第六章 水與礦物質(zhì)

1、第六章第六章 水與礦物質(zhì)水與礦物質(zhì) 6.1 6.1 水水 人體所必須的七大營養(yǎng)元素包括：糖類，脂類，蛋白質(zhì)，膳食纖維、維生素，礦物質(zhì)和水。雖然這些都是活生物體的生存所必須的，但水是食品中最重要的成分之一。 食品品種不同，含水量差別很大。 水的功能：(1)含水量影響到食品的貯藏性能和消費者的接受程度；(2)水是構(gòu)成人體的重要成分，是調(diào)節(jié)人體各種生理活動的重要物質(zhì)；(3)作為代謝所需的營養(yǎng)成分和產(chǎn)生的廢物的輸送介質(zhì)； (4)血液系統(tǒng)內(nèi)運輸； (5)為生化反應(yīng)提供了一個適宜的環(huán)境。 一、水在食品中的存在形式一、水在食品中的存在形式 二、水分活度二、水分活度 水分活度的定義：水分活度的定義：1957年

2、Scott研究提出水分活度的概念 水分活度的概念：水分活度的概念： Awp/p0 Aw:水分活度； p:一定溫度下食中水蒸氣分壓 p0:同溫度下純水的飽和蒸汽分壓 水分活度的大?。核只疃鹊拇笮。杭兯瓵w1，溶液Aw1，結(jié)合水 Aw a.水分活度反映了食品中的水分存在形式和被微生物利用的程度。 b.水分活度是食品的內(nèi)在性質(zhì)，它決定于食品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。 三、水分活度與食品的穩(wěn)定性三、水分活度與食品的穩(wěn)定性 水分活度對微生物生長繁殖的影響：水分活度對微生物生長繁殖的影響： 食品中各種微生物的生長發(fā)育是由其水分活度而不是由其含水量決定的。食品的水分活度決定了微生物在食品中萌發(fā)的時間、生長速率及死

3、亡率。 水分活度對酶促反應(yīng)的影響：水分活度對酶促反應(yīng)的影響： 水分活度Aw0.85時，導(dǎo)致食品原料腐敗的大部分酶會失去活性，一些生物化學(xué)反應(yīng)就不能進行。酶的反應(yīng)速率還與酶能否與食品相互接觸有關(guān)。當(dāng)酶與食品相互接觸時，反應(yīng)速率較快；當(dāng)酶與食品相互隔離時，反應(yīng)速率較慢。 水分活度對食品化學(xué)變化的影響：水分活度對食品化學(xué)變化的影響： 食品中存在著氧化，褐變等化學(xué)變化，食品采用熱處理的方法可以避免微生物腐敗的危險，但化學(xué)腐敗仍然不可避免。食品中化學(xué)反應(yīng)的速率與水分活度的關(guān)系是隨著食品的組成、物理狀態(tài)及其結(jié)構(gòu)而改變的，也受大氣組成(特別是氧的濃度)、溫度等因素的影響。 水分活度對脂肪氧化酸敗的影響：水分

4、活度，脂肪氧化酸敗。 Aw為0.30.4時速率較慢；Aw0.4時，氧在水中的溶解度增加，并使含脂食品膨脹，暴露了更多的易氧化部位。若再增加水分活度，又稀釋了反應(yīng)體系，反應(yīng)速率開始降低。 水分活度對美拉德反應(yīng)的影響： Aw在0.60.7時最容易發(fā)生，水分在一定范圍內(nèi)時，非酶褐變隨水分活度增加而增加。Aw降到0.2以下，褐變難以進行。Aw大于褐變的高峰值，則因溶質(zhì)受到稀釋而速度減慢。 色素的穩(wěn)定與水分活度：Aw，花青素分解。 水分活度對食品質(zhì)構(gòu)的影響：水分活度對食品質(zhì)構(gòu)的影響： Aw從0.20.3增加到0.65時，大多數(shù)半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各種脆性食品，必須在較低的Aw下，才能保持其酥

