《烹饪化学》第二章-水

多层水
H2O
H2O 食品原料
H2O
H2O
邻近水
构成水
（2）结合水的含量
一般来说，烹饪原料中结合水的量与其非 水成分极性基团的数量有比较固定的关系。
据测定： 1g蛋白质可结合0.3～0.5g的水； 1g淀粉能结合0.3～0.4g水。
（3）结合水的性质
A:冰点低于0℃，甚至在－40℃时不结冰。 B:不易流失，即使用压榨的方法也不能将
（3）体相水的性质
A:干燥时易流失。 B:0℃或略低于0℃结冰。 C:具有良好的化学和生物化学反应“活
性”。 D:具有溶剂的性质。 E:可被微生物利用。
（4）体相水的作用
截留水的量反映着烹饪原料的持水能力，因此这 部分水对某些烹饪产品（如灌肠、鱼丸、肉饼、 果蔬）的质量有直接的影响。
当烹饪原料的毛细管半径大于1μm时，毛细管截 留水很容易被挤压出来。
（三）水的化学性质
水的化学性质非常活泼，它可以和 许多活泼的金属及金属氧化物发生化 学反应，也能和许多非金属及非金属 氧化物发生化学反应。
在烹调过程中，三大热能营养素 （碳水化合物、脂类、蛋白质）会发 生不同程度的水解反应，这非常有利 于人体对食物的消化吸收。
二、烹饪原料中的水分
（一）水在生物体内的分布
当食品的含水量进一步增大到Aw ＞0.9时，食品中的各种化学反应速 度大都呈下降趋势。这或是由于水 是这些反应的产物，增加水分含量 将造成产物的抑制作用；或是由于 水产生的稀释效应减慢了反应速度。 这时，食品变质主要受微生物和酶 作用的影响。
力时，则沸腾，此时温度即是沸点。 饱和蒸气、饱和温度、饱和蒸汽压
饱和蒸气压随温度的升高而增加。液 态物质的温度升高到它的沸点时，其 饱和蒸气压与外界压力相等。
应用：减压脱水、高压蒸煮。
3.热学性质：比热、汽化热、熔化热
由于水的沸点高、热容量大、导热能力强，用 水作介质烹饪食物时，加工温度可以很高且容 易维持在一定的温度范围，这样既可使食物原 料中的腐败菌和病原菌被杀灭，满足食用卫生 的要求，又可使烹饪原料中的蛋白质适度变性、 结缔组织软化、淀粉糊化、植物纤维组织软化， 利于食物的咀嚼及其中营养成分的消化和吸收。
保藏能力 容易腐败，不易保藏 相对保藏期较长
适宜使用旺火速成的 适宜使用中小火长
适宜烹调方法 烹调方法，
时间加热的烹调方
如爆、炒等
法，如烧、炖等
一、水的结构和重要性质
(一）水的结构 1.水分子的组成：H2O 2.水分子的结构：O：sp3杂化，四面
体结构，H－O－H 键角104.50 键长0.096nm
烹饪原料中的含水量越大，水分活度越大；烹 饪原料中的非水物质（亲水物质）越多，结合 水越多，烹饪原料的水分活度越小。
C:当烹饪原料中的水分和周围环境相平衡 时，水分活度也可用平衡时环境的相对湿 度(ERH)来表示：
AW＝ERH％ 这意味着流通环境的相对湿度对食品的水
分活度有较大的影响，即当食品的水分活 度乘以100，其值比环境的相对湿度低的 情况下，食品在流通过程中吸湿。梅雨季 节的高湿度下干燥食品极易吸湿、发霉就 是这个道理。相反，高水分活度食品在低 湿度下放置，水分活度也会下降。因此， 为了维持适当的水分活度，必须用各种包 装材料抑制水分变化。
（一）水分活度的定义
水分活度也称水分活性，通常用AW 表示，是指在一定条件下，在一密闭 容器中，烹饪原料中水分的饱和蒸气 分压（p）与同条件下纯水的饱和蒸 气压（p0）的比值。
（二）水分活度的表示方法
A：水分活度的定义可用下式表示
AW＝P/ P0
对于纯水来说，因P＝P0，故Aw＝1。由于烹饪 原料中还溶有小分子盐类及有机物，因此其饱
一般来说，叶菜类较根茎类含水量要 高的多；营养器官(如植物的叶、茎、 根)含水较高通常为70％～90％；繁 殖器官(如植物的种子)含水量较低， 通常为12％～15％。
表2-3 常见食物的含水量 单位：％(质量分数)
食 物 含水量 食 物
猪肉 牛肉 鸡肉 羊肉 内脏 鱼 贝 卵 乳
53～60 50～70
3.影响化学反应速度
水分活度与化学反应的关系
AW＝0.7～0.9 食品变质受化学变化的影 响
