食品化学 第三章 食品中的水和冰 第二节食品中水的存在状态
食品化学 第二章 水PPT课件
应用aw =ERH%时 必须注意:
① aw 是样品的内在品质,而ERH是 与样品中的水பைடு நூலகம்气平衡是大气性质
②仅当食品与其环境达到平衡时才 能应用
A
B
第二章 水
11
C
第二章 水
12
D
第二章 水
13
3、水与非极性物质的相互作用
（1）疏水相互作用
疏水水合(Hydrophobic hydration)：当水与非极性 物质混合显然是一热力学不利过程（△G>0）。由于非极 性物质与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子 之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程成为疏水水合。
从左图可以看出，每个 水分子能够缔合另外4个水 分子（配位数为4），即1， 2，3和W'，形成四面体结构 。
第二章 水
5
2、水的结构
纯水是具有一定结构的液体。液体水的结构与冰的结构的区别在于 它们的配位数和二水分子之间的距离（下表） 。
水与冰结构中水分子之间的配位数和距离
应注意的是：其一，液体水的结构是不稳定的，并不单纯的 由氢键构成的四面体形状。通过“H-桥”的作用，水分可形成短 暂存在的多边形结构；其二，水分子中氢键可被溶于其中的盐及 具有亲水/疏水基团分子破坏。
2、自由水
（1）、滞化水 （2）、毛细管水 （3）、自由流动水
第二章 水
19
食品中不同状态水的性质比较
第二章 水
20
第三节、水分活度
一、水分活度的定义
1、食品的 平衡水分
定义：当食品内部的水蒸 气压与外界空气的水蒸气 压在一定温度和湿度下达 成平衡时，食品的含水量 保持一定的数值。
干基表示：水分占食品干 物质质量的百分数。
食品化学_水分
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。
食品化学思考题
食品化学复习题第二章水1.水具有哪些异常的物理性质？并从理论上加以解释。
答：水异常的物理性质：高熔点，高沸点；介电常数大；表面张力高；热熔和相转变热焓高；密度低，凝固时有异常的膨胀率；粘度正常。
因为水分子中O—H键有极性，存在偶极矩，产生分子间吸引力，同时分子之间形成氢键，并形成氢键网络结构，而且分子之间存在缔合作用，大大增加水的稳定性，因此要破坏这一稳定性结构，需要异常大的能量。
2.什么是吸附等温线？各区有何特点？答：一定温度下，食品的含水量（用每单位干物质中的含水量表示）与其水分活度的图，称为水分吸附等温线。
区Ⅰ由构成水和邻近水构成，最强烈的吸附，最少流动，不能作为溶剂，可看作固体的一部分，是总水量的极小部分。
区Ⅱ是多层水，水分子通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合流动性比体相水稍差，导致固体基质的初步膨胀和区Ⅰ水共占总水量的5%以下。
区Ⅲ的水为体相水，是被截留的或自由的，宏观运动受阻，性质与稀盐溶液中的水类似，占总水分的95%以上。
BET单层相当于一个干制品能呈现最高稳定性时含有的最大水分含量。
3.水分活度对食品稳定性有哪些影响？答：同类食品由于组成，新鲜度和其它因素而使a w有差异，而食品中的脂类自动氧化，非酶褐变，微生物生长，酶的反应等都与a w有很大关系。
当a w小于0.2时，除了氧化反应外，其它反应处于最小值；当a w在0.2~0.3时，反应为最小的反应速率；当a w为0.7~0.9时，中等水分时，麦拉德褐变反应，脂类氧化，维生素B1降解，叶绿素损失，微生物繁殖和酶反应均显示出最大速率。
但对中等水分和高水分食品，一般随着水活性的增加，反应速度反而降低。
4.水与溶质间的相互作用有哪几种类型？答：水与离子集团的相互作用——离子水合作用；水与有氢键键合能力中性基团的相互作用；水与疏水基团的相互作用——疏水相互作用；水与双亲分子的相互作用。
5.食品中水的存在状态有哪些？各有何特点？答：食品中水主要以体相水和结合水的形式存在。
课件02食品化学中水
整理ppt
10
某些代表性食品的典型水分含量
产品 水分（%） 产品 水分（%） 产品
番茄 95 牛奶 87 果酱
莴苣 95 马铃薯 78 蜂蜜
卷心菜 92 香蕉 75 奶油
啤酒 90
鸡
70 面粉
柑桔 87
肉
65 奶粉
苹果汁 87 面包 35 酥油
水分（%） 28 20 16 12 4 0
战争之源
“下一场世界大战将是 对水资源的争夺”
整理ppt
6
水是唯一的以三种物 理状态广泛存在的物质
整理ppt
7
水在生物体内的生理功能
1、化学作用的介质，也 是化学反应的反应物或生 成物。
2、体内营养素和代谢废 物的运输介质，还推进呼 吸气体的运载。
3、是维持体温的载温体。 4、是生物体内减缓磨擦的润
19
3、冰的结构
六方形冰晶
• 冰是水分子有序排列形成的晶体。靠
氢键连接，形成低整理密ppt 度的刚性结构。
20
整理ppt
21
整理ppt
22
（6）冰的性质
水的冰点为0℃，可是纯水在过冷状态 始结冰
食品中结冰温度到低共熔点-55℃ 左右 ，冷藏食品常为-18℃
现代提倡速冻，使冰晶体呈针状，因 而品质好。
等的情况下，为什么冷冻速度比解冻速度更快。 因为以形成物的热导性为主导因素，结冰时，冰 的热导性强，易结冰，解冻时，水的热导性较小， 解冻慢。
整理ppt
15
2. 水和冰的结构 Structure of water and ice
水的结构演示
四面体结构
氧：1s2，2s2，2p2 z ，2p1 y，2p1 x 氢：1s1
《水和冰的结构》PPT课件
水分活度与食品化学变化的关系
• 淀粉：淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。 老化是淀粉颗粒结构、淀粉链空间结构发生变化而 导致溶解性能、糊化及成面团作用变差的过程。在 含水量大30～60%时，淀粉的老化速度最快；降低 含水量老化速度变慢；当含水量降至10～15%时， 淀粉中的水主要为结合水，不会发生老化。
