食品化学-水分.
食品化学第二章水知识点总结
食品化学第二章水知识点总结第二章水分2.1食品中的水分含量和功能2.1.1水分含量？普通生物和食物中的水分含量为3 ~ 97%？生物体中水的含量约为70-80%。
动物体内的水分含量为256±199，随着动物年龄的增长而减少，而成年动物体内的水分含量为58-67%不同部位水分含量不同:皮肤60 ~ 70%；肌肉和器官脏70 ~ 80%；骨骼12-15%植物中水分的含量特征？营养器官组织(根、茎和叶的薄壁组织)的含量高达70-90%？生殖器官和组织(种子、微生物孢子)的含量至少为12-15%表2-1某些食物的含水量食物的含水量(%)卷心菜，菠菜90-95猪肉53-60新鲜鸡蛋74牛奶88冰淇淋65大米12面包35饼干3-8奶油15-20 2.2水的功能2.2.1水在生物体中的功能1。
稳定生物大分子的构象，使它们表现出特定的生物活性2。
体内化学介质使生化反应顺利进行。
营养物质，代谢载体4。
热容量大，体温调节5。
润滑。
此外，水还具有镇静和强有力的作用。
护眼、降血脂、减肥、美容2.2.2水的食物功能1。
食品成分2。
展示颜色、香气、味道、形状和质地特征3。
分散蛋白质、淀粉并形成溶胶4。
影响新鲜度和硬度5。
影响加工。
它起着饱和和膨胀的作用。
它影响2.3水的物理性质2.3.1水的三态1，具有水-蒸汽(100℃/1个大气压)2、水-冰(0℃/1个大气压)3、蒸汽-冰(> 0℃/611帕以下)的特征:水、蒸汽、冰三相共存(0.0098℃/611帕)* * 2.3.2水的重要物理性质256水的许多物理性质，如熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热、表面张力和束缚常数数，都明显较高。
*原因:水分子具有三维氢键缔合，1水的密度在4℃时最高，为1；水结冰时，0℃时冰密度为0.917，体积膨胀约为9%(1.62毫升/升)。
实际应用:是一种容易对冷冻食品的结构造成机械损伤的性质，是冷冻食品工业中应注意的问题。
水的沸点与气压成正比。
食品化学：水分
第二节 水和冰的性质和结构
一、水和冰的物理性质
部分氢化物的物理性质 氢化物 CH4 NH3 H2S H2O HF 熔点（℃） -184 -78 -86 0 -92 沸点（℃） -161 -33 -61 100 19 蒸发热（ J/mol） 9210960 23027400 18673128 40821300 30144960
92
90 87 87
香蕉
鸡 肉 面包
75
70 65 35
奶油
稻米、面 粉 奶粉 酥油
16
12 4 0
表1 食 奶油 乳酪 鲜奶油 乳粉 液体乳制品 冰淇淋和冰糕 鳄梨 豆（青刀豆） 浆果 柑橘 黄瓜 干水果 新鲜水果（可食部分） 豆类（干） 马铃薯 红薯 芹菜、萝卜 品 水分含量 (%) 15 40~75 60~70 4 87~91 65 65 67 81~90 86~89 96 ≤ 25 90 10~12 78 69 79
在大多数新鲜食品中，水是最重要的成分，若希望 长期贮藏这类食品，只要采取有效的贮藏方法控制 水分就能够延长保藏期。 无论采用普通方法脱水或是低温冷冻干燥脱水，食 品和生物材料的固有特性都会发生很大的变化， 都无法使脱水食品恢复到它原来状态（复水或解 冻）。 因此研究水和食品的关系是食品科学的重要内容之 一，对食品的储藏有重要的意义。
三、水的缔合作用
水分子中的氧原子电负性大， O—H键的 电子对强烈的偏向氧原子一边，使氢原子 带有部分正电荷。 氢原子无内层电子，几乎是一个裸露的质 子，极易与另一个水分子中的氧原子的孤 对电子通过静电引力形成氢键。
温 0℃ 0.99984 1.793×10-3 75.64×10-3 0.6113 4.2176 0.5610 1.3×10-7 87.90
食品化学_水分
