食品生物化学与应用项目4水-任务4.1食品中的水
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食品中水分测定
食品中水分的测定
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
食品化学第章水
02
水的天然来源
地表水
河水
01
河水是地表水中最常见的一种，其化学组成和理化性质因地理
位置和气候条件而异。
湖水
02
湖水是一种静水体，通常由雨水、融雪水、地下水和河流的入
渗混合形成。
雨水
03
雨水是自然界水循环的重要环节，其化学组成和理化性质与大
气污染物的排放和气象条件密切相关。
地下水
地下水形成
地下水是由降雨和融雪水渗入地下，经过土壤和 岩层的过滤、储存和净化而形成的。
THANKS
感谢观看
保持食品的新鲜度和口感
水是食品加工过程中最常用的溶剂，能够溶解和传递物质，保持食品的口感和色泽。
参与生化反应
水是食品中许多生化反应的介质，如酶促反应、氧化还原反应和微生物发酵等。
防止食品腐败
水能使食品中的微生物保持活性，参与酶的激活和抑制，防止食品腐败变质。
食品中水分的测定和控制
干燥法
将食品样品烘干至恒重，通过测量 样品干燥前后的质量差计算水分含 量。
净化
去除水中的悬浮物、细菌、病毒、有机物等污染物，提高水质，保证食品安 全。
水的消毒和灭菌
消毒
使用化学或物理方法杀死水中的致病菌和微生物，预防食品污染。
灭菌
高温、高压或化学方法杀死水中的所有微生物，包括芽孢，以确保食品安全。
用于食品加工的水的质量要求
无色、无味
水应清澈透明，无色无味，以保证食品质 量和食品安全。
无有害物质
水应不含重金属、有机物、农药等有害物 质，以确保食品安全。
硬度适中
水的硬度应适中，不宜过高或过低。
酸碱度适中
水的酸碱度应适中，不宜过酸或过碱。
《食品中的水分》课件
01
食品中水分的概述
水在食品中的重要性
维持食品的质构和口感
调节温度和湿度
水是食品中重要的组成部分，对于维 持食品的质构、口感和外观具有重要 作用。
水可以调节食品的温度和湿度，对于 食品的保鲜和储存具有重要意义。
参与生化反应
水是食品中生化反应的重要介质，参 与食品中多种酶促反应和非酶促反应 。
水在食品中的存在形式
水分的分布与状态
水分分布
食品中的水分可以分布在不同的区域内，如细胞内、细胞间 隙、组织内部等。水分的分布情况取决于食品的种类、加工 方法和存储条件等。
水分状态
食品中的水分可以以结合水、不易流动水和自由水三种状态 存在。这三种状态的水分对食品的品质和加工性能都有不同 的影响。了解水分状态有助于更好地控制食品的品质和加工 过程。
02 03
水分含量标准
不同食品的国家标准或行业标准中，对水分含量都有明确的规定。例如 ，新鲜水果的水分含量一般在80%~90%之间，而干燥食品的水分含量 则很低，一般在5%~20%之间。
水分含量测定方法
常用的测定食品中水分含量的方法有烘干法、蒸馏法、卡尔·费休法等 。这些方法各有优缺点，适用于不同种类的食品。
水分的迁移与扩散
水分迁移
在食品加工和存储过程中，水分可能会发生迁移，从一个区域或组织转移到另一个区域或组织。例如，在冻结和 冷藏过程中，水分可能会从细胞内向细胞外迁移。了解水分迁移的规律有助于控制食品的加工和存储过程。
水分扩散
水分扩散是指水分在浓度梯度的作用下，从高浓度区域向低浓度区域移动的现象。在食品加工和存储过程中，水 分扩散可能会影响食品的品质和保存性。例如，在面包的烘烤过程中，水分会从面包内部扩散到表面，影响面包 的口感和外观。了解水分扩散的规律有助于更好地控制食品的加工和存储过程。
食品生物化学--水
7.新陈代谢与水在人体内的代谢
❖ 新陈代谢的定义： 新陈代谢就是生物体与外界环境之间物质和
能量的交换以及生物体内物质和能量的转变过程。
包括合成代谢（同化作用）和分解代谢（异 化作用）。
自养型
需氧型
同化作用
异化作用
异养型
厌养型
同化作用和异化作用不间断进行着，共同组成了生物体组织 和能量新旧更替的过程，即新陈代谢。
皮肤
500
代谢水
300
粪便
150
肾
1 500
总计
2 500
2 500
正常需水量 2 500ml；最低需水量 1 200ml。 正常尿量 1 500ml；最低尿量 500ml。
29
21
(二)水分活度与酶促反应的关系
❖ 水分在酶反应中起着溶解基质和增加基质流动性 等的作用，食品中水分活度极低时，酶反应几乎 停止，或者反应极慢。
❖ 一般水分活度在0.3以下， 淀粉酶、酚氧化酶、 过氧化酶失活，只有脂肪酶在0.1—0.5时仍能保 持活力
22
(三)水分活度与生物化学反应的关系
23
Aw=ERH/100
ERH--物料既不吸湿也不 散湿时的大气（空气）相对湿度。
7
❖水分活度的大小：
纯水Aw＝1，溶液Aw﹤1，结合水↑ Aw↓ a.水分活度反映了食品中的水分存在形式和被微 生物利用的程度。 b.水分活度是食品的内在性质，它决定于食品的 内部结构和组成。 如：叶菜与根菜的结合水比例是不同的。
重点难点： ➢ 水分活度的概念及其与食品稳定性的关系。
2
食 品 中 水 分 的 表 示 方 法
3
食品含水量（或水分含量）
❖ 食品含水量是指温度、湿度一定时，与外界环境处 于处于平衡状态时食品的总含水量（结合水与自由 水的总和），它与食品腐败性之间存在着一定的关 系。
