【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 分子不規(guī)則熱力運(yùn)動(dòng)下固體、液體或氣體（蒸汽）濃度均勻化的過(guò)程 ? 處穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的溶劑和溶質(zhì)，特別是溶質(zhì)，能向著低分子區(qū)域移動(dòng)時(shí)才發(fā)生。 ? 這種推動(dòng)力是在溶液濃度不平衡的情況下才會(huì)產(chǎn)生，這種推動(dòng)力（或壓力）就是滲透壓 ? 擴(kuò)散總是從高濃度處向低濃度處轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)到各處濃度均等時(shí)才停止 55 ３ .分子擴(kuò)散的基本方程 ? 在擴(kuò)散過(guò)程中，通過(guò)單位面積（Ａ）的物質(zhì)擴(kuò)散量（ｄＱ）和濃度梯度（即單位距離濃度變化ｄＣ／ｄＸ）成正比 ｄＱ＝－ＤＦ（ｄＣ／ｄＸ）ｄ τ Ｑ： 物質(zhì)擴(kuò)散通量 Kmol/（ m2s） ｄＣ／ｄＸ ：擴(kuò)散梯度（ Ｃ： 濃度， Ｘ： 間距） Ｆ ：面積 τ ：擴(kuò)散時(shí)間 Ｄ ：擴(kuò)散系數(shù) 負(fù)號(hào)：表示距離 Ｘ 增加時(shí)，濃度 Ｃ 減少 56 ４．?dāng)U散速度 NA=ｄＱ／ｄ τ ＝－ＤＦ（ｄＣ／ｄＸ） ５．?dāng)U散系數(shù) Ｄ＝ＲＴ／（Ｎ６ πγη ）（ m2s－１ ） – 在缺少擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，用此時(shí)進(jìn)行推算。 – Ｄ：擴(kuò)散系數(shù)，在單位濃度梯度的影響下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的溶質(zhì)量。 – Ｒ：空氣常數(shù)（ mol） – Ｎ：阿伏加德羅常數(shù)（ 23 ） – Ｔ：絕對(duì)溫度（Ｋ） – γ ：溶質(zhì)微粒（球形）直徑（應(yīng)比溶劑分子大，并且只適用于球形分子）（ m） – η ：介質(zhì)粘度（ ） 57 – 擴(kuò)散系數(shù) 和 溶質(zhì)擴(kuò)散速度 成 正比 ，擴(kuò)散系數(shù)越大擴(kuò)散越迅速 – 溶質(zhì)分子越大，擴(kuò)散系數(shù)越小 ?如：糖的擴(kuò)散速度：葡萄糖 蔗糖 飴糖中的糊精（ ： ： ） – 擴(kuò)散系數(shù)隨溫度升高而增大，擴(kuò)散速度隨之顯著增大 ?溫度每增加 1，各種物質(zhì)在水溶液中的擴(kuò)散系數(shù)平均增加 %（ 2～ %） – 擴(kuò)散總是從高濃度向低濃度擴(kuò)散，濃度差越大，擴(kuò)散速度增加越快 ?溶液濃度增加，粘度增加， 擴(kuò)散系數(shù)降低 ?增加濃度差增加擴(kuò)散速度， 但粘度增加仍會(huì)對(duì)擴(kuò)散速度產(chǎn)生不利影響，這一點(diǎn)不能忽略 58 從擴(kuò)散方程可看出，擴(kuò)散速度的影響因素 : ?擴(kuò)散系數(shù) D ↑ NA ↑（擴(kuò)散速度） ?溶質(zhì)總濃度 C ↑ NA ↑ ? X（截面間的距離） X ↓ NA ↑ ?