食品化学迟玉洁.ppt

应用高新技术：近几十年来，在食品加工和贮藏过程中引入了大量的高新技术，如微胶囊技术、膜分离技术、超临界提取技术、新灭菌技术、复合包装材料、微波技术、超微粉碎技术、可食用膜技术等。这些技术推动了食品化学的发展，也对食品化学的研究方法提出了更高的要求。例如，在微胶囊技术中，壁材(Wallmaterials)中各个组分的结构和性质，各组分之间的相互作用以及它们对微胶囊产品超微结构的影响，都是食品化学研究的课题；这就需要应用更先进的分析和测试手段，从宏观、分子水平和超微结构3个方面着手将这项高新技术正确地应用于食品工业。添加标题第一章水(Water)01添加标题水的等温吸附曲线03添加标题水的结构和性质02添加标题水的活度与食品保存性的关系04各种食品都有其特定的水分含量，因此才能显示出它们各自的色、香、味、形特征。从物理化学方面来看，水在食品中起着分散蛋白质和淀粉等的作用，使它们形成溶胶。从食品化学方面考虑，水对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏性和加工等方面都具有重要的影响。水分也是微生物繁殖的重要因素。在食品加工过程中，水起着膨润、浸透、呈味物质等方面的作用。因此，研究水的结构和物理化学特性，水分分布及其状态，对食品化学和食品保藏技术有重要意义。1.1水的结构和性质1.1.1水的结构水分子由两个氢原子与一个氧原子的两个SP3杂化轨道结合成两个σ共价键，为四面体结构，氧原于位于四面体中心，四面体的四个顶点中有两个被氢原子占据，其余两个为氧原子的非共用电子对所占有(图1．1)。气态水分子两个O—H键的夹角即(H—O—H)的键角为104.5°，与典型四面体夹角109°28‘很接近，O—H核间距0.96?，氢和氧的范德瓦尔斯半径分别为1.2和1.4?。图1.1单分子水的立体模式在液态水中，若干个水分子缔合成(H2O)n大分子，这是由于水分子偶极分子之间的静电吸引力及产生氢键键合作用形成的。氧原子的两个孤对电子与邻近的两个水分子的氢原子产生氢键键合，形成如图1.2所示的四面体结构。每个水分子在三维空间的氢键给体和受体数目相等，因此，水分子间的吸引力比同样靠氢键结合其它小分子(NH3和HF)要大得多。1.1.2冰的结构水是一种短而有序的结构,而冰是水分子有序排列成大且长的晶体，是水分子靠氢键连接构成非常“疏松”的刚性结构。因此，冰比液态水的结构更为“疏松”,比容较大。冰在熔化时，一部分氢键断裂，所以转变成液相后水分子紧密地靠拢。冰晶体中也存在部分无序的结构。01冰有11种结构，但是在常压和温度0℃时，只有普通正六方晶系的冰晶体是稳定的,还有9种同质多晶(po1ymorphism)和一种非结晶或玻璃态的无定形结构。02在冷冻食品中存在4种主要的冰晶体结构，即六方形、不规则树枝状、粗糙的球形和易消失的球晶，以及各种中间状态的冰晶体。大多数冷冻食品中的冰晶体是高度有序的六方形结构，在含有大量明胶的水溶液中，冰晶体主要是立方体和玻璃状冰晶。03水的过冷现象：水冷凝时可产生过冷现象，所谓过冷是当液体冷却到冰点以下仍不析出固体。但是，若向过冷水中投入一粒冰晶或摩擦器壁，过冷现象立即消失。当在0℃的过冷溶液中加入晶核，则会在这些晶核的周围逐渐形成长大的结晶，这种现象称为异相成核(heteroge—neousnucleation)。过冷度愈高，结晶速度愈慢，这对冰晶的大小是很重要的。当大量的水慢慢冷却时，由于有足够的时间在冰点温度产生异相成核，因而形成粗大的晶体结构。若冷却速度很快就会发生很高的过冷现象，则很快形成晶核，但晶核增长速度很慢，因而形成微细的结晶结构。冰晶体的大小和结晶速度受溶质、温度、温度降低速度等因素影响。溶质的种类和数量影响冰晶体的数量、大小、结构、位置和取向。冷冻对食品组织的影响：食品组织缓慢冷冻，使大冰晶全部分布在细胞外部，而快速冻结则可在细胞内外都形成冰晶。有关冰晶的分布与冷冻食品质量的关系还不十分了解，但是食品冷冻时，由于水转变成冰可产生“浓度效应”，同时PH、离子强度、粘度、渗透压、蒸汽压及其它性质也会发生变化从而影响食品的品质。食品冷冻时水结冰将消耗食品中约9％的水分，根据食品的含水量和溶质浓度可以测定食品冷冻时体积的变化。当水结晶时因空气存在，使冰晶膨胀，例如某些水果冻结时体积增加。此外，水结冰时膨胀会产生局部压力，使细胞受到机械性损伤，同时还会引起乳化液失去稳定性，蛋白质絮凝，鱼肉质地变硬，丧失结构的完整性，使肉中水的损失增加等等。0103021.1.3水的性质水的比热、汽化热、熔化热大：这是由于水分子间强烈的氢键缔合作用产生的，当发生相转变时，必须供给额外能量破坏分子间的氢键。这对食品冷冻、干燥和加工都是非常重要