第一章-水学习教案

1、会计学1第一章第一章-水水第一页，共60页。2第一节第一节 水分（水分（4学时）学时）教学目的：教学目的：1.理解水的基本性质及其与食品加工的关系；理解水的基本性质及其与食品加工的关系；2.了解了解(lioji)食品中水分的性质，理解自由水食品中水分的性质，理解自由水和结合水的特性；了解和结合水的特性；了解(lioji)平衡水分的概念平衡水分的概念；3.理解水分活度的概念、意义；理解水分活度的概念、意义；4.理解等温吸湿曲线的意义；理解等温吸湿曲线的意义；5.理解水分活度与食品稳定性的关系；理解水分活度与食品稳定性的关系；6.了解了解(lioji)食品加工中水分的变化。食品加工中水分的变化。第

2、1页/共60页第二页，共60页。3教学重点：自由水和结合水的概念和特性；水分活度的含义；等温吸湿教学重点：自由水和结合水的概念和特性；水分活度的含义；等温吸湿曲线的含义；水分活度对食品稳定性的影响。曲线的含义；水分活度对食品稳定性的影响。教学难点：水分活度的定义教学难点：水分活度的定义教学方法：水的基本性质联系其对食品加工的影响；水分活度的定义以教学方法：水的基本性质联系其对食品加工的影响；水分活度的定义以形象化说明加以解释（存在量与受束缚程度）。等温吸湿曲线讲清实际意义形象化说明加以解释（存在量与受束缚程度）。等温吸湿曲线讲清实际意义；水分活度对食品稳定性的影响以实例说明（高浓度糖、盐对食品

3、的保藏作；水分活度对食品稳定性的影响以实例说明（高浓度糖、盐对食品的保藏作用）。注意用）。注意(zh y)(zh y)课程引入和小结。课程引入和小结。第2页/共60页第三页，共60页。4第一节第一节 水分水分(shufn)(shufn)第3页/共60页第四页，共60页。5第4页/共60页第五页，共60页。6 1.提高注意力：能帮助大脑保持活力，把新信息牢牢存到记忆中去。2.提高免疫力：可以提高免疫系统的活力，对抗细菌侵犯。3.抗抑郁：能刺激神经生成抗击抑郁的物质。4.抗失眠：水是制造天然睡眠(shumin)调节剂的必需品。5.抗癌：使造血系统运转正常，有助于预防多种癌症。6.预防疾病：能预防心

4、脏和脑部血管堵塞。第5页/共60页第六页，共60页。7第6页/共60页第七页，共60页。8同学同学(tng xu)们们思考思考第7页/共60页第八页，共60页。9第8页/共60页第九页，共60页。10第9页/共60页第十页，共60页。11食品食品含水量含水量/%食品食品含水量含水量/%猪肉5360马铃薯、萝卜、甘蓝8085牛肉（碎块）5070全粒谷粒1012鸡（无皮肉）74面粉、粗燕麦粉1013鱼（肌肉蛋白）6581面包3545鲜蛋74饼干58液体乳制品8791蜂蜜20乳粉4果冻、果酱35香蕉75食用油0樱桃、梨、葡萄、苹果8095白糖、硬糖、巧克力11. 部分部分(b fen)食品的食品的含

5、水量含水量第10页/共60页第十一页，共60页。12（一）（一） 水和冰的结构水和冰的结构(jigu)1. 水的结构水的结构(jigu)l O-H距离距离0.96埃，埃，H-H距离距离1.54埃，埃，H-O-H的键角为的键角为104.5l 水分子中氧的水分子中氧的6个价电子参与杂化，形成个价电子参与杂化，形成4个个SP3杂化轨道，有近杂化轨道，有近似四面体的结构。似四面体的结构。 HH水分子的轨道构型水分子的几何构型第11页/共60页第十二页，共60页。13图中：氧原子；氢原子；图中：氧原子；氢原子；键；键；氢键氢键(qn jin)由于水分子的极性及由于水分子的极性及两种组成原子两种组成原子(

6、yunz)的的电负性差别，导致水分子电负性差别，导致水分子之间可以通过氢键，能够之间可以通过氢键，能够在三维空间形成较稳定的在三维空间形成较稳定的氢键网络结构氢键网络结构水分子水分子的缔合作用的缔合作用 2. 水分子的缔合水分子的缔合(d h)作用作用水分子中水分子中氧原子氧原子上上2个未配对的电子与其他个未配对的电子与其他2分子水上氢形成氢键分子水上氢形成氢键水分子上水分子上2个个氢氢与另外与另外2个水分子上氧形成氢键个水分子上氧形成氢键第12页/共60页第十三页，共60页。14水的三维空间水的三维空间(snwikngjin)(snwikngjin)结结构构第13页/共60页第十四页，共60

