分子移动性与食品的稳定性

分子移动性与食品的稳定性 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、基本概念一、基本概念1、定义、定义 分分子子移移动动性性（molecular mobility,Mm）也也称称分分子子流流动动性性，是是分分子子的的旋旋转转移移动动和和平平动动移移动动的的总总度度量（不包括分子的振动）。量（不包括分子的振动）。物物质质处处于于完完全全而而完完整整的的结结晶晶状状态态下下，其其Mm值值为为0；物物质质处处于于完完全全的的玻玻璃璃态态（无无定定形形态态）时时，其其Mm值接近于值接近于0；物物质质处处于于其其它它状状态态时时（除除晶晶态态和和玻玻璃璃态态），其其Mm值大于值大于0。2、影响分子移动性的因素、影响分子移动性的因素 决决定定食食品品Mm值值的的主主要要成成分分是是水水和和食食品品中中占占优优势的非水组分。势的非水组分。水水分分子子体体积积小小，常常温温下下为为液液态态，黏黏度度也也很很低低，所所以以食食品品体体系系的的温温度度既既使使处处于于Tg时时，水水分分子子仍仍然然可可以转动和移动；以转动和移动；食食品品主主要要成成分分中中的的蛋蛋白白质质、碳碳水水化化合合物物等等大大分分子子聚聚合合物物，不不仅仅是是食食品品品品质质的的决决定定因因素素，还还影影响响食食品品的的黏黏度度、扩扩散散性性质质，所所以以它它们们也也决决定定食食品品的的分分子子移动性。移动性。二、分子移动性与食品稳定性的关系二、分子移动性与食品稳定性的关系（一一）许许多多食食品品含含有有无无定定形形组组分分，并并且且是是以以介介稳稳定定或非平衡状态（即玻璃态）存在或非平衡状态（即玻璃态）存在1、平衡状态不是食品加工和贮藏的目标、平衡状态不是食品加工和贮藏的目标 许许多多食食品品含含有有无无定定形形组组分分，并并且且是是以以介介稳稳定定或或非非平平衡衡状状态态（即即玻玻璃璃态态）存存在在。虽虽然然平平衡衡态态（热热力力学学平平衡衡）可可使使食食品品具具有有最最大大的的稳稳定定性性，但但食食品品的的很很多多品品质质是是取取决决于于食食品品的的介介稳稳状状态态，而而不不是是食食品品稳稳定定的平衡状态。的平衡状态。食食品品加加工工和和贮贮藏藏的的主主要要目目标标就就是是使使加加工工的的食食品品在在非非平平衡衡状状态态的的条条件件下下能能达达到到可可接接受受的的稳稳定定性性，而而最大限度的使食品具有期望的品质。最大限度的使食品具有期望的品质。适适用用于于上上述述规规律律的的食食品品包包括括：淀淀粉粉食食品品（如如：面面团团、糖糖果果、点点心心）、以以蛋蛋白白质质为为基基料料的的食食品品、中中等水分食品、干燥或冷冻干燥的食品。等水分食品、干燥或冷冻干燥的食品。上上图图中中玻玻璃璃化化相相变变曲曲线线（Tg）和和一一条条从从TE延长到延长到Tg的曲线代表着介稳态。的曲线代表着介稳态。2、对对很很多多食食品品，动动力力学学方方法法比比热热力力学学方方法法更更适适合合于于了解、预测和控制其品质了解、预测和控制其品质 原原因因：大大多多糖糖食食品品是是以以介介稳稳定定或或非非平平衡衡状状态态存存在的。在的。由由于于分分子子流流动动性性（Mm）与与食食品品中中由由扩扩散散限限制制的的变变化化速速度度有有着着密密切切的的因因果果关关系系，因因此此，Mm被被认认为为是是适适合合于于此此目目的的的的一一种种动动力力学学方方法法。