果蔬:75%-95%
肉类:50%-80%
面:35%-45%
谷物:10%-15%
食品理化性质:起着溶解分散蛋白质、淀粉等水溶性成分的作用
食品质地方面:对食品的新鲜度、硬度、风味、流动性、色泽、耐储性和加工适应性有影响
食品安全性:水是微生物繁殖的必要条件
食品工艺角度:大多数食品加工的单元操作都与水有关
水是良好的溶剂
水是体内物质运输的载体
水是维持体温的载温体
水是体内摩擦的润滑剂
高熔点,高沸点
水分子之间存在强烈的吸引力以及水具有不寻常结构
介电常数高
表面张力高
热容和相变热高
粘度正常
四面体结构有对称性
H-O共价键有离子性
O的另外两对孤对电子有静电力
H-O键具有电负性
水分子之间存在很强的吸引力,在三维空间通过强氢键缔合形成网络结构
O的电负性比H大,H-O键电荷的非对称性使其具有极性,使得分子之间产生引力
每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体,因此可以在三维空间形成多重氢键
静电效应
水是呈四面体的网状结构
水分子之间的氢键网络是动态的
水分子氢键键合程度取决于温度
与食品中成分以氢键结合而不能自由运动的水
结合最牢固
仅次于最牢固的化合水
多分子层水
不宜结冰(-40摄氏度不结冰)
不能作为溶剂
不能被微生物利用
用NMR氢谱或量热分析法分析
易结冰
可作为溶剂
能被微生物利用
可用简单的加热方法从食品中分离出来
截留水
宏观流动性不受限制的水
净结构形成效应-流动性比纯水差
净结构破坏效应-流动性比纯水强
羟基
氨基
羰基
酰氨基
亚氨基
总氢键数没有显著改变
当氢键部位的发布和定向在几何上与水不相容时,对水的结构具有破坏作用
非极性物质:烃类、脂肪酸、氨基酸和蛋白质的非极性基团
疏水水合作用
疏水相互作用
食品中水的蒸汽压与该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值
可用克劳修斯-克拉伯龙方程表示:
R:气体常数;T:热力学温度;△H:纯水的汽化潜热(40.5372Kj/mol)
在恒温条件下,以食品的含水量对水分活度绘图形成的曲线,称为水分吸附等温线或水分吸湿等温线
构成水和邻近水区
最强烈地吸附、最少流动,看作固体的一部分
在-40摄氏度下不结冰
不能作为溶剂等性质
多层水
流动性比体相水稍差
大部分在-40摄氏度下不结冰
导致固体基质的初步肿胀
区I和区Ⅱ占总水分的5%以下
体相水
宏观运动受阻
性质与稀盐溶液中的水类似
占总水分的95%以上
水分含量一定,T增加,Aw增加
Aw一定,T增加,水分含量降低
从MSI图可以看出食品脱水的难易程度以及如何组合食品才能避免水分在不同物料中的转移
根据MAI可预测含水量对食品稳定性的影响
从MSI可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱
采用回吸的方法绘制的MSI和按解吸的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象称为滞后现象
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(约80℃)时往往不能察觉滞后现象,而在温度降低时滞后现象逐渐变得明显
Aw<0.85开始出现滞后
滞后不严重
回吸和解吸等温线均保持S形
Aw<0.5时,几乎所有的微生物都不生长
细菌生长需要的Aw较高,霉菌需要的较低
Aw<0.65霉菌被抑制,在0.9左右霉菌生长最旺盛
通常Aw在0.75-0.95范围内 酶活性达到最大
水分减少时,酶活性也就下降
酶在湿热条件下易钝化。因此有必要在干制前对食品进行湿热或化学钝化处理,以达到酶失活为度
当食品中的水分处在单分子层水(Aw=0.35左右)时,可抑制氧化作用
Aw>0.35时,水分对脂质氧化起促进作用
当食品中的Aw=0.3-0.7时,多数食品会发生美拉德反应。随着Aw增大,有利于反应物与产物的运动,褐变增大至最高点,但当Aw继续增大,反应物被稀释,褐变下降
Aw对微生物生长有更为密切的关系
Aw与引起食品品质下降的诸多化学反应、酶促反应及质构变化有高度的相关性
水分活度比水分含量能更好地反应食品稳定性,更清楚地表示水分在不同区域移动情况
与分子量相近或原子组成相似的化合物相比(如:氨气)