水1（090913） 食品化學(xué)解析

1、第二章 水Water,1. 概述Introduction,水,生命之源 組成機(jī)體，維持生命活動(dòng)、調(diào)節(jié)代謝.,戰(zhàn)爭(zhēng)之源 地球生態(tài)環(huán)境的日益惡化 人口的快速膨脹 “下一場(chǎng)世界大戰(zhàn)將是對(duì)水 資源的爭(zhēng)奪 ”,水是唯一的以三種物理狀態(tài)廣泛存在的物質(zhì),Ice,Water vapour,水在食品中的作用 水是食品的重要組成部分 如 果蔬:75%-95% 肉類:50%-80% 面包:35%-45% 谷物:10%-15%,水分含量和存在形式對(duì)食品的結(jié)構(gòu),外觀,質(zhì)地,風(fēng)味,新鮮程度和腐敗變質(zhì)的敏感性產(chǎn)生極大的影響 在食品的貯藏和加工過(guò)程中作為化學(xué)和生化反應(yīng)的介質(zhì)和水解過(guò)程的反應(yīng)物,2 .水和冰的結(jié)構(gòu)Structu

2、re of water and ice,2.1 單個(gè)水分子的結(jié)構(gòu)特征 The water molecule O原子以SP3雜化，2個(gè)OH鍵 氧有兩對(duì)孤對(duì)電子（未成對(duì)電子）. 近似 四面體結(jié)構(gòu) H-O鍵角104.5.,2.2水分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(多個(gè)水分子在液態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)),水分子通過(guò)氫鍵形成締合分子結(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,水分子的締合Association of water molecules,水為什么具有很特殊的物理性質(zhì)？ 水分子之間存在很強(qiáng)的吸引力,在三維空間通過(guò)強(qiáng)氫鍵締合形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).,水分子締合的原因: 由于氧的電負(fù)性比氫大，H-O鍵間電荷的非對(duì)稱分布使H

3、-O鍵具有極性,這種極性使分子之間產(chǎn)生引力. 由于每個(gè)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(yīng).,水形成三維氫鍵的能力可以用來(lái)解釋它 異常的物性. 此外,水的低黏度特點(diǎn)也與水締合形成的 氫鍵網(wǎng)絡(luò)處于動(dòng)態(tài)平衡緊密相關(guān).,水和冰的物理特性,熔點(diǎn),沸點(diǎn)高 介電常數(shù)大 在20時(shí),水的介電常數(shù)為80.6,而大多數(shù)生物體物質(zhì)為2.2-4.0. 水的表面張力和相變熱大. 密度低,結(jié)冰時(shí)體積膨脹. 導(dǎo)熱值比非金屬固體大. 0時(shí),冰的導(dǎo)熱值為同溫度下水的 4倍,擴(kuò)散速度為水的9倍. 密度隨溫度而變化.,2.3 冰的結(jié)構(gòu)Structure of ice,由水分子有序排列形成

4、水分子之間靠氫鍵形成非常疏松的 剛性結(jié)構(gòu) 冰晶分子內(nèi)存在大量空隙。,所以冰具有熔點(diǎn)低,硬度和密度小的特點(diǎn)。,冰的結(jié)構(gòu)示意圖,冰中水分子的四面體形排列情況,六方型冰晶Ice 1,食品中冰的主要類型 六方型冰晶. 不規(guī)則樹(shù)枝狀結(jié)晶. 粗糙的球狀結(jié)晶. 易消失的球狀結(jié)晶。 大多數(shù)冷凍食品種的冰晶體為高度有序的六方晶系結(jié)構(gòu)。,3.食品中水的存在形式Categories of water in foods,自由水 體相水 截留水 水 化合水 結(jié)合水 鄰近水 多層水,自由水 遠(yuǎn)離非水組分，宏觀流動(dòng)性不受限制的水. 截留水 存在于動(dòng)植物組織的細(xì)胞質(zhì)、膜間隙中，任何組織的循環(huán)液，以及制成食品的結(jié)構(gòu)組織中。,結(jié)

