高級(jí)食品化學(xué)專題一水分

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高級(jí)食品化學(xué)專題一水分高級(jí)食品化學(xué)專題一水分第1頁(yè)/共40頁(yè)2高級(jí)生物（食品）化學(xué)高級(jí)生物（食品）化學(xué)內(nèi)容提要及學(xué)習(xí)要求內(nèi)容提要及學(xué)習(xí)要求 高級(jí)食品化學(xué)是在學(xué)習(xí)掌握了基礎(chǔ)生物化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及食品化學(xué)等課程基礎(chǔ)上的提高課程。以專題講座和討論的形式進(jìn)行課堂理論學(xué)習(xí)。一、專題講座的主要內(nèi)容有：一、專題講座的主要內(nèi)容有：1 1，食品中水分研究進(jìn)展，食品中水分研究進(jìn)展2，生物無(wú)機(jī)化學(xué)及研究進(jìn)展（生命金屬元素的基礎(chǔ)知識(shí)及生物功能，生物無(wú)機(jī)化學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景）；3，模擬酶的基礎(chǔ)知識(shí)及研究進(jìn)展4，孟祥紅教授二個(gè)專題。第2頁(yè)/共40頁(yè)3二，課堂討論的主要內(nèi)容有：二，課堂討論的主要內(nèi)容有：1，指

2、定主題討論；2，自選主題討論；三，學(xué)習(xí)要求：三，學(xué)習(xí)要求：1，對(duì)專題講座及課堂討論的主要內(nèi)容有較好了解和掌握；2，不論是指定主題討論還是自選主題討論都應(yīng)有較新的文獻(xiàn)綜述及較強(qiáng)的文字組織。課程論文文字不少于4000字，最新的外文文獻(xiàn)不少于8篇左右；3，本課程是研究生的必修課，因此需要考核成績(jī)?？己朔绞剑汗P試50%，課堂討論50%聯(lián)系電話：82031575，E-mail:第3頁(yè)/共40頁(yè)4第一專題第一專題 水分水分1.1概述概述1.1.1水在食品和人體中的功能水在食品和人體中的功能1.1.2食品中水與非水成分之間的相互作用食品中水與非水成分之間的相互作用在食品中的功能在食品中的功能在人體中的功能在

3、人體中的功能與非水成分之間的相互作用水在食品中的存在形式1.1.3水分活度與食品穩(wěn)定性水分活度與食品穩(wěn)定性水分活度水分活度水分活度與溫度的關(guān)系水分活度與溫度的關(guān)系 水分活度與水分含量的關(guān)系水分活度與水分含量的關(guān)系 水分活度與食品的穩(wěn)定性水分活度與食品的穩(wěn)定性 第4頁(yè)/共40頁(yè)51.2冷凍和脫水過(guò)程中食品變化的相關(guān)基礎(chǔ)理論冷凍和脫水過(guò)程中食品變化的相關(guān)基礎(chǔ)理論1.2.1相平衡相平衡相平衡相平衡 相相相圖相圖單組分系統(tǒng)水的相圖水的相圖理想的完全互溶雙溶液體系的理想的完全互溶雙溶液體系的p-x圖圖 理想的完全互溶雙溶液體系的理想的完全互溶雙溶液體系的T-x圖圖 二組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng) 完全互溶雙溶液體

4、系完全互溶雙溶液體系第5頁(yè)/共40頁(yè)6二組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng) 二組分部分互溶體系二組分部分互溶體系H2O-C6H5NH2體系的溶解度圖體系的溶解度圖 水水-三乙基胺體系的溶解度圖三乙基胺體系的溶解度圖 具有最低會(huì)溶溫度雙溶液體系 具有最高會(huì)溶溫度的雙溶液體系 第6頁(yè)/共40頁(yè)7二組分不互溶體系二組分不互溶體系具有簡(jiǎn)單低共熔混合物的二組分體系具有簡(jiǎn)單低共熔混合物的二組分體系 A與與B共存時(shí)，各組分的蒸氣壓與其單獨(dú)存在時(shí)一樣，液面上的總蒸氣壓等共存時(shí)，各組分的蒸氣壓與其單獨(dú)存在時(shí)一樣，液面上的總蒸氣壓等于兩純組分飽和蒸氣壓之和，即：于兩純組分飽和蒸氣壓之和，即：p=pA*+pB* 低共熔混合物的相圖

