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文檔簡介
第二章
食品中的水分主要內(nèi)容一、水在食品中的作用二、食品中水和冰的結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)三、食品中水的存在狀態(tài)四、食品中水的含量及其表示方法五、水分活度與食品穩(wěn)定性的關系六、冰在食品穩(wěn)定性中的作用七、食品中水分的轉(zhuǎn)移及其對食品品質(zhì)的影響一、水在食品中的作用水是唯一以三種物理狀態(tài)廣泛存在的物質(zhì)戰(zhàn)爭之源“下一場世界大戰(zhàn)將是對水資源的爭奪”水對于生命是必需的。
水對食品的結(jié)構(gòu)、外觀、質(zhì)地、風味、新鮮度以及腐敗變質(zhì)的敏感性都有極大的影響,從而也深刻影響著食品的運銷和商品價值。一、水在食品中的作用溶劑反應物或反應介質(zhì)浸漲劑傳熱介質(zhì)去除食品加工過程中的有害物質(zhì)生物大分子化合物構(gòu)象的穩(wěn)定劑補充知識點1:化合物的構(gòu)象
在順構(gòu)象中,兩個碳上連接的氯原子和氫原子之間的距離最近,產(chǎn)生強排斥作用,內(nèi)能最高,是該分子最不穩(wěn)定的構(gòu)象;在反疊構(gòu)象中,氯原子和氫原子之間相距最遠,相互間的排斥力最小,內(nèi)能最低是該分子最穩(wěn)定的構(gòu)象。構(gòu)象是指在一個分子中不改變共價鍵的結(jié)構(gòu),僅靠單鍵周圍原子位置的不同所產(chǎn)生的空間排布的形象。一種構(gòu)象改變?yōu)榱硪环N構(gòu)象時,共價鍵是不斷裂的。1,2-二氯乙烷的構(gòu)象順疊反疊二、水和冰的結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)單個水分子的結(jié)構(gòu)示意圖1、水的結(jié)構(gòu)(1)單個水分子的結(jié)構(gòu)H-O鍵為104.5,比正四面體(10928)要小。O-H核間距為0.096nm氧和氫原子的范德華半徑分別為0.14nm和0.12nm。(2)單個水分子的結(jié)構(gòu)特征H2O分子的四面體結(jié)構(gòu)具有對稱性H-O共價鍵有離子性氧的另外兩對孤對電子有靜電力H-O鍵具有電負性典型的極性分子補充知識點2:極性分子
從整個分子來看,分子中正負電荷的中心不重合,電荷的分布不均勻、不對稱,這樣的分子為極性分子。思考題:水、乙醇、煤油都是極性分子,它們能相溶嗎?原因:水和乙醇分子間能形成氫鍵;乙醇和煤油分子中含有烷基;水與煤油的分子結(jié)構(gòu)沒有相似的地方。[注意]在考慮物質(zhì)溶解性的時候,不能將相似相溶這一規(guī)律簡單的理解為溶質(zhì)和溶劑的極性,還應考慮它們的分子結(jié)構(gòu)和分子間作用力等問題。(3)水分子的締合在水分子中,由于兩種原子電負性的差別,氫、氧之間的共用電子對強烈偏向氧原子,使氫原子成為帶有部分正電荷,表現(xiàn)出裸質(zhì)子的特征;而氧原子則帶有部分負電荷,具有吸引質(zhì)子的能力。這個半徑很小并帶有部分正電荷的質(zhì)子,能與另外一個水分子中帶有部分負電荷的氧原子之間產(chǎn)生的靜電引力,這種作用力比共價鍵弱,比純水之間的作用力強,稱之為“氫鍵”。(3)水分子的締合在三維空間上水分子通過形成多重氫鍵發(fā)生締合作用;每個水分子具有相等數(shù)目的氫鍵給體和受體,能夠在三維空間形成氫鍵網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。(4)水分子締合的原因H-O鍵間的電荷非對稱分布使H-O鍵具有極性,這種極性使分子之間產(chǎn)生引力;每個水分子具有數(shù)目相等的氫鍵供體和受體,因此可以在三維空間形成多重氫鍵;靜電效應。