5、合水：與食品中成分以氫鍵結(jié)合而不能自由運(yùn)動(dòng)的水,化合水 結(jié)合最牢固的水，與非水物質(zhì)保持一個(gè)整體。 鄰近水 僅次于最牢固的化合水，占據(jù)非水組織中親水性最強(qiáng)的基團(tuán)的第一層位置。 多分子層水 占據(jù)第一層剩下的的位置及在“鄰近水”外形成的幾層水。,單分子層水,持水量 截留水的含量稱為持水量.,化合水+臨近水,自由水與結(jié)合水的區(qū)分,自由水的特點(diǎn) 易結(jié)冰 可作為溶劑 能被微生物利用 可用簡(jiǎn)單的加熱方法從食品中分離出來(lái),結(jié)合水的特點(diǎn) 不易結(jié)冰（-40不結(jié)冰） 不能作為溶劑 不能被微生物利用 用NMR氫譜或量熱分析法分析,4 水和溶質(zhì)的相互作用Water solute interactions,水與溶質(zhì)相互作

6、用的分類 種類 實(shí)例 偶極-離子 H2O-游離離子 H2O-有機(jī)分子帶電基團(tuán) 偶極-偶極 H2O-PR-NH， H2O-PR- CO H2O-側(cè)鏈OH 疏水水合 H2O+RR（水合） 疏水相互作用 R(水合)R(水合) R2(水合)+ H2O,4.1水與離子基團(tuán)的相互作用Interaction of water with Ionic groups,4.2水與能產(chǎn)生氫鍵鍵合的 中性基團(tuán)的相互作用Interaction of water with neutral groups possessing hydrogen-bonding capabilities,4.3水與疏水基團(tuán)的相互作用Intera

7、ction of water with nonpolar substances,疏水相互作用 籠型化合物,疏水相互作用( Hydropinteraction) 疏水基團(tuán)為了避開(kāi)水相，減小界面 張力，疏水基團(tuán)發(fā)生締合，這種作用，稱 為疏水相互作用,籠形水合物(Clathrate hydrates),是象冰一樣的包含化合物，水為“宿主”，它們靠氫鍵鍵合形成象籠一樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)物理方式將非極性物質(zhì)截留在籠內(nèi)，被截留的物質(zhì)稱為“客體”。 一般“宿主”由20-74個(gè)水分子組成，較典型的“客體”有低分子量烴，稀有氣體，鹵代烴等。,籠形化合物結(jié)構(gòu)示意圖,5 .水分活度,水分活度(aw) 水分活度(water

8、 activity)是指食品中水的蒸汽壓與該溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值,可用下式表示: aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2) P某種食品在密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的水蒸氣分壓 P0相同溫度下純水的蒸汽壓 ERH樣品周圍的空氣平衡相對(duì)濕度 n1溶劑摩爾數(shù) n2 溶質(zhì)摩爾數(shù),水分活度的物理意義 表征生物組織和食品中能參與各種生理作用和化學(xué)作用的水分含量與總含水量的定量關(guān)系. Aw 與 ERH的區(qū)別 aw 是樣品的內(nèi)在品質(zhì),與環(huán)境無(wú)關(guān)。 而ERH是與樣品中的水蒸氣平衡時(shí)的 大氣性質(zhì). aw=ERH/100 僅當(dāng)食品與其環(huán)境達(dá)到平衡時(shí)才能應(yīng)用.,只有當(dāng)溶質(zhì)是非電解質(zhì)且濃度小于1m

9、ol/L的稀溶液時(shí),其水分活度才可以按 aw =n1/(n1+n2)計(jì)算: 溶質(zhì) * aw 理想溶液 0.9823=55.51/(55.51+1) 丙三醇 0.9816 蔗糖 0.9806 氯化鈉 0.967 氯化鈣 0.945 *:1千克水(約55.51mol)溶解1mol溶質(zhì),5 .1 水分活度與溫度的關(guān)系(temperature dependence),可用經(jīng)修改的克勞修斯-克拉伯龍方程表示 aw=-KH/RT 式中：R氣體常數(shù) T熱力學(xué)溫度 H純水的汽化潛熱（40.5372KJ/mol）,K=（T-T）/T -達(dá)到同樣水蒸氣壓時(shí)食品的溫度比純水高出的比值，它反映食品中非水組分對(duì)aw的影

10、響,較大溫度范圍內(nèi)，ln Aw 與1/T并非始終為一條直線。當(dāng)開(kāi)始結(jié)冰時(shí)，直線出現(xiàn)斷點(diǎn).,Ln Aw 對(duì)1/T作圖應(yīng)為一條直線,冰點(diǎn)以下Aw,冰點(diǎn)以下 Aw 重新定義為： P+ -未完全冰凍的食品中水的分壓 Po(scw) -過(guò)冷水的蒸汽壓（過(guò)冷水 Super cooled water）,冰點(diǎn)溫度以下ln Aw 與1/T關(guān)系圖的特點(diǎn),冰點(diǎn)溫度以下ln Aw與1/T也是直線關(guān)系。 冰點(diǎn)溫度時(shí)，直線出現(xiàn)斷點(diǎn)。 冰點(diǎn)溫度以下，溫度對(duì)Aw的影響比冰點(diǎn)以上大。（直線斜率較大）,高于和低于凍結(jié)溫度下的aw區(qū)別: 在凍結(jié)溫度以上, aw是樣品組分與溫度的函數(shù),且前者是主要因素 在凍結(jié)溫度以下, aw與樣品組