5、低共熔混合物的相圖 H2O-（NH4）2SO4的相圖的相圖 第7頁(yè)/共40頁(yè)8狀態(tài)圖狀態(tài)圖1mTsmTgT二組分體系的狀態(tài)圖二組分體系的狀態(tài)圖第8頁(yè)/共40頁(yè)91.2.2 結(jié)晶結(jié)晶1.2.2.1 成核作用成核作用 成核只能是在溫度低于凝固點(diǎn)溫度Tm的條件下才能產(chǎn)生，均相成核溫度Thom要比非均相成核溫度Thet低，即ThomThetTm（下圖）。 一些物質(zhì)的凝固點(diǎn)溫度（一些物質(zhì)的凝固點(diǎn)溫度（Tm）、均相成核溫度（）、均相成核溫度（Thom）和濃度的關(guān)系）和濃度的關(guān)系第9頁(yè)/共40頁(yè)10 但是當(dāng)溶液處于過(guò)飽和時(shí)，G晶G液。此時(shí)結(jié)晶相從溶液中的析出將有利于降低體系的總自由能，因此離子有向群集繼續(xù)堆

6、積的傾向，從而有可能形成晶核。但與此同時(shí)，結(jié)晶相的析出使得體系的相數(shù)從一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè)，在兩相之間產(chǎn)生了相界面。由于相界面具有表面自由能，因而結(jié)晶相的出現(xiàn)從另一方面又導(dǎo)致體系的總自由能增高。（一）均相成核（一）均相成核晶核大小與體系自由能的關(guān)系晶核大小與體系自由能的關(guān)系 晶核臨界半徑（晶核臨界半徑（rc）與過(guò)冷度（）與過(guò)冷度（T）的關(guān)系）的關(guān)系 注：注：G為體系的總自由能的變化；為體系的總自由能的變化；-G1為結(jié)晶相與液相兩者自由能的差值；為結(jié)晶相與液相兩者自由能的差值；G2為兩相界面的表面自由能；為兩相界面的表面自由能；rc為晶核臨界半徑；為晶核臨界半徑；Gc為成核能。為成核能。 第10頁(yè)/共4

7、0頁(yè)11（二）非均相成核和二次成核（二）非均相成核和二次成核（三）分散體系中的成核作用（三）分散體系中的成核作用1. 3凍藏時(shí)冰對(duì)食品穩(wěn)定性的影響凍藏時(shí)冰對(duì)食品穩(wěn)定性的影響微生物的繁殖被抑制微生物的繁殖被抑制機(jī)械性損傷機(jī)械性損傷冰凍濃縮效應(yīng)冰凍濃縮效應(yīng)低共熔混合物逸出低共熔混合物逸出第11頁(yè)/共40頁(yè)121. 4玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性1.4.1 基本概念基本概念amorphous glassy state rubbery state glass transition temperature Tg，Tg 氣體、液體、玻璃和晶體的氣體、液體、玻璃和晶體的X射線散射曲線示意圖射

8、線散射曲線示意圖 晶態(tài)與非晶態(tài)蔗糖的晶態(tài)與非晶態(tài)蔗糖的X衍射圖譜衍射圖譜 茶多糖與面包混合后的茶多糖與面包混合后的X-衍射圖衍射圖第12頁(yè)/共40頁(yè)131.4.2食品的玻璃態(tài)食品的玻璃態(tài)食品小分子物質(zhì)的玻璃態(tài)食品小分子物質(zhì)的玻璃態(tài)小分子純物質(zhì)的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化及其與結(jié)晶小分子純物質(zhì)的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化及其與結(jié)晶/熔化轉(zhuǎn)化的比較熔化轉(zhuǎn)化的比較（實(shí)線表示平衡態(tài)，虛線表示非平衡態(tài)）（1）比體積與溫度（T）的關(guān)系 （2）表觀黏度（a）與溫度（T）的關(guān)系（3）比熱容與溫度（T）的關(guān)系（在溫度升高時(shí)正向表示吸熱變化）第13頁(yè)/共40頁(yè)14食品大分子物質(zhì)的玻璃態(tài)食品大分子物質(zhì)的玻璃態(tài)結(jié)論：小分子物質(zhì)形成玻璃態(tài)非常困難，而