水在三維空間形成氫鍵鍵合的能力,可以從理論上解釋水的許多性質(zhì)。在通常情況下,水有氣、液、固態(tài)三種存在狀態(tài),水的存在狀態(tài)與水分子之間的締合程度有關。在氣態(tài)下,水分子之間的締合程度很小,可看作水分子是以自由的形式存在;在液態(tài),水分子之間有一定程度的締合,可看作沒有游離的水分子,由此可理解為什么水具有高的沸點;在固態(tài),就是結(jié)冰的狀態(tài)下,水分子之間的締合數(shù)是4,每個水分子都固定在相應的晶格里,這也是水的熔點高的原因。(5)締合程度與水的存在狀態(tài)之間的關系:(6)水分子間的締合程度取決于溫度。44.44.9溫度℃分子間距nm配位數(shù)01.58.30.2760.2900.305T在0-4℃范圍內(nèi),配位數(shù)對水的密度的影響占主導,T↑,
配位數(shù)↑,冰融化成水,密度↑;T>4℃,水分子的布朗運動對水的密度的影響占主導,
T↑,
熱膨脹作用使鄰近水分子之間的距離↑,密度↓;綜合兩種影響的結(jié)果:
3.98℃時,水的密度最大。水具有一定的黏度,也具有流動性。水具有一定的黏度是因為水分子在大多數(shù)情況下是締合的,而水具有流動性是因為水分子之間的締合是動態(tài)的。水分子不僅相互之間可以通過氫鍵締合,而且可以和其它帶有極性基團的有機分子通過氫鍵相互結(jié)合,所以糖類、氨基酸類、蛋白質(zhì)類、黃酮類、多酚類化合物在水中均有一定的溶解度。(7)水分子的締合與水的其它性質(zhì)水是呈四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡是動態(tài)的;水分子的氫鍵鍵合程度取決于溫度。(8)水分子的結(jié)構(gòu)特征2、冰的結(jié)構(gòu)冰是水分子通過氫鍵相互結(jié)合、有序排列形成的低密度、具有一定剛性的晶體結(jié)構(gòu)。在冰的晶體結(jié)構(gòu)中,每個水和另外4個水分子相互締合,O-O之間的最小距離為0.276nm,O-O-O之間的夾角為109°。一個水分子可以締合其他四個水分子冰的基礎平面圖冰是由兩個高度略微不同的平面構(gòu)成的結(jié)合體(a)是沿c軸方向觀察到的六方形結(jié)構(gòu)(b)是基礎平面的立體圖(圓圈代表水分子的氧原子,空心和實心圓圈分別表示上層和下層的氧原子)冰的擴展結(jié)構(gòu)圖顯微鏡下的冰按冷凍速度和對稱要素,冰可分為四大類:六方形冰晶不規(guī)則樹枝狀結(jié)晶粗糙球狀結(jié)晶易消失的球狀結(jié)晶及各種中間體冰的分類在冷凍食品中冰總是以最有序的六方形冰晶存在。六方型冰晶六方形冰晶形成的條件冰晶的晶形、數(shù)量、大小、結(jié)構(gòu)、位置和取向等,
受食品中溶質(zhì)的種類、數(shù)量以及凍結(jié)速度的影響。在最合適的低溫冷卻劑中緩慢冷凍;溶質(zhì)的性質(zhì)及濃度均不嚴重干擾水分子的遷移。3、水和冰的物理性質(zhì)(P15表2-2)密度/(g/cm3)黏度/Pa·s表面張力(對空氣)/(N/m)熱容/[J/(g·K)]熱導率/[W/(m·K)]熱擴散率/(m2/s)介電常數(shù)溫度性質(zhì)20℃0℃0℃(冰)-20℃(冰)0.998211.002×10-372.75×10-34.18180.59841.4×10-780.200.999841.793×10-375.64×10-34.21760.56101.3×10-787.900.9168
2.10092.24011.7×10-7900.9193
