食品成分化学-水(Water)

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食品化学-第一章水

第1章水（Water）水在人类生存的地球上普遍存在，它是食品中的重要组分，各种食品都有其特定的水分含量，并且因此才能显示出它们各自的色、香、味、形等特征。

从物理化学方面来看，水在食品中起着分散蛋白质和淀粉等成分的作用，使它们形成溶胶或溶液。

从食品化学方面考虑，水对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工等方面都具有重要的影响，水也是微生物繁殖的重要因素，影响着食品的可储藏性和货架寿命。

在食品加工过程中，水还能发挥膨润、浸透等方面的作用。

在许多法定的食品质量标准中，水分是一个重要的指标。

天然食品中水分的含量范围一般在50~92%，常见的一些食品含水见表1-1。

表1-1 一些食品中水分的含量（%）食品水分含量食品水分含量水果、蔬菜等新鲜水果90谷物及其制品全粒谷物10-12 果汁85-93 燕麦片等早餐食品<4 番石榴81 通心粉9 甜瓜92-94 面粉10-13 成熟橄榄72-75 饼干等5-8 鳄梨65 面包35-45 浆果81-90 馅饼43-59 柑橘86-89 面包卷28 干水果<25高脂肪食品人造奶油15 豆类（青）67 蛋黄酱15 豆类（干）10-12 食品用油0 黄瓜96 沙拉酱40 马铃薯78乳制品奶油15 红薯69 奶酪（切达）40 小萝卜78 鲜奶油60-70 芹菜79 奶粉 4畜、水产品等动物肉和水产品50-85 液体乳制品87-91 新鲜蛋74 冰淇淋等65 干蛋粉 4糖类果酱<35 鹅肉50 白糖及其制品<1 鸡肉75 蜂蜜及其他糖浆20-40食品的加工过程经常有一些涉及对水的加工处理，如采用一定的方式从食品中除去水分（加热干燥、蒸发浓缩、超滤、反渗透等），或将水分转化为非活性成分（冷冻），或将水分物理固定（凝胶），以达到提高食品稳定性的目的。

因此研究水的结构和物理化学特性，食品中水分的分布及其状态，对食品化学和食品保藏技术有重要意义。

1.1 水的结构和性质1.1.1 水的结构（Structure）水分子由两个氢原子的s轨道与一个氧原子的两个sp3杂化轨道形成两个共价键（具有40%离子性质）。

Food Chemistry食品化学-water水

Phase Changes
Phase diagram
15
Pressure (mm Hg)
B 10 Solid (ice) Liquid (water)
– –
Energy to change state (liquid to vapour) without changing temperature High due to extensive intermolecular structure
related to chemical structure Describe the effects of solutes on boiling point, melting point, osmotic pressure, and surface tension
Water is a predominant component of most foods: Moisture content (%) Food Tea unsweetened 100 Milk 88 Cheese, cottage 52 Salad dressing, French 35 Margarine, regular 16 Margarine, soft spread 37 Ground beef 56 Lettuce 96 Apple, raw 84 Apple, dried 32 Bread 37
– heating – cooling – freezing
H
Other functions?
1
2011 Beta FOOD 2500 Food chemistry
The Effects of Hydrogen Bonds on Water
Compounds H 2S H 2O CH4 MW 34 18 16 MP(C) -86 0 -184 BP(C) -16 100 -164

食品化学_水分

食品化学
第一章水分
水和冰的结构水和溶质的相互作用食品中水的存在状态水分活度与食品稳定性等温吸湿曲线及其应用
主要内容
食品中水的存在
水和冰的结构与性质水和溶质的相互作用食品中水的存在状态水分活度与食品稳定性等温吸湿曲线及其应用冻结与食品稳定性
1.1 食品中的水
肉类含水量在
70%左右。
水分含量与食品特性 4
面包和馒头含
水量在40%左右。
水分含量与食品特性 5
米和面含水量
在12%左右。
水分含量与食品特性 6
饼干、糖果、
奶粉等食品的含水量在8% 以下。
1.2 水的特性
水的物理性质和其他小分子有显著差异。

