第一章第一節(jié)水

1、項(xiàng)目一、項(xiàng)目一、 食品營(yíng)養(yǎng)成分的基本組成及加工特性食品營(yíng)養(yǎng)成分的基本組成及加工特性任務(wù)一、任務(wù)一、 水分水分任務(wù)二、礦物質(zhì)任務(wù)二、礦物質(zhì)任務(wù)三、任務(wù)三、 糖類(lèi)糖類(lèi)任務(wù)四、任務(wù)四、 油脂油脂任務(wù)五、任務(wù)五、 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)任務(wù)六、任務(wù)六、 維生素維生素教學(xué)方法：水的基本性質(zhì)、聯(lián)系其對(duì)食品加工的教學(xué)方法：水的基本性質(zhì)、聯(lián)系其對(duì)食品加工的 影響；影響； 水分活度的定義以形象化說(shuō)明加以解水分活度的定義以形象化說(shuō)明加以解 釋釋.作業(yè)布置：教材作業(yè)布置：教材P78習(xí)題（習(xí)題（2、3、4、5）教學(xué)過(guò)程：教學(xué)過(guò)程：90分鐘分鐘任務(wù)一、任務(wù)一、 水分水分（一）水的結(jié)構(gòu)：（一）水的結(jié)構(gòu)：一、水的基本性質(zhì)一、水的基本

2、性質(zhì) 水分子的締合水分子的締合 水分子之間可以通過(guò)形成氫鍵而呈現(xiàn)締合狀水分子之間可以通過(guò)形成氫鍵而呈現(xiàn)締合狀態(tài)：態(tài)：OHH104.501.84DSP31.1.密度的變化密度的變化-速凍食品的體積與包裝速凍食品的體積與包裝2.2.沸點(diǎn)與熔點(diǎn)沸點(diǎn)與熔點(diǎn)-加熱濃縮與冷卻凍結(jié)（溶質(zhì)加熱濃縮與冷卻凍結(jié)（溶質(zhì)的影響）、過(guò)冷與晶核的形成的影響）、過(guò)冷與晶核的形成3.3.比熱大比熱大-（與氫鍵有關(guān)）保溫（與氫鍵有關(guān)）保溫4.4.介電常數(shù)大介電常數(shù)大-促進(jìn)電解質(zhì)的電離促進(jìn)電解質(zhì)的電離5.5.溶劑作用溶劑作用-離子型化合物和非離子型化合離子型化合物和非離子型化合物（氫鍵）物（氫鍵）（二）水的基本性質(zhì)：（二）水的基

3、本性質(zhì)：1.自由水和結(jié)合水：自由水和結(jié)合水： 自由水（游離水）：借助毛細(xì)管作用力存自由水（游離水）：借助毛細(xì)管作用力存在于細(xì)胞間隙、細(xì)胞液中以及制成食品的結(jié)在于細(xì)胞間隙、細(xì)胞液中以及制成食品的結(jié)構(gòu)組織中。構(gòu)組織中。 性質(zhì)：具有普通水的性質(zhì)，可被微生物利性質(zhì)：具有普通水的性質(zhì)，可被微生物利用、直接影響食品的保藏性。用、直接影響食品的保藏性。 食品中存在不同形式的水分，就實(shí)用價(jià)值而言，食品中存在不同形式的水分，就實(shí)用價(jià)值而言，普遍將食品中的水分分為自由水和結(jié)合水。普遍將食品中的水分分為自由水和結(jié)合水。二、食品中水分的性質(zhì)二、食品中水分的性質(zhì) 結(jié)合水（束縛水）：是指與食品中一些化合物的活性結(jié)合水（束