溶質(zhì)濃度差 ↑ NA ↑ D ↓（濃度增加） 59 (二 ) 滲透 （上述擴(kuò)散方程的另一個(gè)方面，溶劑行為） 滲透現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上與擴(kuò)散現(xiàn)象頗為相似，嚴(yán)格地說(shuō)，滲透就是溶劑從低濃度經(jīng)過(guò)半滲透膜向高濃度擴(kuò)散的過(guò)程 半透膜就是允許溶劑通過(guò)而不允許溶質(zhì)通過(guò)的膜 – 比如細(xì)胞膜，實(shí)際上，半透膜對(duì)鈉、氯、小分子（電解質(zhì)）也能通過(guò)，只是對(duì)于細(xì)胞而言，由于原生質(zhì)內(nèi)電阻較高，而阻止了電解質(zhì)的滲透進(jìn)入。 60 所有細(xì)胞（活的和死的）都能滲水，這是在滲透壓差的影響下發(fā)生的現(xiàn)象 – 在滲透壓差的影響下，電解質(zhì)液能滲透，但與水相比通過(guò)細(xì)胞膜的速度比較緩慢 細(xì)胞進(jìn)入食鹽和糖溶液中，細(xì)胞內(nèi)呈膠狀溶液的蛋白質(zhì)不會(huì)溶出（因?yàn)榘胪改げ荒茉试S分子很大的物質(zhì)外滲） – 腌制時(shí)電解質(zhì)不僅會(huì)向已死亡的動(dòng)植物組織細(xì)胞內(nèi)滲透，同時(shí)也向微生物細(xì)胞內(nèi)滲透 – 因而腌制不僅能阻止微生物利用食品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且在遭受電解質(zhì)滲入后生長(zhǎng)活動(dòng)也會(huì)受到抑制 61 滲透壓 ：是溶質(zhì)而不是溶液的影響下才形成的 – 純?nèi)軇┮好嫔铣惺芤褐膲毫Γ?P） ?P= ρ h(N/m2) ?h:溶液的液柱高度（ m） ?ρ: 溶液的密度（ Kg/m3) – 溶液濃度越高，密度越大，液柱越高，液面上所受的壓力越大 – 若在液柱內(nèi)的液面上施加和溶液滲透時(shí)所形成的液柱相同壓力，則原來(lái)內(nèi)滲溶劑不斷外滲，直至形成液柱消失，還阻止了純?nèi)軇┰偻ㄟ^(guò)半滲透膜內(nèi)滲，此時(shí)所施加的壓力就是滲透壓 – 滲透壓的大小取決于溶液溶質(zhì)的濃度，與溶液的數(shù)量無(wú)關(guān) 62 根據(jù) Van’t hoff定律 溶液的滲透壓和理想氣體的性質(zhì)是完全相似的。 ? Van’t hoff方程 ρ 1RTC P0= ———— 100M2 P0 — 滲透壓（ KN/m2） , C— 溶液的濃度 , Kg/Kg溶劑中溶質(zhì)的千克數(shù)之比 ρ 1 — 溶液密度（等于質(zhì)量除以容積）（ Kg/m3） , T— 絕對(duì)溫度（ K） R— 氣體常數(shù) 103 Nm/molK, M2— 溶質(zhì)分子量 63 腌制速度 – 腌制速度取決于滲透壓 ?滲透壓和溫度及濃度成正比 ?為加速腌制過(guò)程，應(yīng)盡可能在高溫和高濃度溶液條件下進(jìn)行 ?但鹽腌若用高溫，則原料在尚未腌透前常已出現(xiàn)腐敗跡象，因此腌鹽時(shí)以采用低溫（低于 10℃ ）為宜，有時(shí)溫度可低達(dá) 2～ 4℃ 左右 64 – 滲透壓和溶質(zhì)分子量及其濃度有一定關(guān)系 ?溶質(zhì)分子量越大，需用溶質(zhì)重量也越大 ?若溶質(zhì)能離解為離子，能提高滲透壓，用量可減少 ?如選用分子量低的并在溶液中能離解成離子的食鹽時(shí)，當(dāng)其濃度為 10～ 15%，就能建立起 ～ (或 3～ 6個(gè)大氣壓）相當(dāng)?shù)臐B透壓 65 ? 溫度上升，滲透壓上升， ? 溶質(zhì)摩爾濃度上升，滲透壓上升 ? 相同質(zhì)量下，溶質(zhì)分子量增大，滲透壓下降 ? 溶質(zhì)解離系數(shù)大，滲透壓大 66 三、生物組織的擴(kuò)散和滲透現(xiàn)象 ? 生物組織包括微生物、動(dòng)植物組織，它們?cè)陔缰七^(guò)程中都存在著 擴(kuò)散 和 滲透 作用。 67 （一）微生物細(xì)胞 ? 