《食品化学》教案[002]

食品化学教案第2次课2学时

一、授课题目

第二章水第一节概述第二节水和冰的物理特性第三节水和冰的结构第四节水与溶质间的相互作用

二、教学目的和要求了解水和冰的物理常数及结构、水在食品中的存在形式及功用掌握水与溶质中的相互作用

三、教学重点和难点水与溶质中的相互作用

四、主要参考资料食品化学，王X、许XX、汤X编，中国轻工业出版社，2007，4；食品化学，刘XX主编，中国农业大学出版社，2003，3；食品化学，谢XX主编，科学出版社，2006，6；

五、教学过程教学方法：讲授法辅导手段：PPT板书：板书+多媒体第一节概述

一、水在人体内的作用

1、构成机体组织

2、维持生命活动

3、调节代谢过程二、水在食品中的作用

1、构成大多数食品的主要组分，不同的食品含水量不同

2、食品贮藏加工过程中水起着重要作用。水的含量、分布和取向不仅对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度和变质的敏感性产生极大的影响，而且对生物组织的生命过程也起着至关重要的作用。第二节水和冰的物理性质同与水具有相似的相对分子质量和原子成分的分子比较(CH

4、NH

3、HF、H2S、H2Se、H2Te)等比较，水具有正常的黏度密度较低冰的熔点、水的沸点、介电常数、表面张力、比热容和相变热等物理常数异常高。水在结晶时显示异常的膨胀特性(冰密度其他液态物质冰的热导值略大于非金属固体0时，冰的热导值约为同一温度下水的4倍冰的热能传导速率比生物组织中非流动的水快得多冰的热扩散速率为水的9倍生物组织的冷冻速率解冻速率。水和冰具有特殊的物理性质原因：水分子特殊的结构及水分子之间作用特殊性所致。介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母表示，单位介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity),又称诱电率.如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器)，云母，玻璃，塑料，和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质，并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质，其相对介电常数约为80。电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样。当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长。相对介电常数r可以用静电场用如下方式测量:首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容C_。然后相对介电常数可以用下式计算r=附常见溶剂的介电常数H2O(水)78.5HCOOH(甲酸)58.5HCON(CH3)2(N,N-二甲基甲酰胺)36.7CH3OH(甲醇)32.7C2H5OH(乙醇)24.5CH3COCH3(丙酮)20.7n-C6H13OH(正己醇)13.3CH3COOH(乙酸或醋酸)6.15C6H6(苯)2.28CCl4(四氯化碳)2.24n-C6H14(正己烷)1.88热导率或称“导热系数”(coefficientofthermalconductivity)是物质导热能力的量度。符号为或K。其定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1m2的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率，其单位为瓦特米-1开-1(Wm-1K-1)。如没有热能损失，对于一个对边平行的块形材料，则A(2-中E是在时间t内所传递的能量，A为截面积，为长度，2和1分别为两个截面的温度。在一般情况下有：=-导率很大的物体是优良的热导体；而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。值受温度影响，随温度增高而稍有增加。若物质各部之间温度差不很大时，在实用上对整个物质可视为一常数。晶体冷却时，它的热导率增加极快。钻石的热导率在已知矿物中最高热扩散系数(thermaldiffusioncoefficient;thermaldiffusivity;thermaldegradation)符号为DT。定义式：DT=kTD。其中kT为热扩散比；D为热扩散系数。SI单位为：化工中常用：c物体中某一点的温度的扰动传递到另一点的速率的量度。可由下列关系式表示p)。式中为热导率；为物体的密度；Cp为物体的定压比热容，单位为热扩散系数比热导率有更直觉的反应。就是说，热导率的高并不一定使你感到物体这头热了，那头很快就热；而热扩散系数大的材料就能使你感到“温度”很快从这头传到了那头。表示气体(或固体)扩散程度的物理量。在气体中，如果相距1厘米的两部分，其密度相差为3，则在1s内通过1cm2面积上的气体质量，规定为气体的扩散系数。单位：c三节水和冰的结构