高熔点高沸点高热容量高相变热高表面张力高介电常数结冰时体积增大
毛细水
流动水
自由水
自由水
水分活度和水分含量
图：不同食品的等温吸湿曲线

等温吸湿曲线因食品不同而性状各异。但只有低水分食品才看得出曲线的形状。
图：不同温度的等温吸湿曲线
因为水分活度随着
温度而变化，等温吸湿曲线也随温度变化。
等温吸湿曲线中的滞后效应
等温吸湿曲线可以用两种方法绘制：
水首先冷却成为过冷状态，然后围绕晶核结
冰，冰晶不断长大。快速冻结可以形成较多晶核和较小冰晶，有利保持食品品质。
3 水和溶质的相互作用
纯水以氢键结合成连续结构，而如果在水中
加入其他物质，水的原有结构将受到打扰，发生水-溶质相互作用。
其中包括几种情况：

离子与水的相互作用亲水极性化合物与水的相互作用疏水物质与水的相互作用

水在食品中的存在形式

水在食品中的存在形式我们大家都知道，食品有固体状的、半固体状的，还有液体状的，它们不论是原料，还是半成品以及成品，都含有一定量的水，那么这一定量的水在食品中以什么形式存在呢？我们说食品中的水分总是以两种状态存在的。

一、自由水Free Water（游离水）游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100℃时水要沸腾，0℃以下要结冰，并且易汽化。

游离水是我们食品的主要分散剂，可以溶解糖、酸、无机盐等，可用简单的热力方法除掉。

二、结合水 Bound Water1、束缚水这种水是与食品中脂肪Fat、蛋白质Protein、碳水化合物CHO等形式结合状态。

它是从氢键的形式与有机物的活性基团结合在一起，故称束缚水。

束缚水不具有水的特性，所以要除掉这部分水是困难的。

特点：①不易结冰（冰点为－40℃）②不能作为溶质的溶剂2、结晶水是以配价键的形式存在，它们之间结合的很牢固，难以用普通方法除这一部分水。

在烘干食品时，自由水就容易气化，而结合水就难于气化。

冷冻食品时，自由水冻结，而结合水在－30℃仍然不冻。

结合水和食品的构成成分结合，稳定食品的活性基，自由水促使腐蚀食品的微生物繁殖和酶起作用，并加速非酶褐变或脂肪氧化等化学劣变。

三、水分活度 Water Activity食品中的水分，上面我们按其存在状态分为两种；自由水、结合水。

不论是自由水或是结合水均以加热至100～115℃时的减重来定量的。

实际上，食品中的水分无论是新鲜的或是干燥的都随环境条件的变动而变化。

如果食品周围环境的空气干燥、湿度低，则水分从食品向空气蒸发，水分逐渐少而干燥，反之，如果环境湿度高，则干燥的食品就会吸湿以至水分增多。

总之，不管是吸湿或是干燥最终到两者平衡为止。

通常，我们把此时的水分称为平衡水分（Equilibrum moisture）也就是说，食品中的水分并不是静止的，应该视为活动的状态，所以，我们从食品保藏的角度出发，食品的含水量不用绝对含量（%）表示，而用活度表示AW。

食品中水分测定

食品中水分的测定
.
水的性质
• 水是由氢和氧组成的无机物，水的分子式 H20,相对分子量18，常温常压下为无色、无味、透明的液体；
• 标准大气压下，水的沸点100℃，凝固点是 0 ℃；
• 水分子有很强的极性，能通过氢键结合成缔合分子；
• 在101.3kPa和3.98 ℃时，水的密度最大，为1g/ml。
.
三、仪器法
卡尔•费休（Karl • Fischer）法，简称费休法或K-F法，是在 1935年由卡尔•费休提出的测定水分的容量方法，属于碘量法，对于测定水分最为专一，也是测定水分最为准确的化学方法。
国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分，我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。
.
水分测定的方法
直接干燥法：适用于谷物及其制品，水产品、豆制品、乳制品、肉制品等食品中水分的测定。(GB/T5009.3-2003第一法; GB/T5413.8- 1997 ;GB/T9695.15-2008;AOAC 950.46)
减压干燥法：适用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的测定。
特点：游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100℃时水要沸腾， 0℃以下要结冰，并且易汽化。游离水是食品的主要分散剂，可以溶解糖、酸、无机盐等，可用简单的热力方法除掉。
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水分的活度
水分活度水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。（1）水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高； (2) 水分活度数值：用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相对湿度，其数值在0-1之间。 (3)水分活度的测试意义：Aw值对食品保藏具有重要的意义。

