《江南大學(xué)食品化學(xué)》ppt課件-文庫吧
2024-12-21 12:27 本頁面
【正文】 件下 ， 整個體系維持一定的氫鍵鍵合和結(jié)構(gòu)的程度 。 水分子中分子間氫鍵鍵合的程度取決于溫度 ? 在 0℃ 時冰的配位數(shù)為 4， 與最接近的水分子的距離為 。 ? 當(dāng)輸入熔化潛熱時冰熔化 ， 即一些氫鍵斷裂 （ 最接近的水分子間的距離增加 ） ， 而其他氫鍵變形 ， 水分子呈締合的流體狀態(tài) ， 總體上它們更加緊密 。 ? 隨著溫度提高 ， 配位數(shù)從 0℃ 冰時的 ℃ 水時的 ， 隨后 83℃ 水時的 。 同時 ，最接近的水分子間的距離從 0℃ 冰時的 至 ℃ 水時的 ， 隨后 83℃ 水時的 。 ? 冰向水轉(zhuǎn)變伴隨著最接近的水分子間的距離的增加 最接近的水分子的平均數(shù)目的增加 。 水的密度在 ℃ 達(dá)到最大 。 ? 密度增加 在 0℃ 和 ℃ 之間 ， 配位數(shù)增加的效應(yīng)占優(yōu)勢 。 ? 密度下降 超過 ℃ 后 ， 最接近的水分子間的距離增加的效應(yīng)（ 熱膨脹 ） 占優(yōu)勢 。 ? 水的低粘度 水分子的氫鍵鍵合排列是高度動態(tài)的 ， 允許各個水分子在毫微秒至微微秒的時間間隔內(nèi)改變它們與鄰近水分子間的氫鍵鍵合關(guān)系 ， 增加了水的流動性 。 第二節(jié) 水和溶質(zhì)的相互作用 Watersolute interaction 一 、 宏觀水平 (macroscopic level) 一般概念 ? 水結(jié)合 （ Water binding） 水與親水物質(zhì)締合的一般傾向 。 ? 水合 （ Hydration） 水與親水物質(zhì)締合的一般傾向 。 ? “ 水結(jié)合位 ” （ water binding potential） 有定量意義 ，但仍然僅適用于宏觀水平 ? 水結(jié)合或水合的 程度和強(qiáng)度 取決于包括非水組分的本質(zhì) 、 鹽組成 、 pH和溫度 等很多因素 。 持水力（ Water holding capacity） ? 由分子 （ 通常以低濃度存在的大分子 ） 構(gòu)成的基質(zhì)通過 物理方式截留大量水 以防止水滲出的能力 。 果膠 、 淀粉凝膠以及動物和植物組織細(xì)胞 。 ? 這部分水在食品加工中的性質(zhì)幾乎與純水相似；即在 干燥時它易被除去 ， 在 冷凍時易轉(zhuǎn)變成冰 ，可以作為溶劑 。 但在組織狀食品被切割或剁碎時不會流出 。 ? 這部分水的 整體流動受到嚴(yán)格地限制 ， 但是 各個分子的運(yùn)動基本上與在稀鹽溶液中的水分子相同 。 二、分子水平 (Molecular level) （ 一 ） 概述 溶質(zhì)和水的混合同時改變了溶質(zhì)和水的性質(zhì) 。 ? 親水溶質(zhì)會改變鄰近水分子的結(jié)構(gòu)和流動性； ? 水會改變親水溶質(zhì)的反應(yīng)性 ， 甚至改變其結(jié)構(gòu) 。 水 溶質(zhì)相互作用的分類 種 類 實(shí) 例 相互作用的強(qiáng)度 與水 水氫鍵比較 偶極 離子 H2O 游離離子 H2O 有機(jī)分子上的帶電基團(tuán) 較強(qiáng) 偶極 偶極 H2O 蛋白質(zhì) NH H2O 蛋白質(zhì) CO H2O 側(cè)鏈 OH 近乎相等 疏水水合 H2O + R ? R （水合） 遠(yuǎn)低 疏水相互作用 R （水合） +R （水合） ? R2水合 +H2O 不可比較 （二） 結(jié)合水 (Bound water) ? 定義： 結(jié)合水 是一個樣品在某一個溫度和較低的相對濕度下的平衡水分含量； ? 在低溫 （ 通常是指 40C?或更低 ） 下不能凍結(jié)； ? 不能作為外加溶質(zhì)的溶劑； ? 處在溶質(zhì)和其它非水物質(zhì)的鄰近位置 ， 它的 性質(zhì)顯著地不同于同一體系中體相水(bulkphase water)的性質(zhì) 。 ? 與體相水比較 ， 結(jié)合水具有 “ 被阻礙的流動性 ”而不是 “ 被固定的 ” 。 ? 在高水分含量的食品中 ， 結(jié)合水僅包括總水分中的一個微小部分 ， 大致相當(dāng)于鄰近親水基團(tuán)的第一層水分子 。 ? 表觀結(jié)合水量常隨測定方法變化 。 ? 在復(fù)雜的體系中存在不同結(jié)合程度的水；即其 結(jié)合水由 構(gòu)成水 、 鄰近水 和 多層水 所組成 。 ? 構(gòu)成水 結(jié)合最強(qiáng)的水 ， 已成為非水物質(zhì)的整體部分 。 如存在于蛋白質(zhì)分子的 空隙區(qū)域 的水和成為化學(xué) 水合物的一部分 的水 。 ? 鄰近水 占據(jù)著非水成分的大多數(shù)親水基團(tuán)的 第一層位置 。 如與離子或離子基團(tuán)相締合的水 。 ? 多層水 占有第一層中剩下的位置以及形成了鄰近水外的幾層 。 雖然結(jié)合程度不如鄰近水 ， 仍與非水組分靠得足夠近 ， 其 性質(zhì)大大不同于純凈水的性質(zhì) 。 結(jié)合水（另一種分類法） ? 單分子層水 ? 氨基、羧基等強(qiáng)極性基團(tuán)常以離子形式存在。這些離子可以與水通過氫鍵結(jié)合。在他們周圍結(jié)合的第一層水－－ 單分子層結(jié)合水 。 ? 蒸發(fā)能力弱 ，不易去除，可看作食品的一部分。 ? 多分子層水：與酰胺基、羥基、巰基等極性基團(tuán)結(jié)合的及離子基團(tuán)單分子層以外的幾層水。 蒸發(fā)仍然需要較多能量 。 ? 95100 ℃ 烘干測定的是自由水和多分子層水。 ? 單分子層水要減壓干燥才能測定出來。 ? 結(jié)晶水測定：水合硫酸銅晶體，在260～ 280℃ 脫水。由藍(lán)色全部變?yōu)榘咨? 三、水與離子及離子基團(tuán)的相互作用 Interaction of water with ions and ionic groups ? 水 離子鍵的強(qiáng)度大于水 水氫鍵的強(qiáng)度 ，但是遠(yuǎn)小于共價鍵的強(qiáng)度 。 ? 加入可以離解的溶質(zhì)會打破純水的正常結(jié)構(gòu) ， 也會阻礙水分子的流動 。 離子在稀水溶液中的凈結(jié)構(gòu)破壞效應(yīng) ? “凈結(jié)構(gòu) ” （ Net structure） 涉及所有種類的結(jié)構(gòu) ，包括正常的或新類型的水結(jié)構(gòu) 。 從 “ 正常 ” 的水結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看 ， 所有離子都是破壞性
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