第一章 水分
水和冰的结构 水和溶质的相互作用 食品中水的存在状态 水分活度与食品稳定性 等温吸湿曲线及其应用
主要内容
食品中水的存在
水和冰的结构与性质 水和溶质的相互作用 食品中水的存在状态 水分活度与食品稳定性 等温吸湿曲线及其应用 冻结与食品稳定性
1.1 食品中的水
肉类含水量在
70%左右。
水分含量与食品特性 4
面包和馒头含
水量在40%左 右。
水分含量与食品特性 5
米和面含水量
在12%左右。
水分含量与食品特性 6
饼干、糖果、
奶粉等食品的 含水量在8% 以下。
1.2 水的特性
水的物理性质和其他小分子有显著差异。
高熔点 高沸点 高热容量 高相变热 高表面张力 高介电常数 结冰时体积增大
毛细水
流动水
自由水
自由水
水分活度和水分含量
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。
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。
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：
水首先冷却成为过冷状态，然后围绕晶核结
冰，冰晶不断长大。快速冻结可以形成较多 晶核和较小冰晶，有利保持食品品质。
3 水和溶质的相互作用
纯水以氢键结合成连续结构，而如果在水中
加入其他物质，水的原有结构将受到打扰， 发生水-溶质相互作用。
其中包括几种情况：
离子与水的相互作用 亲水极性化合物与水的相互作用 疏水物质与水的相互作用
食品化学试题-水分
食品化学食品化学--水分水分A 卷一、 名词解释。
（本题共20分，每小题5分）（1） 过冷温度（2）吸湿等温线（MSI ）（3）水分活度（4）疏水水合二、 选择题。
（本题共60分，每小题4分）（1）水分子中O －H 核间的距离、氧和氢的范德瓦尔斯半径分别为（ ）A. 0.276nm ；0.16nm ；0.14nmB. 0.276nm ；0.14nm ；0.12nmC. 0.096nm ；0.16nm ；0.14nmD. 0.096nm ；0.14nm ；0.12nm（2）能与水形成笼形水合物的基团是（ ）A. 具有氢键键合能力的中性基团B. 非极性物质C. 离子或离子基团D. 疏水性物质（3）下列说法错误的是( )A. 食品的回吸过程一般比解吸过程时的含水量更高。
B. 吸湿等温线的三个区间之间没有明显的分界线。
C. 食品中水分的相转移主要形式为水分蒸发和蒸气凝结。
D. 影响食品水分蒸发的主要因素是食品的温度和环境水蒸压。
（4）食品化学反应的最大反应速度一般发生在含水量（ ）的食品中A. 0.2~0.3B. 0.25~0.66C. 0.5~0.65D. 0.7~0.9（5）下列说法正确的是（ ）A. 等温线每一个区间之间的水都不能发生交换。
B. 往等温线区间Ⅲ中加水，对区间Ⅱ水的性质影响并不大。
C. 等温线区间Ⅰ和Ⅱ中水都不具有溶剂能力。
D. 等温线区间Ⅱ的水主要靠化学吸附结合。
（6）水分蒸发会对以下食品产生较大不良影响的是（ ）A. 牛肉干B. 面粉C. 麦片D. 苹果（7）食品冻结时组织结构会被破坏，这主要是因为（ ）A. 冰的刚性结构破坏了食品的组织结构B. 温度过低，使原本维持食品组织结构的成分失去了作用C. 水的密度较低，水结冰时表现出异常的膨胀特性D. 水分子的缔和作用随温度的下降而减弱，使本来靠水分子维系的组织结构变得松散（8）下列哪种物质对纯水的正常结构有明显的破坏作用？（）A.乙醇B. 丙酮C. 尿素D. 氯化氨（9）下列食品的吸湿等温线呈S形的是（）A. 天然大米淀粉B. 荔枝C. 咖啡D. 糖果（10）吸湿等温线区间Ⅰ和Ⅱ上的水分特性在以下哪方面有共同点（）A. 溶剂能力B. 冻结能力C. 水分状态D. 微生物利用（11）降低水分活度可以提高食品稳定性的原因,请选出下列不正确的答案（）A. 