专业基础知识——食品化学和食品生物化学
食品专业考试大纲掌握：在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如的运用并分析解决实际问题；熟悉：能说明其要点，解决实际问题；了解：概略知道其原理及应用范畴。
第一部分专业基础知识一、食品化学和食品生物化学（一）水1、熟悉水的结构特征；水在食品中的存在形式。
食品中含的水有二种存在形式，一种是与普通水一样能自由流动的水，称为自由水或游离水。
另一种是与食品中蛋白质、碳水化合物等以氢键结合而不能自由运动的结合水。
结合水（束缚水、固定水）：1）化合水；2）邻近水；3）多层水自由水（体相水）：1）滞化水；2）毛细管水结合水与自由水的性质差异结合水与自由水的不同：不易蒸发；不易冻结(-40˚C)；不能作为溶剂；不能为微生物所利用自由水则具有上述的各种能力。
食品的含水量，是指其中自由水与结合水的总和。
2、掌握水分活度；水分活度对食品加工的影响。
水分活度(water activity，Aw)：即某含水体系中的水蒸汽压p和相同温度下纯水蒸汽压p0的比值。
Aw = p/p0Aw反映了水与各种非水成分缔合的强度，能够更可靠地预测食品的稳定性、安全和其他性质。
它是微生物生长、酶活性和化学反应与水分之间相关性的最佳表达方式。
水分活度的测定：可以采用冰点降低法、相对湿度传感器法和恒定相对湿度平衡室法。
通常用水分活度计测定。
水分活度与食品稳定性：（1）水分活度与微生物活动的关系各种微生物的活动都有一定的A W阈值（最低值）如：细菌≥0.90 酵母≥0.88 霉菌≥0.80（2）水分活度与食品化学变化的关系对淀粉老化的影响：对脂肪氧化酸败的影响，脂类氧化速度在A W值极低时保持较高，随着A W值增加而降低，直到A W值接近MSI的区域Ⅰ和Ⅱ的边界。
进一步加水氧化速度又增加，直到A W值接近MSI的区域Ⅱ和Ⅲ的边界。
再进一步加水引起氧化速度有一定程度的降低；对蛋白质变性的影响：对酶促褐变的影响：酶促反应在A W值很低时速度也很慢，但A W高于0.35后，随A W继续提高，酶促反应速度迅速提高；对非酶褐变的影响，美拉德反应和维生素B1分解的速度都是在A W值达到中等至较高时呈现最高对水溶性色素的影响：（3）A W对干燥和半干燥食品的质构也有影响如果想要保持饼干、爆米花以及油炸土豆片的脆性，避免粒状糖粉及速溶咖啡的结块，防止硬糖的发粘等，或需要使产品具有相当低的水分活度。
第二章 食品中的水分ppt课件
叠构象中，氯原子和氢原
子之间相距最远，相互间
顺叠
反叠
的排斥力最小，内能最低
1，2－二氯乙烷的构象
是该分子最稳定的构象。
一种构象改变为另一种构象时，共价键是不断裂的。
可编辑课件PPT
5
二、水和冰的结构及其物理性质
1、水的结构
（1）单个水分子的结构
H-O键为104.5 ，比正四面 体(109 28 ）要小。
7
补充知识点2：极性分子
从整个分子来看，分子中正负电荷 的中心不重合，电荷的分布不均匀、 不对称，这样的分子为极性分子。
思考题：水、乙醇、煤油都是极性 分子，它们能相溶吗？
原因：水和乙醇分子间能形成氢键；乙醇和煤油分子 中含有烷基；水与煤油的分子结构没有相似的地方。
[注意]在考虑物质溶解性的时候，不能将相似相溶这 一规律简单的理解为溶质和溶剂的极性，还应考虑 它们的分子结构和分子间作用力等问题。
合
由细胞间隙或食品结构组织中的毛细管力所阻留的水 毛细管水 特点：物理与化学性质与滞化水相同
以游离态存在的水 自由流动水 特点：可以正常结冰，可作溶剂，可被微生物利用
构成水 与非水物质结合最紧密的水 特点：是非水物质必要的组分，在-40℃不结冰， 无溶剂能力，不能被微生物所利用 在非水物质外围，与非水物质通过强氢键缔合在一起的水
可编辑课件PPT
一个水分 子可以缔 合其他四 个水分子
16
冰的基础平面图
冰是由两个高度略微不同的平面构成的结合体
(a)是沿c轴方向观察到的六方形结构 (b)是基础平面的立体图 （圆圈代表水分子的氧原子，空心和实心圆圈分别表示上层和下层
的氧原子）
可编辑课件PPT
17
食品生物化学和应用项目4水-任务4.2水分活度
22
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
例如奶粉干燥冷却后，应及时包装，防止引起 水分活度的剧烈变化。
23
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
如果一个包装袋中同时存放几种不同成分的食品， 各种物料要求的Aw不一致，为了防止水分迁移导致某些 成分劣变，不能简单地将各种成分混合包装在一起，而 是各自分装后再合在一起。
24
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
月饼包装中加入是什么物质呢？ 脱氧剂 oxygen absorber
该除氧剂可与空气中的氧气反应，而放出大量的热。使用时不
要将除氧剂大量地重叠在一起。因此，打开包装袋后应立即使
用。已开袋未使用的除氧剂应及时排出袋内空气后密封待用。
25
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