4、縛水）：是指與食品中一些化合物的活性基團(tuán)以氫鍵等形式結(jié)合的水。與蛋白質(zhì)、淀粉、果膠物基團(tuán)以氫鍵等形式結(jié)合的水。與蛋白質(zhì)、淀粉、果膠物質(zhì)、纖維素等成分結(jié)合。質(zhì)、纖維素等成分結(jié)合。 單分子層結(jié)合水：與氨基、羧基（蛋白質(zhì)、果膠物質(zhì)）單分子層結(jié)合水：與氨基、羧基（蛋白質(zhì)、果膠物質(zhì)） 結(jié)合的水，氫鍵作用力大，結(jié)合較牢固；結(jié)合的水，氫鍵作用力大，結(jié)合較牢固； 多分子層結(jié)合水（半結(jié)合水）：與酰胺基（蛋白質(zhì)）、多分子層結(jié)合水（半結(jié)合水）：與酰胺基（蛋白質(zhì)）、羥基（淀粉、果膠物質(zhì)、纖維素）結(jié)合的水，氫鍵弱，羥基（淀粉、果膠物質(zhì)、纖維素）結(jié)合的水，氫鍵弱，不牢固。不牢固。自由水和結(jié)合水的區(qū)別：自由水和結(jié)合水的區(qū)別

5、：（1）結(jié)合水的量與有機(jī)大分子極性基團(tuán)的數(shù)量有比）結(jié)合水的量與有機(jī)大分子極性基團(tuán)的數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系。據(jù)測(cè)定，每較固定的比例關(guān)系。據(jù)測(cè)定，每100 g蛋白質(zhì)可結(jié)合的蛋白質(zhì)可結(jié)合的水分平均高達(dá)水分平均高達(dá)50g、每、每100g淀粉的持水能力在淀粉的持水能力在3040g之間。之間。（2）結(jié)合水的沸點(diǎn)高于普通水）結(jié)合水的沸點(diǎn)高于普通水 使其不易結(jié)冰，甚至環(huán)境溫度低于使其不易結(jié)冰，甚至環(huán)境溫度低于-20 時(shí)還不時(shí)還不結(jié)冰，冰點(diǎn)可下降至結(jié)冰，冰點(diǎn)可下降至-40 ，由于這一性質(zhì)，使含水，由于這一性質(zhì)，使含水量很低的植物的種子和微生物的孢子（幾乎只含結(jié)合量很低的植物的種子和微生物的孢子（幾乎只含結(jié)合水

6、）能在很低的溫度下保持生命力，而多汁的果蔬、水）能在很低的溫度下保持生命力，而多汁的果蔬、肉類(lèi)等組織，因含大量的自由水，在冰凍時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)肉類(lèi)等組織，因含大量的自由水，在冰凍時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)易被冰晶破壞，解凍時(shí)組織容易崩潰。易被冰晶破壞，解凍時(shí)組織容易崩潰。而結(jié)合水的冰點(diǎn)低于普通水而結(jié)合水的冰點(diǎn)低于普通水一般加熱手段不能將其從食品分離出來(lái)；一般加熱手段不能將其從食品分離出來(lái)；（3）結(jié)合水不起溶劑的作用，也不能被微生物利）結(jié)合水不起溶劑的作用，也不能被微生物利用；一般加熱操作不易去除結(jié)合水，所以在食品用；一般加熱操作不易去除結(jié)合水，所以在食品干燥操作中只有很少一部分的結(jié)合水被去除。干燥操作中只有很少一部

7、分的結(jié)合水被去除。（4）結(jié)合水對(duì)食品的風(fēng)味起著重大的作用。不易去除）結(jié)合水對(duì)食品的風(fēng)味起著重大的作用。不易去除的結(jié)合水如果被強(qiáng)行與食品分離時(shí)，往往使食品的風(fēng)的結(jié)合水如果被強(qiáng)行與食品分離時(shí)，往往使食品的風(fēng)味質(zhì)量造成很大的改變。味質(zhì)量造成很大的改變。 注意注意:自由水和結(jié)合水的相對(duì)性；兩者合稱為自由水和結(jié)合水的相對(duì)性；兩者合稱為食品中食品中的含水量的含水量，可以干基表示或濕基表示，通常以質(zhì)量分，可以干基表示或濕基表示，通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示。數(shù)來(lái)表示。2.平衡水分平衡水分 與環(huán)境有關(guān)。與環(huán)境有關(guān)。 在一定溫度和濕度條件下，與一定狀態(tài)的空氣相平衡在一定溫度和濕度條件下，與一定狀態(tài)的空氣相平衡的食品中的

