[高等教育]第2章水(參考版)
2025-01-19 23:20本頁(yè)面
【正文】 什么是水活度？什么是吸附等溫線(xiàn)？什么是滯后現(xiàn)象？ 水活度對(duì)食品中主要的化學(xué)變化的影響？ 低水分活度能抑制食品化學(xué)變化 的 機(jī)理 ？ 。 本章作業(yè) 試述水在食品中的存在狀態(tài)及各種狀態(tài)水的特性。決定食品 Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 ： 水分活度對(duì)食品中微生物生長(zhǎng)的影響；水分活度對(duì)食品化學(xué)變化的影響。 ： 在恒溫條件下，以食品的含水量（用每單位干物質(zhì)質(zhì)量中水的質(zhì)量表示）對(duì)水活性繪圖形成的曲線(xiàn)，稱(chēng)為水分吸著等溫線(xiàn)（ moisture sorption isotherms,MSI）。 ： 與離子基團(tuán)、極性基團(tuán)、非極性基團(tuán)，兩親分子的相互作用。 很適于微生物生長(zhǎng)和大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，易引起食物的腐敗變質(zhì)，但與食品的風(fēng)味及功能性緊密相關(guān)。 溶解溶質(zhì)的能力強(qiáng)，干燥時(shí)易被除去。它與稀鹽水溶液中水的性質(zhì)相似。 ④不能被微生物利用。 ②有一定溶解溶質(zhì)的能力。 ： 占據(jù)第一層鄰近水剩余位置和圍繞非水組分親水基團(tuán)形成的另外幾層水。 ④不能被微生物利用。 ②無(wú)溶解溶質(zhì)的能力。 ： 與非水組的特異親水部位通過(guò)水 離子和水 偶極產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用的水。 ③與純水比較分子平均運(yùn)動(dòng)為 0。 特點(diǎn)： ①在 40℃ 下不結(jié)冰。 ： 是由水分子有序排列形成的結(jié)晶，有 11種晶型，其中六方冰晶是最穩(wěn)定的。 （ 4） Aw和 Mm方法研究食品穩(wěn)定性的比較 二者相互補(bǔ)充 ， 非相互競(jìng)爭(zhēng) ?? Aw法主要注重食品中水的有效性 ， 如水作為溶劑的能力 ； ?? Mm法主要注重食品的微觀粘度和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力。 自由體積與分子淌度的相關(guān)性 當(dāng)溫度降至 Tg時(shí)，自由體積（ Free volume）顯著的變小，以致使聚合物鏈段的平動(dòng)停止。 非擴(kuò)散限制反應(yīng) :擴(kuò)散因子 D對(duì)反應(yīng)的影響小于碰撞頻率因子 A和活化能因子 Ea的影響。 （ 2）二元體系的狀態(tài)圖 （ 3）分子淌度與食品性質(zhì)的相關(guān)性Relationship of Mm and food stability 擴(kuò)散因子 D 碰撞頻率因子 A 活化能因子 Ea 決定化學(xué)反應(yīng)速度 a. 化學(xué)、物理反應(yīng)的速率與分子淌度的關(guān)系 擴(kuò)散限制反應(yīng)： 擴(kuò)散因子 D對(duì)反應(yīng)的影響大于碰撞頻率因子 A和活化能因子 Ea的影響。決定食品 Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。 分子的移動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性 無(wú)定形（ Amorphous）： 是物質(zhì)的一種非平衡、非結(jié)晶態(tài)。 ?橡膠態(tài) : 高聚物轉(zhuǎn)變成柔軟而具有彈性的固體，稱(chēng)為橡膠態(tài)。 （ 1）幾個(gè)概念 ?玻璃態(tài)（ glass state） :是聚合物的一種狀態(tài)，它既象固體一樣有一定的形狀，又象液體一樣分子間排列只是近視有序，是非晶態(tài)或無(wú)定形態(tài)。 ? 要使食品具有最高的穩(wěn)定性 , 最好將 aw 保持在結(jié)合水范圍內(nèi)。 ? 但 aw 過(guò)低 , 則會(huì)加速脂肪氧化酸敗 , 引起非酶褐變。 第四 , 許多以酶為催化劑的 酶促反應(yīng) , 水除了起著一種反應(yīng)物的作用外 , 還能作為底物向酶擴(kuò)散的輸送介質(zhì) ,并且通過(guò)水化促使酶和底物活化。 