9、大分子物質(zhì)形成玻璃態(tài)則很容易結(jié)論：小分子物質(zhì)形成玻璃態(tài)非常困難，而大分子物質(zhì)形成玻璃態(tài)則很容易 高分子體系的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化高分子體系的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化（1）糊化馬鈴薯淀粉的凝固點(diǎn)溫度（Tm）和玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）與水分含量（ww）的關(guān)系（在含水量極低時(shí)的數(shù)值是外推的，虛線表示葡萄糖的Tg曲線）；（2）高分子體系溫度與流變性質(zhì)的關(guān)系（G為彈性剪切模量，單位Pa）；a為表觀黏度，單位Pas第14頁(yè)/共40頁(yè)15（1）為）為T(mén)Tg，明膠凝膠處于玻璃態(tài)；（，明膠凝膠處于玻璃態(tài)；（2）為當(dāng)）為當(dāng)T=Tg時(shí)，發(fā)生玻璃態(tài)時(shí)，發(fā)生玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化，并進(jìn)入轉(zhuǎn)化，并進(jìn)入“韌性區(qū)韌性區(qū)”，彈性模量降低了大約三個(gè)數(shù)量級(jí)；（，彈性模

10、量降低了大約三個(gè)數(shù)量級(jí)；（3）和（）和（4），），TgTTm，為橡膠態(tài)平穩(wěn)變化區(qū)和橡膠態(tài)流動(dòng)區(qū)；（，為橡膠態(tài)平穩(wěn)變化區(qū)和橡膠態(tài)流動(dòng)區(qū)；（5）為黏性液）為黏性液態(tài)流動(dòng)區(qū)。值得注意的是，在態(tài)流動(dòng)區(qū)。值得注意的是，在TgTTm，明膠凝膠可以允許一些物質(zhì)，明膠凝膠可以允許一些物質(zhì)分子自由擴(kuò)散，只有在分子自由擴(kuò)散，只有在TTg，這種擴(kuò)散作用才得到抑制。其他大分子物，這種擴(kuò)散作用才得到抑制。其他大分子物質(zhì)也有相同的趨勢(shì)，如支鏈淀粉、擠壓淀粉、淀粉和葡萄糖混合物、改性質(zhì)也有相同的趨勢(shì)，如支鏈淀粉、擠壓淀粉、淀粉和葡萄糖混合物、改性面筋等。面筋等。明膠的彈性模量在玻璃化過(guò)程中的變化明膠的彈性模量在玻璃化過(guò)程中

11、的變化 第15頁(yè)/共40頁(yè)16食品混合物的玻璃態(tài)食品混合物的玻璃態(tài) 與純物質(zhì)體系相比，混合物的結(jié)晶作用更容易受到阻礙，更容易形成玻璃態(tài)。因?yàn)榕c純物質(zhì)體系相比，混合物的結(jié)晶作用更容易受到阻礙，更容易形成玻璃態(tài)。因?yàn)樵谝话闱闆r下，一些成分會(huì)阻止另一些成分結(jié)晶。另外，體系的黏度大大增大，足以在一般情況下，一些成分會(huì)阻止另一些成分結(jié)晶。另外，體系的黏度大大增大，足以阻止結(jié)晶成分的擴(kuò)散作用。阻止結(jié)晶成分的擴(kuò)散作用。 蔗糖蔗糖-水體系狀態(tài)圖水體系狀態(tài)圖注：ws為蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Tf為水的冷凍溫度曲線；Ts為蔗糖溶解溫度曲線；Tg為玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度曲線；Thom為均相成核溫度曲線；Tf,f表示水的快速冷卻曲線；