降低水分活度可使食品中自由水的比例减小B. 降低水分活度可抑制食品中的离子反应C. 降低水分活度可直接杀死食品中的微生物D. 降低水分活度可以抑制食品中酶的活力（12）以下相同含水量的哪种食品最容易腐败（）A. 鸡肉B. 鳕鱼肉C. 香蕉D. 苹果（13）下列对水分活度对非酶褐变的影响描述不正确的是( )A. 一般情况下，浓缩的液态食品和低湿食品位于非酶褐变的最适合水分含量范围内B. 水分活度在一定范围内时,非酶褐变随着a W的增大而增大C. 水分活度大于褐变高峰的a W值时,由于溶质的浓度下降而导致褐变速度减慢D. 水分活度在0.6~0.2时非酶褐变会受到抑制而减弱（14）以下关于水分活度对脂肪氧化酸败的影响不正确的是（）A. 在干燥的样品中加入水会明显的促进氧化B. 微量金属可以催化氧化作用的初期反应C. 当a W值已较大时,进一步加水可降低氧化速度D. 水分活度对脂肪氧化酸败呈阶段性的影响（15）由以下的图，不能得到的结论是（）A. 水分活度的对数在不太宽的温度范围内随温度升高而正比例升高B. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化小C. 水分含量少时，温度变化所引起的a w的变化大D. 横坐标表示温度的值越来越小三、是非题。
食品化学_2水分
由于每个水分子上有四个形成氢键的位点，因 此每个水分子的可以通过氢键结合4个水分子。
水分子之间还可以以静电力相互结合，因 此缔合态的水在空间有不同的存在形式，如：
H HH O OO
H HH
H
H
OH HO
H
O
H
O HH
H
O
OH H
H
不同的缔合形式，可导致水分子之间的缔合数大于4。
构结构
H-O键具有电负性
与与
性性
质质
1水.2
2.水分子的缔合
水和
①H-O键间电荷的非对
的冰
称分布使H-O键具有极性， 这种极性使分子之间产生
氢键供体
结的 引力。
构结
②由于每个水分子具有
构 数目相等的氢键供体和受 氢键受体
与与 体，因此可以在三维空间
性性 形成多重氢键。
质质 ③静电效应。
1水.2 水和
面
的
Ø 水起着膨润、浸透、均匀
功 能
化等功能；
食品工艺角度 Ø 大多数食品加工的单元操
作都与水有关，如干燥、
浓缩、冷冻、水的固定等
1.2 1.2.1 水和冰的物理性质
水
1.高熔点（0℃）、高沸点（100℃）
的
2.介电常数高
结
3.表面张力高
构
4.热容和相转变热焓高
熔化焓、蒸发焓、升华焓
与
5.密度低（1 g/cm3）
水的结构特征
水是呈四面体的网状结构。 水分子之间的氢键网络是动态的。 水分子氢键键合程度取决于温度。
温度(℃) 0 1.5 8.3
配位数
4 4.4 4.9
食品化学名词解释、简答题
⾷品化学名词解释、简答题第⼀章⽔分⼀、名词解释1.结合⽔：⼜称束缚⽔或固定⽔，通常是指存在于溶质或其它⾮⽔组分附近的、与溶质分⼦之间通过化学键的⼒结合的那部分⽔。
2.⾃由⽔：⼜称束缚⽔或固定⽔，通常是指存在于溶质或其它⾮⽔组分附近的、与溶质分⼦之间通过化学键的⼒结合的那部分⽔。
4.⽔分活度：⼜称束缚⽔或固定⽔，通常是指存在于溶质或其它⾮⽔组分附近的、与溶质分⼦之间通过化学键的⼒结合的那部分⽔。
5.滞后现象：向⼲燥⾷品中添加⽔（回吸作⽤）的⽅法绘制的⽔分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠现象称为“滞后现象”。
6.吸湿等温线：在恒定温度下，以⾷品的⽔分含量(⽤单位⼲物质质量中⽔的质量表⽰，g ⽔／g⼲物质)对它的⽔分活度绘图形成的曲线。
第⼆章碳⽔化合物⼀、名词解释1、⼿性碳原⼦：⼿性碳原⼦连接四个不同的基团，四个基团在空间的两种不同排列（构型）呈镜⾯对称。
7、转化糖：⽤稀酸或酶对蔗糖作⽤后所得含等量的葡萄糖和果糖的混合物。
