食品化学水分.ppt

水分活度的定义 水分活度Aw定义为Aw = p/p0 那么1mol溶质的蒸气压相当于纯水蒸气压的98.23％；如果处在水分平衡状态下，平衡相对湿度也应当是98.23％。 水分活度(water activity)即某含水体系中的水蒸汽压和相同温度下纯水蒸气压的比值。这个定义反映了水溶液中溶剂和溶质粒子数与蒸气压下降之间的本质关系。它是微生物生长、酶活性和化学反应与水分之间相关性的最佳表达方式。 第二十九页，共六十页，2022年，8月28日 水分活度的测定 由于食品中的水溶液体系多非理想溶液，因而食品中的水分活度并不能通过以上简单计算而得出，需要进行蒸气压的实际测定。 测定水分活度可以采用冰点降低法、相对湿度传感器法和恒定相对湿度平衡室法。通常用水分活度计测定。（详见课本23页） 第三十页，共六十页，2022年，8月28日 水分活度与温度 1 水分活度的数值随温度而改变。Aw与T之间的关系可以用以下方程式表示： dlnAw/d(1/T) = -ΔH/R 其中R、ΔH均为常数，用k代之可导出 lnAw = -kΔH/R(1/T) 用该式作图，则冰点以上，lnAw与绝对温度倒数呈直线关系。 第三十一页，共六十页，2022年，8月28日 水分活度与温度 2 在冰点以上，水分活度与食品中的化学成分有关，而冰点以下与此无关。因此，用水分活度大小来预测食品的性质，只有在冰点以上有效，在结冰之后则无效。 第三十二页，共六十页，2022年，8月28日 6 等温吸湿曲线 等温吸湿曲线的定义 等温吸湿曲线的分区 等温吸湿曲线与水的存在形式 等温吸湿曲线的滞后效应 第三十三页，共六十页，2022年，8月28日 等温吸湿曲线的定义 在一定温度下使食品吸湿或者干燥，测定其含水量与水分活度之间的关系，作出图形，称为等温吸湿曲线，也称吸湿等温线(water sorption isotherm)。 含水量Wd：食品中水的重量/完全干燥重 水分Ww ：食品中水的重量/食品总重 Wd = Ww(1-Ww) 第三十四页，共六十页，2022年，8月28日 图：一个典型的等温吸湿曲线 通常低水分食品可以作出倒S形的等温吸湿曲线。 横轴为水分活度，纵轴为含水量。 第三十五页，共六十页，2022年，8月28日 等温吸湿曲线的分区 曲线可以划分为三个区域： I区：以化合水为主 I、II交界：临近水或单层吸附水 II区：多层水、少量毛细管水 III区：体相水 第三十六页，共六十页，2022年，8月28日 等温吸湿曲线与水的存在状态 1 I 区：水分子和食品成分中的离子基团通过离子-偶极相互作用牢固结合。Aw在0~0.25之间，相当于0~0.07g/g干重 I、II交界：相当于单分子层吸附水，即水吸附在干物质的亲水基团周围形成单层 II区：Aw在0.2~0.85之间，即水在干物质的亲水基团周围形成多层吸附，相当于0.07~0.33g/g干重 第三十七页，共六十页，2022年，8月28日 等温吸湿曲线与水的存在状态 2 II区也包括了小部分毛细管水。右边部分开始了溶解过程，使得反应物可以相遇发生作用。因此反应速度提高。 III区：Aw在0.8~0.99之间，所含水分仅仅是因为物理原因被截留于食品当中，但仍然属于自由水。这部分水可作为溶剂、可蒸发、可结冰，可被微生物和酶反应利用。 第三十八页，共六十页，2022年，8月28日 表：食品中水的存在状态总结 请注意各类存在状态水的名称、归类和束缚力。 状态 归类 束缚力 比例% 位置 化合水 结合水 离子-偶极 <0.03 I区左端 临近水 结合水 偶极-偶极 0.5 ±0.4 I区右端 多层水 结合水 偶极-偶极 3.0 ±2.0 II区 滞化水 自由水 生物膜 -- III区 毛细水 自由水 毛细管 -- III区 流动水 自由水 无 -- III区 第三十九页，共六十页，2022年，8月28日 图：不同食品的等温吸湿曲线 等温吸湿曲线因食品不同而性状各异。但只有低水分食品才看得出曲线的形状。 第四十页，共六十页，2022年，8月28日 图：不同温度的等温吸湿曲线 因为水分活度随着温度而变化，等温吸湿曲线也随温度变化。 第四十一页，共六十页，2022年，8月28日 等温吸湿曲线中的滞后效应 等温吸湿曲线可以用两种方法绘制： 向绝对干燥的物料中加入水分——回吸 把含水分食品逐渐干燥直到水分为零——解吸 对于同一种食品，这两种方法所得到的曲线总是有所差异，称为“滞后现象”。其中，在同样含水量下，解吸曲线的水分活度较低 应用：由解吸过程制备的食品需要保持更低的Aw值才能维持同样的稳定性。 第四十二页，共六十页，2022年，8月28日 第一页，共六十页，2022年，8月28日 1 食品中的水 食品中水的含量、分布和存在状态对食品的外观、质地