11、分無(wú)關(guān),只取決于溫度,冰點(diǎn)以上 和冰點(diǎn)以下溫度的Aw對(duì)食品穩(wěn)定性影響不一樣,如： -15,Aw=0.86時(shí),微生物不生長(zhǎng)；生化反 應(yīng)緩慢 20 ,Aw= 0. 86 時(shí),微生物能生長(zhǎng)；生化反應(yīng)快,所以，不能用冰點(diǎn)以下 Aw 預(yù)測(cè)冰點(diǎn)以上 Aw。,5。 2 水分吸濕等溫線Moisture Sorption Isotherms,Definition： polts interrelating water content of a food with its water activity at constant temperature .,體相水,多分子層水,鄰近水,MSI上不同區(qū)水分特性,MSI的實(shí)

12、際意義: 由于水的轉(zhuǎn)移程度與aw有關(guān),從MSI圖可以看出食品脫水的難易程度,也可以看出如何組合食品才能避免水分在不同物料間的轉(zhuǎn)移. 據(jù)MSI可預(yù)測(cè)含水量對(duì)食品穩(wěn)定性的影響. 從MSI還可看出食品中非水組分與水結(jié)合能力的強(qiáng)弱.,滯后現(xiàn)象Hysteresis,定義:采用回吸(resorption)的方法繪制的MSI和按解吸(desorption)的方法繪制的MSI并不互相重疊的現(xiàn)象稱為滯后現(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,欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓(要抽出需P內(nèi)P外, 要填滿則需P外 P內(nèi)). 解吸作用時(shí),因組織改

13、變,當(dāng)再吸水時(shí)無(wú)法緊密結(jié)合水,由此可導(dǎo)致回吸相同水分含量時(shí)處于較高的aw.,5.3 水分活度與食品的穩(wěn)定性Water activity and food stability,5。3。1水分活度與微生物生命活動(dòng)的關(guān)系,一般情況下： aw0.8時(shí)細(xì)菌不生長(zhǎng); aw0.77時(shí)大部分酵母不生長(zhǎng); aw0.7時(shí)霉菌不生長(zhǎng). aw0.6時(shí),幾乎所有的微生物都不生長(zhǎng);,5.3.2 水分活度與食品中化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系,aw與淀粉的老化: 水含量在30%-60%范圍,淀粉老化速度最快,若含水量降至10-15%時(shí),水分基本上以結(jié)合水狀態(tài)存在,淀粉不會(huì)老化. aw與蛋白質(zhì)變性: aw增大,蛋白質(zhì)氧化加速,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性

14、,當(dāng)水分含量達(dá)4%時(shí),蛋白質(zhì)變性仍可緩慢進(jìn)行,當(dāng)水分含量在2%以下,則不會(huì)變性. aw與酶促褐變: 當(dāng)aw下降至0.25-0.3的范圍,酶促褐變進(jìn)行緩慢,但隨aw,反應(yīng)速度,aw與非酶褐變: 非酶褐變速度隨aw增大而加速, aw在0.6-0.7之間時(shí),速度最大,當(dāng)aw降低到0.2以下時(shí),褐變難以發(fā)生. aw與脂肪酸敗: aw=0-0.35范圍內(nèi),隨aw,反應(yīng)速度; aw=0.35-0.8范圍內(nèi),隨aw,反應(yīng)速度; aw0.8時(shí),隨aw,反應(yīng)速度增加很緩慢.,在aw=0-0.35范圍內(nèi),隨aw,反應(yīng)速度的原因: 水與脂類氧化生成的氫過(guò)氧化物以氫鍵結(jié)合,保護(hù)氫過(guò)氧化物的分解,阻止氧化進(jìn)行. 這部分

