水分活度与温度的关系
食品化学思考题答案
食品化学思考题答案1、食品化学定义及研究内容？食品化学定义：论述食品的成分和性质以及食品在处理、加工和贮藏中经受的化学变化。
研究内容：食品材料中主要成分的结构和性质；这些成分在食品加工和保藏过程中产生的物理、化学、和生物化学变化；以及食品成分的结构、性质和变化对食品质量和加工性能的影响等。
第二章水1名词解释1)结合水(2)自由水(3)等温吸附曲线(4)等温吸附曲线的滞后性(5)水分活度（1）结合水：存在于溶质及其他非水组分临近的水，与同一体系中“体相”水相比，它们呈现出低的流动性和其他显著不同的性质，这些水在-40℃下不结冰。
2）自由水：食品中的部分水，被以毛细管力维系在食品空隙中，能自由运动,这种水称为自由水。
3）等温吸附曲线：在恒温条件下，以食品含水量（gH2O/g干物质）对Aw作图所得的曲线。
又称等温吸湿曲线、等温吸着曲线、水分回吸等温线.4）如果向枯燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。
5）水分活度：食物的水蒸汽分压(P)与同条件下纯水蒸汽压(P0)之比。
它透露表现食物中水的游离水平，水分被微生物利用的水平。
也能够用相对平衡湿度表aw=ERH/100.2、结合水、自由水各有何特点？答：结合水：－40℃不结冰，不能作为溶剂，100℃时不能从食品中释放出来，不能被微生物利用，决定食品风味。
自由水：℃时结冰，能作为溶剂，100℃时能从食品中释放出来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。
3、分析冷冻时冰晶形成对果蔬类、肉类食品的影响。
答：对于肉类、果蔬等生物组织类食物，普通冷冻（食物经由过程最大冰晶生成带的降温工夫超过30min）时构成的冰晶较粗大，冰晶刺破细胞，引起细胞内容物外流（流汁），导致营养素及其它成分的损失；冰晶的机械挤压还造成蛋白质变性，食物口感变硬。
速冻，为了不使冷冻食物产生粗大冰晶，冷冻时须疾速越过冰晶大量构成的高温阶段，即在几非常钟内越过－3.9～℃。
安全水分活度名词解释
安全水分活度名词解释
水分活度指在密闭空间中，某食品的饱和蒸气压与相同温度下纯水的饱和蒸气压的比值，这个观念跟相对湿度(relative humidity,RH)有关：相对湿度=100 x 水活性。
水活性所量度的是食品中自由水分子的多寡，自由水是指可以被微生物所利用，维持正常代谢活性，得以延续生长及繁殖的水，自由水越低环境对微生物的生长较为严苛。
纯水的水活性最高为1.0。
由于仅有自由水能被微生物所利用，所以总水分含量无法诠释食品在保藏利用性所代表的意义，食品在等温吸湿曲线中吸湿与脱水过程并非为水活性的变化并非循原路径回复。
降低水活性为良好的食品保存方法，食品利用加工过程将水活性降低至0.6，可以抑制大部分非耐旱微生物生长，避免导致食品劣变或食品中毒事件发生。
单一极端保存方法会造成食品嗜好性降低，常会搭配其他保存方法同时使用。
食品化学重点复习资料(2)
2 论述水分活度与温度的关系。
⑴当温度处于冰点以上时，水分活度与温度的关系可以用下式来表示： 1ln w H a R T κ∆=- 式中T 为绝对温度；R 为气体常数；△H 为样品中水分的等量净吸着热；κ的意义表示为： p p κ-=样品的绝对温度纯水的蒸汽压为时的绝对温度纯水的蒸汽压为时的绝对温度 若以lnαW 对1/T 作图，可以发现其应该是一条直线，即水分含量一定时，在一定的温度范围内，αW 随着温度提高而增加。
⑵当温度处于冰点以下时，水分活度与温度的关系应用下式来表示： ice ff w 0(SCW)0(SCW)p p p p a == 式中P ff 表示未完全冷冻的食品中水的蒸汽分压；P 0(SCW)表示过冷的纯水蒸汽压；P ice 表示纯冰的蒸汽压。
在冰点温度以下的αW 值都是相同的。
4 论述冰在食品稳定性中的作用。
冷冻是保藏大多数食品最理想的方法，其作用主要在于低温，而是因为形成冰。
食品冻结后会伴随浓缩效应，这将引起非结冰相的pH 、可滴定酸、离子强度、黏度、冰点等发生明显的变化。
此外，还将形成低共熔混合物，溶液中有氧和二氧化碳逸出，水的结构和水与溶质间的相互作用也剧烈改变，同时大分子更加紧密地聚集在一起，使之相互作用的可能性增大。
冷冻对反应速率有两个相反的影响，即降低温度使反应变得缓慢，而冷冻所产生的浓缩效应有时候会导致反应速率的增大。
随着食品原料的冻结、细胞内冰晶的形成，将破坏细胞的结构，细胞壁发生机械损伤，解冻时细胞内的物质会移至细胞外，致使食品汁液流失，结合水减少，使一些食物冻结后失去饱满性、膨胀性和脆性，会对食品质量造成不利影响。