7、页。153. 冰的结构冰的结构(jigu)1. 冰的结构冰的结构(jigu)l水分子通过氢键水分子通过氢键(qn jin)形成稀疏刚性结构（结晶）形成稀疏刚性结构（结晶），O-O核间的最小距离为核间的最小距离为2.76埃，埃，O-O-O之间的夹角之间的夹角为为109l每个水分子能够缔合另外每个水分子能够缔合另外4个水分子（配位数个水分子（配位数4），即），即1、2、3和和W，形成四面体结，形成四面体结构构l食品中溶质的种类和数量对食品中溶质的种类和数量对冰晶的数量、大小、结构、冰晶的数量、大小、结构、位置和取向有影响位置和取向有影响冰的晶胞结构第14页/共60页第十五页，共60页。16（a a

8、）沿）沿c c轴方向观察到的六方形结构轴方向观察到的六方形结构(jigu)(jigu)（b b）基础平面的立体图）基础平面的立体图 圆圈代表水分子的氧原子圆圈代表水分子的氧原子冰的基础冰的基础(jch)平面平面第15页/共60页第十六页，共60页。17第16页/共60页第十七页，共60页。185.-离子型化合物（氢键）第17页/共60页第十八页，共60页。19水水自由水自由水 结合水结合水毛细管水毛细管水自由流动水自由流动水多层水多层水化合水化合水邻近水邻近水滞化水滞化水食品食品(shpn)中水：自由水和结合中水：自由水和结合水水第18页/共60页第十九页，共60页。20第19页/共60页第二

9、十页，共60页。21第20页/共60页第二十一页，共60页。22第21页/共60页第二十二页，共60页。23第22页/共60页第二十三页，共60页。24第23页/共60页第二十四页，共60页。25第24页/共60页第二十五页，共60页。26(biosh)，通常以质量分数来表示(biosh)。第25页/共60页第二十六页，共60页。27第26页/共60页第二十七页，共60页。28三、水分三、水分(shufn)活度活度 (Water activity)（一）水分活度（一）水分活度1. 水分活度水分活度(aw)的定义的定义水分活度水分活度(water activity)：指食品中水的蒸汽压与该温度下

10、纯水：指食品中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值的饱和蒸汽压的比值(bzh)。 p: 食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压 p0：在同一温度下纯水的饱和蒸汽压：在同一温度下纯水的饱和蒸汽压 ERH: 样品周围的空气平衡相对湿度样品周围的空气平衡相对湿度0100wpERHap第27页/共60页第二十八页，共60页。29在数值上，食品在数值上，食品(shpn)水分活度等同于空气的平衡相对湿水分活度等同于空气的平衡相对湿度，应用必须注意：度，应用必须注意： aw 是样品的内在品质，而是样品的内在品质，而ERH是与样品平衡的大气是与样品平衡的大气

11、的性质；的性质； 仅当食品仅当食品(shpn)与环境达到平衡时，关系式才成立与环境达到平衡时，关系式才成立； 纯水的纯水的Aw=1，食品，食品(shpn)的的aw总在总在01之间。之间。（4） aw随着随着(su zhe)温度而改变，测定样品温度而改变，测定样品aw时，必须标明时，必须标明温度。水分含量相同，温度不同，温度。水分含量相同，温度不同，aw不同不同 第28页/共60页第二十九页，共60页。30第29页/共60页第三十页，共60页。31食品的水分活度与食品水分含量食品的水分活度与食品水分含量(hnling)(hnling)是两个不同的概念，是两个不同的概念，通常食品含水量越高，水分活

12、度也越高，但不不绝对。通常食品含水量越高，水分活度也越高，但不不绝对。食品食品含水含水量量食品食品含水含水量量食品食品含水含水量量凤梨0.28干淀粉0.13鱼肉0.21苹果0.34干马铃薯0.15鸡肉0.18香蕉0.25大豆0.10aw=0.7时，不同时，不同(b tn)食品的含水量（食品的含水量（g水水/g干干物质）物质）第30页/共60页第三十一页，共60页。32（二）等温吸湿（二）等温吸湿(x sh)曲线曲线第31页/共60页第三十二页，共60页。331. 1. 定义定义(dngy)(dngy) 吸湿等温线是指在温度不变的条件下，以样品中的吸湿等温线是指在温度不变的条件下，以样品中的水分

13、含量为纵坐标，以水分含量为纵坐标，以AwAw为横坐标作图，所得曲线（为横坐标作图，所得曲线（MSIMSI） 。 它表示在恒温条件下，食品的平衡含水量与它表示在恒温条件下，食品的平衡含水量与awaw的关系。的关系。第32页/共60页第三十三页，共60页。34第33页/共60页第三十四页，共60页。35第34页/共60页第三十五页，共60页。36高水分高水分(shufn)食品的食品的MSIr从正常至干燥的整个从正常至干燥的整个(zhngg)水分含量范围水分含量范围r食品中含水量食品中含水量10%时，时，含水量有较大变化，含水量有较大变化，aw只只有微小变化。有微小变化。第35页/共60页第三十六页