成分的英文

成分的英文在日常生活中，我们经常会接触到各种各样的产品和物质。

不论是食物、化妆品还是药品，它们都是由不同的成分组成的。

这些成分的英文名称对于我们了解和使用这些产品至关重要。

因此，本文将为大家介绍一些常见物质成分的英文表达。

1.水（Water）水是生命之源，也是人类日常生活中必不可少的成分。

在英文中，水的表达方式是water。

无论是制造食品、制药还是工业生产过程中，水都是不可或缺的成分。

2.盐（Salt）盐是一种常见的食用调料，它可以提供食物的口味。

在英文中，盐的表达方式是salt。

盐在烹饪中有着重要的作用，它可以影响食物的味道和风味。

3.糖（Sugar）糖是一种甜味物质，广泛用于食品和饮料的制作中。

在英文中，糖的表达方式是sugar。

糖不仅可以增加食物的甜味，还能赋予食物更好的质感和口感。

4.蛋白质（Protein）蛋白质是生命体内最重要的成分之一，它在细胞构建和功能调节中起着重要作用。

在英文中，蛋白质的表达方式是protein。

蛋白质广泛存在于食物中，是人体所需的重要营养物质之一。

5.维生素（Vitamin）维生素是一种具有特殊功能的有机化合物，对于人体的生长发育和健康维护至关重要。

在英文中，维生素的表达方式是vitamin。

维生素主要通过食物摄取，也可以通过补充剂进行补充。

6.氨基酸（Amino Acid）氨基酸是构成蛋白质的基本单位，它在人体内参与多种生物化学反应。

在英文中，氨基酸的表达方式是amino acid。

氨基酸是维持人体正常生理功能所必需的重要成分。

7.植物提取物（Plant Extract）植物提取物是从植物中提取的化学物质，常用于药品、保健品和化妆品中。

在英文中，植物提取物的表达方式是plant extract。

植物提取物具有多种生理活性，能够发挥各种功效。

8.防腐剂（Preservative）防腐剂是一种用于防止食品、药品和化妆品变质的化学物质。

在英文中，防腐剂的表达方式是preservative。

食品化学_2水分

的冰结的构结构与与性性质质
由于每个水分子上有四个形成氢键的位点，因此每个水分子的可以通过氢键结合4个水分子。
水分子之间还可以以静电力相互结合，因此缔合态的水在空间有不同的存在形式，如：
H HH O OO
H HH
H
H
OH HO
H
O
H
O HH
H
O
OH H
H
不同的缔合形式，可导致水分子之间的缔合数大于4。
构结构
H-O键具有电负性
与与
性性
质质
1水.2
2.水分子的缔合
水和
①H-O键间电荷的非对
的冰
称分布使H-O键具有极性，这种极性使分子之间产生
氢键供体
结的引力。
构结
②由于每个水分子具有
构数目相等的氢键供体和受氢键受体
与与体，因此可以在三维空间
性性形成多重氢键。
质质 ③静电效应。
1水.2 水和
面
的
Ø 水起着膨润、浸透、均匀
功能
化等功能；
食品工艺角度 Ø 大多数食品加工的单元操
作都与水有关，如干燥、
浓缩、冷冻、水的固定等
1.2 1.2.1 水和冰的物理性质
水
1.高熔点（0℃）、高沸点（100℃）
的
2.介电常数高
结
3.表面张力高
构
4.热容和相转变热焓高
熔化焓、蒸发焓、升华焓
与
5.密度低（1 g/cm3）
水的结构特征
水是呈四面体的网状结构。水分子之间的氢键网络是动态的。水分子氢键键合程度取决于温度。
温度(℃) 0 1.5 8.3
配位数
4 4.4 4.9