一、水分子

1、水分子的结构水分子中具有4个杂化的sp3轨道，两个氢原子靠近氧原子的两个sp3成键轨道，形成了两个共价键，每一个键具有离解能460l.由于氧具有高负电性，因此，O-H共价键具有部分(40%)离子特征。水分子的形状、键角和原子半径见图2-1(P12)蒸汽状态水分子键角为104.5,此值接近于完美四面体角10928。O-H核间距0.096nm，氧和氢的范XX半径分别为0.14nm和0.12nm。必须指出：纯水不仅含有普通的HOH分子，而且还含有许多其他微量成分，除普通的16O和1H外，还存在着17O、18O、2H、3H，形成18种HOH分子的同位素变异体。水中也含有离子，如：氢离子(以H3O+存在)和羟基离子等其他同位素变异体。因此，水含有33种以上的HOH的化学变异体，而这些变异体仅占极微小的数量。

2、水分子的缔合作用水分子中的氢、氧原子呈V字形排序，O-H键具有极性，所以分子中的电荷是非对称分布的。纯水在蒸汽状态下，分子的偶极矩为6.14Cm，这种极性使分子间产生吸引力，因此水分子能以相当大的强度缔合。另外，每个水分子具有相等数目的氢键供体和受体部位，可在三维空间形成多重氢键键合，因而水分子间存在着很大的吸引力。偶极矩(dipolemoment)正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积，叫做偶极矩rq。它是一个矢量，方向规定为从负电荷中心指向正电荷中心。偶极矩的单位是D(德拜)。根据讨论的对象不同，偶极矩可以指键偶极矩，也可以是分子偶极矩。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。实验测得的偶极矩可以用来判断分子的空间构型。例如，同属于AB2型分子，CO2的=0，可以判断它是直线型的；H2S的0，可判断它是折线型的。可以用偶极矩表示极性大小。键偶极矩越大，表示键的极性越大；分子的偶极矩越大，表示分子的极性越大。两个电荷中，一个电荷的电量与这两个电荷间的距离的乘积。可用以表示一个分子中极性的大小。如果一个分子中的正电荷与负电荷排列不对称，就会引起电性不对称，因而分子的一部分有较显著的阳性，另一部分有较显著的阴性。这些分子能互相吸引而成较大的分子。例如缔合分子的形成，大部分是由于氢键，小部分就是由于偶极矩。偶极矩用表示:=q_d。单位为D(Debye.德拜)每个水分子最多能与其他4个水分子形成氢键，形成四面体结构，与同样能形成氢键的分子(NH

3、HF)相比，存在于水中的吸引力异常高。因为存在三维氢键，使水具有大热容值，高熔点，高沸点，高表面张力和高相转变热焓。(均关系到打破分子间氢键所需热量)，水的介电常数也受氢键影响。由于氢键结合的水分子簇产生多分子偶极，从而提高了水的介电常数。

二、冰的结构水分子通过四之间的作用力结晶，形成一种低密度的结构冰。在冰中OO核间最相邻的距离为0.276nm。O-O-O键角约109,非常接近完美的四面体角10928，在此结构中，每一个水分子能同其他4个水分子缔合(配位数4)沿着平行C轴的方向观察，冰是单折射的，而所有其他方向都是双折射。因此，C轴是冰的光学轴。普通冰属于六方晶系的六方形双锥体组。此外，冰还能以9种其他结晶多晶型结构存在。也能以无定形或玻璃态结构存在。所以冰有11种结晶类型。在正常压力和0条件下，只有普通的六方形冰是稳定的。实际上冰的结构并非像上述的那样简单，除普通水分子外，纯冰中还含有水分子的同位素变种，所幸这些同位素变种数量很少，在大多数情况下，可以忽略。因此研究冰和水的结构时主要考虑HOH、H+(H3O+)、OH-、由于H3O+和OH-的运动及HOH振动，冰结晶总是有缺陷的。而且存在冰结晶空隙中的水分子显然能缓慢地扩散通过晶格。因此，冰远非静止或均一的。它的特征还取决于温度。当T-180或更低时，所有的氢键才是完整的。当温度升高时，完整的氢键的平均数目还将逐渐降低。冰中溶质的种类和数量能影响冰晶的结构，然而，只要避免极端快速冻结，并且溶质的性质和浓度不会显著地妨碍水分子的运动，那么食品中冰总是以最有序的六方形冰结晶存在。反之，如高浓度明胶会导致形成较无序的冰结晶形式。