• 脂肪：影响脂肪品质的化学反应主要为酸败，而酸 败过程的化学本质是空气氧的自动氧化。脂类的氧 化反应与水分含量之间的关系为：在Ⅰ区，氧化反 应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应 速度随着水分的增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速 度随着水分增加又呈下降趋势。
水分活度对食品质构的影响
• 水分活度对干燥和半干燥食品的质构有较大的影响。通过各种各样的食品包装来 创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求。
水分活度对酶促反应的影响
• Aw<0.85时,食品原料腐败的大部分酶会失去活性。 • 脂肪氧化速度随水分含量的增加而下降。 • 需要指出的是：同一微生物在不同溶质的水溶液中生长所需的Aw是不同的。
水分活度与食品化学变化的关系
• 食品中的水分活度与食品中所发生的化学变化的种类和速度有密切的关系； 而食品中的化学变化是依赖于各类食品成分而发生的。以各类食品成分为线 索，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：
体相水可被微生物所利用，结合水则不能。
水和冰的结构
• 水分子由2个氢原子与 1个氧原子所组成。
• 水分子的结构见右图
冰的结构和性质
冰是水分子通过氢键相互结合、有序排列形成的低密度、具有一定刚 性的六方形晶体结构。普通冰的晶胞和基础平面可如下图所示：
水分子的缔合
• 由于水分子的极性及两 种组成原子的电负性差 别，导致水分子之间可 以通过形成氢键而呈现 缔合状态。
食品化学水分PPT课件
探索降低食品中水分活度 的方法
降低食品中水分的活度可以提 高食品的稳定性和保质期。未 来研究将致力于探索新的降低 食品中水分活度的方法和技术 。
THANKS
食品化学水分ppt课 件
目录
• 食品中水分概述 • 食品中水分测定方法 • 不同类型食品中水分特点 • 食品加工过程中水分变化及控制
目录
• 食品贮藏过程中水分变化及控制 • 总结与展望
01
食品中水分概述
水分在食品中存在形式
01
02
03
游离水
以游离状态存在，是食品 的主要水分形式，影响食 品的口感和保水性。
可以更好地控制食品的质量和安全性，保障消费者的健康。
02 03
指导食品加工和贮藏
食品加工和贮藏过程中，水分的含量和状态对食品的口感、色泽、营养 价值和保质期等均有重要影响。因此，对食品中水分的研究可以为食品 加工和贮藏提供理论指导。
推动食品工业发展
随着食品工业的不断发展，对食品品质和安全性的要求也越来越高。深 入研究食品中的水分，可以为食品工业的技术创新和产品升级提供支持。
结合水
与食品成分紧密结合，不 易蒸发，影响食品的质地 和风味。
结晶水
以结晶状态存在，对食品 的口感和稳定性有重要影 响。
水分对食品性质影响
物理性质
影响食品的硬度、弹性、 黏性等物理性质。
化学性质
参与食品的化学反应，如 水解、氧化等，影响食品 的色泽、风味和营养价值。
微生物生长
适宜的水分活度有助于微 生物生长，过高或过低的 水分活度会抑制微生物生 长。
食品化学--水分课件
• 单分子层水 3、多层水——处于第一层的剩余位置的水和在邻近水
的外层形成的几个水层，主要结合力是水-水、水溶质氢键
24
自由水
1、滞化水——被组织中的显微和亚显微结构与膜所 阻留住的水
12
三、食品中水的存在状态
• 水与溶质的相互作用： 1、水与离子和离子基团 2、水与具有氢键键合能力的中性基团 3、水与非极性物质
13
1、水与离子和离子基团
邻近NaCl的水分子的可能排列方式
离子水合作用
O O
Na+
O O
O O
ClO
O
14
离子对水结构的影响
• 极化力——电荷除以半径 • 1、极化力小的离子增加水的流动性，
• 为什么3.98 ℃时水的密度最大？
9
冰晶的基本结构
• 低密度的刚性 结构，基本结 构为晶胞（右 图）
• O—O核间最近的距 离为0.276nm
• O—O—O键约为
109°
10
冰晶的六方形结构
四面体亚结构
0.452nm
11
冰晶的形成
• 纯水在0 ℃时一定会结冰吗？ • 晶核的形成，过冷温度 • 冷冻食品时为什么要速冻？
22
three
食品中水的存在状态
1、 结合水——指存在于溶质或其他非水组 分附近的、与溶质分子之间通过化学键的 力结合的那部分水，分为化合水、邻近水 和多层水
2、自由水——指没有被非水物质化学结合 的水，又分为滞化水、毛细管水和自由流 动水
23
结合水
食品化学简答题
1 简要概括食品中的水分存在状态..食品中的水分有着多种存在状态;一般可将食品中的水分分为自由水和结合水..其中;结合水又可根据被结合的牢固程度;可细分为化合水、邻近水、多层水；自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流动水..2 简述食品中结合水和自由水的性质区别⑴食品中结合水与非水成分缔合强度大;其蒸汽压也比自由水低得很多;随着食品中非水成分的不同;结合水的量也不同;要想将结合水从食品中除去;需要的能量比自由水高得多;且如果强行将结合水从食品中除去;食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变；⑵结合水的冰点比自由水低得多;这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水;可在较低温度生存的原因之一；而多汁的果蔬;由于自由水较多;冰点相对较高;且易结冰破坏其组织；⑶结合水不能作为溶质的溶剂；⑷自由水能被微生物所利用;结合水则不能;所以自由水较多的食品容易腐败..3 比较冰点以上和冰点以下温度的αW差异..⑴在冰点温度以上;αW 是样品成分和温度的函数;成分是影响αW的主要因素..但在冰点温度以下时;αW与样品的成分无关;只取决于温度⑵食品冰点温度以上和冰点温度以下时的α值的大小对食品稳定性的影W响是不同的；不能用来预测冰点温度以上的同一种食品的⑶低于食品冰点温度时的αWα..W4 MSI在食品工业上的意义的关在恒温条件下;食品的含水量每单位干物质质量中水的质量表示与αW系曲线..