因此，干制食品吸潮后（水分活度提高），容 易出现发霉现象。
16
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
霉变小麦
微生物产生毒素时所需的AW阈值则高于生长时所需的AW数值，如黄曲霉生长时所需的AW阈值为 0同.7时8~降0.低80收，入而。产生毒素时要求的AW阈值为0.83。但是大米等也不能过度低水分，大米容易爆腰，17
鲜黄花菜
干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水。玉米采收后要及时晾晒，否则容易发霉，产生 黄曲霉毒素，有致癌性。干制后，微生物就长期地处于高职系列教材
不同的微生物生长都有其适宜的水分活度范围， 其中细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌 的敏感性最差。
有一粉末物品需在冰箱冷藏层保存。 一段时间后，需要取出使用，但需要减少 吸湿，你会如何做呢？
26
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
放入干燥器中回温至室温。
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
例如奶粉干燥冷却后，应及时包装，防止引起 水分活度的剧烈变化。
23
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如果一个包装袋中同时存放几种不同成分的食品， 各种物料要求的Aw不一致，为了防止水分迁移导致某些 成分劣变，不能简单地将各种成分混合包装在一起，而 是各自分装后再合在一起。
24
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月饼包装中加入是什么物质呢？ 脱氧剂 oxygen absorber
该除氧剂可与空气中的氧气反应，而放出大量的热。使用时不
要将除氧剂大量地重叠在一起。因此，打开包装袋后应立即使
用。已开袋未使用的除氧剂应及时排出袋内空气后密封待用。
25
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因此，干制食品吸潮后（水分活度提高），容 易出现发霉现象。
16
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霉变小麦
微生物产生毒素时所需的AW阈值则高于生长时所需的AW数值，如黄曲霉生长时所需的AW阈值为 0同.7时8~降0.低80收，入而。产生毒素时要求的AW阈值为0.83。但是大米等也不能过度低水分，大米容易爆腰，17
鲜黄花菜
干制过程中，食品及其所污染的微生物均同时脱水。玉米采收后要及时晾晒，否则容易发霉，产生 黄曲霉毒素，有致癌性。干制后，微生物就长期地处于高职系列教材
不同的微生物生长都有其适宜的水分活度范围， 其中细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌 的敏感性最差。
有一粉末物品需在冰箱冷藏层保存。 一段时间后，需要取出使用，但需要减少 吸湿，你会如何做呢？
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放入干燥器中回温至室温。
食品生物化学 第2章 食品中的水与矿物质
2.1.5 水对食品品质的影响
2.1.5.1 水对食品“嫩”的影响
水是食品及其原料鲜嫩的重要标志。如蔬菜、水果、鲜 肉等。 要使产品“嫩”，应设法保持原料的水分。 加工中为了保持原料中的水分，需要根据不同的原料选 择合适的方法。
如年老肌肉组织含水量少，采用小火较长时间加热；年 幼的畜禽肉含水量高，采用急火短时间加热。
水密度低，黏度小。 水的热导率较大，而冰的热导率却是水同温度下的4 倍，冰的热扩散速度是水的9倍。 密度比冰大： 质量相同：V冰>V水→冷冻工艺机械损伤 溶解能力强，可溶解电解质、蛋白质等溶液： 离子型化合物→介电常数大 非离子型化合物→氢键 脂肪、蛋白→乳浊液/胶体溶液
课堂讨论：
冻结与解冻过程，何者快些？
指位于第一层剩余位置的水和邻近水的外层形成 的几个层的水（即围绕非水组分亲水基团形成的另外 几层水的水）。 主要是以水—水、水—溶质形成氢键。 大多数多层水在-40℃不结冰，其余可结冰，但 冰点大大降低。 有一定溶解溶质的能力 与纯水比较分子平均运动大大降低 不能被微生物利用
2.1.4 食品中水存在的状态
第2章 食品中的水与矿物质
§2.1食品中水的存在方式及其对食品品质的影响
2.1.1 水的作用
水是构成生物体的主要成分。一般生物体内的水分含量为 70%~80%。是维持生命活动、调节机体代谢的重要物质。
①水作为生物化学反应的介质和反应物，促使人体内生物 化学反应顺利进行； ②水是一种溶剂，作为体内营养素运输、吸收及代谢物转 运的载体，促进营养素的消化、吸收、代谢和排泄； ③水能调节体温恒定； ④水是天然的润滑剂，可减少关节和体内脏器之间的摩擦， 减少机械损伤； ⑤水是优良的增塑剂，是生物大分子聚合物构象的稳定剂， 是包括酶催化剂在内的大分子动力学行为的促进剂。
2、食品生物化学第一章--(1)水分