三、水的结构液态水的结构，虽然不足以使它在长距离内具有刚性，然而比起蒸汽状态的水分子，结构程度要高得多。因此，一个水分子的定向和运动受它邻近水分子的影响。在液态水中，水分子并不是以单个分子形式存在，而是由若干个分子靠氢键缔合形成水分子簇(H2O)n.在室温或低于室温下，液态水中包含着连续的三维氢键轨道，形成四面体形状的网络结构，其中有很多变形和断裂键。水分子这种排列是动态的，它们之间的氢键可迅速断裂，同时通过彼此交换形成新的氢键，因此能很快地改变各个分子氢键键合的排列方式。但在恒温时，整个体系可以保持氢键键合程度不变的完整网络。目前已提出3类水的结构模型：混合型，填隙结构和连续结构模型。

1、混合型结构体现了分子之间氢键概念。由于分子间氢键相互作用，它们短暂聚集成由

3、

4、5或8聚体等构成的庞大水分子簇。这些水分子簇与其他更紧密的分子处于动态平衡(水分子簇的瞬间寿命约10-11S)

2、连续结构模型其概念是：分子间氢键均匀地分布在整个水体系中。当冰融化时，许多氢键发生变形或断裂，这个模型认为水分子的动态连续网络结构是存在的。

3、填隙结构模型指水保留了一个像冰或是笼形的结构，单个水分子填满整个笼的间隙空间。以上3种模型主要的结构特征是液态水以短暂的氢键缔合形成扭曲的四面体结构，恒定温度下，从宏观看整个体系的氢键缔合程度和网络结构保持不变。从微观角度讲，各个氢键处于不停的运动状态，处于动态平衡。氢键的键合程度取决于温度。0时，冰中水分子的配位数为4，邻近水分子间距离为0.276nm。冰融化时，部分氢键断裂，邻近水分子间的距离增大。刚性结构破坏，大量氢键扭曲变形，水分子自身重排为更紧密网络结构。温度升高时，水分子配位数增多(密度提高)，邻近水分子间距离增加(密度降低)。当冰转变为水时，将密度提高。当达到3.98时，密度达到最大，随着温度继续提高，密度下降。水的低黏度与结构有关。因为氢键网络是动态的，在短时间内改变它们与邻近分子之间的氢键键合关系时，会增大分子淌度(流动性提高)，降低粘度。版书设计第一节概述

一、水的重要作用

1、在人体中的重要作用(10min)

2、在食品中的重要作用(5min)

第一章水第二节水和冰的物理性质

一、水的物理性质(10min)

二、冰的物理性质(10min)第三节水和冰的结构

一、水分子的结(15min)

二、冰的结构特点(15min)

三、液态水的结构模型(35min)疑难字词画图

六、作业

1、同与水具有相似的相对分子质量和原子成分的分子比较，水与冰具有哪些特殊的物理性质？

2、水的结构模型有哪几种？

七、课后记食品化学教案第3次课2学时

一、授课题目第四节水与溶质间的相互作用第五节水活性第六节水分的吸附等温线

二、教学目的和要求掌握水分活度的定义和测定方法理解水分活度与温度及非水物的关系、水分活度

三、教学重点和难点重点：水在食品中的存在形式及功用难点：等温吸湿线水分活度、食品稳定性与吸附等温线之间的关系

四、主要参考资料食品化学，王X、许XX、汤坚编，中国XX，2007，4；食品化学，刘XX主编，中国农业大学出版社，2003，3；食品化学，谢XX主编，科学出版社，2006，6；

五、教学进程第四节水与溶质间的相互作用

一、宏观水平在食品中，“水结合”(waterbinding)“水合”(hydration)常被用来表示水与包括细胞物质在内的亲水物质缔合的一般倾向。此时两个术语与宏观水平相称。水结合的程度和强度取决于许多因素。如：非水成分的性质，盐的组成，pH值和温度等许多因素。“持水力”：常用来描述由分子(通常指以低浓度存在的大分子)构成的基体，通过物理方式截留大量水而阻止水渗出的能力。按此方式截留水的食品基体有人们熟悉的果胶和淀粉凝胶以及动物组织细胞。物理截留水性质有：组织化食品切割，剁碎时仍不流出性质与纯水相同。如干燥时易除去，冻结时可结冰，可作为溶剂整体流动严格受到，但个别分子运动与低浓度溶液中溶剂水分子运动相同。存在于组织和凝胶中的绝大部分水可归之为物理截留水，食品截留水的能力(持水力：waterholdingcapacity)的损害会对食品的质量产生严重的影响。