食品化学02第二章水

第二章水
第一节引言第二节水和溶质的相互作用
一宏观水平
持水力（water holding capacity）：由分子（通常是以低浓度存在的大分子）构
成的基体通过物理方式截留大量水而阻止水渗出的能力。
第二节水和溶质的相互作用
一宏观水平二分子水平
溶质和水的混合同时改变了溶质和水的性质亲水溶质会改变邻近水分子的结构和流动性。水会改变亲水溶质的反应性，甚至改变其结构。
二分子水平
① 化合水是与非水物质结合的最牢固的水，这些水是构成非水物
质结构的一部分。 ② 邻近水
处于非水组分亲水性最强的基团周围的第一层位置。是水与离子或偶极缔合的这部分水。 ③ 多层水
占据邻近水剩余的位置和邻近水外层的几个水层，少量水在-40℃可结冰，可溶解极少量的溶质。
二分子水平
1 结合水： 2 体相水：具有类似纯水的性质，易结冰，能作
（P0-P）/ P0=n2/(n1+n2) P：食品在密闭容器中达到平衡时，水的蒸汽压 P0：同温度下纯水的饱和蒸汽压。 n1：溶剂的摩尔数 n2：溶质的摩尔数上式仅适用理想溶液，电解质溶液误差很大。
第三节水分活度与食品的稳定性
一水分活度（Water Activity）二水分活度与温度的关系
键，形成四面体结构些不寻常的性质?例如，高沸点.
由于每个水分子具有相同数目的氢键供体和受体部位，它们可以形成
三维氢键，因此，每个水分子最多
2 水密度在4℃左右变化的原因?
能与其它4个水分子形成氢键，形成四面体结构。
3 一些溶质溶于水后，为何水的流动性会发生变化？
4 在中等至高水分含量食品中反应速度随Aw提高而下降的原因可能是?

水

2
2 2
2
2
例如：下克纯水中加入58.5克NaCl的例如：25下，在1000克纯水中加入克纯水中加入克的
A
w。
0.923
1.2.4 水的等温吸附曲线
1.定义：要想了解食品中水的行为，必须知道各种定义：要想了解食品中水的行为，定义食品的含水量与其对应a 的关系。食品的含水量与其对应 w的关系。在一定温度条件下用来联系食品的含水量(用每单位干物质中的水含下用来联系食品的含水量用每单位干物质中的水含量表示)与其水活度的图，称为等温吸附曲线。量表示与其水活度的图，称为等温吸附曲线。与其水活度的图 2.等温吸附曲线的形状：大多数食品的等温吸附曲等温吸附曲线的形状：等温吸附曲线的形状线形状呈S形少数食品如水果、糖制品、线形状呈形，少数食品如水果、糖制品、咖啡等呈 J形。形 2.曲线的意义：曲线的意义：曲线的意义等温线I区间的水与溶质结合最牢固的水与溶质结合最牢固，等温线I区间的水与溶质结合最牢固，它们是食品中最不容易移动的水，品中最不容易移动的水，这种水靠水一离子或水一偶极相互作用而被吸附在溶质的极性位置，偶极相互作用而被吸附在溶质的极性位置，这类水在一40℃ 不结冰，也不能作为溶剂，在一 ℃ 不结冰，也不能作为溶剂，相当于前面叙述的化合水化合水。述的化合水。食品中这类水不可能对食品的固形物产生可塑作用，其行为如同固形物的一部分。产生可塑作用，其行为如同固形物的一部分。
冷冻对食品组织的影响：
食品组织缓慢冷冻，使大冰晶全部分布在细胞外部，而快速冻结则可在细胞内外都形成冰晶。有关冰晶的分布与冷冻食品质量的关系还不十分了解，但是食品冷冻时，由于水转变成冰可产生“浓度效应”，同时PH、离子强度、粘度、渗透压、蒸汽压及其它性质也会发生变化从而影响食品的品质。食品冷冻时水结冰将消耗食品中约9％的水分，根据食品的含水量和溶质浓度可以测定食品冷冻时体积的变化。当水结晶时因空气存在，使冰晶膨胀，例如某些水果冻结时体积增加。此外，水结冰时膨胀会产生局部压力，使细胞受到机械性损伤，同时还会引起乳化液失去稳定性，蛋白质絮凝，鱼肉质地变硬，丧失结构的完整性，使肉中水的损失增加等等。

食品化学第二章___水

#食品中水分与溶质间的相互关系
1. 水与离子和离子基团的相互作用
作用力：极性基团、偶极—离子相互作用特点：阻碍水分子流动的能力大于其它溶质水—离子键＞水—水氢键破坏水的正常结构，阻碍冰的形成
产生水合离子作用的离子分类
结构破坏离子:
能阻碍水形成网状结构，这类盐的溶液比纯水的流动性大特点：离子半径大，电场强度较弱。如K+、Cl-、Rb+、NH4+、Br-、 I-等结构促进离子：有助于水形成网状结构，这类盐的溶液比纯水的流动性小特点：离子半径小，电场强度较强。如Li+、Na+、H3O+、Ca2+、Mg2+、 Al3+等
Aw与温度的关系