采取速冻、添加抗冷冻剂等方法可降低食品在冻结中的不利影响，更有利于冻结食品保持原有的色、香、味和品质。
1 膳食纤维的理化特性。
（1）溶解性与黏性膳食纤维分子结构越规则有序，支链越少，成键键合力越强，分子越稳定，其溶解性就越差，反之，溶解性就越好。
食品化学 第三章食品中的水与冰 第三节 水分活度与吸湿等温曲线-精品文档
其中：aw：水份活度； p：样品中水的蒸气分压 N：稀溶液中溶质的mol分数； n2：稀溶液中溶质的mol数。 p0：同温纯水蒸气压； ERH：样品周围空气不与样品换湿时的平均相对湿度； n1：稀溶液中水的mol数；
整理此式可得： lnaw=-kΔH/R(1/T)………………(2)
其中：此处的ΔH 可用纯水的汽化潜热表示，是常数，其值为40537.2J/mol；
样 品 的 绝 对 温 度 － 纯 水 的 蒸 气 压 为 样 品 蒸 气 压 ( p ) 时 的 绝 对 温 度 纯 水 的 蒸 气 压 为 样 品 蒸 气 压 ( p ) 时 的 绝 对 温 度
其中：Ax：活度低的盐溶液活度；
By：活度高的盐溶液活度 x：使用B时的净增值； y：使用A时的净减值；
3.3.2 水分活度和温度的关系 上边对于水分活度定义及测定方法的叙述中，均强调了在一定的温度 下。也就是说温度对于水分活度的值有较大的影响。 物理化学中的克劳修斯-克拉贝龙方程精确表示了水分活度与绝对温度 （T）之间的关系： dlnaw/d(1/T)=-△H/R……………….(1) 其中R为气体常数，△H为样品中水分的等量净吸附热。
注意：1.上述公式成立的前提是溶液是理想溶液并达到热力学平衡， 食品体系一般不符合这个条件，因此上式严格讲，只是近似的表达。 （Owen R. Fennema “食品化学2.8.2）
2.公式中的前两项，即aw=p/p0=ERH/100，是根据水分活度定义 给出的；而后两项是拉乌尔定律所确定的，其前提是稀溶液。所以前两项 和后两项之间也应该是近似的关系。 3.由于p/p0和n1/n1+n2，因此，aw的值在0～1之间。 二、测定方法 可以利用不同的方法对于食品中的水分活度进行测定： a.冰点测定法： 通过测定样品冰点的降低值（△Tt）及含水量（求出n1）,根据公式： n2= G △Tt/1000Kt 在将此公式的值带入活度的定义公式即可求出样品 的水分活度。此法的误差很小，准确度较高。 b.相对湿度传感器测定法：
食品化学-问答题
食品化学-问答题问答题：一、水1、水的存在形式？☆水分为结合水和自由水。
结合水（又名：束缚水、固定水）根据结合的牢固程度分为化合水、邻近水、多层水；自由水（又名：体相水、游离水）包括：滞化水、毛细管水、自由流动水。
2、结合水与自由水之间的区别？☆①结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系；②结合水的蒸汽压比自由水低；③结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃以上不能结冰；自由水在食品中可以作溶剂，在-40℃以上可以结冰；④自由水能为微生物所利用，适于微生物繁殖及进行化学反应，是发生食品腐败变质的适宜环境。
结合水则不能；⑤结合水对食品风味起重要作用。
3、结合水、自由水各有哪些特点？自由水特点：1.能结冰，但冰点略微下降；2.溶解溶质的能力强，干燥时易被除去；3.与纯水分子平均运动接近；4.很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食品的腐败变质，但与食品风味及功能性紧密相关。
结合水特点：1.是在样品在一个温度和相对湿度下的平衡水分含量；2.结合水的转动受限；3.在低温下不结冰；4.无溶解溶质能力；5.与纯水比较分子平均运动为0；6.不能被微生物利用；7.用一般干燥剂不能除去；8.处在溶质和其他非水物质临近位置。
4、水分活度与环境平衡相对湿度之间的关系？☆食品的水分活度在数值上等于环境相对平很湿度除以100。
5、水分活度与温度的关系？（冰点以下和冰点以上）☆在比较冰点以上和冰点以下的水分活度值时，应注意到有3个重要区别。
①在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分的种类和数量的影响，只与温度有关。
（为此，食品中任何一个受非水组分影响的物理、化学和生物化学变化，在食品冻结后，就不能再根据水分活度的大小进行准却得预测。
于是，在冰点以下的AW值作为物理、化学和生物化学变化指标的价值远比在冰点以上的AW值来得低。