有关；意义在于：⑴在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与αW⑵配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移；⑶测定包装材料的阻湿性的必要性；⑷测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长；⑸预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量关系..5 滞后现象产生的主要原因..MSI的制作有两种方法;即采用回吸或解吸的方法绘制的MSI;同一食品按这两种方法制作的MSI图形并不一致;不互相重叠;这种现象称为滞后现象..产生滞后现象的原因主要有：⑴解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分；⑵不规则形状产生毛细管现象的部位;欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压；⑶解吸作用时;因组织改变;当再吸水时无法紧密结合水;由此可导致回吸；相同水分含量时处于较高的αW⑷温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状..比水分含量能更好的反映食品的稳定性的原因..6 简要说明αW对微生物生长有更为密切的关系；1αW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2αW相关性；3用α比用水分含量更清楚地表示水分在不同区域移动情况；W4从MSI图中所示的单分子层水的α所对应的水分含量是干燥食品的最佳W要求；比水分含量易测;且又不破坏试样..5αW7 简述食品中α与化学及酶促反应之间的关系..W主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：⑴水分不仅参与其反应;而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；⑵通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；⑶通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用;使其暴露出新的作用位点；⑷高含量的水由于稀释作用可减慢反应..8 简述食品中αW与脂质氧化反应的关系..食品水分对脂质氧化既有促进作用;又有抑制作用..当食品中水分处在单分子层水时;可抑制氧化作用;其原因可能在于：⑴覆盖了可氧化的部位;阻止它与氧的接触；⑵与金属离子的水合作用;消除了由金属离子引发的氧化作用；⑶与氢过氧化合物的氢键结合;抑制了由此引发的氧化作用；⑷促进了游离基间相互结合;由此抑制了游离基在脂质氧化中链式反应..9 简述食品中αW与美拉德褐变的关系..食品中αW 与美拉德褐变的关系表现出一种钟形曲线形状;当食品中αW＝0.3~0.7时;多数食品会发生美拉德褐变反应;造成食品中αW与美拉德褐变的钟形曲线形状的主要原因在于：虽然高于BHT单分子层αW以后美拉德褐变就可进行;但αW较低时;水多呈水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合作用不利于反应物和反应产物的移动;限制了美拉德褐变的进行..随着αW增大;有利于反应物和产物的移动;美拉德褐变增大至最高点;但αW继续增大;反应物被稀释;美拉德褐变下降..10 分子流动性的影响因素..分子流动性指的是与食品储藏期间的稳定性和加工性能有关的分子运动形式;它涵盖了以下分子运动形式：由分子的液态移动或机械拉伸作用导致其分子的移动或变型；由化学电位势或电场的差异所造成的液剂或溶质的移动；由分子扩散所产生的布朗运动或原子基团的转动；在某一容器或管道中反应物之间相互移动性;还促进了分子的交联、化学的或酶促的反应的进行..分子流动性主要受水合作用大小及温度高低的影响;水分含量的多少和水与非水成分之间作用;决定了所有的处在液相状态成分的流动特性;温度越高分子流动越快；另外相态的转变也可提高分子流动性..五、论述题3 论述水分活度与食品稳定性之间的联系..⑴食品中αW与微生物生长的关系：⑵食品中αW与化学及酶促反应关系：①水分不仅参与其反应;而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；②通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；③通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用;使其暴露出新的作用位点；④高含量的水由于稀释作用可减慢反应..⑶食品中αW与脂质氧化反应的关系：食品水分对脂质氧化既有促进作用;又有抑制作用..⑷食品中αW与美拉德褐变的关系：多数食品会发生美拉德褐变反应;随着αW 增大;有利于反应物和产物的移动;美拉德褐变增大至最高点;但αW继续增大;反应物被稀释;美拉德褐变下降..4 论述冰在食品稳定性中的作用..冷冻是保藏大多数食品最理想的方法;其作用主要在于低温;而是因为形成冰..食品冻结后会伴随浓缩效应;这将引起非结冰相的pH、可滴定酸、离子强度、黏度、冰点等发生明显的变化..此外;还将形成低共熔混合物;溶液中有氧和二氧化碳逸出;水的结构和水与溶质间的相互作用也剧烈改变;同时大分子更加紧密地聚集在一起;使之相互作用的可能性增大..冷冻对反应速率有两个相反的影响;即降低温度使反应变得缓慢;而冷冻所产生的浓缩效应有时候会导致反应速率的增大..随着食品原料的冻结、细胞内冰晶的形成;将破坏细胞的结构;细胞壁发生机械损伤;解冻时细胞内的物质会移至细胞外;致使食品汁液流失;结合水减少;使一些食物冻结后失去饱满性、膨胀性和脆性;会对食品质量造成不利影响..采取速冻、添加抗冷冻剂等方法可降低食品在冻结中的不利影响;更有利于冻结食品保持原有的色、香、味和品质..5 论述分子流动性、状态图与食品稳定性的关系..