P、P。和ERH与T有关故 Aw = P/P。= ERH/100也与T有关
aw与温度的关系符合克劳休斯公式：
dlnaw/d(1/T) = －ΔH/R

当含水量相等时，温度越高，aw越大
温度变化对水活性产生的效应影响密封袋装或罐装食品的稳定性 aw还与食品组成有关
较大温度范围，lnaw对1/T并非为直线
Aw > 0.8
Aw↑ V ↓ (稀释浓度)
Aw与非酶反应的关系
3. Aw与水溶性色素分解、维生素分解 Aw ↑ V分解 ↑
* *
结冰对食品稳定性影响
结冰时食品发生变化
1.非冻结相中，溶质变浓、产生浓缩效应未冻结的pH、粘度、离子强度、氧化还原电位、胶体性质等发生
变化，加速一些化学反应。例如：
能与蛋白质分子产生疏水相互作用
水分活度与食品稳定性
* * 水分活度的意义问题: 含水18%的果脯与含水18%的小麦比较，哪种耐储藏？定义: 食品中水的蒸汽分压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示

1-4 水(Water)

第一章食用化学Chemistry of Components in Food第一节人体营养与食品化学1-4 水(Water)•教学目的：了解各种食品的含水量、水分活性的概念；了解水的存在状态。

1.4.1 水分的生理意义1.水是食品组成的重要部分(P26表1-15)，各种食品都有其特定的水分含量，因此才显示出其各自的色、香、味、形特征。

不同食品中水分含量的高低，存在形态的不同对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工性等方面均有明显影响。

2.水分是体内化学作用的介质，也是生物化学反应的反应物，同时也是组织和细胞所需的养分和代谢物在体内运转的载体。

如水除了溶解水溶性的糖类和盐类外，还起着分散蛋白质、脂类和淀粉、使其形成溶胶的作用。

水分也是微生物繁殖的重要因素3.水的热容量大，蒸发潜热大，可通过血液流动和蒸发汗水散热，平衡和调节体温，保持体温恒定。

气态水分子两个O—H键的夹角即(H—O—H)的键角为104.5°，O—H核间距0.96Å，氢和氧的范德瓦尔斯半径分别为1.2和1.4Å。

O)n大分子，这是由于水分子偶极分子之间的静电在液态水中，若干个水分子会缔合成(H2吸引力及产生氢键键合作用形成的。

江南大学食品化学PPT课件

在所有的三种模型中，主要的结构特征是在短暂、扭曲的四面体中液态水分子通过氢键缔合。所有的模型也容许各个水分子频繁地改变它们的排列，即一个氢键快速地终止而代之以一个新的氢键，而在温度不变的条件下，整个体系维持一定的氢键键合和结构的程度。

水分子中分子间氢键键合的程度取决于温度

在0℃时冰的配位数为4，与最接近的水分子的距离为0.276nm。当输入熔化潜热时冰熔化，即一些氢键断裂（最接近的水分子间的距离增加），而其他氢键变形，水分子呈缔合的流体状态，总体上它们更加紧密。随着温度提高，配位数从 0℃ 冰时的 4.0 增加至 1.50℃水时的4.4时，随后83℃水时的4.9。同时，最接近的水分子间的距离从0℃冰时的0.276nm增加至1.5℃水时的0.29nm，随后83℃水时的0.305nm。

四、水与极性基团(具有H-BOND能力)的相互作用
Interaction of water with neutral groups possessing H-bond capabilities

水与非离子、亲水溶质的相互作用弱于水 - 离子相互作用，而与水 - 水氢键相互作用的强度大致相同。能形成氢键的溶质或许会促进（或至少不会破坏）纯水的正常结构。然而，在某些情况下，溶质氢键部位的分布和定向在几何上与正常水的氢键部位是不相容的。于是，这些溶质对水的正常结构往往具有一种破坏作用。尿素对水的正常结构具有显著的破坏作用。

与打破分子间氢键所需额外能量有关的水的性质

低蒸汽压高沸点高熔化热高蒸发热
五、冰的结构
（Structure of Ice）

食品化学的名词解释

普通冰属于六方晶系中的双六方双锥体，同时有9种以上晶型及无定形态每个水分子最多形成4个氢键，但不一定形成4个，键角104.5水的三个一般模型：混合、填隙和连续（均一）模型0℃时冰的配位数为4水的低粘度：水分子的氢键键合排列是高度动态的，允许各个水分子在毫微秒至微微秒的时间间隔内改变它们与邻近水分子间的氢键键合关系，即一个氢键快速地终止而代之以一个新的氢键，从而增加了水的流动性。

