江南university食品化学演示课件.ppt

等温线区Ⅰ中的水是被最牢固地吸附着，是食品中最难流动的水。通过 H2O-离子 或 H2O-偶极 相互作用与可接近的极性部位缔合。在-40℃不能冻结，不具有溶解溶质的能力。可看作为固体的一部分。 区Ⅰ的高水分端（区Ⅰ和区Ⅱ的边界）相当于食品的“BET单层”水分含量。在高水分食品材料中，区Ⅰ水仅占总水量的极小部分。 单层并不表示所有干物质被紧密堆积的单分子水层所覆盖。它代表了构成水与邻近水。 区域II的水占剩余的第一层位置和固体的亲水基外的几层，被称为多层水。这部分水主要通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合（水－水和水－溶质），流动性比整体相水稍差，其中大部分在-40℃不能冻结。 当水增加至靠近区Ⅱ的高水分端，它对溶质产生显著的增塑作用（溶剂化作用），降低了它们的玻璃化相变温度（glass transition temperature，缩写为Tg），并导致固体基质的初步肿胀。此作用和开始出现的溶解过程使大多数反应的速度加快。 区域III的水结合得最弱，流动性大，被称为体相水。 Free water Monolayer moisturer bound water 蛋白质的水合过程 球蛋白质（主要根据溶菌酶）和在水合的不同阶段和被缔合的水的性质见表2-4。相应的吸着等温线图见2-19 。 BET单层值BET monolayer value 一个试样含有的相当于区Ⅰ和区Ⅱ接界的水分含量。 1938年，布鲁瑙尔(Brunauer)、埃米特(Emmett)和特勒(Teller)三人在兰格缪尔单分子层吸附理论的基础上提出多分子层吸附理论。 BET一般被认为是一个单层，然而这是一个错误的概念。例如，淀粉的BET值约相当于每个脱水葡萄糖基一个水分子。 BET 相当于一个干制品在呈现最高稳定性的前提下能含有的最高水分含量。 “真实单层”不同于BET单层。真实单层涉及在区ⅡB和区Ⅲ接界的水分含量 在此实例中，水分含量约为0.38gH2O/g干蛋白质和Aw =0.85）。此值相当于约300molH2O/mol溶菌酶和水分含量27.5%（重量），一个HOH平均占0.2nm2的蛋白质表面积。这个水分含量代表“完全水合” 所需的水分含量，即占满全部第一层部位所需的最低水分含量。进一步加入的水的性质与体相水的性质没有显著差别。 BET单层水 BET单层不是物理上的单层。与极性基团有关。 ?真实单层水 ? 完全水合所需的水分含量，即占据所有的第一层部位所需的水分含量。  不同物质的MSI具有显著不同的形状。 决定等温线的形状和位置的因素包括试样的成分、试样的物理结构（例如结晶或无定形）、试样的预处理、温度和制作等温线的方法。 ?反S形：大多数食品的特征。 J 形: 回吸（或吸附）等温线制作的方法：将水加入到预先干燥的试样中。 ? 解吸等温线也是常见。 （二）水分吸着等温线与温度的关系 符合Clausius-Clapeyron方程） （三）滞后现象 把水加到干的样品中（回吸）所得的水分吸附等温线与解吸所得的等温线不一定重叠，这种不重叠现象即为滞后现象（Hysteresis）。 对于食品体系，滞后现象增加了复杂性,即不能从回吸等温线来预测解吸等温线。 Hysteresis Loop 一般来说，当水分活度一定时，解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中水分含量。 影响滞后现象程度的因素： 食品的性质、除去水分和加入水分时食品发生的物理变化、温度、解吸的速度以及解吸过程中水分被除去的程度。 温度影响显著；在高温（~80℃）时往往不能察觉滞后现象，而当温度降低时滞后现象逐渐变得明显。 水分吸着等温线的滞后现象的实际意义 将鸡肉和猪肉的P/P0值调节至0.74-0.84范围，如果用解吸的方法，那么试样中脂肪氧化的速度要高于用回吸的方法。 用解吸方法制备试样时需要达到较低的P/P0（与用回吸方法制备的试样相比）才能阻止一些微生物的生长。 五、相对蒸汽压和食品稳定性 所有化学反应在解吸过程中首次出现最低反应速度是在等温线区Ⅰ和区Ⅱ的边界（P/P0=0.20-0.30），即相当于“BET单层”水分含量。 除氧化反应外的所有反应当P/P0进一步降低时仍保持此最低反应速度。 加入水至达到BET单层值前脂肪氧化速度逐渐下降。继续加入水超过区Ⅰ和区Ⅱ的边界会导致氧化速度的增加。（水与氢过氧化物和金属离子结合） Maillard反应、维生素B1的降解和微生物的生长曲线都在中等至高P/P0值显示最高反应速度。 在中等至高水分含量食品中反应速度随RVP提高而下降的可能原因： ??? 1. 水是一个产物，水含量的增加导致产物抑制作用； 2.当试样中水分含量已