1.95442.43311.8×10-7989倍3、水和冰的物理性質(zhì)水具有較低的密度,在結(jié)冰是顯示出異常的膨脹特性。水(H2O)與元素周期表中鄰近氧的某些元素的氫化物(CH4、NH3、HF、H2S)相比較,除了黏度以外,其他性質(zhì)顯著差異。水的熔、沸點、表面張力、介電常數(shù)、熱容、相變熱等物理常數(shù)均較高。補充知識點3:表面張力表面張力:促使液體表面收縮的力以水為例:在水內(nèi)部的水分子受到周圍水分子的作用力的合力為0,但在表面的水分子因外部氣相分子對它的吸引力小于內(nèi)部水分子對它的吸引力,所以該分子所受合力不為零,其合力的方向垂直指向液體內(nèi)部,結(jié)果導致液體表面具有自動縮小的趨勢。表面張力是物質(zhì)的特性,其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關。
補充知識點4:介電常數(shù)介電常數(shù):溶劑對兩個帶相反電荷離子間引力的抗力的度量,是溶劑一個重要的性質(zhì)。
0℃水與0℃冰的物理性質(zhì)與食品質(zhì)量關系冰的密度比水小,表現(xiàn)出異常的膨脹行為結(jié)果:含水食品在凍結(jié)過程中組織結(jié)構(gòu)遭到破壞損傷冰的熱擴散率是水的9倍
結(jié)果:在一定環(huán)境條件下,冰的溫度變化速度比水大得多思考題:為什么在溫差相等的情況下,生物組織的冷凍速率比解凍速率更快?常溫肌肉塊冷凍肌肉塊凍結(jié)過程解凍過程外表層為水外表層為冰
水和冰的性質(zhì)對食品加工的影響食品中的水均是溶解了一定水溶性成分的溶液,因此食品結(jié)冰的溫度均低于0℃。把食品中水完全結(jié)晶的溫度叫低共熔點,大多數(shù)食品的低共熔點在-55~-65℃之間。冷藏食品一般不需要如此低的溫度。如我國冷藏食品的溫度為-18℃,離低共熔點相差甚多,但是大部分水已經(jīng)結(jié)冰,且在-1~-4℃之間就已經(jīng)完成了大部冰的形成過程?,F(xiàn)代食品冷藏技術中提倡速凍,這是因為速凍形成的冰晶細小,呈針狀,凍結(jié)時間短且微生物活動受到更大限制,因而食品品質(zhì)好。三、食品中水的存在狀態(tài)1、水與溶質(zhì)的相互作用溶質(zhì)和水混合時,親水溶質(zhì)會改變鄰近水的結(jié)構(gòu)和流動性,水會改變親水溶質(zhì)的反應性。(1)水與離子和離子基團的相互作用離子或離子基團(Na+,CI-,NH3+等)通過自身的電荷與水分子相互作用;Na+與水分子的結(jié)合能力約是水分子氫鍵的4倍;與離子或離子基團相互作用的水,是食品中結(jié)合最緊密的一部水;離子對水的結(jié)構(gòu)起破壞作用。(2)水與中性基團的相互作用水能與某些基團,如羥基、氨基、羰基、酰胺基和亞氨基等極性基團,發(fā)生氫鍵鍵合。水與親水性溶質(zhì)之間的氫鍵鍵合比水與離子之間的相互作用弱,這種氫鍵作用的強度與水分子之間的氫鍵相近。水與蛋白質(zhì)分子中兩種功能團形成的氫鍵在生物大分子的兩個部位或兩個大分子之間可以由幾個水分子構(gòu)成“水橋”。“水橋”可維持大分子的特定構(gòu)象(3)水與非極性物質(zhì)的相互作用在食品中加入疏水性物質(zhì)(烴、稀有氣體、含非極性基團的有機物等),疏水基團與水分子之間產(chǎn)生斥力,從而使疏水基團附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強,結(jié)構(gòu)更為有序;疏水基團之間相互聚集,從而使它們與水的接觸面積減小疏水基團具有兩種特殊的性質(zhì):蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生的疏水相互作用,形成籠形水合物。疏水水合向水中添加疏水物質(zhì)時,由于它們與水分子產(chǎn)生斥力,從而使疏水基團附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強,此過程成為疏水水合。