15、水能與金屬離子形成水合物,降低了其催化性.,在aw=0.35-0.8范圍內(nèi),隨aw,反應(yīng)速度的原因: 水中溶解氧增加 大分子物質(zhì)腫脹,活性位點(diǎn)暴露加速脂類氧化. 催化劑和氧的流動(dòng)性增加. 當(dāng)aw0.8時(shí),隨aw,反應(yīng)速度增加很緩慢的原因： 催化劑和反應(yīng)物被稀釋.,5。3。3。干燥食品最大穩(wěn)定性時(shí)的含水量計(jì)算單分子層值,單分子層水 w在0.2-0.3（相當(dāng)于區(qū)和區(qū)邊界位置）許多生化反應(yīng)速度最小。（脂類氧化除外）。把這種反應(yīng)速度最小時(shí)食品所含的水，稱單分子層水,M- 含水量 -水活性 - 單分子層值 C-常數(shù),-,w,以 Aw/M(1-aw) 對(duì) Aw 作圖得到一條直線，稱為BET直線。 利用BE

16、T直線可求出M1,5.3.4 提高 保存食品研究簡(jiǎn)介。,在半干食品研究領(lǐng)域 牛肉干 火腿腸,雞腿保存中，提高持水性，降低 芒果干制品中 常用的水份活度降低劑有:蔗糖,丙三醇等.,6. 冰對(duì)食品穩(wěn)定性的影響,低于結(jié)冰溫度時(shí)冰對(duì)食品穩(wěn)定性的影響 濃縮效應(yīng) 體積效應(yīng) 冷凍對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響: 低溫效應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 濃縮效應(yīng)化學(xué)反應(yīng),7.分子的流動(dòng)性和食品的穩(wěn)定性Molecular mobility and food stability,概述 分子淌度，也就是分子的流動(dòng)性（包括平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)），關(guān)系到許多食品的擴(kuò)散限制性質(zhì)，在討論食品穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮水活性和分子淌度。,幾個(gè)概念： 玻璃態(tài)（glass st

17、ate）：是聚合物的一種狀態(tài)，它既象固體一樣有一定的形狀，又象液體一樣分子間排列只是近似有序，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)，其形變很小，類似于玻璃，因此稱。 玻璃化溫度（glass transition temperature,Tg）：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。,無(wú)定形（Amorphous）：是物質(zhì)的一種非平衡，非結(jié)晶態(tài)。 分子流動(dòng)性（Mm）：是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和平轉(zhuǎn)移動(dòng)性的總度量。決定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 大分子纏結(jié)（Macromoleculer entanglement）：指大的聚合物以隨機(jī)的方式

18、相互作用，沒(méi)有形成化學(xué)鍵，有或者沒(méi)有氫鍵。,狀態(tài)圖（State diagrams）,二元體系的狀態(tài)圖,分子淌度與食品性質(zhì)的相關(guān)性,1、化學(xué)、物理反應(yīng)的速率與分子淌度的關(guān)系 擴(kuò)散因子D 碰撞頻率因子A 活化能因子Ea,決定化學(xué)反應(yīng)速度,擴(kuò)散限制反應(yīng)(Diffusion-limited reaction)：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)，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/去氧合作用。 非擴(kuò)散限制反應(yīng)(Non- Diffusion-limited reaction) ：高水分食品中的一些反應(yīng)，有些非催化的慢反應(yīng)等。,2、自由體積與分子淌度的相關(guān)性

19、 當(dāng)溫度降至Tg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)停止。 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)。,分子淌度與狀態(tài)圖的相關(guān)性,1、在Tm和Tg溫度范圍，分子淌度和限制性擴(kuò)散食品的穩(wěn)定性與溫度的相關(guān)性,l,WLF方程,對(duì)于Tm-Tg，T-Tg和Tm/Tg這些有價(jià)值的概念的考慮，大多是來(lái)自碳水化合物的限制性擴(kuò)散性質(zhì)： Tm-Tg區(qū)間的大小一般大約在10100范圍，且與食品的組成有關(guān)； 在Tm-Tg區(qū)間，食品的穩(wěn)定性取決于食品的溫度T，即反比于T=T-Tg；,Tg確