5、脆。Aw控制在0.350.5可保持干燥食品理想性質(zhì)。 對于含水較多的食品，如凍布丁、蛋糕、面包等，它們的Aw大于周圍空氣的相對濕度，保存時需要防止水分蒸發(fā)。 通過食品的包裝創(chuàng)造適宜的小環(huán)境，盡可能達(dá)到不同食品對水分活度的要求。6.2 6.2 礦物質(zhì)礦物質(zhì)一、概述：1、概念：除去C、H、O、N四種構(gòu)成水分和有機物質(zhì)的元素外，其它元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。2、功能 在人和動物體內(nèi)，礦物質(zhì)總量不超過體重的在人和動物體內(nèi)，礦物質(zhì)總量不超過體重的4%5%，但卻是不可缺少的成分。但卻是不可缺少的成分。（1）是構(gòu)成生物體的組成部分。 （2）維持生物體的滲透壓。 （3）維持機體的酸堿平衡。 （4）酶的活化劑 （5）對

6、食品的感官質(zhì)量有重要作用 3、分類： （1）根據(jù)礦物質(zhì)在生物體內(nèi)含量分： 常量元素（含量在0.01以上或日需要量大于100mg/d） 微量元素（含量在0.01以下或日需要量小于100mg/d ） （2）從食物和營養(yǎng)角度： 必需元素、非必需元素及有毒元素。二、食品中重要的礦物質(zhì)二、食品中重要的礦物質(zhì)（一）鈣1、存在形式：正常成年人體中含鈣量的99%以上存在于骨骼及牙齒中，其它則存在于體液及其它組織中。2、功能：（1）構(gòu)成牙齒（2）維持毛細(xì)管及細(xì)胞膜滲透性（3）維持神經(jīng)肌肉正常興奮（4）參與凝血過程（5）對多種酶有激活作用 3、缺乏癥狀 幼兒及青少年缺鈣則會得軟骨病和發(fā)育不良。鈣有抑制神經(jīng)組織和肌

7、肉的應(yīng)激性作用，血漿中鈣含量過低，人就會發(fā)生抽搐現(xiàn)象。 4、食物來源 食物中鈣的最好來源是牛奶與綠葉蔬菜、肉類、豆類、水產(chǎn)等，但有些蔬菜，如菠菜中含草酸及植酸過多，會與鈣生成不溶性鹽，妨礙鈣的吸收。（二）磷1、存在形式：約有7080%的磷和鈣、鎂生成磷酸鹽存在于骨骼及牙齒中。其余則以多種有機磷酸化合物存在于每一個細(xì)胞中。2、功能： （1）構(gòu)成骨骼、牙齒 （2）構(gòu)成軟組織 （3）參與機體能量代謝3、缺乏癥狀 缺磷會影響鈣的吸收而得軟骨病，成年人膳食中Ca：P以1：11：2為宜，否則鈣、磷的吸收都太少。 4、食物來源：食物中磷的主要來源有豆類、花生、肉類、核桃、蛋黃等，谷物種皮中含磷甚多，但大都是

8、不易消化的植酸狀態(tài)。（三）鐵1、存在形式：55的鐵存在于血液中，10在肌肉中，其余則在各種臟器和骨髓中。 鐵在食物中的存在形式：（1）高鐵離子（2）血紅素型鐵 2、功能： （1）參與氧的運送、交換及組織呼吸過程 （2）參與能量代謝 （3）促進肝臟等組織的生長發(fā)育3、缺乏癥狀 缺鐵時會引起貧血，雖然鐵是地球上含量較多的元素，但由于它都是以生物難以利用的形態(tài)存在，所以人類很易發(fā)生缺鐵癥。 4、食物來源：食物中的肝、腎、蛋、大豆、芝麻、綠色蔬菜。 肉類可增加鐵的吸收，因為鐵可與氨基酸形成可溶性的復(fù)合物，利于吸收。（四）鋅1、存在形式：在毛發(fā)、眼睛、皮膚、骨骼等組織中濃度最高。2、功能：參與很多酶的組