在0.7～0.9这个水分活度范围内，食品的 一些重要化学反应，如脂类的氧化、美拉 德反应、维生素的分解等的反应速率都达 到最大，这时，食品变质受化学变化的影 响增大。
Aw＞0.9食品变质主要受微生物和酶作用 的影响
90%
0.98
水果
92%
0.97
干果
30～40%
0.75
动物性干货原料
5～10%
0.4～0.5
植物性干货原料
4%以下
0.3～0.5
B:根据拉乌尔定律（P＝P0X）：
AW＝ p p0
＝X＝ n 1
n1 n2
式中，X为溶液中溶剂的摩尔分数；n1为溶液中 溶剂的量；n2为溶液中溶质的量。
这说明烹饪原料的水分活度与其组成有关。
含水量的高低和水分的存在状态，不仅 对原料的品质（如新鲜度、硬度、脆度、 光滑度等）起着重要的作用，而且对原料 的营养价值和保藏能力有很大的影响,具 体情况可参见表2-1。
表2-1 自然含水量对烹饪原料的影响
对原料的影响
含水量多
含水量少
新鲜度
新鲜
萎蔫
硬度
强
弱
脆度
脆
软
光滑度
光滑
粗糙
营养价值
相对较高
相对较低
水分子的结构图
在四面体构型中水分子的氢键
（二）水的物理性质
相对分子质量
18.015
相变性质
熔点／℃
0.000 ℃
沸点／℃
100.000 ℃
熔化热(0℃)／(kJ／ mo1)
6.0Βιβλιοθήκη Baidu2kJ／mol
蒸发热(100E)／(kJ／ 40.63kJ／mo1 mo1)
升华热(0℃)／(kJ／mo1) 50.91kJ／mol
水的物性在烹饪加工中的意义
1.密度 4℃最大， 水结冰体积增大9％。 导致水果蔬菜或动物肌肉细胞组织
被破坏，解冻后会导致汁液流失、组 织溃烂、滋味改变
/
密 度 （ 克
立 方 厘 米 ）
0
4
温度（℃）
图2-4 不同温度下水的密度曲线图
2.沸点：
与压力有关：压力增大，沸点升高。 沸点：在水的饱和蒸气压达到外界压
二、水分活度的意义和应用
在一定的水分活度下，烹饪原料 及其产品不容易发生劣变；而在一定 的水分活度之上，烹饪原料及其产品 容易发生劣变。因此，为了使原料的 贮藏期相对较长，我们应当采取一定 的措施，来调节和控制烹饪过程中的 水分活度。
（一）水分活度的意义
1.能有效控制微生物的生长繁殖 重要的食物中毒菌生长的最低水分活
在烹饪原料中，生物体占有相当大的比重，而 水是生物体最基本的组成成分。
大多数生物体的含水量为60％～80％。
水在生物体中的分布是不均匀的：
动物：肌肉、脏器、血液中的含水量最高，为
70％～80％；
皮肤次之，为60％～70％；
骨骼的含水量最低，为12％～15％。
植物：不同品种之间，同种植物不同 的组织，器官之间，同种植物不同的 成熟度之间，在水分含量上都存在着 较大的差异。
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第二节 水分活度
一、水分活度的定义
含水量相同的烹饪原料，储藏期却有很大差异， 这是因为烹饪原料中的水存在状态不同，在烹 饪原料腐败变质中所起的作用亦截然不同。所 以说用烹饪原料的含水量作指标判断其安定性 并不可靠。在此情况下提出了水分活度的概念。
水分活度是这样一个指标，它可有效反映烹饪 原料中的水与各种化学、生物化学反应、微生 物生长发育的关系，反映烹饪原料的物性，从 而用来评价烹饪原料的安定性。
度在0.86～0.97之间，特别是致死率 高的肉毒杆菌的生长最低水分活度是 0.93～0.97，所以，真空包装的水产 和畜产加工制品，流通标准规定其水 分活度要在0.94以下。
表2-4 各种微生物生长最低的水分活度
多
微生 物
数
细 菌
多数 酵母
菌
多数 霉菌
多数 嗜盐 细菌
干性 耐渗透压 霉菌 酵母菌
（2）非极性化合物的溶解：非离子极性化合物 如糖(如蔗糖)、醇(如料酒)、醛、酸(如食醋)等 有机物亦可与水形成氢键溶于水中。
（3）高分子化合物的“溶解”：烹饪材料中的 大分子物质如淀粉、果胶、蛋白质、脂肪等也 能在适当的条件下分散在水中形成乳浊液或胶 体溶液，供加工各种烹饪食品，如利用淀粉进 行勾芡处理，用鱼或肉熬制各种浓汤。
水分 活度 0.91 0.88 0.80 0.75 0.61 0.62