Aw范围 0.750.80
在此Aw范围内所能 在此Aw范围内食品 抑制的微生物 大多数嗜盐细菌、 果酱、杏仁酥糖、糖渍水果 产真菌毒素的曲霉
0.650.75
0.600.65 0.50 0.40 0.30 0.20
嗜干霉菌、二孢酵 母
耐渗透压酵母 微生物不增殖 微生物不增殖 微生物不增殖 微生物不增殖
相当低的Aw。另外，饼干、爆米花等市售的各种脆性食
品，必须在较低的Aw时才能保持酥脆。
（2）水分活度对微生物生长繁殖的影响
• 食品中各种微生物的生长繁殖，主要是由其水分活度而不是由其总 含水量所决定的。不同的微生物生长都有其事宜的水分活度范围，
其中细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。
细胞间液增多，机体出现水肿。
（3）人体内水的代谢平衡
• 人体内的液体是一种溶解有多种无机盐和有机物的水溶 液，被称为“体液”。在正常情况下，人体内的体液处 于相对稳定状态，即平衡状态。即摄入的水与排出的水 基本相等。
液态食物（饮用水等），约1200mL
• 体内水分来源
固态食物，约1000mL
有机物在体内氧化产生的水（代谢水）， 约300mL
（2）水在细胞间液与血浆之间的交换
• 在机体内，虽然细胞间液与血浆之间相隔着一层毛
细管壁，但是水与小分子化合物的通过都不受影响。
一般地，水在毛细血管动脉端渗出血管，在毛细血
管静脉端返回血管。水的渗出和回收主要由血压和
血浆胶体渗透压决定。当静脉压升高或血浆胶体渗
透压降低时，将发生细胞间液回流障碍，从而导致
• 水分活度对干燥和半干燥食品的品质有较大的影响。当 Aw从0.2增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度 及黏性增加。控制Aw在0.35-0.5可保持干燥食品的理想 品质。Aw在0.4-0.5时，肉干的硬度及耐嚼性最大；Aw
食品化学——水
（二）绘制
等温吸湿曲线的绘制
高水分食品等温吸湿曲线
低水分食品等温吸湿曲线
（三）形状
等温吸湿曲线的形状
大多数食品的MSI 是S形。 水果、糖果和咖 啡提取物含有大量 糖和其他可溶性小 分子，而聚合物的 含量不高，呈J形。
（四）分区
Ⅰ区：Aw＝0-0.25
含水量：0-0.07gH2O/g干物 质，0-7％。
＋
H2 O
－
＋
－
H2O
…＋
H2O
－… ＋
H2O
－
静电相互作用 氢键
液态水的缔合结构
三维氢键： 氢键给体＝ 氢键受体
氢键数目最多
水的性质异常
液态水的缔合结构
液态水的结构模型 混合式模型 连续式模型 填隙式模型
(三) 固态水-冰
固态水的缔合结构
冰为晶体结构, 冰的基本结构单元是晶胞。
晶胞含４个水分子
(三) 测定方法 1 2 3 4
水分活度的测定方法
水分活度仪 扩散方法（恒定相对湿度平衡室法） 相对湿度传感器测定法 n2（溶质的摩尔数） 冰点降低法 =G×△Tt/1000Kt
G：溶剂的克数 △Tt：冰点降低 Kt：水的摩尔冰 点降低常数1.86
（四）Aw与非水组分及温度的关系 克劳休斯－克拉贝龙方程：
㏑Aw=-K△H/RT 样品一定和温度变化范围较 K=T-T′/ T′ 窄的情况下，Ｋ可看为常数 T:样品的绝对温度 T′:纯水蒸汽压＝样品蒸汽压时的温度 R:气体常数 H:纯水的摩尔蒸发热
Aw 与 非 水 组 分 及 温 度 的 关 系
T不变
含水量 非水组分
Aw
含水量不变
Ｔ↑
Aw↑
冰点以上，Aw决定因 素是温度和非水组分。 并主要受非水组分 （食品组成）影响。
食品化学—水及碳水化合物
间把食品中水完全结晶的温度叫做低共熔点 ，大多数食物低共熔点在零下55°现代食品更提倡速冻 (速冻形成冰晶细小 ，呈针状 ，冻结时间短且微生物受限制更食品中的含水量=结合水+自由水预示食品的安全性以及稳定性水的缔合概念：碳水化合物也称糖类 ，是由C 、H 、O 三种元素组成 ，是多羟基醛或多羟基酮的称为左旋糖 ，反之则称为右旋糖。
单糖分子刚溶于水旋光度会发生变化 ，单糖分子发生构象转变导致。
如葡萄糖发生 种类和浓度 ，时间和温度等)单糖分子的烯醇化不止发生在1、2位 ，随着减浓度的增高 ，糖的烯醇化可以不断进 行下去。
还可以生成2,3-烯二醇、3,4-烯二醇。
可被还原剂还原成糖醇。
蔗糖不存在相应的基团 ，不具有氧化的还原性。
低聚糖的卤代反应 ，尤其是蔗糖的卤代反应 ，是从天然甜味剂合成高甜度的甜味剂 反应总体过程：经历亲核加成、分子内重排、脱水、环化等步骤羰氨缩合；单糖类可以和含伯氨基类物质 (氨基酸) 发生羰氨缩合得到希夫碱 ，希 利用前面两个途径的性质：纤维素稳定 ，在一般的食品加工条件下不被破坏温、高压的稀硫酸溶液中 ，纤维素可被水解为β下水解成葡萄糖。
菌类、软体动物含有纤维素分解酶糖并利用它们。
纤维素稳定 ，哺乳动物没有纤维素分解酶由于淀粉螺旋状结构的中空穴部分恰好能容纳碘分子 ，二者之间借助于范德华力形 成一种淀粉-碘的复合物的缘故 ，颜色则与淀粉糖苷链的长度有关。
当链长小于6个葡萄糖基时 ，不能形成一个螺旋圈 ，不能呈色。
当平均长度为20个葡萄糖基时呈红 色。
大于60个葡萄糖基时呈蓝色。
，结晶区主要为支链淀粉天然状态的淀粉颗粒没有膜 ，表面简单地由紧脱去胺基重排形成还原酮 (脱胺重排)旋光性。
食品生物化学第一章水