8、焦糖化反应：糖类物质在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上（蔗糖200℃）时，糖发⽣脱⽔与降解并⽣成⿊褐⾊物质的反应。
9、美拉德反应：⾷品中的还原糖与氨基化合物发⽣缩合、聚合⽣成类⿊⾊素物质的反应，⼜称羰氨反应。
10、淀粉糊化：淀粉粒在适当温度下，破坏结晶区弱的氢键，在⽔中溶胀，分裂，胶束则全部崩溃，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。
11、α-淀粉：胶束彻底崩溃，形成被⽔包围的淀粉分⼦，成胶体溶液状态。
12、β-淀粉：淀粉的天然状态，分⼦间靠氢键紧密排列，间隙很⼩，具有胶束结构。
13、糊化温度：指双折射消失的温度。
14、淀粉⽼化：α-淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚⾄产⽣沉淀的现象。
六、简答题17、什么是糊化影响淀粉糊化的因素有那些淀粉的糊化：淀粉悬浮液加热到⼀定温度，颗粒开始吸⽔膨胀，溶液粘度增加，成为粘稠的胶体溶液的过程。
易伟食品化学答案
食品化学答案第2章:水分1.如何从理论上解释水的独特理化性质？水分子中的O原子的电负性更大,O——H键的共用电子对强烈地偏向于O原子一边,使得H原子几乎成为带有一个正电荷的裸露质子,整个水分子发生偶极化,形成偶极分子.同时,其H原子也极易与另一水分子的O 原子外层上的孤电子对形成H键,水分子间通过这种H键产生了较强的缔合作用.由于每个水分子具有等数目的H键给体和受体,能狗在三维空间形成H键网络结构.水分子的H键网络结构为说明水的异常理化性质奠定了理论基础.2.食品中的离子、亲水性物质、疏水性物质分别以何种方式与水作用？食品中水的存在形式有哪些？各有何特点？答.（1）、水与离子及离子基团的相互作用：与离子和离子基团的相互作用的水是食品中结合最紧密的一部分水。
它们是通过离子或离子基团的电荷与水分子偶极子发生静电相互作用而产生水合作用。
对于既不具有氢键受体又没有供体的简单无机离子，它们与水相互作用时仅仅是极性结合，这种作用通常称为离子水合作用（属于静电相互作用）。
（2）、水与亲水性物质的相互作用：水与亲水性物质通过氢键而结合。
（3）、水与疏水性物质的相互作用：疏水基团和水形成笼形水合物及和蛋白质产生疏水相互作用。
水存在的形式及特点：食品中水的存在形式有体相水与结合水，体相水又分为滞化水、自由水、毛细管水。
结合水又分为化合水、邻近水（单层水）和多层水三种类型（1）化合水的性质：在-40℃下不结冰、无溶解溶质的能力、与纯水比较分子平均运动为0、不能被微生物利用（2）邻近水( Vicinal water) 的性质：在-40℃下不结冰、无溶解溶质的能力、与纯水比较分子平均运动大大减少、不能被微生物利用、此种水很稳定，不易引起Food的腐败、变质（3）多层水的性质:大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。
有一定溶解溶质的能力、与纯水比较分子平均运动大大降低、不能被微生物利用（4）体相水（游离水）的性质:能结冰，但冰点有所下降、溶解溶质的能力强，干燥时易被除去、与纯水分子平均运动接近、很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。
食品化学 第二章 水分
18种同位素变体 量极少
水分子的缔合作用
一个水分子可以和周围四个水分子缔合， 形成三维空间网络结构。
2015年10月25日
第二章 水分
水分子缔合的原因:
H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具
有极性,这种极性使分子之间产生引力. 由于每个水分子具有数目相等的氢键 供体和受体,因此可以在三维空间形成 多重氢键. 静电效应.