因因为为，当当物物质质处处于于完完全全的的玻玻璃璃态态（无无定定形形态态）时时，其其Mm值值几几乎乎为为零零，即即此此时时体体系系的的自自由由体体积积很很小小，使使分分子子的的移移动动和和转转动动变变得得很很困困难难。因因此此，当当食食品品的的保保藏藏温温度度小小于于Tg时时，由由扩扩散散限限制制的的食食品品性性质质的的稳稳定定性性一一般般是是很很好好的的。但但一一般般食食品品的的保保藏藏温温度度都都高高于于Tg，因因此此，造造成成Mm很大，而使产品的稳定性较差。很大，而使产品的稳定性较差。3、分子移动性理论的适用性、分子移动性理论的适用性（1）决定化学反应的三个因素）决定化学反应的三个因素 扩扩散散系系数数（D）：一一个个反反应应要要发发生生，首首先反应物必须能相互接触。先反应物必须能相互接触。碰碰撞撞频频率率因因子子（A）：在在单单位位时时间间内内分分子的碰撞次数。子的碰撞次数。反反应应的的活活化化能能（Ea）：两两个个适适当当定定向向的的反反应应物物发发生生碰碰撞撞时时的的有有效效能能量量必必须须超超过过活活化化能能才才能能导导致致反反应应的的发发生生，即即反反应应物物能能量量必必须须超过活化能。超过活化能。（2）扩散限制的反应适用分子移动性理论）扩散限制的反应适用分子移动性理论 属于扩散限制的反应：属于扩散限制的反应：D对反应的限制性大于对反应的限制性大于A和和Ea；当当水水分分活活度度降降低低时时，由由于于食食品品体体系系的的黏黏度度增增大大，使使非非扩扩散散限限制制反反应应变变为为扩扩散散限限制制反应；反应；当当体体系系温温度度降降低低时时，由由于于分分子子的的运运动动性性降降低低，会会使使非非扩扩散散限限制制反反应应变变为为扩扩散散限限制制反应。反应。（二二）在在TmTm和和TgTg之之间间，分分子子流流动动性性和和由由扩扩散散限制的食品性质与温度有着显著的相依性限制的食品性质与温度有着显著的相依性 1 1、WLFWLF方程方程 对对 于于 大大 分分 子子 物物 质质 体体 系系，常常 用用WLFWLF（Willams-Landel-FerryWillams-Landel-Ferry）方方程程来来描描述述体体系黏度与温度的关系系黏度与温度的关系 式式中中，g g为为在在TgTg时时的的物物质质黏黏度度；为为表表观观黏黏度度，随随着着测测量量条条件件而而改改变变；T T为为热热力力学学温温度度；C1C1和和C2C2对对特特定定体体系系为为常常数数，通通常常取取固固定定值值17.4417.44和和51.651.6。公式公式 1 对对于于“单单纯纯”液液体体的的黏黏度度与与温温度度的的关关系系，可用下式（阿伦尼乌斯方程）表示：可用下式（阿伦尼乌斯方程）表示：公式公式 2 式式中中，为为黏黏度度；0 0是是温温度度为为T T0 0时时的的黏黏度度；EaEa为为活活化化能能；R R是是理理想想气气体体常常数数；T T为为热热力学温度。力学温度。注意：注意：公公式式2 2适适用用于于玻玻璃璃态和和Tg+100KTg+100K温温度度范范围内。内。对对于于复复杂杂混混合合物物，通通过过理理论论来来预预测测温温度和黏度的关系目前尚不可能。度和黏度的关系目前尚不可能。玻璃态与黏度的关系：玻璃态与黏度的关系：玻玻璃璃态态可可看看作作是是凝凝固固了了的的过过冷冷液液体体，其其黏黏度度很很大大，因因此此，一一般般把把1012pa.s作作为为玻玻璃态的一个判断标志。