14、，共60页。37低水分低水分(shufn)食品的食品的MSIp为说明吸湿等温线的内在含为说明吸湿等温线的内在含义及与水存在状态的关系，义及与水存在状态的关系，将将MSI分为分为3区区p各区相关的水的性质存在显各区相关的水的性质存在显著的差别著的差别(chbi)（实际是连（实际是连续变化的）续变化的）p加水回吸时，试样的组成从加水回吸时，试样的组成从区区（干）移至区（干）移至区（高水（高水分）分） 第36页/共60页第三十七页，共60页。38第37页/共60页第三十八页，共60页。39在不同温度下马铃薯的水分(shufn)解吸等温线MSI与温度(wnd)有密切的关系：在一定水分含量时，aw随温度

15、(wnd)的上升而增大 MSI随温度(wnd)的上升向高aw方向迁移第38页/共60页第三十九页，共60页。40(xingdu shd)，则食品沿着解吸等温线散湿。第39页/共60页第四十页，共60页。411. 滞后现象定义滞后现象定义2. 同一种食品采用回吸同一种食品采用回吸(resorption)的方法绘制的的方法绘制的MSI和采用解吸和采用解吸(desorption)的方法绘制的的方法绘制的MSI并不互相并不互相(h xing)重叠的现象。重叠的现象。在一定的aw时，解吸过程中试样的水分含量大于吸附(xf)过程中的水分含量滞后现象的结果，形成滞后环。第40页/共60页第四十一页，共60页

16、。42空气空气(kngq)干燥苹果片干燥苹果片高糖高糖-高果胶高果胶(u jio)食食品品滞后现象明显滞后现象明显 滞后出现在单分子层水区滞后出现在单分子层水区域域 Aw0.65时，不存在滞时，不存在滞后后滞后环的形状滞后环的形状食品食品(shpn)(shpn)品种品种 滞后环形状取决于滞后环形状取决于食品品种食品品种和和温度温度第41页/共60页第四十二页，共60页。43冷冻干燥熟猪肉冷冻干燥熟猪肉(zh ru)高蛋白食品高蛋白食品Aw0.85开始开始(kish)出出现滞后现滞后 滞后不严重滞后不严重 回吸和解吸等温线均保持回吸和解吸等温线均保持S形形滞后滞后(zh hu)(zh hu)环的

17、形环的形状状食品品种食品品种 第42页/共60页第四十三页，共60页。44冷冻干燥大米冷冻干燥大米(dm) 淀粉质食品淀粉质食品存在较大存在较大(jio d)的的滞后环滞后环 Aw=0.70时最严重时最严重滞后环的形状滞后环的形状食品食品(shpn)(shpn)品种品种 第43页/共60页第四十四页，共60页。45第44页/共60页第四十五页，共60页。46l在浓缩和干燥食品过程中，除去水的难易程度与aw的关系l确定干燥食品的最佳空气湿度(shd)和温度l确定食品混合后的含水量及AW的关系l测定包装材料阻湿性的要求；l测定抑制微生物生长的食品水分含量；l预测食品的理化稳定性与水分含量的关系。为

18、食品的加工工艺、条件(tiojin)控制和贮藏提供科学参考 第45页/共60页第四十六页，共60页。47第46页/共60页第四十七页，共60页。48Aw范围在此范围内的最低aw值一般能抑制的微生物食品1.000.95假单胞菌属、埃希氏杆菌属、变形杆菌属、志贺氏杆菌属、芽孢杆菌属、克雷伯氏菌属、梭菌属、产生荚膜杆菌、几种酵母菌极易腐败的新鲜食品、水果、蔬菜、肉、鱼和乳制品罐头、熟香肠和面包。含约40%(W/W)的蔗糖或7%NaCl的食品0.950.91沙门氏菌属、副溶血弧菌、肉毒杆菌、沙雷氏菌属、乳杆菌属、足球菌属、几种霉菌、酵母(红酵母属、毕赤酵母属)奶酪、咸肉和火腿、某些浓缩 果 汁 、 蔗 糖 含 量 为55%(W/W)或含12%NaCl的食品食品中水分活度与微生物生长(shngzhng)的关系（一）第47页/共60页第四十八页，共60页。49第48页/共60页第四十九页，共60页。50第49页/共60页第五十页，共60页。51例外，酯酶在水分活度为0.3 ，甚至0.1 时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。第50页