8、水分含量，即為食品的平衡水分。的食品中的水分含量，即為食品的平衡水分。 特點(diǎn)：食品中水分蒸汽壓與空氣的水分蒸汽壓相等。特點(diǎn)：食品中水分蒸汽壓與空氣的水分蒸汽壓相等。三、水分活度三、水分活度1.概念：概念： 水分活度可用水分活度可用AW表示，其定義為：食品中水的表示，其定義為：食品中水的蒸氣壓蒸氣壓P與同溫下純水的飽和蒸氣壓與同溫下純水的飽和蒸氣壓P0之比。之比。當(dāng)食品與空氣平衡時(shí)，食品的水當(dāng)食品與空氣平衡時(shí)，食品的水分活度與空氣的相對(duì)濕度相等。分活度與空氣的相對(duì)濕度相等。水分活度與食品所含水分之間水分活度與食品所含水分之間的關(guān)系見(jiàn)圖的關(guān)系見(jiàn)圖1-1圖圖1-1從圖從圖1-1可以看出，當(dāng)食品可以看

9、出，當(dāng)食品的含水量很低時(shí)（低含水量的含水量很低時(shí)（低含水量區(qū)），水分含量的微小變化區(qū)），水分含量的微小變化即可引起水分活度極大的變即可引起水分活度極大的變動(dòng)；當(dāng)水分活度大于動(dòng)；當(dāng)水分活度大于0.8時(shí)，時(shí)，即使含水量急劇變化，水分即使含水量急劇變化，水分活度的變化也不大。顯然，活度的變化也不大。顯然，低含水量區(qū)的變化更值得注低含水量區(qū)的變化更值得注意，我們將這一部分曲線稱意，我們將這一部分曲線稱為等溫吸濕曲線（圖為等溫吸濕曲線（圖1-2），）， 食品的含水量與水分活度之間的關(guān)系可用曲線食品的含水量與水分活度之間的關(guān)系可用曲線表示，當(dāng)食品的含水量很低時(shí)（低含水量區(qū)），水表示，當(dāng)食品的含水量很低時(shí)（

10、低含水量區(qū)），水分含量的微小變化即可引起水分活度極大的變動(dòng)；分含量的微小變化即可引起水分活度極大的變動(dòng)；當(dāng)水分活度大于當(dāng)水分活度大于0.8時(shí)，即使含水量急劇變化，水時(shí)，即使含水量急劇變化，水分活度的變化也不大。分活度的變化也不大。低含水量區(qū)的曲線為常用的低含水量區(qū)的曲線為常用的等溫吸濕曲線。等溫吸濕曲線。 2.等溫吸濕曲線：等溫吸濕曲線：分區(qū)分區(qū)一般的一般的MSI均可分為均可分為三個(gè)區(qū)，如圖所示：三個(gè)區(qū)，如圖所示：區(qū)：水與溶質(zhì)結(jié)合區(qū)：水與溶質(zhì)結(jié)合得最牢固得最牢固,是食品中最是食品中最不容易移動(dòng)的水。一不容易移動(dòng)的水。一般把般把區(qū)和區(qū)和區(qū)交界區(qū)交界處的水分含量稱為食處的水分含量稱為食品的品的“單

11、層單層”水分含水分含量，根據(jù)具體對(duì)象確量，根據(jù)具體對(duì)象確定其單層值，對(duì)于食定其單層值，對(duì)于食品的有效保存是非常品的有效保存是非常重要的。重要的。 區(qū)：當(dāng)食品中的水分含量相當(dāng)于區(qū)：當(dāng)食品中的水分含量相當(dāng)于區(qū)和區(qū)和區(qū)的邊界時(shí)，水將引起溶解過(guò)程，它還起了區(qū)的邊界時(shí)，水將引起溶解過(guò)程，它還起了增塑劑的作用并且促使固體基質(zhì)開(kāi)始腫脹。溶增塑劑的作用并且促使固體基質(zhì)開(kāi)始腫脹。溶解過(guò)程的開(kāi)始將促使反應(yīng)物質(zhì)流動(dòng)，因此加速解過(guò)程的開(kāi)始將促使反應(yīng)物質(zhì)流動(dòng)，因此加速了大多數(shù)的食品化學(xué)反應(yīng)。了大多數(shù)的食品化學(xué)反應(yīng)。區(qū)和區(qū)和區(qū)的水通常占高水分食品原料中區(qū)的水通常占高水分食品原料中5以下的水分。以下的水分。區(qū)：自由水區(qū)，這