（a）水
（b）食品
水分活度的意义
❖ ❖ ❖
1、水分活度表示食品中的水分可以被微生物利用的程度，大多数新鲜食品的水分活度在0.95—1之间； 2、对于纯水来说，p和p0相等，故水分活度为1； 3、食品中结合水含量越高，水分活度越低；
❖ 4、一般来说，食品中的水分活度越大，水分含量越多。
食品中水分活度与食品水分含量的关系
2、表中每一个水分活度区间的下限为相应微生物正常生长的水分活度阈值，即在此水分活度以下，该类微 生物不能正常生长；
3、微生物需要的最低水分活度：大多数细菌为0.99～0.94>大多数霉菌为0.94～0.80 >大多数耐盐细菌为 0.75 >耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.65～0.60。低于0.60绝大多数微生物无法生长；
用Aw比用水分含量能更好的反应食品的稳定性。究其原因与下列因素有关： 1、Aw对微生物生长有更为密切的关系。 2、Aw与引起食品品质下降的诸多化学反应、酶促反应及质构变化有高度的相关性。 3、用Aw比用水分含量更清楚地表示水分在不同区域移动情况。 4、另外，Aw比水分含量易测，且又不破坏试样。
（三）水分活度与食品的稳定性
❖ 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。
❖ 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％。
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Q1：猪肉和鸡肉哪个的含水量高？
二、食品中水分状态与分类
1、食品中水分状态 （1）游离态 相对自由地存在 （2）水合态 不能自由移动的水 （3）凝胶态 不能自由流动的水 （4）表面吸附态
食品中的水
II 区 ： aw=0.25~0.80 ， 水 分 含 量 为 0.07~0.32g/g干物质，该部分水实际上是多 层水，他们将起到膨润和部分溶解的作用，会 加速化学反应的速度。
III 区：aw=0.80~0.99，水分含量大于 0.40g/g干物质，起到溶解和稀释作用，冻结 时可以结冰。
二、等温吸湿线形状
冰点以上及以下时，样品的水分活度与温度的关系
三、食品在冻结点上下水分活度的比较
冰点以上，食物的水分活度是食物组成和食品温度的函 数，并且主要与食品的组成有关；而在冰点以下，水分 活度与食物的组成没有关系，而仅与食物的温度有关；
冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关 系不同；
不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上 的水分活度，同样，也不能用食物冰点以上的水分活度 来预测食物冰点以下的水分活度。
Na+
Cl-
➢ 水与氢键型基团的相互作用
木瓜蛋白酶中的一个三分子水桥
➢ 水与非极性基团的相互作用
二、水在食品中的存在状态
食品 中水 的存 在形 式
结合水
构成水
定义：与非水物质呈紧密结合状态的水 特点：非水物质必要的组分，-40度部结冰，
无溶剂能力，不能被微生物利用； 单分子层
定义：处于非水物质外围，与非水物质
➢ lnaw和1/T两者间有良好的线性关系，且对温 度的相依性是含水量的函数。
天然马铃薯淀粉的水分活度与温度的Clausius-Clapeyron关系
➢冰点以下水分活度与温度的关系
在冰点以下lnaw随1/T的变化率明显加大，并 且不再受样品中的非水物质影响
在冰点以下样品的蒸汽分压等于相同温度下冰 的蒸汽压，p0采用过冷纯水的蒸汽压，即 aw=P0（ice）/P0（scw）
III 区：aw=0.80~0.99，水分含量大于 0.40g/g干物质，起到溶解和稀释作用，冻结 时可以结冰。
二、等温吸湿线形状
冰点以上及以下时，样品的水分活度与温度的关系
三、食品在冻结点上下水分活度的比较
冰点以上，食物的水分活度是食物组成和食品温度的函 数，并且主要与食品的组成有关；而在冰点以下，水分 活度与食物的组成没有关系，而仅与食物的温度有关；
冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关 系不同；
不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上 的水分活度，同样，也不能用食物冰点以上的水分活度 来预测食物冰点以下的水分活度。
Na+
Cl-
➢ 水与氢键型基团的相互作用
木瓜蛋白酶中的一个三分子水桥
➢ 水与非极性基团的相互作用
二、水在食品中的存在状态
食品 中水 的存 在形 式
结合水
构成水
定义：与非水物质呈紧密结合状态的水 特点：非水物质必要的组分，-40度部结冰，
无溶剂能力，不能被微生物利用； 单分子层
定义：处于非水物质外围，与非水物质
➢ lnaw和1/T两者间有良好的线性关系，且对温 度的相依性是含水量的函数。
天然马铃薯淀粉的水分活度与温度的Clausius-Clapeyron关系
➢冰点以下水分活度与温度的关系
在冰点以下lnaw随1/T的变化率明显加大，并 且不再受样品中的非水物质影响
