结合水与自由水课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章,水,?,引言,?,结合水与自由水,?,水分活度,?,降低水分含量的方法,江苏食品职业技术学院,食品工程系,第二章,水,2.1,引言,人体所必须的六大营养元素包括：,糖类，脂类，蛋白质，维生素，矿物,质和水。虽然这些都是活生物体的生,存所必须的，但水是食品中最重要的,成分之一。食品品种不同，含水量差,别很大。,?,(1),含水量影响到食品的贮藏性能和消费者的接,受程度；,?,(2),水是构成人体的重要成分，是调节人体各种,生理活动的重要物质；,?,(3),作为代谢所需的营养成分和产生的废物的输,送介质；,?,(4),血液系统内运输；,?,(5),为生化反应提供了一个适宜的环境。,2.2,结合水和自由水,一、结合水：,?,概念：,指食品中的非水成分与水通过氢键结合的水。,通常是指存在于溶质或其他非水组分附近的那部分水，,它与同一体系中的体系水比较，分子的运动减小，并,且使水的其他性质明显改变。,?,单分子层结合水：,以离子形式存在的,一些强极性基团，可以通过氢键与水结合，,好象在非水组织的外层覆盖一层水膜，按,照这种方式结合形成的第一层水，叫单分,子层结合水。,?,特点：,氢键键能大，结合牢固，蒸发,时比纯水吸收较多的热量，蒸发能力弱。,一般情况下，单分子层结合水不易失去，,可看成食品的一部分。,?,多分子层结合水：,水与非水成分,中的弱极性基团，如蛋白质分子中的酰,氨基，巯基；淀粉、纤维素、果胶分子,中的羟基以及单分子层以外的几层水，,它们靠水分子的弱极性键，水分子之间,的氢键结合，称为多分子层结合水。,?,结合水的特点：,?,40以上不能结冰。,?,结合水不能作溶剂，不能被微生物所利,用。,二、自由水：,?,概念,:,自由水是指存在于组织、细胞和,细胞间隙中容易结冰的水。,?,毛细管水：,动植物体内天然形成的毛,细管是由亲水物质构成的，毛细管内径,很细，毛细管有较强的束缚水的能力，,把保留在毛细管的水称为毛细管水，属,于自由水。,?,自由水的特点：,具有全部水的性质。,?,在40以上可以结冰；,?,在食品内可以作为溶剂；,?,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；,?,在潮湿的环境中食品容易吸收一定量的,水分冒失含水量增加；,?,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。,2.3,水分活度,?,水分活度的定义：,1957,年,Scott,研,究提出水分活度的概念,?,食品的含水量：指在一定温度、湿,度等外界条件下，处于平衡状态时,食品的水分含量。,(,单位,gH,2,O/g,干,物质,),?,水分活度的概念：,Aw,p/p,0,Aw:,水分活度；,p:,一定温度下食中水蒸气分压,p,0,:,同温度下纯水的饱和蒸汽分压,?,物理学意义：,一个食物样品中水蒸气分压,p,与同温度下纯水的饱和蒸汽分压,p,0,之比。,也可以理解为一个物质所含有的自由状态的,水分子数与如果是纯水在此同,等条件下同,等温度与有限空间内的自由状态的水分子数,的比值。,?,水分活度的大小：,纯水,Aw,1,，溶液,Aw,1,，结合水,Aw,a.,水分活度反映了食品中的水分存在形式,和被微生物利用的程度。,b.,水分活度是食品的内在性质，它决定于,食品的内部结构和组成。,2.4,水分活度与食品的稳定性,?,水分活度对微生物生长繁殖的影响：,?,食品中各种微生物的生长发育是由其水分活,度而不是由其含水量决定的。食品的水分活,度决定了微生物在食品中萌发的时间、生长,速率及死亡率。,?,细菌对水分活度最敏感。,Aw,0.90,时，细,菌不能生长；酵母菌次之，,Aw,0.87,时大,多数酵母菌受到抑制；霉菌的敏感性最差，,?,Aw0.80时大多数霉菌不生长。