12、部分水是食品中與非水物質(zhì)區(qū)：自由水區(qū)，這部分水是食品中與非水物質(zhì)結(jié)合最不牢固、最容易流動(dòng)的水，也稱為體相水。結(jié)合最不牢固、最容易流動(dòng)的水，也稱為體相水。通常占高水分食品總水分的通常占高水分食品總水分的95以上。食品中結(jié)以上。食品中結(jié)合得最不牢固的那部分水對(duì)食品的穩(wěn)定起著重要合得最不牢固的那部分水對(duì)食品的穩(wěn)定起著重要的作用。的作用。曲線構(gòu)成：曲線構(gòu)成：3個(gè)區(qū)域：個(gè)區(qū)域：A()區(qū)域：低水分區(qū)，區(qū)域：低水分區(qū)，AW =00.25，相當(dāng)于含水量，相當(dāng)于含水量在在00.07 g/g干物質(zhì)，單分子層結(jié)合水。干物質(zhì)，單分子層結(jié)合水。B()區(qū)域：區(qū)域： AW =0.250.80之間，相當(dāng)于含水量在之間，相當(dāng)于

13、含水量在0.070.14g/g干物質(zhì)干物質(zhì),這部分水為多分子層結(jié)合水或稱這部分水為多分子層結(jié)合水或稱準(zhǔn)結(jié)合水。準(zhǔn)結(jié)合水。C()區(qū)域：為高濕度區(qū)區(qū)域：為高濕度區(qū), AW =0.80.99之間，含水量之間，含水量可至可至0.140.33 g/g干物質(zhì)干物質(zhì),高可達(dá)高可達(dá)20 g/g干物質(zhì)。干物質(zhì)。從上述分區(qū)可以看出，從上述分區(qū)可以看出，AW =0.8自由水和結(jié)合水之間的自由水和結(jié)合水之間的一個(gè)臨界值。一個(gè)臨界值。 由于滯后現(xiàn)象的存在，由于滯后現(xiàn)象的存在，由解吸制得的食品必需由解吸制得的食品必需保持更低的水分活度才保持更低的水分活度才能與由回吸制得的食品能與由回吸制得的食品保持相同的穩(wěn)定性。保持相同

14、的穩(wěn)定性。 所謂滯后現(xiàn)象即向干燥的樣品中添加水（回吸所謂滯后現(xiàn)象即向干燥的樣品中添加水（回吸作用）后繪制的水分吸附等溫線和由樣品中取出一作用）后繪制的水分吸附等溫線和由樣品中取出一些水（解吸作用）繪制的水分吸附等溫線并不完全些水（解吸作用）繪制的水分吸附等溫線并不完全重合，這種不重合性稱為滯后現(xiàn)象，可用下圖表示。重合，這種不重合性稱為滯后現(xiàn)象，可用下圖表示。滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象對(duì)同一食品，在任何指定的水分含量，食品的對(duì)同一食品，在任何指定的水分含量，食品的Aw隨溫度的提高而提高。隨溫度的提高而提高。 3、水分吸附等溫線與溫度的關(guān)系、水分吸附等溫線與溫度的關(guān)系四、水分活度與食品的穩(wěn)定性四、水分活度與