⑴温度、分子流动性及食品稳定性的关系：在温度10～100℃范围内;对于存在无定形区的食品;温度与分子流动性和分子黏度之间显示出较好的相关性..大多数分子在Tg 或低于Tg温度时呈‘橡胶态’或‘玻璃态’;它的流动性被抑制..也就是说;使无定形区的食品处在低于Tg温度;可提高食品的稳定性..⑵食品的玻璃化转变温度与稳定性：凡是含有无定形区或在冷冻时形成无定形区的食品;都具有玻璃化转变温度Tg 或某一范围的Tg..从而;可以根据Mm和Tg 的关系估计这类物质的限制性扩散稳定性;通常在Tg以下;Mm和所有的限制性扩散反应包括许多变质反应将受到严格的限制..因此;如食品时;其稳定性就较好..的储藏温度低于Tg⑶根据状态图判断食品的稳定性：一般说来;在估计由扩散限制的性质;如冷冻食品的理化性质;冷冻干燥的最佳条件和包括结晶作用、凝胶作用和淀粉老化等物理变化时;应用Mm的方法较为有效;但在不含冰的食品中非来判断食品的稳定性效果较好..扩散及微生物生长方面;应用αW第3章碳水化合物习题1 简述碳水化合物与食品质量的关系..碳水化合物是食品中主要组成分子;碳水化合物对食品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切关系..1碳水化合物是人类营养的基本物质之一..人体所需要的能量中有70%左右是由糖提供的..2具有游离醛基或酮基的还原糖在热作用下可与食品中其它成分;如氨基化合物反应而形成一定色泽；在水分较少情况下加热;糖类在无氨基化合物存在情况也可产生有色产物;从而对食品的色泽产生一定的影响..3游离糖本身有甜度;对食品口感有重要作用..4食品的黏弹性也是与碳水化合物有很大关系;如果胶、卡拉胶等..5食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收;除对食品的质构有重要作用外;还有促进肠道蠕动;使粪便通过肠道的时间缩短;减少细菌及其毒素对肠壁的刺激;可降低某些疾病的发生..6某些多糖或寡糖具有特定的生理功能..6 淀粉糊化及其阶段..给水中淀粉粒加热;则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂;淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合..水渗入淀粉粒;使更多和更长的淀粉分子链分离;导致结构的混乱度增大;同时结晶区的数目和大小均减小;继续加热;淀粉发生不可逆溶胀..此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲;淀粉分子的有序结构受到破坏;最后完全成为无序状态;双折射和结晶结构也完全消失. 第一阶段：水温未达到糊化温度时;水分是由淀粉粒的孔隙进入粒内;与许多无定形部分的极性基相结合;或简单的吸附;此时若取出脱水;淀粉粒仍可以恢复..第二阶段：加热至糊化温度;这时大量的水渗入到淀粉粒内;黏度发生变化..此阶段水分子进入微晶束结构;淀粉原有的排列取向被破坏;并随着温度的升高;黏度增加..第三阶段：使膨胀的淀粉粒继续分离支解..当在95℃恒定一段时间后;则黏度急剧下降..淀粉糊冷却时;一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶..7 淀粉老化及影响因素..热的淀粉糊冷却时;通常形成黏弹性的凝胶;凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶;并失去溶解性..通常将淀粉糊冷却或储藏时;淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象..影响淀粉老化因素包括以下几点..1淀粉的种类..直链淀粉分子呈直链状结构;在溶液中空间障碍小;易于取向;所以容易老化2淀粉的浓度..溶液浓度大;分子碰撞机会多;易于老化3无机盐的种类..无机盐离子有阻碍淀粉分子定向取向的作用..4食品的pH值..而在偏酸或偏碱性时;因带有同种电荷;老化减缓..5温度的高低..6冷冻的速度..糊化的淀粉缓慢冷却时会加重老化;而速冻使分子间的水分迅速结晶;阻碍淀粉分子靠近;降低老化程度..7共存物的影响..脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化..8 影响淀粉糊化的因素有哪些..1水分活度..食品中存在盐类、低分子量的碳水化合物和其他成分将会降低水活度;进而抑制淀粉的糊化2 淀粉结构..当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化..3盐..高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；4脂类..脂类可与淀粉形成包合物;即脂类被包含在淀粉螺旋环内;不易从螺旋环中浸出;并阻止水渗透入淀粉粒5pH值..6淀粉酶..淀粉酶尚未被钝化前;可使淀粉降解;淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速..10美拉德反应的历程..美拉德反应主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应..反应过程中形成的醛类、醇类可发生缩和作用产生醛醇类及脱氮聚合物类;最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物类黑素;以及一些需宜和非需宜的风味物质..它的反应历程如下..开始阶段：还原糖如葡萄糖和氨基酸或蛋白质中的自由氨基失水缩合生成N－葡萄糖基胺;葡萄糖基胺经Amadori重排反应生成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖..中间阶段：1-氨基-1-脱氧-2-酮糖根据pH值的不同发生降解;当pH值等于或小于7时;Amadori产物主要发生1;2-烯醇化而形成糠醛当糖是戊糖时或羟甲基糠醛当糖为己糖时..