璃态的一个判断标志。=1014pa.s所所对对应应的的温温度度即即为为玻玻璃璃化化转转变温度（变温度（Tg）。）。由由于于玻玻璃璃态态区区黏黏度度极极大大，因因此此，分分子子运动速率非常低（几乎为运动速率非常低（几乎为0）。）。玻璃态与橡胶态的差别：玻璃态与橡胶态的差别：玻玻璃璃态态的的黏黏度度大大于于10101212pa.spa.s，橡橡胶胶态态的黏度约为的黏度约为10101313pa.spa.s；玻玻璃璃态态的的自自由由体体积积很很小小，而而橡橡胶胶态态的的自由体积较大；自由体积较大；玻玻璃璃态态采采用用阿阿伦伦尼尼乌乌斯斯方方程程（公公式式2 2）表表达达黏黏度度关关系系，而而橡橡胶胶态态则则采采用用WLFWLF方方程程（公式（公式1 1）进行定量描述。）进行定量描述。2、WLF方程和方程和Arrhenius公式的应用公式的应用 对对于于食食品品，或或者者 的的温温度度范范围围可可能能大大至至100摄摄氏氏度度，也也可可能能小小至至10摄摄氏氏度度；在在此此温温度度范范围围内内，含含有有无无定定形形区区的的许许多多食食品品的的Mm和和黏黏弹弹性性对对温温度度具具有有非非常常大大的的相相依依性性。因因为为大大多多数数食食品品分分子子的的流流动动性性在在Tm时时很很强，而在强，而在Tg或低于或低于Tg时则很弱。时则很弱。由由图图可可知知：Mm对对温温度度的的依依赖赖性性和和那那些些强强烈烈地地取取决决于于Mm的的食食品品性性质质（大大多多数数物物理理性性质质和和一一些些化化学学性性质质）对对温温度度的的依依赖赖性性在在Tm-Tg区区远远大大于于在在高高于于或或低低于于此此区区载载的温度时的依赖性。的温度时的依赖性。由由图图可可知知：体体系系温温度度从从Tm Tg区区外外进进 入入 到到 区区 内内 时时，Arrhenius（公公 式式2）图图的的斜斜率率有有一一个个显显著著的的变变化化（活活化能的变化）。化能的变化）。（1）在在Tm Tg区区内内，食食品品的的许多多物物理理变化化的的速速度度能能较好好的的符符合合WLF方方程程以以及及其其它它类似似方方程程，而而与与Arrhenius方方程程符符合合的的程程度度相相对较差。差。（2）由由于于化化学学反反应对Mm的的依依赖性性随随着着反反应物物的的类型型会会有有显著著的的变化化，因因此此，WLF和和Arrhenius方方程程都都不不能能在在Tm Tg区区内内应用用于于所有的化学反所有的化学反应。（3 3）在在有有冰冰存存在在时时，食食品品的的物物理理变变化化和和化化学学变变化化与与WLFWLF或或ArrheniusArrhenius方方程程的的偏偏离离比比无无冰冰存存在在时时要要大大，这这是是由由于于冰冰结结晶晶时时形形成成的的浓浓缩缩效效果使它们产生偏差。果使它们产生偏差。（4 4）当当不不存存在在冰冰时时，一一般般认认为为TgTg可可作作为为WLFWLF方方程程中中的的参参考考温温度度；但但当当存存在在冰冰时时，是是TgTg还还是是TgTg更更适适应应，仍仍然然存存在在着着分分歧歧。C1C1和和C2C2项项是是由由物物质质所所决决定定的的常常数数，与与温温度度无无关关，对对于于许许多多合合成成的的、纯纯的的（无无稀稀释释剂剂）、完完全全无无定定形形聚聚合合物物，它它们们的的平平均均值值分分别别为为17.4417.44和和51.651.6，并随水分含量和物质种类而呈显著的变化。