12、Tg為特殊玻璃化溫度；Tg,s為蔗糖玻璃化溫度；Tg,w為水的玻璃化溫度；Tm,w為水的凝固點(diǎn)溫度。特殊玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化特殊玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化 各種生物體系的凍結(jié)曲線各種生物體系的凍結(jié)曲線T溫度 ws固形物含量1人血液 2酵母細(xì)胞 3膠原蛋白 4肌肉組織第16頁(yè)/共40頁(yè)171.4.3影響食品玻璃化溫度的因素影響食品玻璃化溫度的因素1.4.3.1冷卻歷程對(duì)食品玻璃化溫度的影響冷卻歷程對(duì)食品玻璃化溫度的影響 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度Tg本身將隨著冷卻速率的變化而變化。冷卻速率快，其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度較本身將隨著冷卻速率的變化而變化。冷卻速率快，其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度較高，反之，則較低。高，反之，則較低。 1.4.3

13、.2水對(duì)食品玻璃化溫度的影響水對(duì)食品玻璃化溫度的影響小麥面筋的小麥面筋的Tg與水分含量的關(guān)系與水分含量的關(guān)系 第17頁(yè)/共40頁(yè)18gT1.4.3.3溶質(zhì)的類型對(duì)食品玻璃化溫度（溶質(zhì)的類型對(duì)食品玻璃化溫度（Tg和和 ）的影響）的影響gT溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)Tg和和 的影響的影響在最大冷凍濃縮條件下從20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）蔗糖溶液（）、糖苷溶液（）和多元醇（*）溶液測(cè)定gT商業(yè)水解淀粉產(chǎn)品的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量和商業(yè)水解淀粉產(chǎn)品的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量和葡萄糖當(dāng)量（葡萄糖當(dāng)量（DE）對(duì)）對(duì) 的影響的影響從最大冷凍濃縮溶液測(cè)定 ，溶液的最初水分含量為80%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）gT第18頁(yè)/共40頁(yè)191

14、.4.4玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性 一些物質(zhì)的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度與水分含量（一些物質(zhì)的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度與水分含量（ww）的關(guān)系（淀粉為天然小麥淀粉）的關(guān)系（淀粉為天然小麥淀粉） 第19頁(yè)/共40頁(yè)201.5.1 基本概念基本概念1.5分子移動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性分子移動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性 分子移動(dòng)性（分子移動(dòng)性（molecular mobility，Mm）：也稱分子流動(dòng)性，是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和平動(dòng)移）：也稱分子流動(dòng)性，是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和平動(dòng)移動(dòng)的總度量（不包括分子的振動(dòng)）。動(dòng)的總度量（不包括分子的振動(dòng)）。 物質(zhì)處于完全而完整的結(jié)晶狀態(tài)下其物質(zhì)處于完全而完整的結(jié)晶狀態(tài)下其Mm為零，物質(zhì)處于完

15、為零，物質(zhì)處于完全的玻璃態(tài)全的玻璃態(tài)(無(wú)定形態(tài)無(wú)定形態(tài))時(shí)其時(shí)其Mm值也幾乎為零，其它情況下值也幾乎為零，其它情況下Mm值大于零。值大于零。 1.5.2分子移動(dòng)性與食品穩(wěn)定性的關(guān)系分子移動(dòng)性與食品穩(wěn)定性的關(guān)系1.5.2.1許多食品含有無(wú)定形組分并且是以介穩(wěn)定或非平衡狀態(tài)（即玻璃態(tài)）存在許多食品含有無(wú)定形組分并且是以介穩(wěn)定或非平衡狀態(tài)（即玻璃態(tài)）存在干燥或半干燥食品干燥或半干燥食品冷冷 凍凍 食食 品品流動(dòng)性質(zhì)和粘性流動(dòng)性質(zhì)和粘性結(jié)晶和重結(jié)晶巧克力糖霜食品在干燥中的碎裂干燥和中等水分食品的質(zhì)構(gòu)在冷凍干燥中發(fā)生的食品結(jié)構(gòu)塌陷以膠囊化方式包埋的揮發(fā)性物質(zhì)的逃逸酶的活性Maillard反應(yīng)淀粉的糊化由