体相水：食品体系中的非结合水，包括自由水和截留水持水力（Water holding capacity）：由分子（通常以低浓度存在的大分子）构成的基质通过物理方式截留大量水以防止水渗出的能力。

←属于物理方式持水，加工性质几乎与纯水相似—物理截留水—干燥时易除去，冷冻时易成冰，可作为溶剂，食品被切割或剁碎时不会/不易流出，整体流动受到严格限制；各个分子的运动基本上与在稀盐溶液中的水分子相同结合水(Bound water)：存在于溶质和其他非水分成分相邻处，并且具有与统一体系中体相水显著不同性质的那部分水。

←属于“化学”方式持水，加工性质与纯水完全不同—化学截留水—低温（通常是指-40C或更低）下不能冻结；不能作为外加溶质的溶剂；流动性受到严格限制，处在溶质和其它非水物质的邻近位置；性质显著不同于同一体系中体相水(bulk-phase water)的性质结合水包括：构成水、邻近水和多层水净结构（Net structure）：包括正常的或新类型的水结构。

从“正常”的水结构来看，所有离子都是破坏性的。

净结构形成效应（Net structure forming effect）：小离子或多价离子产生强电场，强烈地与4至6个第一层水分子相互作用，导致它们比纯水中的HOH具有较低的流动性和包装得更紧密——Li+, Na+, H3O+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+, F-, OH-净结构破坏效应（Net structure breaking effect）：大离子和单价离子产生较弱电场，打破水的正常结构，并且新的结构又不足以补偿这种结构上的损失——K+, Rb+, Cs+, NH4+ , Cl-, Br-, I-, NO3- , BrO3- , IO3- , ClO4-水分活度(AW)：能反映水和各种非水成分缔合的强度。

