模块水分和矿物质.ppt

食品生物化学;模块一食品中的水分与矿物质;能力目标：;一、水在生物体内的含量与作用;1、水在生物体内的含量

水是食品六大营养素之一，是维持人类正常生命活动必需的基本物质。;某些代表性食品的含水量;2、水的生理作用;水在食品中的重要作用;人体与水以及食物与人体内水的关系;水的密度在3.98℃时为1×103kg/m3，在0℃时，密度为0.99987×103kg/m3，冰在0℃时，密度为0.9167×103kg/m3。

氢、氧两种元素，无色无味的透明液体,存在三种状态

在0℃时，冰的热导率为同温度下水的热导率的4倍，冰的热扩散速度约为水的9倍。;水的热稳定性很强，但在通电的条件下会离解为氢和氧

具有很大的内聚力和表面张力，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象

熔点：0℃(273.15k)

沸点：100℃(373.15k)(标准大气压)

比热：4.184J/（kg.K）;二、食品中水分状态与分类;2、食品中水的分类;（1）自由水（游离水）;（i）在－40℃以上可以结冰；

（ii）在食品内可以作为溶剂；

（iii）可以以液体形式移动，在气候干燥时也可以以蒸汽形式逸出，使食品中含水量降低；

（iv）微生物可以利用自由水繁殖，各种化学反应也可以在其中进行。;（2）结合水（束缚水）

指通过氢键与食品中有机、无机成分结合的水。;①单分子层结合水;（i）与离子或离子基团结合的水;结合力＞水分子之间的氢键；;②多分子层结合水;（iii）与弱极性基团结合的水;结合水是维持酶结构、食品正常结构的重要因素。;③结合水的特点：;结合水和自由水主要的区别;水对食品品质的影响;三、水分活度

1、水分活度的概念

食品的水蒸汽分压p与同一温度下纯水的饱和蒸汽压p0之比。

;水分活度的物理学意义：;附：溶液的蒸气压下降;水分活度也可用平衡相对湿度（ERH）来表示：;水分活度的大小：;2、水分活度与食品含水量的关系;（1）吸湿等温线;相当于形成“单分子层”所需的近似水量，不增塑;Aw;Aw;达到同样的水分活度，解吸过程比回吸过程需要更高的水分含量。;Aw;（二）水分活度与食品含水量的关系;（三）水分活度与食品的稳定性;Aw﹥0.91时，细菌容易生长；

0.91＞Aw＞0.80，霉菌容易生长；

Aw﹤0.80时大???数霉菌不生长。;不同微生物生长与食品水分活度的关系;1、不同种类的微生物其正常生长繁殖所需要的水分活度不同，由此可以正确推断影响不同含水量食品质量的主要微生物；

2、表中每一个水分活度区间的下限为相应微生物正常生长的水分活度阈值，即在此水分活度以下，该类微生物不能正常生长；

3、微生物需要的最低水分活度：大多数细菌为0.99～0.94>大多数霉菌为0.94～0.80>大多数耐盐细菌为0.75>耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.65～0.60。低于0.60绝大多数微生物无法生长；;4、同一种类微生物在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。一般讲，细菌形成芽孢时比繁殖时所需的水分活度要高；产毒微生物在产生毒素时所需的水分活度高于不产毒时所需的水分活度；

5、发酵技术中要求所用微生物能正常快速增殖，此时则要给予合适的、必要高的水分活度；

6、利用水分活度控制食品质量或加工工艺时还要考虑其它因素(如：pH、营养成分、氧气等)对于微生物的影响。;2.水分活度与生化反应的关系;食品中的化学变化的种类和速度是依赖于各类食品成分而发生的，其化学变化与水分活度关系的一般规律总结如下：

1、淀粉：淀粉的食品学特性主要体现在老化和糊化上。老化是淀粉颗粒结构、淀粉链空间结构发生变化而导致溶解性能、糊化及成面团作用变差的过程。在含水量到30～60%时，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速度变慢；当含水量降至10～15%时，淀粉中的水主要为结合水，不会发生老化。;2、脂肪：影响脂肪品质的化学反应主要为氧化酸败。在Ⅰ区，氧化反应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应速度随着水分的增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。

3、蛋白质：据测定，当食品中的水分含量在2%以下时，可以有效的阻止蛋白质的变性；而当达到4%或其以上时，蛋白质变性变得越来越容易。;4、酶促褐变：是在酶作用下，食品中的酚类化合物发生特殊的氧化反应使食品颜色变劣的过程。食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。;5、非酶促褐变指食品通过一些非酶氧化而导致食品变色的反应。也与水分活度有密切的关系，当食品中的水分活度