食品化学(课堂PPT)
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12
3 食品中水的组成
➢ 按照食品中的水与其他成分之间相互作 用强弱可将食品中的水分成结合水、毛 细管水（0.1μm ）和自由水
➢ 结合水与自由水的区别：能否作为溶剂， 能否在-40℃结冰，能否被微生物所利用
➢ 结合水分成单分子层水和多分子层水 aw/m(1-aw)=1/m1c+(c-1)aw/m1c 式中： aw -水分活度，m-水分含量，m1单分子 层水含量，c-常数
4
3 食品化学的历史
❖ 古代食品化学 ❖ 近代食品化学 ❖ 现代食品化学
5
4 现代食品化学的发展方向
❖ 高新技术在食品工业中的应用 ❖ 新型食品材料的研究 ❖ 现有食品材料功能的改良 ❖ 食物成分的生理功能研究。
6
5 主wenku.baidu.com参考文献
❖ O．R 菲尼马著，王璋译 食品化学（第 三版） 中国轻工业出版社 2003
水分活度与非酶反应的关系
❖ 脂质氧化作用：在水分活度较低时食品中的水与氢过 氧化物结合而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化 的结束，当水分活度大于0.4水分活度的增加增大了 食物中氧气的溶解。加速了氧化，而当水分活度大于 0.8反应物被稀释，氧化作用降低
❖ 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
19
6 水分活度与食品的安全性
➢ 微生物活动与食物水分活度的关系 ➢ 酶促反应与食物水分活度的关系 ➢ 水分活度与非酶反应的关系
20
微生物活动与食物水分活度的关系
❖ 各类微生物生长都需要一定的水分活度。 换句话说，只有食物的水分活度大于某 一临界值时，特定的微生物才能生长。 一般说来，细菌为aw>0.9，酵母为 aw>0.87，霉菌为aw>0.8。一些耐渗透压 微生物除外
8
1 食品中水的功能
➢ 水在食品工艺学方面的功能 ➢ 水在食品生物学方面的功能
9
水在食品工艺学方面的功能
❖ 食品理化性质 ---溶解、分散 ❖ 食品质地 ---------鲜度、硬度、流动性、
呈味、耐贮性和加工适应性 ❖ 食品安全性 ------微生物 、化学变化 ❖ 食品工艺 ---------膨润、浸透、均匀化
10
水在食品生物学方面的功能
❖ 体内化学作用的介质，化学反应的反应 物和产物，物质转运的载体
❖ 体温良好的稳定剂 ❖ 水是构成肌体的重要成分 ❖ 对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤
11
2 水的状态
➢ 冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水 的导热系数的4倍，冰的热扩散系数约为 水的5倍
➢ 冻结速度与解冻速度 ➢ 冻结对食品品质的影响（9%）
❖ 韩雅珊 食品化学 北京农业大学出版社 1992
❖ Food Chemistry ❖ Journal Agricultural and Food
Chemistry
7
第二章 水分
➢ 水的功能 ➢ 水的状态 ➢ 食品中水的组成 ➢ 食品中水与非水组分之间的相互作用 ➢ 水分活度 ➢ 水分活度与食品的安全性 ➢ 食品的等温吸湿线 ➢ 分子流动性及其与水分活度的比较
食品化学 Food Chemistry
西南大学 Southwest University
1
第一章 绪论
➢ 什么是食品化学 ➢ 食品化学的历史 ➢ 食化学的分类 ➢ 现代食品化学的发展方向 ➢ 参考文献
2
1 什么是食品化学
❖ 食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。 ❖ 食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。 ❖ 化学：研究物质组成、性质及其功能和变化的科学，包
括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、 普通化学和生物化学等。 ❖ 食品化学：指研究食物的组成、性质以及功能和食物在 贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学和物理变化的 科学。食品化学、微生物学、生物学和工程学是食品科 学的四大支柱学科。
3
2 食品化学的分类
❖ 食品成分化学 ❖ 食品分析化学 ❖ 食品生物化学 ❖ 食品工艺化学 ❖ 食品功能化学 ❖ 食品风味化学
16
水分活度与温度的关系
❖ 水分活度与温度的函 数可用克劳修斯-克拉 伯龙方程来表示， lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度，R-气体 常数，ΔH-样品中水 分的等量净吸着热
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冻结食物的水分活度
❖ 在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0中 P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的 蒸汽压？因为这时样品中水的蒸汽压就 是冰的蒸汽压，如果P0再用冰的蒸汽压， 这样水分活度的就算就失去意义，因此， 冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯 水）/P0（过冷水）。
18
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。如在-15℃时，水分活度为0.80，微生物不会生 长，化学反应缓慢，在20℃时，水分活度为0.80时，化 学反应快速进行，且微生物能较快的生长
❖ 水分活度表示食品中水分可以被微生物所利用的 程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽 压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式 aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。
❖ 相对平衡湿度：食品水汽分压与相同温度下纯水 的饱和蒸汽压之比
❖ 食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达 到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱 和蒸汽压之比。
21
酶促反应与食物水分活度的关系
❖ 一方面影响酶促反应的底物的可移动性 ❖ 一方面影响酶的构象 ❖ 食品体系中大多数的酶类物质在水分活
度小于0.85时，活性大幅度降低，如淀粉 酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有 一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3甚 至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的 水解
22
13
4 食品中水与非水组分之间的相互作用
➢ 水与离子基团之间的相互作用——构成 水或结合水
➢ 水与氢键型基团的作用——结合水 ➢ 水与非极性基团的作用——疏水相互作
用
14
5 水分活度
➢ 水分活度的定义 ➢ 水分活度与温度的关系 ➢ 冻结食物的水分活度 ➢ 食品在冻结点上下水分活度的比较
15
水分活度的定义
3 食品中水的组成
➢ 按照食品中的水与其他成分之间相互作 用强弱可将食品中的水分成结合水、毛 细管水（0.1μm ）和自由水
➢ 结合水与自由水的区别：能否作为溶剂， 能否在-40℃结冰，能否被微生物所利用
➢ 结合水分成单分子层水和多分子层水 aw/m(1-aw)=1/m1c+(c-1)aw/m1c 式中： aw -水分活度，m-水分含量，m1单分子 层水含量，c-常数