，并随水分含量和物质种类而呈显著的变化。（5 5）WLFWLF方方程程表表明明，在在Tm Tm TgTg区区内内，物物质质的的性性质质对温度有很大的依赖性。对温度有很大的依赖性。如如果果不不存存在在冰冰和和物物质质温温度度TgTg时时，加加热热会会导导致致黏黏度（度（1/Mm1/Mm）发生一系列变化：）发生一系列变化：在在从从玻玻璃璃态态向向过过饱饱和和液液体体的的等等温温度度转转变变期期间间，黏黏度度大大约约下下降降为为原原来来的的1/101/103 3，而而MmMm大大约约提提高高为为原原来来的的10103 3倍；倍；在在温温度度高高于于TgTg时时，立立即即加加热热使使温温度度升升高高2020摄摄氏氏度度，此此时时，黏黏度度大大约约下下降降为为原原来来的的1/101/105 5 ，而而MmMm大约提高为原来的大约提高为原来的10105 5倍；倍；加加热热使使温温度度从从TgTg升升高高至至TmTm，黏黏度度大大约约下下降降为为原来的的原来的的1/101/101212 ，而，而MmMm大约提高为原来的大约提高为原来的10101212倍。倍。（6 6）对对于于处处在在WLFWLF区区（Tm Tm TgTg区区）内内，由由扩扩散散限限制制的的食食品品稳稳定定性性，T-TgT-Tg（或或T-TgT-Tg）和和Tm/TgTm/Tg具具有有特特别别的的重重要要性性，因因为为T-TgT-Tg（其其中中T T为为产产品品的的温温度度）规规定定了了食食品品在在WLFWLF区区中中的的位位置置，而而Tm/TgTm/Tg（按按照照绝绝对对温温标标计计算算）提提供供了了在在TgTg时对产品黏度的一个大概估计。时对产品黏度的一个大概估计。根根据据由由扩扩散散限限制制的的碳碳水水化化合合物物的的性性质质，可可推推断断出出与与Tm Tm-TgTg、T T-TgTg和和Tm/TgTm/Tg相相关关的的一些有价值的结论：一些有价值的结论：Tm Tm TgTg区区的的大大小小为为10-10010-100摄摄氏氏度度，取决于产品的组成；取决于产品的组成；在在Tm Tm TgTg区区，产产品品的的稳稳定定性性取取决决于于产产品品的的温温度度T T，即即产产品品的的稳稳定定性性反反比比于于T=T=T-TgT-Tg；在在确确定定的的TgTg和和恒恒定定的的固固体体含含量量，Tm/TgTm/Tg的的变化反比于变化反比于MmMm。例例如如：在在WLFWLF区区任任意意指指定定的的T T，具具有有小小的的Tm/TgTm/Tg的的物物质质（例例如如果果糖糖）相相比比于于具具有有大大的的Tm/TgTm/Tg的的物物质质（例例如如丙丙三三醇醇）将将产产生生较较大大的的MmMm和和较较高高的的由由扩扩散散限限制制的的变变化化的的速速度度，Tm/TgTm/Tg的的小小差差异异将将会会导导致致MmMm和和产产品品稳稳定定性性产产生生很很大大的差异。的差异。Tm/Tg Tm/Tg高度依赖于溶质的种类。高度依赖于溶质的种类。在在一一个个指指定定的的产产品品温温度度，如如果果Tm/TgTm/Tg相相同同，固固体体含含量量的的增增加加将将导导致致MmMm的的降降低低和和产产品品稳稳定定性的提高。性的提高。