2.影响酶的活性
当AW＜0.85时，导致烹饪原料败坏的 大部分酶失活，如酚氧化酶和过氧化 物酶、维生素C氧化酶、淀粉酶等。
然而，即使在0.1～0.3这样的低水分 活度下,脂肪氧化酶仍能保持较强活力。
此外酶反应速度与酶与食品间是否相 互接触有关。当酶和食品相互接触时， 反应速度较快；当相互隔离时，反应 速度较慢。
和蒸汽压要下降，所以，烹饪原料的Aw永远小
于1。
纯水：P＝P0 Aw＝1 溶液：P＜P0 Aw＜1
浓度越大，P越小，AW越小。
表2-4 不同烹饪原料的水分活度
原料名称
含水量
水分活度
鱼
70～80%
0.97
肉
70～80%
0.95
禽
70～80%
0.96
蛋
70～80%
0.97
海蛰
98%
0.98
新鲜蔬菜
74 58～70
72 67～81 72～86 73～75 87～89
蔬菜 野菜 蘑菇 豆类 (干) 薯类 香蕉 苹果 梨 草莓
含水量 食 物
85～97 面包
87～94 果酱
88～95 面粉
12～15 奶酪
60～80 蜂蜜
75
奶油
85
奶粉
85～90 稀奶油
90～95 油料种
子
含水量
35 28 8～12 37 2 16 4 53.6 3～4
其除去。 C:不易蒸发除去，沸点高于100℃
（1atm）。 D:不参与化学和生物化学反应，也不被微
生物利用。又称不可利用水。 E:不再具有溶剂的性质。
（4）结合水的作用
虽然烹饪原料中结合水的含量不高，但对 烹饪食品的质构、风味起着很大作用，尤 其是单分子层水膜的作用更大，当这部分 水被强行与食品分离时，食品的风味、质 量往往会发生很大改变。
《烹饪化学》第二章-水
学习目标：
1.了解食物中水的存在形式、结构和 性质
2.掌握水分活度的意义及其应用 3.掌握水分在烹饪过程中的变化及控
制
第二章 水
第一节 水的概述 第二节 水分活度 第三节 烹饪加工中水分的变
化及控制
第一节 水的概述
水是一切生命活动所必需的物质，没有 水就没有生命。水是人体中含量最多的成 分，约占人体的三分之二以上，在生物体 内具有重要的生理功能。
2.体相水
（1）体相水的种类 截留水
游离水
截留水：是指被物理作用截留在细胞、大 分子凝胶骨架中的水。
特点：即使烹饪原料有相当严重的机械损 伤，被截留的水也不会从中流出。
游离水：是指在烹饪原料中可以自由流动 的那部分水。
（2）体相水的含量
烹饪原料中的水绝大部分都属截留水。 牛乳及汤类中的大部分水属于游离水。
多层水：是指单分子水化膜外围绕亲水基 团形成的另外几层水，主要依靠水－水氢 键缔合在一起。
虽然多层水亲水基团的结合强度不如邻近 水，但由于它们与亲水物质靠得足够近， 以致于性质也大大不同于纯水的性质。
微毛细管水：是指存在于一些细胞中的微 毛细管水(毛细管半径小于0.1μm)， 由于 受微毛细管的物理限制作用，被强烈束缚， 也属于结合水的范畴。
（二）烹饪原料中水分的存在状态
水分在烹饪原料中存在两种不同的状态， 即：
结合水
体相水
1.结合水
（1）结合水的种类：
构成水 邻近水 多层水 微毛细管水
构成水是指与烹饪原料中其它亲水基 团结合最紧密的那部分水，并与非水 物质构成一个整体。
邻近水是指亲水物质的强亲水基团周 围缔合的单层水分子膜，它与非水成 分主要依靠水-离子、水-偶极强氢键 缔合作用结合在一起。
水具有大的相变热（汽化热、熔化热），潜热 大，有利的一面是在加工中可利用热蒸汽进行 杀菌及烹饪加工，不利的一面是在冷冻食品时 需要消耗大量能量才能达到目的。
4. 介电常数：
水的介电常数非常大(在20℃时为80.36)，所以水 具有很强的溶解能力。
（1）极性化合物的溶解：烹饪原材料中的盐、 味精及一些矿物质可以在水中以离子形式存在。
由于生鲜烹饪原料的毛细管半径大都在10～ 100μm之间，所以加工很容易造成其汁液的流失。
如经过冷冻处理的烹饪原料，特别是那些含水量 较高的原料，由于结冰后冰的体积较水增大，冰 晶会对烹饪原料产生一定的膨压，使组织受到一 定的破坏，解冻后组织不能复原，就容易造成汁 液的流失、烹饪原料的持水能力降低，直接影响 烹饪产品的质量。