當水與疏水物質(zhì)接觸時,為減少水與疏水基團界面接觸的面積,疏水基團之間進行締合,這種作用稱為疏水相互作用。疏水相互作用疏水基團締合或發(fā)生“疏水相互作用”,引起了蛋白質(zhì)的折疊。疏水相互作用是蛋白質(zhì)折疊的主要驅(qū)動力。同時也是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的重要因素球狀蛋白質(zhì)的疏水相互作用○是疏水基團代表與極性基團締合的水分子象冰一樣包含著非極性化合物;水是“宿主”,一般由20-74個水分子組成,它們靠氫鍵鍵合形成象籠一樣的結(jié)構(gòu),通過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“客體”,較典型的客體有低分子量烴,稀有氣體,鹵代烴等?;\形水合物2、水的存在狀態(tài)
又稱自由水,指不與食品中任何成分化合或吸附的水體相水
又稱束縛水,通常指存在于溶質(zhì)和其他非水成分附近,并通過化學鍵與它們結(jié)合的那部分水。結(jié)合水水處于鄰近水外圍,與鄰近水通過氫鍵締合在一起的水特點:有一定厚度(多層),-40℃基本結(jié)冰,弱溶劑能力,可被蒸發(fā)多層水構(gòu)成水與非水物質(zhì)結(jié)合最緊密的水特點:是非水物質(zhì)必要的組分,在-40℃不結(jié)冰,無溶劑能力,不能被微生物所利用食品中水的存在形式被組織中的顯微或亞顯微結(jié)構(gòu)或膜所阻留的水特點:不能自由流動,與非水物質(zhì)沒有關系滯化水以游離態(tài)存在的水特點:可以正常結(jié)冰,可作溶劑,可被微生物利用自由流動水毛細管水由細胞間隙或食品結(jié)構(gòu)組織中的毛細管力所阻留的水特點:物理與化學性質(zhì)與滯化水相同自由水鄰近水在非水物質(zhì)外圍,與非水物質(zhì)通過強氫鍵締合在一起的水特點:在-40℃不結(jié)冰,無溶劑能力,不能被微生物所利用結(jié)合水
結(jié)合水與體相水之間難以作定量的劃分,但可定性的區(qū)別:結(jié)合水的量與食品中所含極性物質(zhì)的量估有比較固定的關系,如100g蛋白質(zhì)大約可結(jié)合50g的水,100g淀粉的持水能力在30~40g;結(jié)合水的蒸氣壓比自由水低得多,所以在一定溫度下(100℃)下結(jié)合水不能從食品中分離出來;結(jié)合水不易結(jié)冰,由于這種性質(zhì)使得植物的種子和微生物的孢子得以在很低的溫度下保持其生命力;而多汁的組織在冰凍后細胞結(jié)構(gòu)往往被體相水的冰晶所破壞,解凍后組織立即崩潰;結(jié)合水不能作為可溶性成分的溶劑,即喪失了溶劑能力;結(jié)合水對食品品質(zhì)和風味有較大的影響,當結(jié)合水被強行與食品分離時,食品質(zhì)量、風味就會改變;體相水可被微生物所利用,結(jié)合水則不能。
結(jié)合水與體相水之間難以作定量的劃分,但可定性的區(qū)別:四、食品中水的含量及其表示方法1、食品含水量(水分含量)在溫度、濕度一定時,與外界環(huán)境處于平衡狀態(tài)時食品的總含水量。2、部分食品的含水量(P12,表2-1)水是食品的主要組成成分;不同種類的食品都有顯示其品質(zhì)特性的含水量;水分含量、分布和狀態(tài)對食品的結(jié)構(gòu)、外觀、質(zhì)地、風味和新鮮程度都會產(chǎn)生極大的影響;水是引起食品化學變化及微生物作用的重要原因,直接關系到食品的儲藏特性。思考題:面包和果醬的含水量都約為35%,哪種更耐儲藏?為什么?面包中含的體相水比較多,所以質(zhì)地柔軟,口感好;果醬通過加糖濃縮,體相水減少,結(jié)合水比例增大,提高了溶質(zhì)的濃度,從而降低食品的腐敗性。食品中水分含量的數(shù)值不能反映食品中水分的存在狀態(tài),不是食品腐敗性的可靠指標。3、水分活度(1)水分活度的定義在室溫低壓時,?/?0和p/p0(PVP)之間的差別小于