当pH值大于7、温度较低时;1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易发生2;3-烯醇化而形成还原酮类;还原酮较不稳定;既有较强的还原作用;也可异构成脱氢还原酮二羰基化合物类..当pH值大于7、温度较高时;1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易裂解;产生1-羟基-2-丙酮、丙酮醛、二乙酰基等很多高活性的中间体..这些中间体还可继续参与反应;如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、脱氨反应形成醛类和α-氨基酮类;这个反应又称为Strecker降解反应..终期阶段：反应过程中形成的醛类、酮类都不稳定;它们可发生缩合作用产生醛醇类脱氮聚合物类..2 试述非酶褐变对食品质量的影响..1非酶褐变对食品色泽的影响非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影响的成分2非酶褐变对食品风味的影响在高温条件下;糖类脱水后;碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质；非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物;可促进很多成分的变化..非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味；非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦糊味的主要成分..3非酶褐变产物的抗氧化作用食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质;它们对食品氧化有一定抗氧化能力;尤其是防止食品中油脂的氧化较为显着..它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物－类黑精具有很强的消除活性氧的能力;且中间体－还原酮化合物通过供氢原子而终止自由基的链反应和络合金属离子和还原过氧化物的特性..4非酶褐变降低了食品的营养性氨基酸的损失：当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时;会造成氨基酸的损失5非酶褐变产生有害成分3 非酶褐变反应的影响因素和控制方法..1糖类与氨基酸的结构2温度和时间3食品体系中的pH值4食品中水分活度及金属离子5高压的影响非酶褐变的控制1降温;降温可减缓化学反应速度..2亚硫酸处理;羰基可与亚硫酸根生成加成产物;因此抑制羰氨反应褐变.. 3改变pH值;降低pH值是控制褐变方法之一..4降低成品浓度;适当降低产品浓度;也可降低褐变速率..5使用不易发生褐变的糖类;可用蔗糖代替还原糖..6发酵法和生物化学法7钙盐;钙可与氨基酸结合成不溶性化合物;有协同SO防止褐变的作用..2第4章脂类习题四、简答题6 影响食品中脂类自动氧化的因素..1脂肪酸组成脂类自动氧化与组成脂类的脂肪酸的双键数目、位置和几何形状都有关系..双键数目越多;氧化速度越快..2温度一般说来;脂类的氧化速率随着温度升高而增加;因为高温既可以促进游离基的产生;又可以加快氢过氧化物的分解..3氧浓度体系中供氧充分时;氧分压对氧化速率没有影响;而当氧分压很低时;氧化速率与氧分压近似成正比..4 表面积脂类的自动氧化速率与它和空气接触的表面积成正比关系..5 水分随着水分活度的增加;氧化速率降低.6 助氧化剂一些具有合适氧化-还原电位的二价或多价过渡金属元素;是有效的助氧化剂7 光和射线可见光、紫外线和高能射线都能促进脂类自动氧化..8 抗氧化剂抗氧化剂能延缓和减慢脂类的自动氧化速率..7 油炸过程中油脂的化学变化..油炸基本过程：温度150℃以上;接触油的有O和食品;食品吸收油;在这一2复杂的体系中;脂类发生氧化、分解、聚合、缩合等反应..1不饱和脂肪酸酯氧化热分解生成过氧化物、挥发性物质;并形成二聚体等..2不饱和脂肪酸酯非氧化热反应生成二聚物和多聚物..3饱和脂肪酸酯在高温及有氧时;它的α-碳、β-碳和γ-碳上形成氢过氧化物;进一步裂解生成长链烃、醛、酮和内酯..4饱和脂肪酸酯非氧化热分解生成烃、酸、酮、丙烯醛等..油炸的结果：色泽加深、黏度增大、碘值降低、烟点降低、酸价升高和产生刺激性气味..五、论述题1 试述脂类的氧化及对食品的影响..油脂氧化有自动氧化、光敏氧化、酶促氧化和热氧化..1脂类的自动氧化反应是典型的自由基链式反应;它具有以下特征：凡能干扰自由基反应的化学物质;都将明显地抑制氧化转化速率；光和产生自由基的物质对反应有催化作用；氢过氧化物ROOH产率高；光引发氧化反应时量子产率超过1；用纯底物时;可察觉到较长的诱导期..脂类自动氧化的自由基历程可简化成3步;即链引发、链传递和链终止.. 2光敏氧化是不饱和脂肪酸双键与单重态的氧发生的氧化反应..光敏氧化有两种途径;第一种是光敏剂被激发后;直接与油脂作用;生成自由基;从而引发油脂的自动氧化反应.. 第二种途径是光敏剂被光照激发后;通过与基态氧三重态3O2反应生成激发态氧单重态1O2;高度活泼的单重态氧可以直接进攻不饱和脂肪酸双键部位上的任一碳原子;双键位置发生变化;生成反式构型的氢过氧化物;生成氢过氧化物的种类数为双键数的两倍..3脂肪在酶参与下发生的氧化反应;称为脂类的酶促氧化..催化这个反应的主要是脂肪氧化酶;脂肪氧化酶专一性作用于具有1;4-顺、顺-戊二烯结构;并且其中心亚甲基处于ω-8位的多不饱和脂肪酸..在动物体内脂肪氧化酶选择性的氧化花生四烯酸;产生前列腺素、凝血素等活性物质..大豆加工中产生的豆腥味与脂肪氧化酶对亚麻酸的氧化有密切关系..4脂类的氧化热聚合是在高温下;甘油酯分子在双键的α-碳上均裂产生自由基;通过自由基互相结合形成非环二聚物;或者自由基对一个双键加成反应;形成环状或非环状化合物..脂类氧化对食品的影响：脂类氧化是食品品质劣化的主要原因之一;它使食用油脂及含脂肪食品产生各种异味和臭味;统称为酸败..另外;氧化反应能降低食品的营养价值;某些氧化产物可能具有毒性..3 简述脂类经过高温加热时的变化及对食品的影响..