R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合 偶极-疏水性物质 疏水相互作用ΔG<0 的）＋水
2015年10月25日
疏水水合ΔG>0
第二章 水分
1、水与离子和离子基团的相互作用
类 型 实 例 作用强度 （与水-水氢键比）
偶极-离子
水-游离离子 较大 水-有机分子上的带电基团 （离子水合作用）
水-蛋白质NH 水-蛋白质CO 水-侧链OH 水＋R→R（水合的） R（水合的）＋R（水合的）→R2 （水合的）＋水
水分含量不是一个腐败性的可靠指标
水分活度Aw 水与非水成分缔合强度上的差别 比水分含量更可靠，也并非完全可靠
与微生物生长和许多降解反应具有相关性
第二章 水分
2015年10月25日
第四节
f Aw f0 f p f 0 po
差别1%
2015年10月25日
水分活度
f ——溶剂（水）的逸度 f0——纯溶剂（水）的逸度 逸度：溶剂从溶液逃脱的趋势
p Aw po
严格
p Aw po
第二章 水分
仅适合理想溶液
RVP,相对蒸汽
第四节
水分活度
一、定义: 指食品中水的蒸汽压和该温度下纯水 的饱和蒸汽压的比值
Aw=P/P0
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1862年 美国建立农学院和成立美国农业部 1863年 Harvey Washington Wiley
反对冒牌和掺假食品
1871年
Jean Baptiste Duman 提出仅由蛋白质、碳水化合物和脂肪组成的 膳食不足于维持人类的生命。
1906年 通过了美国第一个纯食品和药品法令 出现了全世界最大的国家农业实验站系统 20世纪前半期 发现并鉴定了大部分的食用物质---维生素、 矿物质、脂肪酸和氨基酸 20世纪中期 日益广泛地使用化学物质帮助制造和销售食 品成为一个广泛争议的话题。
20世纪后期至今 采用诸如膜技术、超临界萃取技术、微波技 术、静高压杀菌技术、欧姆电加热技术、辐 照技术、微胶囊技术等高新加工技术时，食 品产生的化学物理变化研究 功能食品、植物化学成分的研究 食品成分在人体中的代谢及机能研究
食品化学的研究方法
测定与安全、高质量食品的重要特征相关的 性质 测定对食品质量或卫生有关的重要化学和生 化反应 综合上述两点掌握关键的化学和生化反应对 食品品质的影响 将这些知识用在解决食品原料配制 、加工和 贮藏中的各种问题
位 建立了化学研究实验室 创立了新的化学研究杂志
19世纪中期 英国Arthur Hill Hassall 绘制了显示纯净食品材料和掺杂食品材料的 微观形象的示意图 1860年 德国W. Hanneberg和F. Stohman 发展了一种用来常规测定食品中主要成分的 重要方法 水分含量、粗脂肪、灰分、氮、粗纤维、无 氮提取物（碳水化合物）
食品的化学组成及分类
食品化学的定义和研究内容
定义：食品化学就是以化学的原理和方法 研 究食品的组成及理化性质的一科学。 它是化学的一个分支，是以食物为研 究 对象的一门应用科学。 研究内容： 食品的组成、结构、理化性质 以及食品成分在贮藏加工过程中的化 学和生物化学变化，乃至食品成分与 人体健康和疾病的相关性。
法
1786-1889年 法国化学家Michel Fugene Chevreul 1842-1847年 Justus Von Liebig
硬脂酸和油酸的发现和命名。
将食品分类为含氮的和不含氮的物质，
优化了定量分析有机物质的方法 出版了《食品化学的研究》
1820~1850年 Nhomakorabea 掺假的出现日益严重 化学和食品化学开始在欧洲占据重要地