,?,Aw0.91时，微生物变质以细菌为主；,Aw0.91时可抑制一般细菌的生长。在,食品原料中加入食盐、糖后，水分活度,下降，一般细菌不能生长，但一种嗜盐,菌却能生长，就会造成食品的腐败。有,效抑制方法是在10以下的低温中贮藏，,以抑制这种嗜盐菌的生长。,?,毒菌生长的最低水分活度在,0.86,0.97,。,在真空包装的水产和畜产加工制品，流,通标准规定其水分活度要保持在,0.94,以,下。,?,水分活度对酶促反应的影响：,?,水分活度Aw0.85时，导致食品原料腐败的,大部分酶会失去活性，一些生物化学反应就不,能进行。酶的反应速率还与酶能否与食品相互,接触有关。当酶与食品相互接触时，反应速率,较快；当酶与食品相互隔离时，反应速率较慢。,?,水分活度对食品化学变化的影响：,食品中存在着氧化，褐变等化学变化，食品采,用热处理的方法可以避免微生物腐败的危险，,但化学腐败仍然不可避免。食品中化学反应的,速率与水分活度的关系是随着食品的组成、物,理状态及其结构而改变的，也受大气组成,(,特别,是氧的浓度,),、温度等因素的影响。,?,水分活度对脂肪氧化酸败的影响：水分活度,，脂肪氧化酸败,。,Aw,为,0.3,0.4,时速率较慢；Aw0.4时，氧在水中,的溶解度增加，并使含脂食品膨胀，暴露了更多的,易氧化部位。若再增加水分活度，又稀释了反应体,系，反应速率开始降低。,?,水分活度对美拉德反应的影响：,Aw,在,0.6,0.7,时最容易发生，水分在一定范围内时，,非酶褐变随水分活度增加而增加。,Aw,降到,0.2,以下，,褐变难以进行。,Aw,大于褐变的高峰值，则因溶质受,到稀释而速度减慢。,?,色素的稳定与水分活度：,Aw，花青素分,解。,?,水分活度对食品质构的影响：,?,Aw,从,0.2,0.3,增加到,0.65,时，大多数半干或干,燥食品的硬度及黏性增加，各种脆性食品，必,须在较低的,Aw,下，才能保持其酥脆。,Aw,控制,在,0.35,0.5,可保持干燥食品理想性质。,?,对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、,面包等，它们的,Aw,大于周围空气的相对,湿度，保存时需要防止水分蒸发。,?,通过食品的包装创造适宜的小环境，尽,可能达到不同食品对水分活度的要求。,2.5,降低水分含量的方法,?,概念：,食品干燥是指将食品中的水不断蒸发、,不断扩散出去，而使食品水分含量降低。,?,自然干燥：,?,概念：,食品的自然干燥是指充分利用自然界的,能量除去食品中的水分。如利用日光晒干，利,用风进行风干,。,?,优点：,简单，经济。不需要特殊设备，被广泛,使用。,?,缺点：,所需时间长，易发生变色、褪色、显色、,氧化以及由于酶的作用引发的各种生化反应，,食品的质量往往受到影响。,?,热风干燥：,?,概念：,人为的控制下除去食品中的水分。将食,品放在金属网或钢制带式运输机上，送入热风,干燥室。,?,优点：,可以使水分含量控制在一定范围之内，,品质基本保持一致。,?,真空干燥：,?,在,101.3kPa,时，水在,100,沸腾；当压,力降到,2.33kPa,时，水在,20,即可沸腾。,因此适当调节温度和真空度，使食品中的,水极易转化为气态逸出，能达到在较低温,度下迅速干燥食品的目的，并能获得品质,优良的食品。,?,喷雾干燥：,?,应用：,对黏度大，易结块的易吸湿的食品，如,速溶咖啡，豆奶粉等食品，可以采取喷雾干燥,法。,?,工序：,液态食品浓缩加压喷头将其喷成微,细的雾状与热风同时进入干燥室干燥,?,优点：,有较大的表面积，溶解速度快，蛋白质,变星和褐变少,?,冷冻升华干燥：,?,概念：,将湿物料先冻结到冰点以下，使水分变,成固体冰，然后在较高的真空度将冰直接转化,为蒸汽而除去，物料即被干燥。,?,优点：,适用于热敏性且易氧化的食品，可保持,食品的色、香、味及,Vc,等营养物质及原来的外,形。,?,缺点：,易吸湿,。,