在冰点以下样品的蒸汽分压等于相同温度下冰 的蒸汽压，p0采用过冷纯水的蒸汽压，即 aw=P0（ice）/P0（scw）
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27
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
④结合水比自由水难蒸发去除。
28
例 如 一 块 重 100g 的 动 物 肌 肉 组 织 中 ， 总 水 分 含量为70~75g，含蛋白质20g，除去近10g结合水外， 还有60~65g自由水。
O
H
H
O
H
HO
H
H 20
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
1）结合水 在食品中，大部分的结合水是和蛋白质、糖类
（淀粉、纤维素、果胶等）等相结合的。 结合水可分为化合水、单分子层结合水和多分
普通的营养素却被人们忽略那就是水。提问：初中课本的鸟如何从瓶中吸到水的？
4
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材 5
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
4.1.1水的性质
6
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水的物理常数，见表4-1。
7
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当水结冰时，密度减小，体积增大，在选择速冻食 品包装材料时，应特别注意。
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
食品生物化学与应用项目4水-任务4.1 食品中的水
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任务4.1食品中的水
2
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没有水就没有生命！
3
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
谈到营养，你们马上会想到什么？是蛋白质、脂肪、糖类等一大堆的物质吗？但是一个最常见、最
18
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【思考】许多食品中都含有大量水分，但在切 开时一般都不会大量流失，为什么呢？
19
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4.1.3食品中水分的分类
食品中由氢键结合力系着的水称为结合水（也 称束缚水），而由非氢键结合力（如毛细管力）系 着的水称为自由水（也称游离水）。
14
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油桃失水后
桃子性温，味
甘酸，能消暑
止渴，清热润
肺，有“肺之
果”之称，适
宜肺病患者食
用。
15
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范例： 人体的相对水分含量随年龄增长而减少： 两个月的胎儿身体中含水量高达97%， 而新生儿体内的含水量减至74%， 成年人体重的58%-67%是水。
子层结合水。
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2）自由水 自由水可分为三类：滞化水、毛细管水和自由
流动水。
22
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4.1.4结合水、自由水的特点 ①与纯水相比，结合水的冰点大为降低，甚至
在-40℃不结冰；自由水易结冰，冰点略微比纯水低 （食品中糖类、盐类等具有降低冰点作用）。
干种子
萌发状态种子
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③结合水不能被微生物利用；自由水易被微生 物利用。
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自由水的含量直接关系食品的储藏和腐败。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。 水的密度较低，水在冻结时体积增加，表现出异常的 膨胀行为，这会使得含水的食品在冻结的过程中其组 织结构遭到破坏。食品干制就是除去自由水，从而抑 制微生物繁殖。
例如冷冻猪肉在解冻中会出现血水（汁液流失 现象）
23
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②结合水不能作为溶剂；自由水可以作为溶剂。 例如稻谷水分含量超过14.5%时，呼吸强度会骤 然增加，释放出热量和水分（若将手插进潮湿的稻 谷中会感觉到热），并导致粮食霉变。
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不同的生长发育阶段，体内的含水量也不相同。这是书本上很好玩的地方，特别介绍下。