食品化学的历史
1742年~1786 瑞典药物学家 Carl Wilhelm Scheele
发现氯、甘油和氧 分离和研究了乳糖的性质 通过乳酸的氧化制备粘酸 发明一种用加热保藏醋的方法 分离出柠檬酸 分离出苹果酸 检验了20种普通水果中的柠檬酸、苹果酸和 酒石酸
1743-1794年 法国化学家Antoine Laurent Lavoisier 建立了燃烧有机分析的基本原理 首先测定了乙酸的元素成分
水
分
陆地生物机体化学物质组成的大致比例
蛋 白 质 15 % 核 酸 7% 糖 脂 无 类 质 机 3 2 盐 % % 1% 水 70 %
水 蛋白质 核酸 糖类 脂质 无机盐
生物体的含水量（%）
水母
97
鱼类
休眠种 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 子
65 90 60～ 80 10以下
80～ 85 78
内
容
引言 水 碳水化合物 脂类 蛋白质 维生素及矿物质 酶 色素与着色剂 食品风味化学
食品化学引言
食品的化学本质与化学组成
从化学角度来看，食品本质上是由各种有机 物和无机物按一定比例组成的混合体。食品 的营养价值、安全性、感官质量等确定食品 质量的指标取决于这些有机、无机物是否存 在以及存在的水平。 食品中的各种化学物质（也称成分），具有 不同的功能或作用。其中有些是人体所必需 的，有些是非必需的，有些是为保持食品品 质所必需的，也有一些可能对人体有害的。
1767-1845年 法国化学家Nicolas Theodore de Saussure 研究了植物呼吸过程中气体成分的变化 灰化法测定植物的矿物质含量 首先完成了乙醇的精确化学分析
1811年 Joseph Louis Gay-Lussac和Louis-Jacques Thenard
食品化学
华东理工大学食品科学与工程系
课程目的
介绍食品材料中主要成分的结构、性质和 它们在加工和保藏中可能发生的物理、化 学和生物化学变化 各种物化变化对食品色、香、味、质构、 营养和保藏稳定性的影响
使学生掌握从事食品加工和食品科学研究 所必须具备的理论基础。
主要参考书
Owen R. Fennema.食品化学（第三版）.王璋 等译.北京：中国轻工业出版社，2003. 谢笔钧.食品化学（第二版）.科学出社.2004. 赵新淮.食品化学.化学工业出版社.2006.
水与食品的关系及食品中水的状态
1.
水与食品的关系
水可以使蛋白质、淀粉等亲水性分子分散于食 品中，形成一定形态的膨胀体。 脂类可以通过表面活性剂形成微胶粒，分散在 食品中的水中。 食品的质构、口感与食品的持水性密切相关。 水分直接影响微生物的活动。 水分影响食品的稳定性。
发明了定量测定碳、氢和氮百分数的第
一个方法
1813年 英国化学家Humphey Davy
分离了元素K、Na、Ba、Ca、Mg等
出版了第一本《农业化学原理》
1773-1852 瑞典化学家 Jons Jzcob和苏格兰化学 Thmoas Thomson开创了有机化学式的开端
测定了2000种化合物的元素组成 证实了定比定律 发明了一种精确测定有机物水含量的方
食品化学在食品科学中的地位
食品科学一般分为以下几个研究领域 食品化学 物理食品学 结构食品学 环境食品学 食品加工学 食品管理学 食品化学是食品科学中研究内容最广泛, 最基础的 学科.除此之外也是现代食品技术的基础学科。
食品的成分化学
人体主要依赖以下物质维持生命和组成自身 成分，这些物质主要来源于食物，是构成食 品的最主要成分。 水分 糖类 脂类 蛋白质 维生素 矿物质