油脂在150℃以上高温下会发生氧化、分解、聚合、缩合等反应;生成低级脂肪酸、羟基酸、酯、醛以及产生二聚体、三聚体;使脂类的品质下降;如色泽加深;黏度增大;碘值降低;烟点降低;酸价升高;还会产生刺激性气味..1热分解在高温下;饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸都会发生热分解反应..热分解反应可以分为氧化热分解反应和非氧化热分解反应2热聚合脂类的热聚合反应分非氧化热聚合和氧化热聚合..对食品的影响：油脂在加热时的热分解会引起油脂的品质下降;并对食品的营养和安全方面的带来不利影响..但这些反应也不一定都是负面的;油炸食品香气的形成与油脂在高温条件下的某些产物有关4 试述油脂氢化及意义..油脂氢化定义：油脂氢化是三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过程..油脂氢化分类：油脂氢化分为全氢化和部分氢化;当油脂中所有双键都被氢化后;得到全氢化脂肪..油脂氢化过程：油脂的氢化是不饱和液体油脂和被吸附在金属催化剂表面的原子氢之间的反应..反应包括3个步骤：首先;在双键两端任何一端形成碳—金属复合物；接着这种中间体复合物与催化剂所吸附的氢原子反应;形成不稳定的半氢化态;此时只有—个烯键与催化剂连接;因此可以自由旋转；最后这种半氢化合物与另一个氢原子反应;同时和催化剂分离;形成饱和的产物..油脂氢化意义：油脂经氢化后其稳定性增加;颜色变浅;风味改变;便于运输和贮运;可以制造起酥油、人造奶油等第5章蛋白质习题四、简答题1 扼要叙述蛋白质的一、二、三和四级结构..蛋白质的一级结构为多肽链中氨基酸残基的排列顺序;氨基酸残基的排列顺序是决定蛋白质空间结构的基础;而蛋白质的空间结构则是实现其生物学功能的基础..蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链中主链原子的局部空间排布即构象;不涉及测链部分的构象..蛋白质二级结构的基本形式：α-螺旋结构和β-片层结构..蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成一定规律的三维空间结构;称为蛋白质的三级结构..除疏水作用外;维系蛋白质的三级结构的动力还有氢键、盐键、范德华力和二硫键等..具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质;其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构..2 试述蛋白质变性及其影响因素;举出几个食品加工过程中利用蛋白质变性的例子..蛋白质分子受到某些物理、化学因素的影响时;发生生物活性丧失;溶解度降低等性质改变;但是不涉及一级结构改变;而是蛋白质分子空间结构改变;这类变化称为变性作用..变性的实质是蛋白质分子次级键的破坏引起二级、三级、四级结构的变化..蛋白质变性的影响因素有：热、辐射、超声波、剧烈震荡等物理因素;还有酸、碱、化学试剂、金属盐等化学因素..3 什么叫蛋白质的胶凝作用如何提高蛋白质的胶凝性蛋白质的胶凝作用是指变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构的过程..大多数情况下;热处理是蛋白质凝胶必不可少的条件;但随后需要冷却;略微酸化有助于凝胶的形成..添加盐类;特别是钙离子可以提高凝胶速率和凝胶的强度..5 维持蛋白质的空间结构的作用力有哪几种各级结构的作用力主要有哪几种维持蛋白质空间结构的作用力主要是氢键、盐键、疏水键和范德华力等非共价键;又称次级键..此外;在某些蛋白质中还有二硫键;二硫键在维持蛋白质构象方面也起着重要作用..蛋白质一级结构的主要是通过肽键连接；维系二级结构的化学键主要是氢键；三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键和范德华力..其中疏水键是最主要的稳定力量..疏水键是蛋白质分子中疏水基团之间的结合力;酸性和碱性氨基酸的R基团可以带电荷;正负电荷互相吸引形成盐键;与氢原子共用电子对形成的键为氢键；在四级结构中;各亚基之间的结合力主要是疏水作用;氢键和离子键也参与维持四级结构..7 简述蛋白质的变性机理。
水分
水分含量与食品特性 6
饼干、糖果、 饼干、糖果、 奶粉等食品的 含水量在8% 含水量在 以下。 以下。
2 水分子结构
水分子是一个极性分子， 水分子是一个极性分子，-OH键中的共用电子对 键中的共用电子对 强烈地偏向氧原子，使得氢原子带有部分的正电荷， 强烈地偏向氧原子，使得氢原子带有部分的正电荷， 从而形成偶极分子。 从而形成偶极分子。
水-水氢键 3.0 ±2.0 水氢键 生物膜 毛细管力 无 ----
结合水与自由水的性质差异
结合水与自由水的区别： 结合水与自由水的区别：
不易蒸发 不易冻结 不能作为溶剂 不能参与化学反应 不能为微生物所利用
自由水则具有上述的各种能力。 自由水则具有上述的各种能力。
5 水分活度
水分活度的定义 水分活度的意义 水分活度与温度的关系
图：不同温度的等温吸湿曲线
因水分活度随着温 度而变化， 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 等温吸湿曲线中的滞后效应
等温吸湿曲线可以用两种方法绘制： 等温吸湿曲线可以用两种方法绘制：
向绝对干燥的物料中加入水分——回吸 回吸 向绝对干燥的物料中加入水分 把含水分食品逐渐干燥直到水分为零——解吸 把含水分食品逐渐干燥直到水分为零 解吸
水分活度与温度
测定样品水分活度时，必须标明温度。 测定样品水分活度时，必须标 冰点以上，水分活度与食品中的化学组 有关， 冰点以下则仅与温度有关 则仅与温度有关。 成有关，而冰点以下则仅与温度有关。 因此，用水分活度大小来预测食品的性质， 因此，用水分活度大小来预测食品的性质， 只有在冰点以上有效，在结冰之后则无效。 只有在冰点以上有效，在结冰之后则无效。 冰点以上和以下，对于食品而言， 冰点以上和以下，对于食品而言，Aw的 的 意义不同
食品化学课后答案整理