9、成成分3、缺乏癥狀：食欲不振、生長停滯、性功能發(fā)育不良，味覺及嗅覺遲鈍、創(chuàng)傷愈合率低，產(chǎn)生“青春痘”、“粉刺”等皮膚病。4、食物來源：牛肉、羊肉、豬肉、魚類及海產(chǎn)品等動物性食品；豆類、小麥等。（五）碘1、存在形式：2030存在于甲狀腺中2、功能：參與甲狀腺素的合成及機體代謝的調(diào)節(jié)3、缺乏癥狀：缺碘會引起甲狀腺腫大，大脖子病是一種常見的地方病，許多地區(qū)的土壤，飲水中缺碘，以至動、植物機體中也缺碘。4、食物來源：海產(chǎn)食物和海鹽是碘的良好來源。 （六）硒1、存在形式：谷胱苷肽過氧化物酶的重要組分。2、功能：對人體組織起保護作用；一種天然的對抗金屬的解毒劑3、缺乏癥狀：引起克山病4、食物來源：海產(chǎn)品、

10、腎、肝（七）其他礦物質(zhì)元素：1、鎂：體內(nèi)70%的鎂存在于骨骼及牙齒中，其余分布于軟組織及體液中，鎂是許多酶的激活劑。缺鎂會情緒激動，手足抽搐。長期缺鎂會使骨質(zhì)變脆，牙齒生長不良。 Mg+廣泛分布于植物中，葉綠素中就有，肉和臟器中也富含Mg+，奶中則較少。 2、Na、K及Cl 鈉、鉀在體內(nèi)幾乎完全以離子態(tài)存在，一切體液中均含有之，它們主要與Cl- 共存，Na+ 、K+ 、Cl-是維持體液PH及滲透壓最重要的離子。 人體中Na+和Cl-主要來自食物中的食鹽，K+在食物中普遍存在，以植物中為多，故一般不易缺乏。（八）其他 微量元素1、氟：與蛀齒有關(guān)。2、鉻3、錳：能活化許多酶。 三、礦物質(zhì)元素在加工

11、過程中的損失和強化三、礦物質(zhì)元素在加工過程中的損失和強化（一）食品中礦物質(zhì)損失的常見的原因1、碾磨對谷類食物中礦物質(zhì)含量的影響 磨粉對微量元素的影響磨粉對微量元素的影響 小麥磨成粉時由于去除了胚芽和外面的麥麩層而導(dǎo)致礦小麥磨成粉時由于去除了胚芽和外面的麥麩層而導(dǎo)致礦物質(zhì)的損失。物質(zhì)的損失。2、食品加工對礦物質(zhì)的影響 加工對大米和蔗糖中微量元素的影響加工對大米和蔗糖中微量元素的影響 加工精度愈高，大米和蔗糖中的微量元素?fù)p失愈多：加工精度愈高，大米和蔗糖中的微量元素?fù)p失愈多： 精碾大米損失精碾大米損失75%的鉻和鋅；錳、銅和鈷損失的鉻和鋅；錳、銅和鈷損失26%45%； 同白砂糖相比，粗糖和廢糖蜜是

12、微量元素更好的來源。同白砂糖相比，粗糖和廢糖蜜是微量元素更好的來源。 面粉發(fā)酵后生物有效性提高30-35%。（二）食品中礦物質(zhì)的補強 復(fù)原復(fù)原(Restotation(Restotation) )：添加營養(yǎng)素使其恢復(fù)到原有的組成。 強化強化(Fortification(Fortification) )：添加一種或多種營養(yǎng)素，使其成為一種優(yōu)良的營養(yǎng)素來源。 增補增補(Enrichment)(Enrichment)：指選擇性地添加某種適量營養(yǎng)素，以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)量。四、利用礦物質(zhì)改變食品的性狀 在煉乳中加Na2HPO4來保持鹽平衡。 Ca可提高腌漬黃瓜的脆性。 磷酸鹽可穩(wěn)定果蔬色澤，使啤酒不混濁。 在肉制品中加入三聚磷酸鹽，焦磷酸鹽增加肉的持水性，防止脂肪酸敗。五、酸性食品和堿性食品五、酸性食品和堿性食品 食品按其灰化后測定的酸堿性分為酸性食品和堿性食品。 食品的酸堿度：是指將100g食品灼燒后得到的灰分溶于水，用0.1mol/L酸或堿中和時所消耗的毫升數(shù)。 （一）酸性食品酸性食品：在體內(nèi)代謝后可形成帶陰離子的酸根的食品。常見酸性食品：谷物、肉、魚貝類、蛋類、黃油、干酪