二、分子水平

1、概述溶质和水混合时会同时改变这两个成分的性质。亲水溶质会改变邻近水的结构和流动性，水会改变亲水溶质的反应性，有时甚至改变结构。溶质的疏水基团仅与邻近水分子微弱地作用，它们优选选择非水环境。水与各种溶质之间的结合力是重要的，现总结于下表种类实例相互作用的强度(与H2O-H2O1)氢键比较)偶极离子偶极偶极疏水水合疏水相互作用H2O-游离离子H2O-有机分子中的带电基团H2O-蛋白质NH-H2O-蛋白质COH2O-蛋白质侧链OHH2O+R3)R(水合)R(水合)+R(水合)R2(水合)+H2O较强2)接近或相等远小于(G0)不可比较4)(G0)注：1)约12-25l2)远弱于单个共价键的强度3)R是烷基4)疏水相互作用是熵推动的，而偶极离子和偶极偶极相互作用是焓推动的。

2、结合水理论上可以将结合水看作为存在于溶质和其他非水成分相邻处，并且具有与同一体系中体相水显著不同性质的那部分水。其中，分子运动减小，水的其他性质明显发生改变，主要特征为-40不结冰。食品中水可根据其性质分类分类性质食品中的水结合水化合水：构成非水物质组成的水，结合得最牢固-40不结冰，无溶解溶质的能力，无平动运动(与纯水比较)，蒸发焓增大在高水分食品中占总水分含量的百分数0)。G0原因：TS为负，而非H0(对于溶解度低的溶质一般如此)。由于在这些不相容的非极性实体邻近处水形成了特殊的结构，使熵下降。此过程被称为“疏水水合”(Hydrophobichydration)。由于疏水水合是不利的，因此水倾向于尽可能地减少与存在的非极性实体的缔合。如果存在两个分离的非极性基团，那么不相容的水环境将促进它们之间的缔合，从而减少H2O-非极性实体界面面积，这是热力学上有利的过程(G0)。此过程是疏水水合的部分逆转。称为“疏水相互作用”(Hydrophobicinteraction)。可简单描述如下：R(水合)+R(水合)R2(水合)+H2O由于水和非极性基团存在着对抗关系，为了尽可能减少与非极性基团的接触，邻近非极性基团处水的结构发生变化，水与非极性物质形成笼形水合物(clathratehydrate)。笼形水合物是像冰一样的包合物。“宿主”物质(水)通过氢键形成一个笼子状结构。将“客体”物质即小疏水分子以物理方式截留。笼形水合物的“宿主”一般由20-74个水分子组成，“客体”是相对分子量低的化合物。典型的客体分子有烃、卤代烃，稀有气体，短链第

一、第

二、第三胺、烷基铵盐、硫盐和磷盐等。水和客体间的相互作用通常是轻微的，小于弱范德华力。笼形水合物是水分子企图避免与疏水基团接触所产生的离奇的结果。事实上，笼形水合物是结晶，它们易于生长至可见大小，一些笼形水合物，只要压力够高，在0以上仍然稳定。水分子与蛋白质疏水基团不可避免的缔合对蛋白质的功能有重要影响。由于蛋白质的非极性基团暴露于水中，在热力学上是不得的，因此促进了疏水基团的“缔合”或疏水相互作用。疏水相互作用为蛋白质折叠提供了主要的推动力，使疏水残基处于蛋白质分子内部，尽管存在疏水相互作用，非极性基团一般占球蛋白表面面积40%-50%，降低温度，使疏水作用变弱，氢键变强

六、水与双亲分子的相互作用双亲分子：指脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类和核酸特征：在同一个分子中间同时存在亲水基团和疏水基团。水与双亲分子亲水部位(-COOH，磷酸基、羟基、羰基或一些含氮基团极性部位)缔合，导致双亲分子的表现“增溶”。双亲分子在水中形成大分子聚集体，被称为胶团。双亲分子的非极性部分指向胶团内部，而极性部分定向至水中。第五节水活性