食品化学水1、食品中水的存在状态邻近水（Vicinal water）: 水与非水组分的特定亲水部位通过水-离子和水-偶极发生强烈的相互作用。
在-40℃下不结冰；无溶解溶质的能力；与纯水比较分子平均运动大大减少；不能被微生物利用此种水很稳定，不易引起Food 的腐败变质。
多层水：体相水：2、BET单分子层水3、水分活性、吸附等温线4、净结构形成效应、净结构破坏效应（哪些离子）5、吸附等温线的作用、意义、应用6、液态水为何为结缔状态①H-O 键间电荷的非对称分布使H-O 键具有极性，这种极性使分子之间产生引力。
②由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体，因此可以在三维空间形成多重氢键。
③静电效应。
7、水分活性在冰点上下的差别8、半氢结构在邻近的两个氧原子的每一条连接线上有一个氢原子，它距离共价结合的氧为1±0.01Å，距离氢键结合的氧为 1.76±0.01Å。
氢原子占据这两个位置的几率相等，即氢原子平均占据每个位置各一半的时间。
通常我们把这种平均结构称为半氢、鲍林或统计结构。
糖类1、环糊精的结构特点及其在食品工业中的应用环糊精的结构特点：1）圆柱形，高度对称性2）-OH在外侧，C-H和环O在内侧3）环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域4）作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质（风味物、香精油、胆固醇）在食品工业中的应用：1）保持食品香味的稳定2）保持天然食用色素的稳定3）食品保鲜：将环糊精和其它生物多糖制成保鲜剂。
涂于面包、糕点表面可起到保水保形的作用。
4）除去食品的异味：鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用环糊精包接可除去。
5）作为固体果汁和固体饮料酒的载体2、酶糖化经过糊化、液化和糖化三道工序，每道工序的作用是什么？水温至53℃以上时淀粉会在在高温下溶液中溶胀、分裂而形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化。
糖化就是淀粉加水分解成甜味产物的过程。
是淀粉糖品制造过程的主要过程。
食品化学
糖苷与食品加工的关系：甜度：定义:比甜度:以蔗糖（非还原糖）为基准物.一般以10％或15％的蔗糖水溶液在20℃时的甜度定为1.0。☆影响甜度的因素（构型和温度）：① 分子量越大溶解度越小，则甜度也小。② 糖的不同构型（α、β型）。
☆食品中单糖和低聚糖的功能：甜味剂：蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖、果糖、葡萄糖等含量（甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖）。亲水功能：糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力、吸湿性或保湿性和防腐能力。赋予风味：褐变产物赋予食品特殊风味,如麦芽酚,异麦芽酚。特殊功能：增加溶解性、气味隐蔽，如环状糊精、麦芽糊精。稳定剂：糊精做固体饮料的稳定剂。增稠剂：瓜尔豆胶、淀粉、卡拉胶等。保健功能：低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚氨基葡萄糖。
多层水：位于第一层的剩余位置的水和在邻近水的外层形成的几个水层，主要是靠水-水和水-溶质间氢键而形成。特点：① 大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。② 有一定溶解溶质的能力。③ 与纯水比较分子平均运动大大降低。④ 不能被微生物利用
体相水：离非水结构物质最远的水,水-水氢键最多。特点：① 能结冰，但冰点有所下降。② 溶解溶质的能力强，干燥时易被除去。③ 与纯水分子平均运动接近。④ 很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。
低水分食品的MSI：① 加水回吸时，试样的组成从区Ⅰ（干）移至区Ⅲ（高水分）。② 各区相关的水的性质存在着显著的差别（实际是连续变化的）
区Ⅰ的水的性质：① 构成水和邻近水。② 最强烈地吸附。③ 最少流动。④ 水－离子或水－偶极相互作用 。⑤ 在-40℃不结冰。⑥ 不能作为溶剂。⑦ 看作固体的一部分。⑧占总水量极小部分
食品化学简答题
食品化学问答题食品中水的存在状态有哪些？各有何特点？食品中水的存在状态有结合水和自由水两种。
其各自特点如下：（1）自由水（束缚水，化学结合水）可分为单分子层水，多分子水层水。
作用力：配位键、氢键、部分离子键。
特点：在-40℃以上不结冰，不能作为外来溶质的溶剂。
（2）自由水（体相水，游离水，吸湿水）可分为滞化水、毛细管水、自由流动水（截流水、自由水）。
作用力：物理方式截留，生物膜或凝胶内大分子交联成的网络所截留：毛细管力。
特点：可结冰、溶解溶质、测定水分含量的减少量、可以被微生物利用食品中的水分活度Aw与吸湿等温线中的分区的关系如何？为了说明吸湿等温线的内在含义，并与水的存在状态紧密联系，可以将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区：Ⅰ区A w=0~0.25约0~0.07g水/g干物质作用力：H2O离子、H2O偶极、配位键。
属单分子层水（含水合离子内层水），不能做溶剂，在-40℃以上不结冰，与腐败无关Ⅱ区A w=0.25~0.8（加Ⅰ区，<0.45H2O/g干）作用力：氢键：H2O-H2O、H2O-溶质。
属多分子水层水，加上Ⅰ区约占高水食品的5%，不做溶剂，-40℃以上不结冰，但接近0.8（A w）的食品，可能有变质现象。
Ⅲ区新增的水为自由水，（截留+流动）多者可达20H2O/g干物质；可结冰，可作为溶剂。
划分区不是绝对的，可有交叉，连续变化。