（7 7）研研究究MmMm、TgTg与与食食品品稳稳定定性性之之间间相相互互关关系系的两种方法的两种方法 方法一方法一 考考察察在在温温度度Tm Tm TgTg范范围围内内，在在食食品品中中发发生生的的物物理理和和化化学学变变化化是是否否符符合合WLFWLF动动力力学学方方程。程。从从已已有有的的研研究究工工作作来来看看，食食品品的的物物理理性性质质很很好好的的符符合合WLFWLF动动力力学学方方程程，而而食食品品的的一一些些化学反应不符合化学反应不符合WLFWLF动力学方程，如下图：动力学方程，如下图：方法二方法二 确确定定大大于于和和小小于于TgTg（或或TgTg）温温度度时时，食食品品的的稳稳定定性性是是否否有有显显著著的的差差别别。此此方方法法对对动力学特征没有给予考虑。动力学特征没有给予考虑。采采用用此此方方法法时时（根根据据TgTg预预测测稳稳定定性性），对对于于理理想想的的食食品品性性质质，尤尤其其是是其其物物理理性性质质稳稳定定性性的的预预测测能能得得到到令令人人满满意意的的效效果果，但但对对化化学性质稳定性的预测结果的可靠性则较差。学性质稳定性的预测结果的可靠性则较差。如图所示：低于某如图所示：低于某一温度（实验终止一温度（实验终止温度），抗坏血酸温度），抗坏血酸的氧化作用对温度的氧化作用对温度的依赖性呈大幅度的依赖性呈大幅度下降，此温度似乎下降，此温度似乎相当好的与相当好的与Tg相相符。符。如如图图1-34所所示示：对对于于非非酶酶促促褐褐变变反反应应，反反应应的的实实际际终终止止温度大大高于试样的温度大大高于试样的Tg。如图如图1-35所示：此终止反应温度大大低于度样的所示：此终止反应温度大大低于度样的Tg。造成上述差异的原因可能是食品成分的差异导致的。造成上述差异的原因可能是食品成分的差异导致的。3 3、分子移动性（和、分子移动性（和/或玻璃化温度）的应用或玻璃化温度）的应用（1 1）食品的冷冻）食品的冷冻 对于复杂食品的缓慢冻结对于复杂食品的缓慢冻结 冷冷冻冻能能有有效效保保藏藏食食品品主主要要来来自自低低温温而而不不是是冰冰的的形成。形成。对对于于存存在在细细胞胞结结构构的的食食品品和和食食品品凝凝胶胶，冷冷冻冻将将会会出出现现两两个个非非常常不不利利的的后后果果，其其一一：水水转转化化为为冰冰后后，其其体体积积会会相相应应增增加加9%9%；其其二二：在在非非冷冷冻冻相相中中非非水水组组分分被被浓浓缩缩（处处于于商商业业上上采采用用的的所所有有保保藏藏温温度度下下的的食食品都含有非冷冻相）品都含有非冷冻相）图图中中T TE E是是具具有有最最高高低低共共熔熔点点的的溶溶质质的的低低共共熔熔点点。在在复复杂杂的的冷冷冻冻食食品品中中，溶溶质质很很少少在在它它们们的的低低共共熔熔点点或或低低于于此此温温度度时时结晶。结晶。假假设设低低共共熔熔混混合合物物不不能能形形成成，则则冰冰的的进进一一步步形形成成将将导导致致许许多多溶溶质质的的介介稳稳定定过过饱饱和和（一一个个无无定定形形的的液液体体相相）和和未未冷冷冻冻相的组成沿着相的组成沿着T TE E至至E E点的途径变化。点的途径变化。E E点点是是大大多多数数冷冷冻冻食食品品的的推推荐荐保保藏藏温温度度（-20-20摄摄氏氏度度），但但不不幸幸的的是是E E点点高高于于大大多多数数食食品品的的玻玻璃璃化化温温度度，因因而而在在此此温温度度下下食食品品的的MmMm较较强强，从从而而使使食食品品中中扩扩散散限限制制的的物物理理和和化化学学性性质质则则较较不不稳稳定定，并并且且高高度度依依赖赖于于温温度度（不不完完全全与与WLFWLF动动力力学学方方程程一一致致，这这是是因因为为WLFWLF方方程程没没有有考考虑虑在在冷冷却却期期间间的的冷冷冻冻-浓浓缩效应和温热期间的熔化缩效应和温热期间的熔化-稀释效应）。