一、引言食品的性与其水分含量之间存在一定关系。浓缩和胶水过程的主要目的是降低食品的水分含量。同时提高溶质的浓度，降低食品性。然而，已经发现不同类型的食品虽然水分含量相同，但它们的性显著不同。因此，仅仅水分含量不是一个性的可靠指标。出现这种情况部分原因是水与非水成分缔合强度上的差别，参与强缔合的水比起弱缔合的水在较低程度上支持降解活力。如微生物生长和水解化学反应。水分活度能反映水与各种非水成分缔合的强度。水分活度比水分含量更可靠的预示食品的稳定性、安全和其他性质。但是水分活度并不完美。

二、水分活度的定义和测定方法根据平衡热力学定律，水分活度定义为：f溶剂水的逸度f0纯水的逸度p某种食品在容器中达到平衡状态时的蒸汽分压p0在同一温度下纯水的饱和蒸汽压在低温时(室温)之间的差别小于1%，因此。严格讲，仅适用于理想溶液和热力学平衡体系。而一般食品体系一般不符合上述两个条件，因此aw更适合表达式。由是可测定的，并且有时不等于aw，因此使项比aw更为准确，但aw更为普遍。，此关系应注意两方面：1)aw是样品内在品质，而ERH是与样品平衡的大气的性质2)仅当产品与它的环境达到平衡时，上式才成立。平衡的建立即使对于很小试样(1g)也是一个耗时的过程，对于大的试样，尤其温度低于50几乎不可能。水分活度测定方法：

1、冰点测定法先测定样品的冰点降低和含水量。然后按下式计算水分活度，其误差很小(0.001n1溶剂物质的量，n2溶质物质的量，G样品中溶剂的量,g，Tf冰点降低,，Kf水的摩尔冰点降低常数(1.86)