微生物細(xì)胞是有細(xì)胞壁保護(hù)和原生質(zhì)膜包圍的膠體狀原生質(zhì)漿體 – 分兩層：外層含有脂多糖和蛋白質(zhì)；內(nèi)層主要為粘肽層即有糖和氨基酸組成，位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)，把細(xì)胞漿包在里面。 – 細(xì)胞壁由平行的雙層磷脂構(gòu)成，中間嵌入蛋白質(zhì)。 ? 細(xì)胞壁 上有很多微小的小孔，可允許直徑 1nm大小的可溶性物質(zhì)通過(guò)，一般 為全滲透性 ，可透過(guò)水、無(wú)機(jī)鹽、非離子化有機(jī)分子和各種營(yíng)養(yǎng)素。 ? 而細(xì)胞內(nèi)膜（ 原生質(zhì)膜 ） 則 為半透性 ，僅允許水和小分子透過(guò)，但也能使電解質(zhì)透過(guò)，只是活細(xì)胞有較高的電阻，因而離子進(jìn)出細(xì)胞就很困難或滲透速度極慢。 68 （二）當(dāng)微生物細(xì)胞處在濃度不同的溶液中，就會(huì)出現(xiàn)三種對(duì)微生物活動(dòng)有影響的情況。 — 對(duì)微生物最適宜 比如 :%NaCl，此溶液常稱為等滲溶液 （ isotonic) C內(nèi) P外 P內(nèi) – 水分會(huì)從低濃度向高濃度滲透，細(xì)胞吸水增大，最初會(huì)出現(xiàn)原生質(zhì)緊貼在細(xì)胞壁上，呈現(xiàn)膨脹狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱之為腫脹 – 當(dāng)內(nèi)壓過(guò)大還會(huì)發(fā)生原生質(zhì)脹裂 （ plasmoptsis) 69 3. C外 C內(nèi) P外 P內(nèi) – 原生質(zhì)內(nèi)的水分將向細(xì)胞間隙內(nèi)轉(zhuǎn)移，原生質(zhì)緊縮，這種現(xiàn)象稱質(zhì)壁分離（ plasmolysis) – 其結(jié)果使微生物停止生長(zhǎng)活動(dòng)，細(xì)胞外的這種溶液成為高滲溶液 —— 腌制保藏原理 – 腌漬就是利用這種原理以達(dá)到保藏食品的目的 – 用鹽、糖和香料腌漬時(shí)，它們的濃度達(dá)到足夠高時(shí)就可以抑制住微生物的生長(zhǎng)活動(dòng) 70 4. 原生質(zhì)膜滲透性隨微生物種類(lèi)、菌齡、細(xì)胞內(nèi)成分、溫度、 pH值、表面張力的性質(zhì)和大小等相關(guān) （三）高滲透壓下微生物的穩(wěn)定性 – 取決于它們的種類(lèi)，其質(zhì)壁分離程度取決于原生質(zhì)的滲透性 – 如溶質(zhì)極易通過(guò)原生質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓就會(huì)迅速達(dá)到平衡，不再存在質(zhì)壁分離現(xiàn)象 – 微生物種類(lèi)不同，對(duì)鹽液濃度反應(yīng)不同，因此腌漬時(shí)不同濃度鹽液中生長(zhǎng)的微生物的種類(lèi)就會(huì)不同，從而會(huì)進(jìn)一步對(duì)食品發(fā)酵產(chǎn)生影響 – 在不少情況下因不良微生物受到抑制，從而有利于食品的發(fā)酵 71 – 鹽濃度 % 大多數(shù)微生物暫時(shí)性受到抑制 1015% 完全停止生長(zhǎng) – 例如 腐敗菌 (大多數(shù) ) 不能忍受 %以上的鹽濃度，暫時(shí)受到抑制， 10%以上，基本受到抑制，包括肉毒桿菌。 – 乳酸菌 能忍受 1018%鹽濃度 – 2025%鹽濃度，差不多所有微生物都停止生長(zhǎng)，但也有少數(shù)如霉菌、酵母（圓酵母）可忍受 30%鹽濃度 – 對(duì)糖液， 5075%能抑制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，酵母能忍受更高糖液濃度，說(shuō)明酵母菌膜滲透性大，溶質(zhì)易擴(kuò)散，建立不了高滲透壓而引起質(zhì)壁分離。 72 （二） 動(dòng)植物組織 ? 動(dòng)植物組織，若結(jié)構(gòu)完整，存在影響溶質(zhì)擴(kuò)散的障礙，如膜使溶質(zhì)難于擴(kuò)散，則動(dòng)植物組織在鹽和糖溶液中也會(huì)出現(xiàn)和微生物細(xì)胞一樣的三種情況。（相等、內(nèi)大、外大） 73 ? 如鮮山楂果做蜜餞，在高濃度糖液中高溫熬煮，則見(jiàn)山楂果出現(xiàn)收縮，而其內(nèi)部沒(méi)有甜味。 ? 高滲透壓時(shí)，水分向外滲透。若將山楂破碎，糖易向果肉組織擴(kuò)散，吃起來(lái)有甜味。 ? 在腌制蘿卜、蔬菜時(shí)，都是要將其切小，使組織結(jié)構(gòu)破壞，而使溶質(zhì)易擴(kuò)散進(jìn)入組織，使腌制品有咸味，若調(diào)味料，應(yīng)有調(diào)味料的特點(diǎn)。 74 ? 所以對(duì)腌漬保藏， 兩個(gè)目的 ： (1)動(dòng)植物組織 — 使之易擴(kuò)散，使風(fēng)味一致 (2)微生物 — 使之不易進(jìn)入，建立高滲透環(huán)境，造成其被抑制。 75 四、 食鹽 在食品保藏中的作用 1. 食鹽對(duì)微生物細(xì)胞的影響： (1)脫水作用 ?1%食鹽溶液可產(chǎn)生 (壓 )的滲透壓，大多微生物細(xì)胞滲透壓～ 7KN/m2 (～ ) ?一般認(rèn)為食鹽防腐作用是在其滲透壓影響下， 微生物細(xì)胞質(zhì)壁分離 的結(jié)果，實(shí)際上食鹽的防腐作用不僅是脫水影響的結(jié)果 76 (2)離子化水作用 ?NaCl溶解后會(huì)離解，并在每一離子周?chē)奂蝗核肿? ?微生物在飽和食鹽溶液中不能生長(zhǎng)，這是因 微生物得不到自由水分 的緣故 77 (3)毒性作用 ?微生物 對(duì)鈉很敏感 ，少數(shù) Na+離子對(duì)微生物有刺激生長(zhǎng)作用，當(dāng) 達(dá)足夠高時(shí)，產(chǎn)生抑制作用 ?認(rèn)為 Na+離子能和細(xì)胞原生質(zhì)中的陰離子結(jié)合，對(duì)微生物產(chǎn)生毒害作用 ?pH值能加強(qiáng) Na+離子的毒害 作用，加入酸， NaCl用量可減少 5% ?酵母活動(dòng)在 20%中型食鹽溶液中才會(huì)受到抑制 ?NaCl對(duì)微生物的 毒害作用 可能來(lái)自 氯離子 ，氯離子會(huì)和細(xì)胞原生質(zhì)結(jié)合，促使細(xì)胞死亡 78 (4)對(duì)酶作用 ?微生物分泌出的酶活性常在低濃度鹽液中就遭到破壞 ?鹽濃度僅為 3%變性菌就會(huì)失去分解血清的能力 ?有人認(rèn)為 鹽和酶蛋白質(zhì)分子中肽鍵結(jié)合后 破壞 微生物 蛋白質(zhì)酶分解蛋白質(zhì)能力 (5)鹽液缺氧的影響 ?氧難溶于鹽水，形成 缺氧 環(huán)境，需氧菌難生長(zhǎng) 79 鹽液濃度和微生物的關(guān)系 – 鹽液濃度 1%以下，微生物生長(zhǎng)活動(dòng)不受任何影響 – 濃度 1～ 3%時(shí)大多微生物受暫時(shí)性的抑制 – 濃度 10～ 15%時(shí)大多微生物完全停止生長(zhǎng) – 濃度 20～ 25%時(shí)幾乎所有微生物停止生長(zhǎng) ?此濃度基本上已達(dá)到阻止微生物生長(zhǎng)的目的 – 抑制不同微生物生長(zhǎng)活動(dòng)的鹽液濃度