第三 , 很多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)都必須有 水分子參加 才能進(jìn)行 ( 如水解反應(yīng) ） 。 低水分活度能抑制食品化學(xué)變化 的 機(jī)理 第一 , 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都必須 在水溶液中 才能進(jìn)行 , 降低食品的水分活度 , 則食品中結(jié)合水的比例增加 , 自由水的比例減少 , 而結(jié)合水是不能作為反應(yīng)物的溶劑的 , 所以降低水分活度 , 能使食品中許多可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、酶促反應(yīng)受到抑制。 ? 但花青素在這些水果的干制品中則十分穩(wěn)定 , 經(jīng)過(guò)數(shù)年貯藏也僅僅是輕微的分解。 ? 在一般情況下 , 濃縮的液態(tài)食品和中濕食品位于非酶褐變的最適水分含量的范圍內(nèi)。 ?? ? Low molecular mobility does not allow enzyme and substrate rearrangements 對(duì)非酶褐變的影響 NonEnzymatic Browning ? 當(dāng)食品的水分活度在一定的范圍內(nèi)時(shí) , 非酶褐變隨著水分活度的增大而加速 ， aw值在 ,褐變最為嚴(yán)重 ； ? 隨著水分活度的下降 ,非酶褐變就會(huì)受到抑制而減弱 ； 當(dāng)水分活度降低到 ,褐變就難以發(fā)生。 以下 , 則不發(fā)生變性 。 ? 水分活度增大會(huì) 加速蛋白質(zhì)的氧化 作用 , 破壞 保持蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的 次級(jí) 鍵 , 導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 對(duì)蛋白質(zhì)變性的影響 ? 蛋白質(zhì)變性改變了蛋白質(zhì)分子多膚鏈特有的有規(guī)律的高級(jí)結(jié)構(gòu) , 使蛋白質(zhì)的許多性質(zhì)發(fā)生改變。 ?催化劑和氧的流動(dòng)性增加。 ?在 Aw= ,隨 Aw增加 ,反應(yīng)速度增加的原因 : ?水中溶解氧增加。 ?在 Aw= ,隨 Aw的增加，反應(yīng)速度降低的原因 : ?水與脂類(lèi)氧化生成的氫過(guò)氧化物以氫鍵結(jié)合 ,保護(hù)氫過(guò)氧化物的分解 ,阻止氧化進(jìn)行。 五、水分活度與食品的穩(wěn)定性 Water activity and food stability 水分活度與食品的穩(wěn)定性 Microbiological stability?? Microanisms may grow above a given, food material specific water content?? Microanisms do not grow at low water activities?? Growth of microanisms may occur in intermediate moisture foods There are general water activity limits for growth of molds, yeasts and bacteria aw no growth?? aw xerophilic（耐干燥） molds and yeasts?? aw halophilic（耐鹽的） bacteria aw most molds and yeasts ?? aw pathogenic（致病的） bacteria 水分活度與食品化學(xué)變化的關(guān)系 對(duì)脂肪氧化酸敗的影響 從極低的 aw 值開(kāi)始 , 氧化速度隨著水分的增加而降低 , 直到 aw 值接近等溫線(xiàn)的區(qū)域 I 和區(qū)域 Ⅱ的邊界 。 ?不規(guī)則形狀產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象的部位 ,欲填滿(mǎn)或抽空水分需 不同的蒸汽壓 (要抽出需 P內(nèi)＞ P外 , 要填滿(mǎn)則需 P外＞ P內(nèi) )。 四、滯后現(xiàn)象 Hysteresis 定義 : 采用 回吸 (resorption)的方法繪制的MSI和按 解吸 (desorption)的方法繪制的MSI并不互相重疊的現(xiàn)象稱(chēng)為滯后現(xiàn)象。
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