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3 食品化学的历史
❖ 古代食品化学 ❖ 近代食品化学 ❖ 现代食品化学
5
4 现代食品化学的发展方向
❖ 高新技术在食品工业中的应用 ❖ 新型食品材料的研究 ❖ 现有食品材料功能的改良 ❖ 食物成分的生理功能研究。
6
5 主wenku.baidu.com参考文献
❖ O．R 菲尼马著，王璋译 食品化学（第 三版） 中国轻工业出版社 2003
水分活度与非酶反应的关系
❖ 脂质氧化作用：在水分活度较低时食品中的水与氢过 氧化物结合而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化 的结束，当水分活度大于0.4水分活度的增加增大了 食物中氧气的溶解。加速了氧化，而当水分活度大于 0.8反应物被稀释，氧化作用降低
❖ 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
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6 水分活度与食品的安全性
➢ 微生物活动与食物水分活度的关系 ➢ 酶促反应与食物水分活度的关系 ➢ 水分活度与非酶反应的关系
20
微生物活动与食物水分活度的关系
❖ 各类微生物生长都需要一定的水分活度。 换句话说，只有食物的水分活度大于某 一临界值时，特定的微生物才能生长。 一般说来，细菌为aw>0.9，酵母为 aw>0.87，霉菌为aw>0.8。一些耐渗透压 微生物除外
8
1 食品中水的功能
➢ 水在食品工艺学方面的功能 ➢ 水在食品生物学方面的功能
9
水在食品工艺学方面的功能
❖ 食品理化性质 ---溶解、分散 ❖ 食品质地 ---------鲜度、硬度、流动性、
呈味、耐贮性和加工适应性 ❖ 食品安全性 ------微生物 、化学变化 ❖ 食品工艺 ---------膨润、浸透、均匀化
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水在食品生物学方面的功能
❖ 体内化学作用的介质，化学反应的反应 物和产物，物质转运的载体
❖ 体温良好的稳定剂 ❖ 水是构成肌体的重要成分 ❖ 对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤
11
2 水的状态
➢ 冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水 的导热系数的4倍，冰的热扩散系数约为 水的5倍
➢ 冻结速度与解冻速度 ➢ 冻结对食品品质的影响（9%）
❖ 韩雅珊 食品化学 北京农业大学出版社 1992
❖ Food Chemistry ❖ Journal Agricultural and Food
Chemistry
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第二章 水分
➢ 水的功能 ➢ 水的状态 ➢ 食品中水的组成 ➢ 食品中水与非水组分之间的相互作用 ➢ 水分活度 ➢ 水分活度与食品的安全性 ➢ 食品的等温吸湿线 ➢ 分子流动性及其与水分活度的比较
食品化学 Food Chemistry
西南大学 Southwest University
1
第一章 绪论
➢ 什么是食品化学 ➢ 食品化学的历史 ➢ 食化学的分类 ➢ 现代食品化学的发展方向 ➢ 参考文献
2
1 什么是食品化学
❖ 食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。 ❖ 食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。 ❖ 化学：研究物质组成、性质及其功能和变化的科学，包
括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、 普通化学和生物化学等。 ❖ 食品化学：指研究食物的组成、性质以及功能和食物在 贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学和物理变化的 科学。食品化学、微生物学、生物学和工程学是食品科 学的四大支柱学科。
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2 食品化学的分类
❖ 食品成分化学 ❖ 食品分析化学 ❖ 食品生物化学 ❖ 食品工艺化学 ❖ 食品功能化学 ❖ 食品风味化学
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水分活度与温度的关系
❖ 水分活度与温度的函 数可用克劳修斯-克拉 伯龙方程来表示， lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度，R-气体 常数，ΔH-样品中水 分的等量净吸着热
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冻结食物的水分活度
❖ 在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0中 P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的 蒸汽压？因为这时样品中水的蒸汽压就 是冰的蒸汽压，如果P0再用冰的蒸汽压， 这样水分活度的就算就失去意义，因此， 冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯 水）/P0（过冷水）。
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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。如在-15℃时，水分活度为0.80，微生物不会生 长，化学反应缓慢，在20℃时，水分活度为0.80时，化 学反应快速进行，且微生物能较快的生长
❖ 水分活度表示食品中水分可以被微生物所利用的 程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽 压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式 aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。
❖ 相对平衡湿度：食品水汽分压与相同温度下纯水 的饱和蒸汽压之比
❖ 食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达 到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱 和蒸汽压之比。
21
酶促反应与食物水分活度的关系
❖ 一方面影响酶促反应的底物的可移动性 ❖ 一方面影响酶的构象 ❖ 食品体系中大多数的酶类物质在水分活
度小于0.85时，活性大幅度降低，如淀粉 酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有 一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3甚 至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的 水解
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13
4 食品中水与非水组分之间的相互作用
➢ 水与离子基团之间的相互作用——构成 水或结合水
➢ 水与氢键型基团的作用——结合水 ➢ 水与非极性基团的作用——疏水相互作
用
14
5 水分活度
➢ 水分活度的定义 ➢ 水分活度与温度的关系 ➢ 冻结食物的水分活度 ➢ 食品在冻结点上下水分活度的比较
15
水分活度的定义