江南大學(xué)食品化學(xué)ppt課件-在線瀏覽
2025-02-22 12:27本頁面
【正文】 勻地分布在整個水樣中 ， 原存在于冰中的許多鍵在冰熔化時簡單地扭曲而不是斷裂 。 ? 填隙模型 ： 水保留一種似冰或籠形物結(jié)構(gòu)，而個別水分子填充在籠形物的間隙中。 ? 所有的模型也容許各個水分子頻繁地改變它們的排列 ， 即 一個氫鍵快速地終止而代之以一個新的氫鍵 ， 而在溫度不變的條件下 ， 整個體系維持一定的氫鍵鍵合和結(jié)構(gòu)的程度 。 ? 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 。 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 。 水的密度在 ℃ 達(dá)到最大 。 ? 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 。 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 。 果膠 、 淀粉凝膠以及動物和植物組織細(xì)胞 。 但在組織狀食品被切割或剁碎時不會流出 。 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) 。 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) 。 ? 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 。 ? 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 。 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 。 如與離子或離子基團(tuán)相締合的水 。 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) 。這些離子可以與水通過氫鍵結(jié)合。 ? 蒸發(fā)能力弱 ，不易去除，可看作食品的一部分。 蒸發(fā)仍然需要較多能量 。 ? 單分子層水要減壓干燥才能測定出來。由藍(lán)色全部變?yōu)榘咨? ? 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 。 從 “ 正常 ” 的水結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看 ， 所有離子都是破壞性的 。 一種離子改變水的凈結(jié)構(gòu)的能力與它的極化半徑（電荷除以半徑）或電場強(qiáng)度緊密相關(guān) 。 l 凈結(jié)構(gòu)破壞效應(yīng) 流動性比純水強(qiáng) 大離子和單價離子產(chǎn)生較弱電場 K+, Rb+, Cs+, NH4+ , Cl, Br, I, NO3 , BrO3 , IO3 , ClO4 這些離子打破水的正常結(jié)構(gòu) ， 并且新的結(jié)構(gòu)又不足以補(bǔ)償這種結(jié)構(gòu)上的損失 。 四、水與極性基團(tuán) (具有 HBOND能力 )的相互作用 Interaction of water with neutral groups possessing Hbond capabilities ? 水與非離子 、 親水溶質(zhì)的相互作用弱于水 離子相互作用 ， 而與水 水氫鍵相互作用的強(qiáng)度大致相同 。 然而 ， 在某些情況下 ， 溶質(zhì)氫鍵部位的分布和定向在幾何上與正常水的氫鍵部位是不相容的 。 尿素對水的正常結(jié)構(gòu)具有顯著的破壞作用 。 水與蛋白質(zhì)中兩類功能團(tuán)形成氫鍵 。 ΔG=ΔH TΔS ΔG 為正是因?yàn)?ΔS 是負(fù) 的 。 此過程被稱為 疏水水合 。 ? 籠狀水合物是水力圖避免與疏水基團(tuán)接觸而形成的特殊產(chǎn)物 。 ? 在 生物物質(zhì)中存在類似于結(jié)晶籠狀水合物的結(jié)構(gòu) ，這些結(jié)構(gòu)可能影響如蛋白質(zhì)這樣的分子的構(gòu)象 、反應(yīng)性和穩(wěn)定性 。 ? 為疏水水合的部分逆轉(zhuǎn) ， 被稱為 “ 疏水相互作用 ” 。 疏水相互作用在維持大多數(shù)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)中起著首要的作用。 ? 請說明食品中結(jié)合水和截留水的區(qū)別。 六、水與雙親分子的相互作用 ? 水也能作為雙親分子的分散介質(zhì) ? 雙親分子 一個分子中同時存在親水和疏水基團(tuán) 。 膠團(tuán) 雙親分子在水中形成大分子聚集體 。 雙親脂肪酸鹽的一般結(jié)構(gòu)（ 1） （ 3） 雙親分子的一般結(jié)構(gòu)（ 4） 雙親分子在水中形成的膠團(tuán)結(jié)構(gòu) 第八節(jié) 水分活度和相對蒸汽壓 Water activity and relative vapor pressure 一 、 引言 ? 食品的水分含量和它的腐敗性之
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