稀释效应）。如如果果在在E E点点继继续续冷冷却却，会会有有更更多多的的冰冰形形成成和和进进一一步步的的冷冷冻冻浓浓缩缩，将将使使未未冷冷冻冻部部分分的的组组成成从从相相当当于于E E点点变变化化至至相相当当于于TgTg点点。在在TgTg大大多多数数过过饱饱和和未未冷冷冻冻相相转转变变成成包包含含冰冰结结晶晶的的玻玻璃璃态态。进进一一步步的的冷冷却却不不会会导导致致进进一一步步的的冷冷冻冻浓浓缩缩，而而是是朝朝着着F F点点的的方方向向改改变变试试样样的的温温度度。低低于于TgTg后后，分分子子流流动动性性大大大降低，而由扩散限制的性质则非常稳定。大降低，而由扩散限制的性质则非常稳定。注意：注意：Tg是是一一个个准准恒恒定定的的Tg，主主要要取取决决于于试试样样的的溶溶质质组组成成，其其次次是是取取决决于于试试样样的的起起始始水水分分含含量量，而而Tg同同时时强强烈烈的的取取决决于于溶溶质质的的组组成成和水分含量。和水分含量。Tg仅仅适适用用于于在在最最高高冷冷冻冻浓浓缩缩条条件件下下的的未未冷冻相。冷冻相。Tg并并不不完完全全是是恒恒定定的的，因因为为试试样样很很少少能能达到最高冷冻浓缩。达到最高冷冻浓缩。水果和蔬菜的冷藏 由由于于大大多多数数水水果果具具有有很很低低的的Tg，而而保保藏藏的的温温度度一一般般又又高高于于Tg，因因此此，水水果果质质构构的的稳稳定定性性在在冷冷冻冻保保藏藏时时往往往往较较差差。蔬蔬菜菜的的Tg一一般般很很高高，也也许许可可以以预预料料它它们们的的保保藏藏期期长长于于水水果果。但但也也并并非非总总是是如如此此，因因为为限限制制蔬蔬菜菜（或或任任何何种种类类的的食食品品）保保藏藏期期的的质质量量特特性性将将随随其其品品种种而异。而异。讨论：关于Tg与Tg的应用 在在冷冷冻冻食食品品中中采采用用Tg还还是是Tg做做为为食食品品冷冷冻的参考？冻的参考？观点观点1：采用：采用Tg 存存在在问问题题：由由于于起起始始的的Tg（冻冻速速后后随随即即达达到到的的）总总是是低低于于Tg，而而在在冷冷冻冻保保藏藏期期间间从从Tg达达到到Tg（由由于于有有更更多多的的冰冰形形成成）是是缓缓慢慢的的，甚至是无法实现的。甚至是无法实现的。观点观点2：采用：采用Tg 存在问题：存在问题：起起始始Tg不不仅仅受受产产品品的的类类型型的的影影响响，而而且且也也受受冷冻速度的影响，因此，冷冻速度的影响，因此，Tg并不是一个定值；并不是一个定值；起起始始Tg随随冷冷冻冻保保藏藏时时间间而而改改变变，当当保保藏藏温温度度在在Tm Tg区区时时，它它将将以以一一个个在在商商业业上上有有重重要要意意义义的的速速度度提提高高（当当保保藏藏温温度度高高于于Tg时时，它它以以较较慢慢但但又又明显的速度提高）。该现象也造成明显的速度提高）。该现象也造成Tg值的不确定性。值的不确定性。解决方案：解决方案：将将Tg看看作作是是一一个个温温度度区区域域而而不不是是一一个个特特定定的的温温度度，且且此此温温度度区区域域的的下下边边界界取取决决于于冷冷冻冻速速度度和和保保藏藏的的时时间间/温温度度，但但一一般般此此边边界界也也许不会低于许不会低于Tg 10摄氏度。