16
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衰老细胞内的水分减少，细胞萎缩，所以老人皮肤会出现皱纹。
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在许多食品标准中，水分含量都是一个重要的 指标。
例如酱油酿造企业会对原料进行水分含量测定， 若其不符合企业标准要求，则会要求原料供应商退 货或折价处理。
12
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高等植物60-80%
鱼类67-81%
黑木耳干制后很轻，而浸水后，明显变重。大
家应该有这种生活体验。如蔬菜含水分85-97%、
水果80-90%、鱼类67-81%、蛋类73-75%、乳类
87-89%、猪肉43-59%。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、
真空浓缩
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3）溶解性 水是食品加工中重要的溶剂。
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4.1.2食品的水分含量
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水母含水量可达97％
提问：这是什么生物呢？大家有没有吃过海蜇丝，凉拌海蜇丝。就是用海蜇皮加工而成的， 而海蜇就是一种可食用水母。
形特征。葡萄晒干后含水量降低，就成为葡萄
干了。
13
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刚采摘的果蔬含水量多，显得鲜嫩，而一旦失去 水分，它们就会枯萎、皱缩且失重，表面显得干瘪，失 去新鲜饱满的外观。
饱满是植物细贩经常给蔬菜浇水？ 蔫的菜无人问津。饱满是植物细胞充水后的刚性表象，是决定果蔬质构的最重要因素。（失重率）
此外，瓶装的啤酒、饮料不宜冷冻保藏，否则内容 物结冰后，体积膨胀而使容器破裂。
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2）沸点 在大气压为101.3kPa时，水的沸点为100℃。水
的沸点随压力的增大而升高；在减压的情况下，水 的沸点降低，如压力降低到2.33kpa时，水在20℃即 可沸腾。
在食品生产中利用高压获得较高的蒸汽温度
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④结合水比自由水难蒸发去除。
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例 如 一 块 重 100g 的 动 物 肌 肉 组 织 中 ， 总 水 分 含量为70~75g，含蛋白质20g，除去近10g结合水外， 还有60~65g自由水。
O
H
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O
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HO
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H 20
食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
1）结合水 在食品中，大部分的结合水是和蛋白质、糖类
（淀粉、纤维素、果胶等）等相结合的。 结合水可分为化合水、单分子层结合水和多分
普通的营养素却被人们忽略那就是水。提问：初中课本的鸟如何从瓶中吸到水的？
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
4.1.1水的性质
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水的物理常数，见表4-1。
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当水结冰时，密度减小，体积增大，在选择速冻食 品包装材料时，应特别注意。
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食品生物化学与应用项目4水-任务4.1 食品中的水
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任务4.1食品中的水
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没有水就没有生命！
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谈到营养，你们马上会想到什么？是蛋白质、脂肪、糖类等一大堆的物质吗？但是一个最常见、最
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【思考】许多食品中都含有大量水分，但在切 开时一般都不会大量流失，为什么呢？