15、食品的穩(wěn)定性1水分活度與微生物生命活動(dòng)的關(guān)系水分活度與微生物生命活動(dòng)的關(guān)系 食品中涉及的微生物主要有細(xì)菌、酵母菌和霉菌，食品中涉及的微生物主要有細(xì)菌、酵母菌和霉菌，許多微生物的生命活動(dòng)會(huì)直接引起食品的腐敗變質(zhì)。許多微生物的生命活動(dòng)會(huì)直接引起食品的腐敗變質(zhì)。不同微生物的生長(zhǎng)繁殖都要求有一定的最低限度的不同微生物的生長(zhǎng)繁殖都要求有一定的最低限度的水分活度值。如果食品的水分活度值低于這一數(shù)值，水分活度值。如果食品的水分活度值低于這一數(shù)值，微生物的生長(zhǎng)繁殖就會(huì)受到抑制（表微生物的生長(zhǎng)繁殖就會(huì)受到抑制（表1-2）。）。 通常通常 細(xì)菌：細(xì)菌：AW 0.9時(shí)不能生長(zhǎng)；酵母菌：在時(shí)不能生長(zhǎng)；酵母菌：在AW

16、0.87時(shí)受到抑制；霉菌：時(shí)受到抑制；霉菌：AW 0.80時(shí)不能生長(zhǎng)。時(shí)不能生長(zhǎng)。 微生物和生長(zhǎng)是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的一個(gè)重要方面，微生物和生長(zhǎng)是導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的一個(gè)重要方面，在食品中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和酶促反應(yīng)也是引起食品品在食品中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和酶促反應(yīng)也是引起食品品質(zhì)變化的重要原因。降低水分活度，也可以控制在食質(zhì)變化的重要原因。降低水分活度，也可以控制在食品中發(fā)生的化學(xué)變化，從而穩(wěn)定食品的質(zhì)量。品中發(fā)生的化學(xué)變化，從而穩(wěn)定食品的質(zhì)量。 水作為介質(zhì)及反應(yīng)物，其活度會(huì)影響生化反應(yīng)的速水作為介質(zhì)及反應(yīng)物，其活度會(huì)影響生化反應(yīng)的速度；在酶促反應(yīng)中，水分活度還可影響酶的活性。當(dāng)度；在酶促反應(yīng)中，水分活

17、度還可影響酶的活性。當(dāng)水分活度低于水分活度低于0.8時(shí)，大多數(shù)酶的活力受到抑制；當(dāng)時(shí)，大多數(shù)酶的活力受到抑制；當(dāng)AW =0.250.30之間時(shí)，食品中的淀粉酶、多酚氧化之間時(shí)，食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶的活性會(huì)受到強(qiáng)烈的抑制甚至喪失。酶和過(guò)氧化物酶的活性會(huì)受到強(qiáng)烈的抑制甚至喪失。 2水分活度與食品中化學(xué)變化的關(guān)系水分活度與食品中化學(xué)變化的關(guān)系 降低食品的水分活度，可以延緩酶促褐變和非降低食品的水分活度，可以延緩酶促褐變和非酶褐變的進(jìn)行，減少食品中營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，酶褐變的進(jìn)行，減少食品中營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，防止水溶性色素的分解。但水分活度過(guò)低，則防止水溶性色素的分解。但水分活度過(guò)低，則會(huì)

18、加速脂肪的氧化酸敗。會(huì)加速脂肪的氧化酸敗。五、食品加工中水分的變化五、食品加工中水分的變化食品加工中水分的變化與環(huán)境條件有關(guān)。食品加工中水分的變化與環(huán)境條件有關(guān)。主要過(guò)程：儲(chǔ)藏：影響貨架期主要過(guò)程：儲(chǔ)藏：影響貨架期加工：有目的地使水分減少加工：有目的地使水分減少1.干制（干燥、脫水）干制（干燥、脫水）含義：一般由固形物料成固體制品。含義：一般由固形物料成固體制品。分類(lèi)：自然法分類(lèi)：自然法 人工法（脫水）：常壓、加壓、真空人工法（脫水）：常壓、加壓、真空 水分經(jīng)由內(nèi)部擴(kuò)散而表面蒸發(fā)氣化。經(jīng)干制食品水分經(jīng)由內(nèi)部擴(kuò)散而表面蒸發(fā)氣化。經(jīng)干制食品的自由水降低，水分活度降低。的自由水降低，水分活度降低。見(jiàn)教材P152.濃縮濃縮含義：液態(tài)物