16、淀粉老化引起的焙烤食品的變陳焙烤食品在冷卻時(shí)的碎裂微生物孢子的熱失活水分遷移（冰的結(jié)晶作用）水分遷移（冰的結(jié)晶作用）乳糖結(jié)晶（在冷凍甜食中的砂狀結(jié)晶）酶活力在冷凍時(shí)留存，有時(shí)還出現(xiàn)表觀提高在冷凍干燥的第一階段發(fā)生無(wú)定形結(jié)構(gòu)的塌陷食品體積收縮（冷凍甜點(diǎn)中泡沫狀結(jié)構(gòu)的部分塌陷）與分子移動(dòng)性相關(guān)的某些食品性質(zhì)和特征與分子移動(dòng)性相關(guān)的某些食品性質(zhì)和特征第20頁(yè)/共40頁(yè)211.5.2.2在在Tm和和Tg之間，分子流動(dòng)性之間，分子流動(dòng)性Mm和由擴(kuò)散限制的食品性質(zhì)與溫度有著顯著的相依性和由擴(kuò)散限制的食品性質(zhì)與溫度有著顯著的相依性 注意：食品變質(zhì)速度曲線己被豎向注意：食品變質(zhì)速度曲線己被豎向調(diào)整以避免重疊；

17、圖中所顯示的值調(diào)整以避免重疊；圖中所顯示的值是相對(duì)值，而它們的意義僅與這些是相對(duì)值，而它們的意義僅與這些曲線的斜率有關(guān)。曲線曲線的斜率有關(guān)。曲線a是是WLF黏黏度，它通常反比于由擴(kuò)散決定的反度，它通常反比于由擴(kuò)散決定的反應(yīng)的速度；曲線應(yīng)的速度；曲線b是冷凍豌豆中抗是冷凍豌豆中抗壞血酸損失的假一級(jí)速度常數(shù)；曲壞血酸損失的假一級(jí)速度常數(shù)；曲線線c是在麥芽糊精水溶液中對(duì)是在麥芽糊精水溶液中對(duì)-硝基硝基苯磷酸二鈉的酶催化水解速度；曲苯磷酸二鈉的酶催化水解速度；曲線線d是在冷凍鱈魚(yú)中蛋白質(zhì)溶解度是在冷凍鱈魚(yú)中蛋白質(zhì)溶解度下降的速度常數(shù)；曲線下降的速度常數(shù)；曲線e是冷凍鱈是冷凍鱈魚(yú)的魚(yú)的“英斯特朗峰值英斯

18、特朗峰值，增加的速，增加的速度常數(shù)；曲線度常數(shù)；曲線f是蛋黃表觀黏度增加是蛋黃表觀黏度增加的平均速度（在冷卻期間，即冷凍的平均速度（在冷卻期間，即冷凍的早期階段，它相當(dāng)于曲線右端的的早期階段，它相當(dāng)于曲線右端的陡峭斜率）；曲線陡峭斜率）；曲線g是在冷凍牛肉是在冷凍牛肉中冰晶生長(zhǎng)速度的中冰晶生長(zhǎng)速度的“動(dòng)力學(xué)常數(shù)動(dòng)力學(xué)常數(shù)”。第21頁(yè)/共40頁(yè)22在不同溫度下，抗壞血酸隨時(shí)間而損失在不同溫度下，抗壞血酸隨時(shí)間而損失 上部的上部的3條線分別代表?xiàng)l線分別代表-11.5、-14.3和和-17.7的的數(shù)據(jù)，和分別代表數(shù)據(jù)，和分別代表-8.0和和-5.6的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)卷心菜和土豆片的褐變與水分含量和卷心菜和

19、土豆片的褐變與水分含量和T-Tg的關(guān)系的關(guān)系 在一個(gè)模擬體系中，非酶褐變的在一個(gè)模擬體系中，非酶褐變的速度與速度與T-Tg的關(guān)系的關(guān)系麥芽糊精（麥芽糊精（DE10）、）、L-賴氨酸和賴氨酸和D-木糖按木糖按13 1 1比例使用。在比例使用。在每一個(gè)指出的溫度，貯藏溫度保每一個(gè)指出的溫度，貯藏溫度保持恒定，通常改變?cè)嚇拥乃趾趾愣?，通常改變?cè)嚇拥乃趾渴沽渴筎-Tg發(fā)生變化發(fā)生變化第22頁(yè)/共40頁(yè)231.5.3分子移動(dòng)性分子移動(dòng)性Mm（和（和/或玻璃化溫度或玻璃化溫度Tg）的應(yīng)用）的應(yīng)用1.5.3.1食品的冷凍食品的冷凍冷凍將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)非常不利的后果：（冷凍將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)非常不利的后果：（1