20、定和固體含量一定時(shí)，Tm/Tg的變化相反于Mm。 Tm/Tg高度依賴于溶質(zhì)的類型。 在一定溫度下的食品，如果Tm/Tg相等，固體含量的增加會(huì)導(dǎo)致Mm的降低和產(chǎn)品穩(wěn)定性提高。,2、食品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與穩(wěn)定性 簡(jiǎn)單的高分子體系 復(fù)雜體系 Tg=,DSC,DMA+DMTA,W1Tg1+KW2Tg2,W1+KW2,Gordon and Tayor,3、水的增塑作用和對(duì)Tg的影響 在高于或低于Tg時(shí)，水的增塑作用可以提高M(jìn)m。當(dāng)增加水含量時(shí)，引起Tg下降和自由體積增加，這是混合物平均分子質(zhì)量降低的結(jié)果,4、溶質(zhì)類型和分子量對(duì)Tg和Tg的影響,5、大分子的纏結(jié)對(duì)食品性質(zhì)的影響 EN對(duì)于冷凍食品的結(jié)晶速度

21、，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都將產(chǎn)生不同程度的影響，同時(shí)可以阻滯焙烤食品中水分的遷移，有益于保持餅干的脆性和促進(jìn)凝膠的形成。,分子淌度與干燥,Air Dring and Vacuum Freeze-Drying,二元體系冷凍,干燥和冷凍干燥可能途徑的狀態(tài)圖,食品貨架期的預(yù)測(cè),幾種不同分子質(zhì)量的碳水化合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和或P/P0（25）之間的關(guān)系 M 代表麥芽糊精，數(shù)字表示相對(duì)分子質(zhì)量,顯示食品穩(wěn)定性的二元體系狀態(tài)圖,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) Aw法主要注重食品中水的有效性，如水作為溶劑的能力； Mm法主要注重食品的微觀黏度（Microvis

22、cosity）和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力。,7 水分含量和水分活度的測(cè)定方法,烘箱干燥法 干燥法 紅外線干燥 減壓干燥法 水分含量測(cè)定法 蒸餾法 滴定法,一、烘干法,原理：將樣品置于烘箱烘去水分，其失重即為水分重量 分兩種：常壓干燥法和減壓干燥法。 A 常壓干燥法： 溫度 100-105 烘 2.5-3h 一般適用于高溫下不易分解的物質(zhì)，如面包、蔬菜等。 采用常壓干燥法測(cè)水分含量必須滿足以下條件: 水是唯一的揮發(fā)物 食品組分對(duì)熱穩(wěn)定 不能有產(chǎn)生或消耗水的反應(yīng) 一般締合較強(qiáng)的結(jié)合水不能用常壓干燥法除去.,B 減壓干燥法 1. 溫度 60-70 真空度 600mmHg 2. 適用于100-105 易分解

23、的食品，如味精、糖類、含脂肪高的食品。,二、共沸蒸餾法,原理： 基于兩種互不相容的液體二元體系的沸點(diǎn)低于各組分的這一事實(shí)，將食品中的水分與苯或甲苯或二甲苯共蒸出，冷凝并收集餾液，由于密度不同，餾出液在接收管中分層，根據(jù)餾出液中水的體積即可算出樣品中水分含量。 裝置,3.有機(jī)溶劑的選擇 常見(jiàn)有機(jī)溶劑的常數(shù),有機(jī)溶劑的選擇 1） 對(duì)熱不穩(wěn)定的食品，一般采用苯、甲苯。 2）對(duì)熱穩(wěn)定的食品，可采用苯、甲苯、二甲苯。 3）對(duì)含糖分高、易分解的樣品，一般用苯。 4.誤差來(lái)源及防止 誤差來(lái)源： ）水分未完全揮發(fā)； ）水分附集在器壁上； ）形成乳濁液 ）餾出了水溶性組分,防止： ）儀器必須洗滌干凈； ）添加少

24、量戊醇、異丁醇以分解乳濁液； ）蒸餾完成后，過(guò)幾小時(shí)讀數(shù)。,三、卡爾費(fèi)休法（是一種測(cè)定微量水分的較精確方法）,原理：基于水存在時(shí)碘與二氧化硫的氧化還原反應(yīng)： 2H2O + I2 +SO2 2HI + H2SO4 加入吡啶和甲醇，可使可逆反應(yīng)順利進(jìn)行。 C5H5N + H2O + C5H5NI2 + C5H5NSO2 2C5H5NHI + C5H5N3O3,加入甲醇可穩(wěn)定硫酸吡啶：,C5H5N3O3 +CH3OHC5H5N.HSO4CH3,總方程式 I2 +SO2 +3C5H5N + CH3OH +H2O 2C5H5NHI + C5H5N.HSO4CH3,卡費(fèi)試劑 I2 : SO2 : C5H5