1%,所以也可以用p/p0來表示水分活度。
Aw=p/p0[注意]上述公式成立的前提是理想溶液并達到熱力學平衡,但食品體系一般不符合這兩個條件,因此嚴格來講,
Aw≈p/p0定義:溶液中溶劑水的逸度?與純水逸度?0之比。
Aw=?/?0水分活度的物理意義:表征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系。對于純水來說,p=p0,Aw=1;食品中由于有溶質(zhì)的存在,p<p0,Aw的值介于0~1之間。食品的水分活度與食品的組成有關,食品中的含水量↑,體相水↑,水分活度↑;反之,非水物質(zhì)↑,結(jié)合水↑,水分活度↓。當食品與環(huán)境達到平衡時,Aw與食品環(huán)境的平衡相對濕度(ERH)在數(shù)值上相等。
Aw=ERH[注意]Aw是食品的內(nèi)在品質(zhì),而ERH是與食品中的水蒸氣平衡時的大氣性質(zhì);僅當食品與其環(huán)境達到平衡時上述公式才能應用。但是平衡的建立需要很長的時間,而對于大量的食品,在溫度低于50℃時,幾乎不可能與環(huán)境達到平衡。(2)水分活度與溫度的關系物理化學中的克勞修斯-克拉貝龍方程精確表示了水分活度與絕對溫度(T)之間的關系:
lnAw=-k△H/RT
R為氣體常數(shù)△H為樣品中水分的等量凈吸附熱(純水的汽化潛熱40537.2J/mol)
k在樣品一定和溫度變化范圍較窄時也可看為常數(shù)。以lnAw與1/T作圖為直線,其意義在于:一定樣品水分活度的對數(shù)在不太寬的溫度范圍內(nèi)隨絕對溫度的升高而正比例升高。但是在較大的溫度范圍內(nèi),lnAw與1/T之間并非始終是一條直線。在冰點以上及以下時,樣品的水分活度與溫度的關系1/T(1000K-1)Aw與溫度關系:在冰點以上或以下是線性關系;溫度對Aw的影響在冰點以下遠大于在冰點以上;在冰點處出現(xiàn)明顯折點。溫度在冰點以上,Aw是樣品組分與溫度的函數(shù),且前者是主要因素,溫度每變化10℃,Aw變化0.03~0.2;溫度在冰點以下,Aw與樣品組分無關,只取決于溫度,失去預測受溶質(zhì)影響所發(fā)生的食品品質(zhì)變化。
Aw=p(純冰)/p(過冷水)Aw在冰點以上作為食品體系中可能發(fā)生的物理化學及生理變化的指標比之在冰點以下更有應用價值。Aw在冰點以上和以下對食品穩(wěn)定性的影響是不同的.雖然冰點是0℃,但通常并不在0℃結(jié)冰,而是出現(xiàn)過冷狀態(tài),只有當溫度降低到零下某一溫度時才可能出現(xiàn)結(jié)晶(加入固體顆粒或摩擦可促使此現(xiàn)象提前出現(xiàn),叫異核成晶);把開始出現(xiàn)穩(wěn)定晶核時的溫度叫過冷溫度。如果外加晶核,不必達到過冷溫度就能結(jié)冰,但此時生產(chǎn)的冰晶粗大,因為冰晶主要圍繞有限數(shù)量的晶核成長。補充知識點5:過冷水(3)水分活度與含水量的關系--水分吸著等溫線定義:在恒定溫度下,食品的水分含量(單位質(zhì)量干食品中水的質(zhì)量)對其水分活度作圖得到的曲線稱為水分吸著等溫線(MSI)。Aw與食品含水量的關系MSI圖對食品有意義的數(shù)據(jù)在低水分含量區(qū)域內(nèi)。低水分含量范圍食品的水分吸著等溫線p/p0構(gòu)成水多層水體相水食品的吸著等溫線一般是S形曲線。為了深入理解吸著等溫線的含義和實際應用,可將左圖中的曲線分成三個區(qū)間。項目I區(qū)II區(qū)III區(qū)Aw0-0.2
0.2-0.85
>0.85水分狀態(tài)構(gòu)成水多層水體相水冷凍能力不能凍結(jié)不能凍結(jié)正常溶劑能力無輕微-適度正常微生物利用不可利用部分可利用可利用發(fā)生反應很難發(fā)生反應加快反應速度最大MSI上不同區(qū)域水分的特性