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固态水（冰），是水分子有序排列成的大且长的晶体，是水分子靠氢键连接构成非常“疏松” 的刚性结构。冰比液态水的结构更为“疏松”,比容较大。冰有11种结构，但六方型是大多数冷冻食品中重要的冰结晶形式。
冰的扩展结构 O和● 分别表示基础平面的上层和下层氧原子
冷冻对食品组织的影响
食品冷冻时，由于水转变成冰可产生“浓度效应”，非水组分几乎全部浓集到未结冰的水中，效果类似食品的脱水水结冰时膨胀会产生局部压力，使细胞受到损伤，从而使冷冻食品质地发生物理变化，特别是会使食品在解冻时发生软疡同时还会引起乳化液失去稳定性，蛋白质絮凝，使食品质地变硬等缓慢冷冻，会使大冰晶全部分布在细胞外部快速冻结，可在细胞内外都形成冰晶
1. 3 水的性质
1. 水的比热、汽化热、熔化热大：这是由于水分子间强烈的氢键缔合作用产生的，当发生相转变时，必须供给额外能量破坏分子间的氢键。这对食品冷冻、干燥和加工都是非常重要的因素。这也是生物体温维持恒定的重要原因。
2. 水的介电常数大、溶解力强：因此水溶解离子型化合物的能力较强；非离子极性化合物如糖类、醇类、醛类等可与水形成氢键而溶于水中；不溶于水的物质如脂肪和某些蛋白质，也能在适当的条件下分散在水中形成乳浊液或胶体溶液。所以说，水是体内各种物质运输的载体。
气态水分子两个O—H 键的夹角即(H—O—H) 的键角为104.5°， O—H核间距0.96Å，氢和氧的范德瓦尔斯半径分别为1.2和1.4Å。
在液态水中，若干个水分子会缔合成(H2O)n大分子，这是由于水分子偶极分子之间的静电吸引力及产生氢键键合作用形成的。氧原子的两个孤对电子与邻近的两个水分子的氢原子产生氢键键合，形成如图所示的四面体结构。
1.4 水的存在状态
水在食品中以游离水和结合水两种状态存在游离水（free water）：不与食品中任何成分化合或吸附的水，具有纯水的性质，有流动性，也称自由水或体相水（ bulk water) 结合水(bound water) ：与蛋白质、碳水化合物等以氢键结合着而不能自由运动的水
与游离水相比，结合水呈现低的流动性和其它显著不同的性质 1、它的冰点为－40 C 2、它没有溶剂作用 3、食物中的微生物孢子不能利用结合水进行发芽和繁殖，因而，只要从食品中除去自由水，就可使食品安全地保藏。
1.1 食物的含水量
食品的含水量除谷物和豆类等种子外（12 16 ％），一般都比较高（60 90％），水是食物各种组分中数量最多的组分。
部分食品的含水量
食
品
肉类
猪肉
鱼(肌肉蛋白)
水果
香蕉
桃、梨、苹果、葡萄、菠萝
蔬菜
青豌豆、甜玉米
芦笋、大白菜、红辣椒、花菜、莴苣、西红柿
含水量(%) 53~60
水活度与食品保存性的关系
食品中的微生物生长、脂类自动氧化、非酶褐变、酶的反应等都与aw有很大的关系。
各种微生物的活动都有一定的AW阈值（最低值）如：
细菌 0.90 酵母 0.88 霉菌 0.80
aw范围
在此范围内的最低aw值一般能抑制的微生物
食品
1.00 ~
0.95
0.87 ~
0.80
假单胞菌属、埃希氏杆菌属、极易腐败的新鲜食品、水果、
水(Water)
•教学目的：了解各种食品的含水量、水分活性的概念；了解水的存在状态。
•教学重点: 水分活度、水的存在状态、冷冻对食品组织的影响
•教学难点：水分活度、水的存在状态，结合水的性质
各种食品都有其特定的水分含量，因此才显示出其各自的色、香、味、形特征水起着分散蛋白质、脂类和淀粉、使其形成溶胶的作用水能影响食品的鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工性水分也是微生物繁殖的重要因素因此，研究水的结构和性质，对食品化学和食品保藏技术有重要意义
65~81
75 80~95
74~80 90~95
谷物全粒谷物面粉、粗燕麦粉、粗面粉乳制品山羊奶奶粉冰淇淋焙烤食品面包饼干糖及其制品蜂蜜果酱蔗糖、硬糖、纯巧克力
10~12 10~13
87 4 65
35~45 5~8
20 ≤35
≤1
1.2 水的结构
水分子由两个氢原子与一个氧原子的两个 SP3杂化轨道结合成两个σ共价键，为四面体结构，氧原于位于四面体中心，四面体的四个顶点中有两个被氢原子占据，其余两个为氧原子的非共用电子对所占有。
即 Aw = P/ P0
一般食品不仅含有水，而且含有蛋白质，淀粉等固形物，所以它的水相对地就比纯水少，故其水蒸汽压也就小，即一般有P＜P0，所以AW值皆小于1。
鱼和水果等含水量高的食品，其AW值为0.98 0.99，都比较大，米和大豆等水分少的干燥食品，其AW值就较小，为 0.60 0.64
1.5 水的活度
食品中的水分并不是静止的，而是处于一种活动的状态，会随环境条件的变动而变化。如食品周围环境的空气干燥，湿度低，则水分会从食品向空气中蒸发，水分逐渐减少而干燥，反之宜然。
因此，食品的含水量除了用％表示外，还可用水分活性 AW来表示。
水分活度----是指食品在密闭容器内测得的水蒸气压力（P）与同温度下测得的纯水蒸气压力(P0)之比.
变形杆菌属、志贺氏杆菌属、蔬菜、肉、鱼和乳制品罐头、
芽孢杆菌属、克雷伯氏菌属、熟香肠和面包。含约
梭菌属、产生荚膜杆菌、几 40%(W/W) 的蔗糖或
种酵母菌
7%NaCl的食品
大多数霉菌(产霉菌毒素的青霉菌)金黄色葡萄球菌、德巴利氏酵母
ห้องสมุดไป่ตู้
大多数果汁浓缩物、甜冻乳、巧克力糖、枫糖浆、果汁糖浆、面粉、大米、含15%~17%水分的豆类、水果糕点、火腿、软糖
0.50
微生物不繁殖
含水分约 12% 的面条和水分含量约10%的调味品
当aw小于0.2时，除了氧化反应外，其它反应处于最小值当aw=0.7～0.9时，美拉德褐变反应、脂类氧化、维生素Bl降解、叶绿素损失、微生物繁殖和酶反应均显示出最大速率。
Aw除影响化学反应和微生物生长外，还影响干燥和半干燥食品的质地。如，欲保持饼干、膨化玉米花和油炸马铃薯片的脆性，防止砂糖、奶粉和速溶咖啡结块，硬糖果等粘结，均应保持适当低的aw值。干燥物质不致造成需宜特性损失的允许最大Aw为 0.35~0.5范围。