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
4.1.3食品中水分的分类
食品中由氢键结合力系着的水称为结合水（也 称束缚水），而由非氢键结合力（如毛细管力）系 着的水称为自由水（也称游离水）。
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
油桃失水后
桃子性温，味
甘酸，能消暑
止渴，清热润
肺，有“肺之
果”之称，适
宜肺病患者食
用。
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
范例： 人体的相对水分含量随年龄增长而减少： 两个月的胎儿身体中含水量高达97%， 而新生儿体内的含水量减至74%， 成年人体重的58%-67%是水。
子层结合水。
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2）自由水 自由水可分为三类：滞化水、毛细管水和自由
流动水。
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4.1.4结合水、自由水的特点 ①与纯水相比，结合水的冰点大为降低，甚至
在-40℃不结冰；自由水易结冰，冰点略微比纯水低 （食品中糖类、盐类等具有降低冰点作用）。
干种子
萌发状态种子
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③结合水不能被微生物利用；自由水易被微生 物利用。
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
自由水的含量直接关系食品的储藏和腐败。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。 水的密度较低，水在冻结时体积增加，表现出异常的 膨胀行为，这会使得含水的食品在冻结的过程中其组 织结构遭到破坏。食品干制就是除去自由水，从而抑 制微生物繁殖。
例如冷冻猪肉在解冻中会出现血水（汁液流失 现象）
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②结合水不能作为溶剂；自由水可以作为溶剂。 例如稻谷水分含量超过14.5%时，呼吸强度会骤 然增加，释放出热量和水分（若将手插进潮湿的稻 谷中会感觉到热），并导致粮食霉变。
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不同的生长发育阶段，体内的含水量也不相同。这是书本上很好玩的地方，特别介绍下。
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衰老细胞内的水分减少，细胞萎缩，所以老人皮肤会出现皱纹。
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在许多食品标准中，水分含量都是一个重要的 指标。
例如酱油酿造企业会对原料进行水分含量测定， 若其不符合企业标准要求，则会要求原料供应商退 货或折价处理。
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高等植物60-80%
鱼类67-81%
黑木耳干制后很轻，而浸水后，明显变重。大
家应该有这种生活体验。如蔬菜含水分85-97%、
水果80-90%、鱼类67-81%、蛋类73-75%、乳类
87-89%、猪肉43-59%。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、
真空浓缩
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3）溶解性 水是食品加工中重要的溶剂。
10
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4.1.2食品的水分含量
11
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水母含水量可达97％
提问：这是什么生物呢？大家有没有吃过海蜇丝，凉拌海蜇丝。就是用海蜇皮加工而成的， 而海蜇就是一种可食用水母。
形特征。葡萄晒干后含水量降低，就成为葡萄
干了。
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食品生物化学与应用-食品专业高职系列教材
刚采摘的果蔬含水量多，显得鲜嫩，而一旦失去 水分，它们就会枯萎、皱缩且失重，表面显得干瘪，失 去新鲜饱满的外观。
饱满是植物细贩经常给蔬菜浇水？ 蔫的菜无人问津。饱满是植物细胞充水后的刚性表象，是决定果蔬质构的最重要因素。（失重率）
此外，瓶装的啤酒、饮料不宜冷冻保藏，否则内容 物结冰后，体积膨胀而使容器破裂。
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2）沸点 在大气压为101.3kPa时，水的沸点为100℃。水
的沸点随压力的增大而升高；在减压的情况下，水 的沸点降低，如压力降低到2.33kpa时，水在20℃即 可沸腾。
在食品生产中利用高压获得较高的蒸汽温度