MSI的實際意義在濃縮和干燥過程中,樣品水的轉(zhuǎn)移程度與Aw有關,從MSI圖可以看出食品脫水的難易程度,也可看出如何組合食品才能避免水分在不同物料之間的轉(zhuǎn)移。據(jù)MSI可預測含水量對食品穩(wěn)定性的影響(抑制微生物生長)從MSI還可以看出食品中非水組分與水結(jié)合能力的強弱不同食品包裝對包裝材料阻濕性的要求五、水分活度與食品穩(wěn)定性的關系1、水分活度與微生物生長繁殖的關系食品水分活度決定微生物在食品中萌發(fā)的時間、生長速率及死亡率不同種類的微生物,其正常生長繁殖所需要的水分活度不同,由此可以推斷影響食品質(zhì)量的主要微生物。一般而言,影響食品穩(wěn)定性的常見微生物有:
細菌、酵母菌、霉菌對低水分活度的敏感性排序是:
細菌>酵母菌>霉菌各種微生物的活動都有一定的Aw閾值(最小值):
細菌≥0.90;酵母菌≥0.88;霉菌≥0.8Aw<0.60時,絕大多數(shù)微生物無法正常增殖。同一類微生物在不同生長階段要求不同的水分活度。
一般情況,細菌形成芽孢時比繁殖時所需要的水分活度高;產(chǎn)毒微生物在產(chǎn)生毒素時所需要的水分活度高于不產(chǎn)毒時所需要的水分活度溶液或固體可生長最低Aw同一種微生物在不同溶質(zhì)的溶液中生長所需的
Aw值是不同的。金黃色葡萄球菌生長的最低Aw與溶質(zhì)的關系(溫度接近于最適生長的溫度)在奶粉、鹽溶液中最低約為0.86;在醇類中較高,乙醇中為0.973
結(jié)論:當食品的水分活度降低到一定的限度以下時,就會抑制要求水分活度閾值高于此值的微生物的生長、繁殖或產(chǎn)生毒素,使食品加工和貯藏得以順利進行。在加工發(fā)酵食品時要求所用的微生物能正??焖俚脑鲋?,則應將食品的水分活度維持在合適的、必要高的水平。另外,利用水分活度控制食品質(zhì)量或加工工藝時還要考慮pH、營養(yǎng)成分、氧氣等因素對于微生物的影響。2、水分活度與酶作用的關系當食品的水分活度低于0.85時,大多數(shù)酶的活性受到抑制,相應的酶促反應速度降低。不同尋常的是:當食品的水分活度為0.1~0.3時,脂肪氧化酶仍能保持較強的活力,即水分活度太低時,反而會加速脂肪分解。3、水分活度與化學反應的關系一般情況下,食品中的大多數(shù)化學反應都是在水溶液中進行,Aw越大,自由水增多,越有利于反應進行。(1)對淀粉老化的影響在較高Aw
(含水量30~60%)的情況下,淀粉老化速度最快;降低Aw
,則老化速度減慢;含水量降至于10%~15%,淀粉幾乎不發(fā)生老化。
(2)對脂肪氧化酸敗的影響Aw在0~0.33范圍內(nèi),隨Aw↑,反應速度↓;原因:水與脂類氧化生成的氫過氧化物以氫鍵結(jié)合,保護氫過氧化物的分解,阻止氧化進行;微量金屬離子在反應初期起催化作用,但當其水合后,催化活性降低。Aw在0.33~0.8范圍內(nèi),隨Aw↑,反應速度↑
原因:溶解氧增加;食品膨脹,活性位點暴露;催化劑和氧的流動性增加。當Aw>0.8時,隨Aw↑,反應速度增加很緩慢
原因:催化劑和反應物被稀釋.Aw在0.6~0.7時,非酶褐變最容易發(fā)生;Aw降到0.2以下,褐變難以進行;Aw大于褐變峰值,因溶質(zhì)稀釋而導致速度減慢。(3)對蛋白質(zhì)變性的影響(4)對酶促褐變的影響(5)對非酶褐變的影響水分能使蛋白質(zhì)膨潤,體積增大,暴露出長鏈中可氧化的基團,Aw的增大會加速蛋白質(zhì)的氧化,破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),導致其變性。當Aw在0.25~0.30范圍內(nèi),能有效地減慢或阻止酶促褐變的進行結(jié)論降低食品中的水分活度,可以延緩酶促褐變和非酶褐變的進行,減少營養(yǎng)成分的破壞,防止水溶性色素的分解。水分活度太低,反而會加速脂肪的氧化酸敗。要使食品具有最高的穩(wěn)定性,最好將水分活度保持在結(jié)合水范圍內(nèi)。這樣,既可使化學變化難以發(fā)生,同時又不會使食品喪失吸水性和持水性。(6)對水溶性色素分解的影響Aw↑,花青素分解↑4、水分活度對食品質(zhì)構(gòu)及儲藏的影響Aw從0.2~0.3增加到0.65時,大多數(shù)半干或干燥食品的硬度和黏性增加。要保持干燥食品的理想性質(zhì),水分活度不能超過0.3~0.5