20、）水轉(zhuǎn)化為冰后，其體積會(huì)相應(yīng)增加）水轉(zhuǎn)化為冰后，其體積會(huì)相應(yīng)增加9%；（；（2）在非冷凍相中非水組分被濃縮）在非冷凍相中非水組分被濃縮. 第23頁(yè)/共40頁(yè)24SHP制造商制造商淀粉來(lái)源淀粉來(lái)源/DEStaley300Staley玉米-2435MaltrinM250GPC（1982）Dent玉米-1825MaltrinM150GPCDent玉米-1415PaselliSA-10Avebe馬鈴薯（AP）-1010StarDri5Staley（1984）Dent Corn-85Crystal gumNational木薯-65Stadex9StaleyDent Corn-53.4AB7436Anhe

21、llser-Busch蠟質(zhì)玉米-40.5分子量與玻璃化相變溫度關(guān)系：分子量越大分子量與玻璃化相變溫度關(guān)系：分子量越大玻璃化相變溫度越高玻璃化相變溫度越高第24頁(yè)/共40頁(yè)25食品食品/食品食品/果汁熱燙甜玉米-10柑橘（各種試樣）-37.5+1.0馬鈴薯，新鮮-12菠蘿-37菜花，冷凍莖-25梨-40碗豆，冷凍-25蘋(píng)果-40青刀豆，冷凍-27梅-41冬季花椰菜，冷凍白葡萄-42莖-27檸檬（各種試樣）-43+1.5頭-12水果，新鮮菠菜，冷凍-17斯帕克爾草莓（心）-41冷凍甜食斯帕克爾草莓（邊緣部分）-39和-33冰淇淋，香草-31-333237斯帕克爾草莓（中間部分）-38.5和-337

22、冰奶凍，香草，軟-30-312845其他品種的草莓-33和-411624干酪新鮮藍(lán)莓-41契達(dá)干酪-24藍(lán)莓表皮-41和-32意大利波羅伏洛干酪-13桃-36奶油干酪-33香蕉-35魚(yú)紅帥蘋(píng)果-42鱈魚(yú)肌肉，-11.7+0.6蘋(píng)果（Granny Smith）-41鱈魚(yú)肌肉（水不可溶部分），-6.3+0.1番茄，新鮮，果肉-41鯖雪肌肉，-12.4+0.2蔬菜，新鮮或冷凍鯖魚(yú)肌肉（水不可溶部分），-7.5+0.4甜玉米（新鮮胚乳）-15牛肉肌肉，-12.0+0.3甜玉米（超市新鮮）-8第25頁(yè)/共40頁(yè)26冷凍速度與玻璃化相變溫度的關(guān)系：提高冷凍速冷凍速度與玻璃化相變溫度的關(guān)系：提高冷凍速度可提

23、高玻璃化相變溫度度可提高玻璃化相變溫度第26頁(yè)/共40頁(yè)27第27頁(yè)/共40頁(yè)281.5.3.2食品的空氣干燥食品的空氣干燥1.5.3.3食品的真空冷凍干燥食品的真空冷凍干燥第28頁(yè)/共40頁(yè)291.6.1 Tg、Mm和水分活度與水分吸著等溫線的關(guān)系和水分活度與水分吸著等溫線的關(guān)系1.6 水分活度，分子移動(dòng)性水分活度，分子移動(dòng)性Mm和玻璃化溫度和玻璃化溫度Tg的相互關(guān)系的相互關(guān)系幾個(gè)不同相對(duì)分子質(zhì)量碳水化合物的玻璃化幾個(gè)不同相對(duì)分子質(zhì)量碳水化合物的玻璃化相變溫度和水分活度（相變溫度和水分活度（25）之間的關(guān)系）之間的關(guān)系第29頁(yè)/共40頁(yè)30產(chǎn)生產(chǎn)生25的的Tg所需要的所需要的RVPs（在（在

