食品化学：水分.ppt

共晶温度 玻璃化转变温度 玻璃态下未冻结的水分子被束缚在由极高溶质黏度所产生的具有极高黏度的玻璃态下，水分子不具有反应活性，使整个食品体系以不具有反应活性的非结晶固体形式存在。 在Tg下，食品具有高度的稳定性。 低温冷冻食品的稳定性可以用该食品的Tg与贮藏T的差来决定，差值越大，食品的稳定就越差。 食品中的水分含量和溶质种类显著地影响食品的Tg。但Tg′只依赖溶质种类。 （三）水分转移与食品稳定性 水分的位转移：在同一食品的不同部位或在不同食品之间发生，导致原来水分的分布状况的改变。 水分的相转移：特别是气相和液相水的互相转移，导致食品含水量的改变。 食品中水分的相转移主要形式为水分蒸发和蒸汽凝结。 第六节 分子移动性与食品的稳定性 （一）分子移动性（Mm） 又称分子流动性，是分子的旋转移动和平动移动的总度量。 物质处于完全而完整的结晶状态，或处于完全的玻璃态时，其Mm值为零。 决定食品Mm值的主要成分是水和食品中占优势的非水组分。 绝大多数食品的Mm值不等于零。 大多数食品都是亚稳态或非平衡状态存在的，其中大多数物理化学和一部分化学变化由Mm值控制。 分子移动性关系到许多食品的扩散限制性质，这类食品包括淀粉食品（如面团、糖果和点心）、以蛋白质为基料的食品、中等水分食品、干燥或冷冻干燥的食品。 （二）水分活度、分子移动性和Tg在预测食品稳定性的比较 水分活度方法主要是研究食品中水的有效性（可利用性），如水作为溶剂的能力； 分子移动性主要是研究食品的微观黏度和化学组分的扩散性，它也取决于水的性质； 玻璃化转变温度是从食品的物理特性的变化来评估食品稳定性的方法。 在估计有扩散限制的性质时， Mm方法明显地更为有效， Aw指标在预测冷冻食品物理或化学性质是无用的。 在估计食品保藏在接近室温时导致的结块、黏结和脆性等物理变化时， Mm方法和Aw方法有大致相同的效果。 估计在不含冰的产品中微生物生长和非扩散限制的化学反应速度时， Mm方法的实用性明显的较差和不可靠，而Aw方法更有效。 本章小结 水是食品中最丰富的成分，对食品性质是极其重要的，是食品易腐败的原因，是决定食品中各种化学反应速度的因素，是导致在冷冻期间发生不良反应的一个因素。 水分在食品的存在状态直接影响到食品的性质。 水分含量、水分活度、玻璃化转变温度及分子移动性都是预测食品贮藏稳定性的重要参数。 思考题 名词解释 结合水 体相水 水分活度 水分的吸湿等温线 等温线的滞后现象 玻璃态 玻璃化转变温度 分子移动性 问答题 1、水分活度与食品稳定性的关系。 2、水分活度对脂质氧化的影响规律并说明原因。 3、水分的吸附等温线的定义，以及3个区段的水分特性。 4、结合水和体相水的定义及区别。 5、冰对食品稳定性有何影响？采取哪些方法可以克服冷冻法保藏食品的不利因素？ 6、食品中的离子、亲水性物质、疏水性物质分别以何种方式与水作用？食品中水的存在形式有哪些？各有何特点？ 7、水主要具有那些异常的物理性质并简要说明原因？ * 9 一、水分活度与食品稳定性 食品的贮藏稳定性与水分活度之间有着密切的联系。 （一）水分活度与微生物生命活动的关系 从微生物活动与食物水分活度的关系来看：各类微生物生长都需要一定的水分活度， 即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。 在Aw<0.60时，绝大多数微生物就无法生长。 微生物在不同的生长阶段，所需的Aw阈值也不一样。 有些微生物在繁殖中还会产生毒素，微生物产生毒素时所需的Aw阈值高于生长时所需Aw的数值。 当食品的水分活度降低到一定的限度以下时，就会抑制要求阈值高于此值的微生物生长、繁殖或产生毒素，使食品加工得以顺利进行。 在发酵食品加工时，必须把Aw提高到有利于有益微生物生长、繁殖、分泌代谢产物所需的Aw以上。 (二)水分活度与食品化学变化的关系 1、从酶促反应与食物水分活度的关系来看： 水分活度对酶促反应的影响是两个方面的综合，一方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。 食品体系中大多数的酶类物质在Aw<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Aw为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。 2、从水分活度与非酶反应的关系来看： 脂质氧化作用：当水分活度从0→0.33，随着水分活度增加，氧化速率降低；当Aw>0.33时，随着水分活度的增加，加速了氧化；而当Aw>0.73时，水量增加，氧化作用降低。 Maillard反应： Aw>0.7时底物被稀释