水分活度仪的测定原理
水分活度仪的测定原理水分活度仪是一种用来测定食品、药品、化妆品等物质水分活度的仪器。
水分活度是指物质中水分分子的活跃程度，它对食品、药品等物质的品质、保存期限等有着重要的影响。
水分活度仪的测定原理是基于物质中水分分子的活跃程度与相对湿度之间的关系，下面将详细介绍水分活度仪的测定原理。
首先，水分活度仪利用了相对湿度与水分活度之间的关系。
在一定温度下，物质中水分分子的活跃程度可以用水分活度来表示，而水分活度与相对湿度之间存在着一定的关系。
当相对湿度达到一定数值时，物质中水分分子的活跃程度也会达到平衡状态，这时的水分活度就是该物质在该温度下的水分活度。
水分活度仪通过测定物质中的相对湿度来间接测定物质的水分活度，从而达到对物质水分活度的准确测定。
其次，水分活度仪利用了物质中水分分子的蒸发和吸收过程。
水分活度仪通过对物质中水分分子的蒸发和吸收过程进行监测和分析，来间接测定物质的水分活度。
在一定温度下，当物质中的水分分子达到动态平衡时，蒸发和吸收的速率会达到平衡状态。
水分活度仪可以通过对蒸发和吸收速率的监测和分析，来计算出物质在该温度下的水分活度。
另外，水分活度仪利用了传感器和计算机技术。
水分活度仪通常配备有高精度的传感器和先进的计算机技术，通过对物质中的相对湿度、温度、蒸发和吸收速率等参数的监测和分析，来计算出物质的水分活度。
传感器可以实时监测物质中的相对湿度和温度，计算机技术可以实时处理和分析监测到的数据，从而准确测定物质的水分活度。
最后，水分活度仪利用了标准曲线和校准技术。
在水分活度仪的测定过程中，通常需要使用标准曲线和校准技术来确保测定结果的准确性。
标准曲线是通过对一系列标准样品进行测定，得到相对湿度和水分活度之间的关系曲线，从而可以通过测定相对湿度来间接测定水分活度。
而校准技术则是通过对水分活度仪进行校准，保证其测定结果的准确性和可靠性。
综上所述，水分活度仪的测定原理是基于相对湿度与水分活度之间的关系，利用物质中水分分子的蒸发和吸收过程，配备先进的传感器和计算机技术，以及标准曲线和校准技术来实现对物质水分活度的准确测定。
1简要概括食品中的水分存在状态
1简要概括食品中的水分存在状态1 简要概括食品中的水分存在状态。
食品中的水分有着多种存在状态，一般可将食品中的水分分为自由水（或称游离水、体相水）和结合水（或称束缚水、固定水）。
其中，结合水又可根据被结合的牢固程度，可细分为化合水、邻近水、多层水；自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流动水.但强调的是上述对食品中的水分划分只是相对的。
2 简述食品中结合水和自由水的性质区别？食品中结合水和自由水的性质区别主要在于以下几个方面：⑴食品中结合水与非水成分缔合强度大，其蒸汽压也比自由水低得很多，随着食品中非水成分的不同，结合水的量也不同,要想将结合水从食品中除去，需要的能量比自由水高得多，且如果强行将结合水从食品中除去，食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变；⑵结合水的冰点比自由水低得多,这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水，可在较低温度生存的原因之一；而多汁的果蔬,由于自由水较多,冰点相对较高,且易结冰破坏其组织；⑶结合水不能作为溶质的溶剂；⑷自由水能被微生物所利用,结合水则不能，所以自由水较多的食品容易腐败。
3 比较冰点以上和冰点以下温度的αW差异。
在比较冰点以上和冰点以下温度的αW时，应注意以下三点：⑴在冰点温度以上，αW是样品成分和温度的函数,成分是影响αW的主要因素。
但在冰点温度以下时，αW与样品的成分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，αW不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此不能根据αW值来准确地预测在冰点以下温度时的体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响.所以，在低于冰点温度时用αW值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在高于冰点温度时更有应用价值;⑵食品冰点温度以上和冰点温度以下时的αW值的大小对食品稳定性的影响是不同的；⑶低于食品冰点温度时的αW不能用来预测冰点温度以上的同一种食品的αW。