2、相对温度传感器测定方法将已知含水量的样品置于恒温的小容器中，使其达到平衡，然后用电子或湿度测量仪测定样品和环境空气平衡的相对湿度，即可得到aw。

3、恒定相对湿度平衡法置样品于恒温密闭的小容器中，用一定各类的饱和盐溶液使容器内样品的环境空气的相对湿度恒定，待平衡后测定样品的含水量。

三、水分活度与温度关系测定aw时，必须标明湿度。因为aw随湿度而改变。其关系符合Clausius-Clapeyron方程。T热力学温度H样品中水分的等量净吸附热R摩尔气体常量重排上式，得为一直线方程。lnaw图，在水分含量恒定时是一条直线，l应是一条直线。当温度范围扩大时，lna并非总是直线，当冰开始形成时，直线一般出现明显的折断(断点)。冰点以下食品水分活度按下式定义：pff未完全冷冻的食品中水的蒸汽分压pice纯冰的蒸汽压p0(scw)过冷的纯水的蒸汽压图2-18(P32页)所示复杂食品在冰点以上和冰点以下时aw和温度的关系，它指出：1)aw冰点以下时也是线性的2)T对aw的影响在冰点以下远大于在冰点之上3)在试样的冰点此直线出现明显的折断。冰点温度以上，aw为试样成分和温度的函数，试样成分起主要作用冰点温度以下，aw与试样成分无关仅与温度有关。因此，不能根据aw预测受溶质影响的冰点以下发生的过程。例如：扩散控制过程，催化反应，低温保护剂影响的反应。抗微生物剂影响的反应和化学试剂(改变pH和氧化还原电位)影响的反应。所以，aw作为物理和化学过程的指示剂在冰点以下比起冰点以上价值就低得多。不能根据冰点以下温度的aw预测冰点以上温度的aw。当温度充分变化至形成冰或熔化冰时，从食品稳定性考虑aw意义也发生变化。第六节水分吸附等温线(Moisturesorptionisotherms,MSI)在恒定温度下，食品水分含量(每单位质量干物质中水的质量)对aw作图，得到MSI。MSI对于了解以下信息十分有意义：1)在浓缩和干燥过程中除去水的难易程度与aw有关2)配制食品混合物时必须避免水分在配料之间的转移3)测定包装材料的阻湿性4)测定怎样的水分含量能抑制微生物的生长5)预测食品的理化稳定性和水分含量的关系不同物质的MSI具有显著不同的形状。这些均为回吸(吸附)等温线。制作方法：向干燥的样品中加水。大多数食品的MSI为S形等温线。水果、糖果和咖啡提取物含有大量糖和其它可溶性小分子，而聚合物含量不高，其MSI呈J型。决定等温线的形状和位置的因素包括：试样成分，试样的物理结构，预处理，温度和制作等温线的方法。课本第33页，图2-20，将吸附等温线分几个区。当向试样中加入水时，试样的组成从区(干)移至区(高水分)。各区水的性质存在显著差别。存在于区中的水：最强烈吸附，流动最小。作用力：H2O-离子，或H2O-偶极相互作用与可接近的极性部位缔合。表现：-40不结冰，无溶解能力，其量不足以产生对固体的增塑的效应。可认为是固体的一部分。区高水分端(区和区边界)：相当于“BET单层”水分含量“BET单层”水分含量：在干物质的可接近的高极性基团上形成一个单层所需的近似水量。对于淀粉，“BET单层”水分含量为每一个脱水葡萄糖基的一个水分子。在高水食材中，区水仅占总水量极小部分。区水：占据了仍然有效的第一层部位。通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合。流动性比体相水稍差，大部分-40不结冰当水增加至靠近区的低水分端，它对溶质产生显著的增塑作用。降低了玻璃体相变温度(glasstransitiontemperature)，导致固体基质初步肿胀。此外，该区出现溶解过程。溶解过程使大多数反应速率增加，区和区的水通常占高水分食品中5%以下的水分。区的水：为体相水。通常占高水分食品总水分的95%。这部分被截留或是自由的，在凝胶或细胞体系中，体相水被物理截留，因此宏观流动性受阴。在其他方面，这部分水具有与稀盐溶液中水类似的性质。这是因为：加入至区的水分子被几层区和区的水分子隔离了溶质分子影响的结果。注意：在任何指定的水分含量，食品的水活性随温度升高而升高，符合克克方程。滞后现象对于食品体系，水分回吸等温线很少与解吸等温线重叠。一般不能从水分回吸等温线预测解吸现象。水分回吸等温线和解吸等温线之间的不一致被称为滞后现象(Hysteresis)。其组成的图案称为滞后环(Hysteresisloop)。滞后环主要受食品种类及温度影响。有三种类型。对于高糖高果胶食品，如空气干燥苹果，滞后现象主要出现在单分子水层。虽然总的滞后现象显著，但am0.65时就无滞后现象。对于高蛋白食品，如干燥熟猪肉，在am0.85附近(相当于毛细管凝聚区)开始出现适度滞后现象，并一直延伸至am0。高蛋白食品，吸附和解吸等温线都保留了“S”型特征。对于淀粉质食品，如冷冻干燥大米，存在大滞后环，最高程度滞后现象出现在am0.70。随着温度的提高，总的滞后现象减轻，并且滞后环沿等温线跨度减小。后者变化尤为显著。如苹果，当温度从2.8到37.9时，滞后起点从am0.65移至am0.2。猪肉am从0.95移至0.6。水分吸附等温线滞后现象确切解释目前还未形成。滞后现象具有实际意义。将鸡肉和猪肉调节至0.75-0.84范围，试样中脂肪氧化速度解吸速度回吸速度。原因：在一定水分活度下，解吸比回吸试样含有较多水分。高水分试样，粘度低，使催化剂流动性高。基质肿胀，催化部位更充分地暴露氧的扩散系数较高。用解吸方法制备试样时，需要达到较低的水分活度才能阻止微生物生长。版书设计第四节水与溶质间的相互作用

一、宏观水平(10min)

二、微观水平

1、水与离子及离子基团间相互作用(10min)

2、水与中性基团的相互作用(10min)

3、水与非极性物质的相互作用(5min)

4、水与双亲分子的相互作用(5min)第五节水分活度

一、定义(5min)

二、测定方法(10min)

1、冰点测定法

2、相对温度传感器测定方法

3、恒定相对湿度平衡法

三、水分活度与温度关系(10min)第六节水分吸附等温线

一、定义及意义(5min)