24、25）和產(chǎn)生）和產(chǎn)生BET單層值所需單層值所需要的要的RVPs（在（在25）之間的比較）之間的比較（M-DE代表麥芽糊精的葡萄糖當(dāng)量） 第30頁(yè)/共40頁(yè)31水分活度（水分活度（AW）、分子流動(dòng)性（）、分子流動(dòng)性（Mm）和玻璃化溫度（）和玻璃化溫度（Tg）方法是研究食）方法是研究食品穩(wěn)定性的三個(gè)互補(bǔ)的方法。品穩(wěn)定性的三個(gè)互補(bǔ)的方法。 1.6.2水分活度，分子移動(dòng)性和水分活度，分子移動(dòng)性和Tg在預(yù)測(cè)食品穩(wěn)定性方面的比較在預(yù)測(cè)食品穩(wěn)定性方面的比較玻璃化溫度（玻璃化溫度（Tg）是從食品的物理特性的變化來(lái)評(píng)估食品穩(wěn)定性的方法。）是從食品的物理特性的變化來(lái)評(píng)估食品穩(wěn)定性的方法。 水分活度（水分活度（AW

25、）方法主要是研究食品中水的有效性（可利用性），如水作）方法主要是研究食品中水的有效性（可利用性），如水作為溶劑的能力；為溶劑的能力；分子移動(dòng)性（分子移動(dòng)性（Mm）方法主要是研究食品的微觀粘度（）方法主要是研究食品的微觀粘度（microviscosity）和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力，它也取決于水的性質(zhì)；）和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力，它也取決于水的性質(zhì)；第31頁(yè)/共40頁(yè)32大多數(shù)食品具有大多數(shù)食品具有Tg，在生物體系中，溶質(zhì)很少在冷卻或干燥時(shí)結(jié)晶，在生物體系中，溶質(zhì)很少在冷卻或干燥時(shí)結(jié)晶，所以常以無(wú)定形區(qū)和玻璃化存在?？梢詮乃猿Ｒ詿o(wú)定形區(qū)和玻璃化存在?？梢詮腗m和和Tg的關(guān)系估計(jì)這類物質(zhì)的關(guān)系估計(jì)這類物質(zhì)

26、的擴(kuò)散限制性質(zhì)的穩(wěn)定性。在食品保藏溫度低于的擴(kuò)散限制性質(zhì)的穩(wěn)定性。在食品保藏溫度低于Tg時(shí)，時(shí)，Mm和所有擴(kuò)散和所有擴(kuò)散限制的變化，包括許多變質(zhì)反應(yīng)，都會(huì)受到很好的限制。在限制的變化，包括許多變質(zhì)反應(yīng)，都會(huì)受到很好的限制。在Tm-Tg溫度溫度范圍內(nèi)，隨著溫度下降，范圍內(nèi)，隨著溫度下降，Mm減小而粘度提高。一般說(shuō)來(lái)，食品在此范減小而粘度提高。一般說(shuō)來(lái)，食品在此范圍內(nèi)的穩(wěn)定性也依賴溫度，并與圍內(nèi)的穩(wěn)定性也依賴溫度，并與T-Tg成反比。成反比。在估計(jì)由擴(kuò)散限制的性質(zhì)，像冷凍食品的物理性質(zhì)，冷凍干燥的最佳條在估計(jì)由擴(kuò)散限制的性質(zhì)，像冷凍食品的物理性質(zhì)，冷凍干燥的最佳條件和包括結(jié)晶作用、膠凝作用和淀粉老