25、N = 1:3:10 剛配制的卡爾費(fèi)休試劑，應(yīng)混合放置一定時(shí)間后才能使用酒石酸鈉二水化合物（Na2C2H4O62H2O）（理論含水量15.6%）標(biāo)定。 終點(diǎn)指示 利用試劑本身的碘作指示劑。終點(diǎn)顏色由淡黃色棕色。 適用范圍 對(duì)于烘干法有誤差的樣品，均可采用卡爾費(fèi)休法。 如：脫水果蔬、糖果、巧克力、油脂、乳粉、煉乳及香料等。,四、其它方法簡(jiǎn)介,微波爐法 如牛奶中的水分測(cè)定，在10min內(nèi)可完成。 紅外 快速烘干法 溫度低于100 ，加熱排水份迅速。 冷凍干燥法 適用于加熱易分解的樣品。 氣相色譜法 以E-30作填料 核磁共振光譜法（主要分析化合水）,作業(yè)： 試述烘干法、共沸蒸餾法、卡費(fèi)法原理。 參

26、考文獻(xiàn)：食品成分物理分析法含水量測(cè)定內(nèi)容 輕工出版社,水分活度的測(cè)定方法 一 恒定相對(duì)濕度平衡法（擴(kuò)散法，內(nèi)插法） 原理： 樣品在密閉和恒溫條件下，分別在aW較高和較低的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中擴(kuò)散平衡后，根據(jù)樣品質(zhì)量的增加和減少的量，求出樣品的aW. .,主要儀器：康氏皿 注意事項(xiàng)： 康氏皿密封性好 飽和溶液不能濺入內(nèi)室,二 冰點(diǎn)測(cè)定法:,原理：溶液的冰點(diǎn)比純水低，通過(guò)測(cè)定冰點(diǎn)下降值， 求出溶質(zhì)摩爾數(shù),然后通過(guò)拉烏爾定率求出aW: n2=GTf/(1000.Kf) aw=n1/(n1+n2) G溶劑克數(shù) Tf冰點(diǎn)降低() Kf水的摩爾冰點(diǎn)降低常數(shù)(1.86),三 水份活度儀測(cè)定法,原理：將已知含水量的

27、樣品置于恒溫密閉小容器中,使其達(dá)到平衡,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,即可得aW. aW=ERH/100,本章小結(jié),1.水分子的結(jié)構(gòu)特征： A.水是呈四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) B.水分子之間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的 C.水分子氫鍵鍵合程度取決于溫度,2.水分子的締合：由于每個(gè)水分子具有相等數(shù)目的氫鍵給體和受體，能夠在三維空間形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。,3.冰是由水分子有序排列形成的結(jié)晶，有11種晶型，其中六方冰晶是最穩(wěn)定的。,4. 水的結(jié)構(gòu)模型：混合模型連續(xù)結(jié)構(gòu)模型 填隙結(jié)構(gòu)模型,5.化合水：與非水組分緊密結(jié)合并作為食品組分的那部分水。特點(diǎn)：在-40下不結(jié)冰。無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。與純水比較分子

28、平均運(yùn)動(dòng)為0。不能被微生物利用。,6.鄰近水：與非水組的特異親水部位通過(guò)水-離子和水-偶極產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用的水。特點(diǎn)：在-40下不結(jié)冰。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。不能被微生物利用。此種水很穩(wěn)定，不易引起Food的腐敗變質(zhì)。,7.多層水：占據(jù)第一層鄰近水剩余位置和圍繞非水組分親水基團(tuán)形成的另外幾層水。特點(diǎn)：大多數(shù)多層水在-40下不結(jié)冰，其余可結(jié)冰，但冰點(diǎn)大大降低。有一定溶解溶質(zhì)的能力與純水比較分子平均運(yùn)動(dòng)大大降低。不能被微生物利用。,8.體相水：距離非水組分位置最遠(yuǎn)，水-水氫鍵最多。它與稀鹽水溶液中水的性質(zhì)相似。特點(diǎn)：能結(jié)冰，但冰點(diǎn)有所下降。溶解溶質(zhì)的能力強(qiáng)，干燥時(shí)易被除去。與純水分子平均運(yùn)動(dòng)接近。很適于微生物生長(zhǎng)和大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，易引起Food的腐敗變質(zhì)，但與食品的風(fēng)味及功能性緊密相關(guān)。,9.水與溶質(zhì)的相互作用：與離子基團(tuán)、極性基團(tuán)、非極性基團(tuán)，兩親分子的相互作用。,10.水活性的定義：指某種食品在密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的水蒸汽分壓；與同一溫度下 純水的飽和蒸汽壓之比。,11.在恒溫條件下，