食品中水分活度Aw与食品稳定性的关系如何？（1）A w与微生物的生长微生物的生长繁殖需要水，适宜的的A w一般情况如下：A w<0.90 大多数细菌不能生长<0.87 大多数酵母菌不能生长<0.80 大多数霉菌不能生长0.8~0.6 耐盐、干、渗透压细菌、酵母、霉菌不能生长<0.5 任何微生物均不能繁殖（2）A w与酶触反应水可作为介质，活化底物和酶A w<0.8 大多数酶活力受到抑制=0.25~0.3 淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶抑制或丧失活力而脂肪酶在A w=0.1~0.5仍保持其活性（3）A w与非酶褐变A w<0.7 A w升高，速率升高A w=0.6~0.7 A w最大A w>0.7 A w降低（4）A w与脂肪氧化酸败影响复杂：A w<0.4 A w升高，速率下降A w>0.4 A w升高，速率升高A w>0.8 A w升高，速率升高（5）A w与水溶性色素分解，维生素分解A w升高，分解速率升高什么叫淀粉的糊化，糊化的本质是什么，影响淀粉糊化的因素有哪些，试指出食品中利用糊化的例子。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.2.1.1 与离子或离子基团的相互作用
当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的盐类物质时，这些物 质由于在水中可以溶解而且解离出带电荷的离子，因而可以固定相当数量 的水。例如食品中的食盐和水之间的作用：
Na+
Cl-
非极性的分子通常包括烃类、脂类、甾萜类等，通过化学的手段也可 在一些含极性基团的分子（如蛋白质等）中引入非极性部分（基团）。当 水中存在非极性物质，即疏水性物质时，由于它们与水分子产生斥力，可 以导致疏水分子附近的水分子之间的氢键键合增强。由于在这些不相容的 非极性实体邻近的水形成了特殊的结构，使得熵下降，此过程称为疏水水 合作用。由于疏水水合在热力学上是不利的，因此水倾向于尽可能地减少 与存在的非极性实体靠近。如果存在两个分离的非极性实体，那么不相容 的水环境将促使它们相互靠近并缔合，从而减少水-非极性实体界面面积， 此过程是疏水水合的部分逆转，被称为“疏水相互作用”。
b.结合水对食品品质和风味有较大的影响，当结合水被强行与食品分 离时，食品质量、风味就会改变
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
疏水基团还有两种特殊的性质，即能和水形成笼形水合物及能和蛋白 质产生疏水相互作用。
笼形水合物是像冰一样的包合物，水通过氢键形成类似于笼的结构， 通过物理方式将非极性物质截留在笼中；水称为“主人”，而被截留的疏 水物质称为“客人”。笼形水合物一般由20～74个水分子形成，具体多少 视客人的几何尺寸而定；而客人通常是一些低分子量的化合物，如烃类、 稀有气体、短链的胺类、卤代烃、二氧化碳等。
笼形水合物的结构与冰相似，同样具有一定的稳定性。已证明生物物 质中天然存在的类似晶体的笼形水合物结构，它们很可能对蛋白质等生物
大分子的构象、反应性和稳定性有影响。这种结构在海水脱盐、溶液浓缩 和防止氧化等方面可能具有应用前景。
前边尽管将蛋白质划在了带极性基团的分子类型中，这是因为大多数 蛋白质分子，特别是球形蛋白质分子大多数极性基团处于表面且朝向水， 而非极性基团处于内部而形成疏水区域。但实际上仍有一部分非极性基团 朝外，这些朝外的非极性基团与水之间产生疏水的相互作用并产生一定的 力，对于保持蛋白质的活性构象也具有一定的作用。
d.结合水不能作为可溶性成分的溶剂，也就是说丧失了溶剂能力；
e.体相水可被微生物所利用，结合水则不能。
3.3 水分活度与吸湿等温曲线
不同种类的食品即使水分含量相同，其腐败变质的难易程度也有明 显的差异。食品的品质和贮藏性能与水分活度有密切的关系。
3.3.1 水分活度的定义及测定方法
一、定义：一定温度下样品水分蒸气压与纯水蒸气压的比值；
用公式表示即为：aw=p/p0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)
其中：aw：水份活度； p：样品中水的蒸气分压 p0：同温纯水蒸气压； ERH：样品周围空气不与样品换湿时的平均相对湿度；
N：稀溶液中溶质的mol分数； n2：稀溶液中溶质的mol数。
n1：稀溶液中水的mol数；
现代食品冷藏技术中提倡速冻，这是因为速冻形成的冰晶细小，呈针 状，冻结时间短且微生物活动受到更大限制，从而保证了食品品质。
3.2 食品中水的存在状态
理解食品中水的存在状态是掌握水在食品中的作用及各种与水相关的 加工技术的关键。而水在食品中的存在状态说到底是水在食品中和各类食 品物质之间的关系及水的存在量。
邻近水
呈缔合状态的水；
水 ， 0.5%
特 点 ：-40度 不 结冰 ， 无 溶剂 能 力 ，不
能被微生物利用；
定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢
多层水
键或偶极力结合的水；
5%
特 点 ： 有 一 定 厚 度 (多 层 )， -40度 基 本 不 结
冰，溶剂能力下降，可被蒸发；
自由水
定义 被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水 滞化水
3.2.2 食品中水的存在状态
根据食品中水与非水物质之间的相互关系，可以把食品中的水分作不 同的类型（如下页图）。
结合水也称束缚水、固定水，自由水也称体相水。这二者之间很难作 截然的划分，其主要的区别在于：
a.结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系，如100g 蛋白质大约可结合50g 的水，100g淀粉的持水能力在30～40g；
特点 不能自由流动，与非水物质没关系
毛细管水 定义 由细胞间隙等形成的毛细管力所系留的水 特点 物理及化学性质与滞化水相同
自由流动水 定义 以游离态存在的水 特点 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用
c.结合水不易结冰，由于这种性质使得植物的种子和微生物的孢子 得以在很低的温度下保持其生命力；而多汁的组织在冰冻后细胞结构往 往被体相水的冰晶所破坏，解冻后组织不同程度的崩溃；