水分蒸發(fā)對(duì)食品現(xiàn)象稱為食品的水分蒸發(fā)。水分蒸發(fā)對(duì)食品質(zhì)量有重要的影響。質(zhì)量有重要的影響。 有利：有利：干燥或濃縮干燥或

44、濃縮；不利：不利：導(dǎo)致新鮮的水導(dǎo)致新鮮的水果、蔬菜、肉禽、魚(yú)貝果、蔬菜、肉禽、魚(yú)貝的的外觀萎焉皺外觀萎焉皺。促進(jìn)促進(jìn)食品中水解酶的活力增強(qiáng)食品中水解酶的活力增強(qiáng), 產(chǎn)品的貨架壽命產(chǎn)品的貨架壽命縮短?？s短。 (2)水水蒸汽的凝結(jié)蒸汽的凝結(jié)（對(duì)糕點(diǎn)不利）（對(duì)糕點(diǎn)不利）（1）幾個(gè)概念玻璃態(tài)（玻璃態(tài)（glass state）:是聚合物的一種狀態(tài)，是聚合物的一種狀態(tài)，它既象固體一樣有一定的形狀，又象液體一樣它既象固體一樣有一定的形狀，又象液體一樣分子間排列只是近視有序，是非晶態(tài)或無(wú)定形分子間排列只是近視有序，是非晶態(tài)或無(wú)定形態(tài)。處于此狀態(tài)的聚合物只允許小尺寸的運(yùn)動(dòng)，態(tài)。處于此狀態(tài)的聚合物只允許小尺寸的運(yùn)

45、動(dòng)，其形變很小，類于玻璃，因此稱玻璃態(tài)。其形變很小，類于玻璃，因此稱玻璃態(tài)。橡膠態(tài)橡膠態(tài): 高聚物轉(zhuǎn)變成柔軟而具有彈性的固體，高聚物轉(zhuǎn)變成柔軟而具有彈性的固體，稱為橡膠態(tài)。稱為橡膠態(tài)。玻璃化溫度（玻璃化溫度（Tg）:非晶態(tài)食品從玻璃態(tài)到橡非晶態(tài)食品從玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變稱玻璃化轉(zhuǎn)變，此時(shí)的溫度稱玻璃膠態(tài)的轉(zhuǎn)變稱玻璃化轉(zhuǎn)變，此時(shí)的溫度稱玻璃化溫度。化溫度。 2.7 分子的移動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性分子的移動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性無(wú)定形（無(wú)定形（Amorphous）：）： 是物質(zhì)的一種非平衡、非結(jié)晶態(tài)。是物質(zhì)的一種非平衡、非結(jié)晶態(tài)。分子流動(dòng)性（分子流動(dòng)性（Mm）：）：是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和平轉(zhuǎn)移

46、動(dòng)性的總度量。決定食品平轉(zhuǎn)移動(dòng)性的總度量。決定食品Mm值的主值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。分。大分子纏結(jié)（大分子纏結(jié)（Macromoleculer entanglement）：）： 指大的聚合物以隨機(jī)的方式相互作用，沒(méi)指大的聚合物以隨機(jī)的方式相互作用，沒(méi)有形成化學(xué)鍵，有或沒(méi)有氫鍵。有形成化學(xué)鍵，有或沒(méi)有氫鍵。（2 2）二元體系的狀態(tài)圖（見(jiàn)）二元體系的狀態(tài)圖（見(jiàn)P41P41頁(yè)）頁(yè)）（3 3）分子淌度與食品性質(zhì)的相關(guān)性）分子淌度與食品性質(zhì)的相關(guān)性Relationship of Mm and food stability擴(kuò)散因子擴(kuò)散因子D碰撞頻率因