摄氏度。控制冷冻食品中由扩散限制的变化的速率的措施控制冷冻食品中由扩散限制的变化的速率的措施A A：要要提提高高由由扩扩散散限限制制的的产产品品稳稳定定性性，可可采采取取如如下下措措施：施：a a：将保藏温度降低到接近或低于：将保藏温度降低到接近或低于Tg;Tg;b b：在在产产品品中中加加入入高高相相对对分分子子质质量量的的溶溶质质以以提提高高TgTg。该该措措施施增增加加了了产产品品保保藏藏在在低低于于TgTg的的概概率率，并并降降低低了了在在产产品品温温度度高高于于TgTg时时的的MmMm，因因此此，对对提提高产品的稳定性很有利。高产品的稳定性很有利。B B：重重结结晶晶（指指已已有有冰冰结结晶晶的的平平均均大大小小增增加加，同同时时数数目目减减少少）的的速速率率显显著著地地与与TgTg有有关关，可可通通过过温温度度控控制，减少重结晶，保持产品品质。制，减少重结晶，保持产品品质。a:a:假假如如出出现现最最高高冰冰结结晶晶作作用用，则则重重结结晶晶的的临临界界温度（温度（TrTr）是冰的重结晶作用可以避免的最高温度。）是冰的重结晶作用可以避免的最高温度。b:b:在在TmTm至至TgTg区区，重重结结晶晶速速率率有有时时较较好好的的符符合合WFLWFL动动力力学学。假假如如不不出出现现冰冰的的最最高高结结晶晶作作用用，冰冰的的重重结晶可以避免的最高温度大致等于结晶可以避免的最高温度大致等于TgTg。C：一一般般情情况况下下，在在一一个个指指定定的的低低于于冰冰点点的的保保藏藏温温度度，高高Tg（通通过过加加入入水水溶溶性性大大分分子子达达到到）和和低低水水分分质质量量分分数数（Ww）可可使使产产品品具具有有坚坚硬硬的的冷冷冻冻结结构构和和良良好好的的保保藏藏稳稳定定性性；反反之之，低低Tg和和高高Ww（通通过过加加入入单单体体物物质质达达到到）可可导导致致产产品品具具有有柔柔软软的的冷冷冻冻结结构构和和较较差差的的保保藏藏稳定性。稳定性。（2）食品的空气干燥）食品的空气干燥 以复杂食品的空气干燥为例（上图）：以复杂食品的空气干燥为例（上图）：图图中中A A点点开开始始，空空气气干干燥燥能能提提高高产产品品的的温温度度和和除除去去水水分分，使使产产品品很很快快具具有有与与H H点点（空空气气的的湿湿泡泡温温度度）相相称称的的性性质质。进进一一步步除除去去水水分分使使产产品品达达到到和和通通过过I I点点，即即起起决决定定作作用用的的溶溶质质的的饱饱和和点点，此此时时几几乎乎没没有有溶溶质质的的结结晶晶。当当继继续续干干燥燥至至J J点点，此此时时产产品品的的温温度度达达到到空空气气的的干干泡泡温温度度。如如果果在在J J点点终终止止干干燥燥，冷冷却却至至K K点点，那那么么，产产品品将将处处在在玻玻璃璃化化相相变变曲曲线线上上，MmMm较较强强，由由扩扩散散限限制制的的食食品品性性质质的的稳稳定定性性就就较较差差，而而且且产产品品的的稳稳定定性性强烈的依赖于温度（符合强烈的依赖于温度（符合WLFWLF方程）。方程）。如如果果干干燥燥续续继继从从J J点点到到L L点点，然然后后产产品品冷冷却却至至G G点点，那那么么，产产品品将将处处在在TgTg曲曲线线之之下下，MmMm较较弱弱，由由扩扩散散限限制制的的食食品品性性质质就稳定，并且仅微弱地依赖于温度。就稳定，并且仅微弱地依赖于温度。