二、制备方法(5min)

三、涵义(15min)

四、滞后现象及产生原因(10min)疑难字词画图

七、作业

1、简述水在食品中的存在形式及功用，解释水分活度的定义及测定方法。

八、课后记食品化学教案第4次课2学时

一、授课题目第七节水活性与食品的稳定性第八节低于结冰温度时冰对食品稳定性的影响

二、教学目的和要求理解水分活度与温度及非水物的关系了解水活性及低于结冰温度时冰对食品稳定性的影响

三、教学重点和难点水分活度、食品稳定性与吸附等温线之间的关系

四、主要参考资料食品化学，王X、许XX、汤坚编，中国XX，2007，4；食品化学，刘XX主编，中国农业大学出版社，2003，3；食品化学，谢XX主编，科学出版社，2006，6；

五、教学进程第七节水分活度与食品稳定性大多数情况下，食品的稳定性与水活性之间有着密切联系。图2-24(P37页)中的数据是在25-45范围反应速度和水活性定性关系。在该图中，所有反应在解吸过程中首先出现最低反应速度是在等温线区和区的边界(am0.20.3)。除氧化反应外的所有反应。当am进一步降低时，仍保持最低反应速度。在解吸过程中，在首次出现最低反应速度时的水分含量相当于“BET单层”水分含量。在很低的am时，脂肪氧化速度与am之间出现不寻常的关系。从等温线的左端加水至达到“BET单层值”前，脂肪氧化速度逐渐下降。原因，最初加入至干燥样品的水是与氢过氧化物结合，防碍了它们的分解，从而阻止了氧化进程。此外，这部分水同金属离子水合，降低了它们催化氧化的效率。继续加水超过区和区边界，导致氧化速度增加，加入至等温线这个区域的水提高了氧的溶解度和促使大分子肿胀后，暴露出更多的催化部位，从而加速氧化。在较高的am(0.8)加入的水会稀释催化剂和降低它们的效率，因此阻滞氧化。XXX反应，维生素B1降解和微生物生长曲线都在中等至高am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am升高而下降。其中原因可能是：1)这些反应中水是产物，水含量升高导致产物抑制作用2)当试样中水分含量达到这样水平，使能促进速度的成分的溶解度，可迫近性(大分子表面)和流动性不再是速度因素，进一步加水将稀释速度成分和降低反应速度。由于根据BET单层值能很好地估计干燥产品具有最高稳定性时的水分含量，因此该值具有最高稳定性时的水分含量。因此该值具有重要的实际意义。计算公式(BET单层值)：am-水分活度，m-每克固体吸附水的量m1-BET单固体吸附水的单层值，C-与吸附热有关的常数根据此式作图，可得到一条直线。被称为BET图，一般认为当am0.35时，此线性关系开始变差。1BET单层值m1(y轴截距)+(斜率)除化学反应和微生物生长外，am也影响干燥食品和半干燥食品的质构。饼干、爆米花、马铃薯片必须在较低的am才能保持松脆。为防止粒状蔗糖、乳粉和速溶咖啡的结块以及硬糖的粘结，较低的am是必要的。0.35-0.5是不使干物质的期望性质造成损失所允许的最高am范围。第八节低于结冰温度时冰对食品稳定性的影响冷冻是保藏大多数食品最理想的方法，其作用主要在于低温，而不是因为形成冰。具有细胞结构的食品和食品凝胶中的水结冰时，将出现两个非常不利的后果，即水结冰后，食品中非水组分的浓度将比冷冻前变大；同时水结冰后其体积比结冰前增加9%。水溶液、细胞悬浮液或生物组织在冻结过程中，溶液中的水可以转变为高纯度的冰晶，因此非水组分几乎全部都浓集未结冰的水中，其最终效果类似食品的普通胶水。食品冻结的浓缩程度主要受最终温度的影响，而食品中溶质的低共熔温度以及搅拌和冷却速率对其影响较小。食品冻结出现的浓缩效应，使非结冰相的pH、可滴定酸度、离子强度、黏度、冰点、表面和界面张力、氧化还原电位等都将发生明显的变化。此外，还将形成低共熔混合物，溶液中有氧和二氧化碳逸出，水的结构和水与溶质间的相互作用也剧烈地改变