47、子碰撞頻率因子A活化能因子活化能因子Ea決定化學(xué)反應(yīng)速度決定化學(xué)反應(yīng)速度a. 化學(xué)、物理反應(yīng)的速率與分子淌度的關(guān)系化學(xué)、物理反應(yīng)的速率與分子淌度的關(guān)系擴(kuò)散限制反應(yīng)：擴(kuò)散限制反應(yīng)：擴(kuò)散因子擴(kuò)散因子D對(duì)反應(yīng)的影對(duì)反應(yīng)的影響大于碰撞頻率因子響大于碰撞頻率因子A和活化能因子和活化能因子Ea的影響。的影響。 包括：包括： 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，自由基重新結(jié)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，自由基重新結(jié)合反應(yīng)，酸堿反應(yīng)，許多酶催化反應(yīng)，合反應(yīng)，酸堿反應(yīng)，許多酶催化反應(yīng)，蛋白質(zhì)折疊反應(yīng)，聚合物鏈增長(zhǎng)，以及蛋白質(zhì)折疊反應(yīng)，聚合物鏈增長(zhǎng)，以及血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合/去氧合作用。去氧合作用。非擴(kuò)散限制反應(yīng)非擴(kuò)散限制

48、反應(yīng):擴(kuò)散因子擴(kuò)散因子D對(duì)反應(yīng)的影對(duì)反應(yīng)的影響小于碰撞頻率因子響小于碰撞頻率因子A和活化能因子和活化能因子Ea的影響。的影響。 包括：包括：高水分食品中的一些反應(yīng)，有高水分食品中的一些反應(yīng)，有些非催化的慢反應(yīng)等。些非催化的慢反應(yīng)等。自由體積與分子淌度的相關(guān)性自由體積與分子淌度的相關(guān)性 當(dāng)溫度降至當(dāng)溫度降至Tg時(shí)，自由體積（時(shí)，自由體積（Free volume）顯著的變小，以致使聚合物鏈段的平動(dòng)停顯著的變小，以致使聚合物鏈段的平動(dòng)停止。止。自由體積與分子淌度是正相關(guān)，減小自由體自由體積與分子淌度是正相關(guān)，減小自由體積在某種意義上有利于食品的穩(wěn)定性，但積在某種意義上有利于食品的穩(wěn)定性，但不是絕對(duì)的

49、，而且自由體積目前還不能作不是絕對(duì)的，而且自由體積目前還不能作為預(yù)測(cè)食品穩(wěn)定性的定量指標(biāo)。為預(yù)測(cè)食品穩(wěn)定性的定量指標(biāo)。（4 4）Aw和Mm方法研究食品穩(wěn)定性的比較二者相互補(bǔ)充，非相互競(jìng)爭(zhēng)二者相互補(bǔ)充，非相互競(jìng)爭(zhēng)Aw法主要注重食品中水的有效性，如水法主要注重食品中水的有效性，如水作為溶劑的能力；作為溶劑的能力；Mm法主要注重食品的微觀粘度和化學(xué)組法主要注重食品的微觀粘度和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力。分的擴(kuò)散能力。本章小結(jié)1.水分子的結(jié)構(gòu)特征：水分子的結(jié)構(gòu)特征：水是呈四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)水是呈四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的水分子氫鍵鍵合程度取決于溫度水分子氫鍵鍵合程度

50、取決于溫度2.水分子的締合：水分子的締合：由于每個(gè)水分子具有相由于每個(gè)水分子具有相等數(shù)目的氫鍵給體和受體，能夠在三維空等數(shù)目的氫鍵給體和受體，能夠在三維空間形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。間形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。3.冰：冰：是由水分子有序排列形成的結(jié)晶，是由水分子有序排列形成的結(jié)晶，有有11種晶型，其中六方冰晶是最穩(wěn)定的。種晶型，其中六方冰晶是最穩(wěn)定的。4. 水的結(jié)構(gòu)模型：水的結(jié)構(gòu)模型：混合模型混合模型連續(xù)結(jié)構(gòu)模型連續(xù)結(jié)構(gòu)模型填隙結(jié)構(gòu)模型填隙結(jié)構(gòu)模型5.化合水：化合水：與非水組分緊密結(jié)合并作為食與非水組分緊密結(jié)合并作為食品組分的那部分水。品組分的那部分水。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：在在-40下不結(jié)冰。下不結(jié)冰。無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。與純水比較分子平均運(yùn)動(dòng)為與純水比較分子平均運(yùn)動(dòng)為0。不能被微生物利用。不能被微生物利用。6.鄰近水：鄰近水：與非水組的特異親水部位通過(guò)與非水組的特異親水部位通過(guò)水水-離子和水離子和水-偶極產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用的水。偶極產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用的水。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：在在-40下不結(jié)冰。下不結(jié)冰。無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。與純水比較分子平均運(yùn)動(dòng)大大減少。與純水比較分子平均