儲藏技術:濃縮或脫水干燥對含水量較高的食品中,為避免失水變硬,則需要保持相當高的水分活度
儲藏技術:密封或阻水材料包裝;低溫罐藏5、水分活度影響食品穩(wěn)定性的機理以水為介質(zhì)的反應難以發(fā)生水分活度降低水影響酶的活性及酶促反應中底物的輸送水參加的反應速度降低離子型反應的速度降低食品中自由水含量降低六、冰在食品穩(wěn)定性中的作用冷藏:在低于常溫但不低于食品凍結(jié)溫度條件下的保藏方法凍結(jié):細胞間隙形成冰而使細胞脫水,體相水從細胞中分離出來,但不破壞細胞結(jié)構(gòu)。冷凍是保藏大多數(shù)食品最理想的方法,其作用主要在于低溫,而不是因為形成冰,一般分為慢凍和速凍兩種方法。1、食品的冷藏與冷凍思考題:為什么水果不能放在冰箱的冷凍格,而肉卻可以?2、冷凍對食品穩(wěn)定性的影響對食品產(chǎn)生凍害;導致食品成分發(fā)生變化;在冷凍過程中冰結(jié)晶的大小、數(shù)量、形狀的改變是導致冷凍食品變質(zhì)的主要原因;在冷凍條件下,并不是所有的反應都被抑制,相反有些反應的速度有了一定程度的提高。
如Vc、Va、胡蘿卜素、蛋白質(zhì)等的氧化,磷脂的水解
凍結(jié)提高一些食品化學反應速度的原因:在凍結(jié)情況下,由于結(jié)冰導致自由水含量的減少,產(chǎn)生濃縮效應,使得自由水中的非水物質(zhì)的濃度大大提高,其pH值、離子強度、黏度、表面和界面張力及氧化-還原電位發(fā)生大的改變,促進了非水物質(zhì)之間的接觸機會,為一些反應創(chuàng)造了合適的反應條件。使酶的濃度提高,酶與激活劑、底物之間接觸的機會大大提高。3、玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性的關系共晶溫度:食品中非水成分開始結(jié)晶的溫度。膠化狀態(tài):在結(jié)晶過程中,由于共晶溫度低于起始冰凍溫度,未凍結(jié)相處于黏稠過飽和的狀態(tài)。玻璃態(tài):以無定形(非結(jié)晶)固體存在的狀態(tài),既像固體一樣有一定的形狀和體積,又像液體一樣分子間只是近似有序。玻璃化溫度:由未凍結(jié)的膠化狀態(tài)轉(zhuǎn)變成玻璃化狀態(tài)時的溫度玻璃化狀態(tài)下的水分子的移動非常小,不具有反應活性。因此,在玻璃化溫度下,食品可維持高度的穩(wěn)定狀態(tài)。七、水分的轉(zhuǎn)移及對食品品質(zhì)的影響2、食品中水分的相移水分在同一食品的不同部位或在不同食品之間發(fā)生的移動,導致食品中水分分布狀況的改變引起的原因:溫差,水分活度不同1、食品中水分的位移氣相和液相水的相互轉(zhuǎn)移,導致食品含水量的改變引起的原因:空氣濕度的變化,溫度的改變主要形式:水分蒸發(fā)和蒸汽凝結(jié)3、水分轉(zhuǎn)移對食品品質(zhì)的影響對食品口感的影響
果蔬類:含水量多------組織結(jié)構(gòu)松脆,鮮嫩多汁;含水量少------萎蔫,干癟,食用價值下降肉類:含水量多------結(jié)構(gòu)疏松,肌肉細嫩含水量少------結(jié)構(gòu)緊密,肉質(zhì)硬實
在加工中根據(jù)不同原料的質(zhì)地選擇合適的方法,可使食品既鮮嫩又美味。對食品
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