4 MSI在食品工业上的意义MSI即水分吸着等温线，其含义为在恒温条件下，食品的含水量（每单位干物质质量中水的质量表示）与αW的关系曲线。
水分活度仪校准方法
水分活度仪校准方法水分活度仪是一种用于检测物质水分含量的工具，它广泛应用于食品、药品、化工、农业等领域。
但是，为了确保水分活度仪的精确度，我们需要对其进行定期的校准。
下面，本文将介绍水分活度仪校准的方法及其注意事项。
一、水分活度仪的校准方法1. 温度校准水分活度仪的测量准确度与使用温度有关，因此在开始校准之前，需要先进行温度校准。
具体步骤如下：（1）将水分活度仪置于一个稳定的温度环境中，等待30分钟左右，使其稳定在该温度下。
（2）将校准用的标准样品放入仪器中，等待5分钟左右，使其与仪器达到热平衡。
（3）按照仪器的说明书进行温度校准。
2. 湿度校准湿度校准是水分活度仪校准的关键步骤之一。
具体步骤如下：（1）准备两个标准资料，一个是含有特定水分含量的标准样品，另一个是具有某一特定水分活度的标准溶液。
这些标准资料应该是经过国际标准化组织（ISO）批准的。
（2）将标准样品和标准溶液分别放入水分活度仪中，等待5分钟左右，使其与仪器达到热平衡。
（3）按照仪器的说明书进行湿度校准。
通常情况下，湿度校准可以通过改变水分活度的值来完成。
3. 压力校准压力校准是水分活度仪校准的最后一步，它与仪器的精确度直接相关。
具体步骤如下：（1）将校准用的标准样品放入仪器中，等待5分钟左右，使其与仪器达到热平衡。
（2）按照仪器的说明书进行压力校准。
通常情况下，压力校准可以通过改变仪器中的气体压力或使用标准样品的高压或低压来完成。
二、水分活度仪校准时的注意事项1. 标准样品的选择十分重要，必须确保其真实性、准确性和可靠性，最好是经过ISO标准化组织认证的。
2. 校准过程中，应仔细阅读仪器的说明书，并按照说明书中的步骤进行校准，严格按照标准操作。
3. 校准仪器之前，应将仪器的运行记录清除，并记录下校准过程中的所有数据和操作步骤。
4. 校准后，应重新测试已经测试过的样品，以确保校准的准确性和有效性。
5. 水分活度仪在使用过程中，需要定期校准和维护，以确保其准确度和长期稳定性。
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1 水分活度的定义
水分活度表示食品中十分可以被微生物所利用的程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。
相对平衡湿度：大气水汽分压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。
食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。
2 水分活度与温度的关系
由于蒸汽压和平衡相对湿度都是温度的函数，所以水分活度也是温度的函数。
水分活度与温度的函数可用克劳修斯-克拉伯龙方程来表示。
dlnaw/d(1/T)=-ΔH/R
lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度，R-气体常数。
ΔH-样品中水分的等量净吸着热。
T ↑则aw↑，Logaw-1/T 为一直线。
马铃薯淀粉的Logaw-1/T 关系图
但是当食品的温度低于0℃时，直线发生转折，也就是说在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0 中P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的蒸汽压？因为这时样品中水的蒸汽压就是冰的蒸汽压，如果P0再用冰的蒸汽压，这样水分活度的就算就失去意义，因此，冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯水）/P0（过冷水）。
食品在冻结点上下水分活度的比较：
a 冰点以上，食物的水分活度是食物组成和食品温度的函数，并且主要与食品的组成有关；而在冰点以下，水分活度与食物的组成没有关系，而仅与食物的温度有关。
b 冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关系不同。
如在-15℃时，水分活度为0.80，微生物不会生长，化学反应缓慢，在
20℃时，水分活度为0.80 时，化学反应快速进行，且微生物能较快的生长。
c 不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上的水分活度，同样，也不能用食物冰点以上的水分活度来预测食物冰点以下的水分活度。