27、化等物理變化時(shí)，件和包括結(jié)晶作用、膠凝作用和淀粉老化等物理變化時(shí)，Mm方法明顯方法明顯地更為有效，地更為有效，AW指標(biāo)在預(yù)測(cè)冷凍食品物理或化學(xué)性質(zhì)上是無(wú)用的。指標(biāo)在預(yù)測(cè)冷凍食品物理或化學(xué)性質(zhì)上是無(wú)用的。在估計(jì)食品保藏在接近室溫時(shí)導(dǎo)致的結(jié)塊、粘結(jié)和脆性等物理變化時(shí)，在估計(jì)食品保藏在接近室溫時(shí)導(dǎo)致的結(jié)塊、粘結(jié)和脆性等物理變化時(shí)，Mm方法和方法和AW方法有大致相同的效果。方法有大致相同的效果。估計(jì)在不含冰的產(chǎn)品中微生物生長(zhǎng)和非擴(kuò)散限制的化學(xué)反應(yīng)速度（例如估計(jì)在不含冰的產(chǎn)品中微生物生長(zhǎng)和非擴(kuò)散限制的化學(xué)反應(yīng)速度（例如高活化能反應(yīng)和在較低粘度介質(zhì)中的反應(yīng)）時(shí)，高活化能反應(yīng)和在較低粘度介質(zhì)中的反應(yīng)）時(shí)，M

28、m方法的實(shí)用性明顯方法的實(shí)用性明顯的較差和不可靠，而的較差和不可靠，而AW方法更有效。方法更有效。第32頁(yè)/共40頁(yè)331.6.3結(jié)合方法處理食品穩(wěn)定性結(jié)合方法處理食品穩(wěn)定性雖然雖然RVP和和Mm是預(yù)測(cè)和控制食品的性質(zhì)和穩(wěn)定性的有用手段，是預(yù)測(cè)和控制食品的性質(zhì)和穩(wěn)定性的有用手段，但它們的適用性仍會(huì)受到一定的限制。這是因?yàn)椋旱鼈兊倪m用性仍會(huì)受到一定的限制。這是因?yàn)椋河捎谟捎赗VP方法是以單個(gè)參數(shù)為基礎(chǔ)的，因此，它不是一個(gè)化學(xué)穩(wěn)方法是以單個(gè)參數(shù)為基礎(chǔ)的，因此，它不是一個(gè)化學(xué)穩(wěn)定性的完全可靠的預(yù)告因子；定性的完全可靠的預(yù)告因子；由于由于Mm方法也是以單個(gè)參數(shù)與基礎(chǔ)的，因此也不可能是一個(gè)化方法也是以

29、單個(gè)參數(shù)與基礎(chǔ)的，因此也不可能是一個(gè)化學(xué)穩(wěn)定性的完全可靠的預(yù)告因子。所以，單獨(dú)使用學(xué)穩(wěn)定性的完全可靠的預(yù)告因子。所以，單獨(dú)使用RVP或或Mm不不足以解決問(wèn)題是，就必須考慮溶質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、足以解決問(wèn)題是，就必須考慮溶質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、pH和氧化還原電和氧化還原電位等其它因素的情況，就此引入了位等其它因素的情況，就此引入了“結(jié)合處理方法結(jié)合處理方法”來(lái)解決這個(gè)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題。第33頁(yè)/共40頁(yè)34圖圖1-42 結(jié)合方法處理以控制未滅菌食品中微生物的生長(zhǎng)結(jié)合方法處理以控制未滅菌食品中微生物的生長(zhǎng)注：注：F是加熱，t是冷卻，RVP是相對(duì)蒸汽壓，pH是酸化，Eh是氧化還原電位，pres是化學(xué)防腐劑，N是營(yíng)養(yǎng)素 第34頁(yè)/共40頁(yè)35本章主要參考書(shū)：汪東風(fēng)主編本章主要參考書(shū)：汪東風(fēng)主編高級(jí)食品化學(xué)高級(jí)食品化學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2009第35頁(yè)/共40頁(yè)36二，課堂討論的主要內(nèi)容有：二，課堂討論的主要內(nèi)容有：1，指定主題討論；2，自選主題討論；三，學(xué)習(xí)要求：三，學(xué)習(xí)要求：1，對(duì)專題講座及課堂討論的主要內(nèi)容有較好了解和掌握；2，不論是指定主題討論還是自選主題討論都應(yīng)有較新的文獻(xiàn)綜述及較強(qiáng)的文字組織。課程論文文字不少于4000字，最新的外文文獻(xiàn)不少于8篇左右；3，本課程是研究生的必修課，因此需要考核成績(jī)?？己朔绞剑汗P試50%，