（3）食品的真空冷冻干燥）食品的真空冷冻干燥 以复杂食品的真空冷冻干燥为例（上图）：以复杂食品的真空冷冻干燥为例（上图）：冷冷冻冻干干燥燥的的第第一一阶阶段段相相当当接接近近于于缓缓慢慢冷冷冻冻的的途途径径ABCDEABCDE。如如果果在在冰冰升升华华（最最初初的的冷冷冻冻干干燥燥）期期间间，温温度度不不能能降降至至低低于于E E的的温温度度，途途径径EGEG将将是是一一条条典典型型的的真真空空冷冷冻冻干干燥燥途途径径。在在沿沿着着E E至至G G途途径径的的过过程程中中，EGEG途途径径的的最最初初干干燥燥（包包括括冰冰的的升升华华），由于冰结晶的存在而使产品不会塌陷；由于冰结晶的存在而使产品不会塌陷；但但在在冰冰升升华华完完成成和和冷冷冻冻干干燥燥的的第第二二队队段段（解解吸吸期期），当当产产品品在在通通过过玻玻璃璃化化相相变变曲曲线线之之前前，常常常常会会出出现现塌塌陷陷，从从而而导导致致产产品品的的多多孔孔性性减减少少和和复复水水性性的的降降低低。造造成成这这种种现现象象的的原原因因在在于于：一一方方面面，由由于于产产品品温温度度大大于于TgTg；另另一一方方面面，由由于于为为食食品提供骨架的冰已不存在（已升华为汽态）。品提供骨架的冰已不存在（已升华为汽态）。防止产品塌陷的方法：按途径防止产品塌陷的方法：按途径ABCDEFGABCDEFG进行冷冻干燥。进行冷冻干燥。（4）食品相对货架期的预测）食品相对货架期的预测 上上图图中中，低低于于不不存存在在冰冰时时的的TgTg曲曲线线和和存存在在冰冰时时的的TgTg区区时时，产产品品的的物物理理性性质质和和由由扩扩散散限限制制的的化化学学性质一般十分稳定。性质一般十分稳定。在在此此线线（区区）以以上上和和在在T Tm m1 1和和T Tm ms s交交叉叉曲曲线线以以下下时时，产产品品的的物物理理变变化化往往往往符符合合WLFWLF动动力力学学方方程程，即即随随着着产产品品温温度度的的提提高高和和/或或水水分分含含量量的的增增加加而而使使产产品品的的稳稳定定性大大地下降。性大大地下降。在在T Tm m曲曲线线以以上上，取取决决于于扩扩散散（分分子子流流动动性性）的的性性质质是是较较不不稳稳定定的的，而而且且随随着着产产品品在在所所处处的的位位置置向向左上方的移动，产品稳定性相应下降。左上方的移动，产品稳定性相应下降。（5 5）分子移动性方法的其它应用）分子移动性方法的其它应用 结晶作用结晶作用TgTg和和Tm/TgTm/Tg能能精精确确地地预预示示溶溶质质是是否否形形成成晶晶核核；如如果果晶晶核核能能形形成成，那那么么还还可可以以预预示示在在Tm Tm TgTg（或或TgTg）区区随随后后的的结结晶晶生生长速度。长速度。酶活力酶活力许许多多酶酶催催化化反反应应的的速速率率是是由由扩扩散散限限制制的的，因因此此，当当TTgTTg或或TTgTTg时，反应速率将大大地降低。时，反应速率将大大地降低。细菌孢子的耐热性细菌孢子的耐热性嗜嗜热热脂脂肪肪芽芽孢孢杆杆菌菌孢孢子子的的失失活活符符合合WLFWLF动动力力学学方方程程，因因此此，在在TgTg较高时，耐热性较高。较高时，耐热性较高。其它性质其它性质可可从从TgTg和和状状态态图图获获得得有有关关胶胶凝凝、结结块块、胶胶黏黏点点和和质质构构（包包括括焙烤食品的质构）等方面有价值的信息。焙烤食品的质构）等方面有价值的信息。