食品生物化學(xué)第一章水礦物質(zhì)

食品生物化學(xué)第一章水礦物質(zhì)

第一節(jié)水分與水分活度★

在生物體中,不同門類,同一門類的不同個(gè)體,同一個(gè)體的不同生長(zhǎng)階段、不同組織器官，含水量是不相同的。一、水在生物體內(nèi)的含量★

大多數(shù)生物體含水量為70-80%，動(dòng)物肌肉、肝、腎、腦血液70-80%，皮膚60-70%，骨骼中12-15%；植物營(yíng)養(yǎng)器官含水量70-80%，繁殖器官12-15%。第2頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水的生理作用※水是機(jī)體細(xì)胞的一種主要結(jié)構(gòu)物質(zhì)。如:所有組織都含水，如血液含水高達(dá)97%，肌肉72%，脂肪20-35%，骨骼25%，堅(jiān)硬的牙齒也有10%的水分。1.水是機(jī)體的主要組成成分第3頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水的生理作用▲水溶解力強(qiáng)，許多物質(zhì)都能溶于水，并解離為離子狀態(tài)，發(fā)揮重要的生理功能。不溶于水的蛋白質(zhì)、脂肪分子可懸浮水中形成膠體或乳融液，便于機(jī)體消化吸收和利用。▲沒有水就無(wú)法維持血液循環(huán)、呼吸、消化、吸收、分泌、排泄等生理活動(dòng)，體內(nèi)新陳代謝也無(wú)法進(jìn)行。2.水是一切化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)第4頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水的生理作用▲水還是體內(nèi)輸送養(yǎng)料和排泄廢物的媒介。3.水是體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體第5頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水的生理作用▲水比熱容高，體內(nèi)產(chǎn)熱量增多或減少時(shí)不致引起體溫太大波動(dòng)；當(dāng)外界氣溫升高或體內(nèi)生熱過多時(shí)，水的蒸發(fā)可使皮膚散熱?！茄褐饕煞?，可通過血液循環(huán)把物質(zhì)代謝產(chǎn)生的熱迅速均勻地分布到全身各處。4.調(diào)節(jié)體溫第6頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水的生理作用▲水的黏度小,可使摩擦面潤(rùn)滑,減少損傷?！虧?rùn)皮膚（柔軟性、伸縮性）、淚液（防眼球干燥）、唾液及消化液（咽部潤(rùn)滑、胃腸消化）及人體關(guān)節(jié)部位，都是相應(yīng)器官的潤(rùn)滑劑。5.潤(rùn)滑作用第7頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、食品中水分的狀態(tài)與分類游離態(tài)：存在于細(xì)胞質(zhì)、膜、間隙、循環(huán)液中動(dòng)物的血漿、淋巴和尿液、植物的導(dǎo)管和細(xì)胞內(nèi)液泡中的水分，可以自由流動(dòng)。水合態(tài)：水分子和含氧或含氮活性基以氫鍵結(jié)合，淀粉、蛋白質(zhì)。毛細(xì)管水：吸收于細(xì)微的纖維與薄膜中，不能自由流動(dòng)，也稱不可移動(dòng)水，動(dòng)物皮膚、植物仙人掌。表面吸附態(tài)：固體表面暴露于含水空氣中，水分處于吸附態(tài)。第8頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、食品中水分的分類自由水(游離水)：以毛細(xì)管力聯(lián)系著的水稱為自由水(或游離水)。易結(jié)冰，起溶劑的作用。結(jié)合水（束縛水）：生物體中以氫鍵結(jié)合力結(jié)合著，難分離。不易結(jié)冰（冰點(diǎn)約為-40℃），不能作為溶質(zhì)的溶劑。第9頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、水分活度1定義:

水分活度(wateractivity)是指食品中水的蒸汽壓(P)與同一溫度下純水的蒸汽壓(P0)的比值,可用下式表示:

Aw=P/P0=ERH/100(ERH—平衡相對(duì)濕度)

對(duì)純水而言，其P與P0值相等，Aw為1。對(duì)食品而言，P值水于P0，Aw小于1。

第一節(jié)水的存在與水分活度第10頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖１－１含水量與Aw的關(guān)系A(chǔ)w200.20.40.60.81.04060801000含水量％2水分活度與食品含水量的關(guān)系第11頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天等溫吸濕線：是指在恒定溫度下表示食品水分活度與含水量關(guān)系的曲線。

在等溫吸濕線中低水分含量范圍內(nèi)含水量稍增加就會(huì)導(dǎo)致水分活度的大幅度增加，把低水分含量區(qū)域內(nèi)的曲線放大，呈一反S形曲線。第12頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天食品的等溫吸濕線與溫度有關(guān)，由于水分活度隨溫度的升高而增大，所以同一食品在不同溫度下具有不同的等溫吸濕線。第13頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水分活度對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖的影響★食品中各種微生物的生長(zhǎng)繁殖是由其水分活度而不是由其含水量所決定的★當(dāng)AW低于某種微生物生長(zhǎng)所需的最低AW時(shí)，這種微生物就不能生長(zhǎng)★不同微生物生長(zhǎng)都有其適宜的水分活度范圍，其中細(xì)菌對(duì)低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌敏感性最差（見第8頁(yè)表1-1）3.水分活度與食品的穩(wěn)定性第14頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、水分活度對(duì)酶促反應(yīng)的影響★當(dāng)AW小于0.80時(shí),大部分酶會(huì)失活(如酚氧化酶、過氧化物酶、淀粉酶等）,但有少部分酶即使AW在0.1-0.3范圍內(nèi),仍能保持較強(qiáng)活力(如脂肪氧化酶)★酶促反應(yīng)速率還與酶能否與食品接觸有關(guān)反應(yīng)速度二、水分活度與食品的穩(wěn)定性0.20.40.60.8Aw第15頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天水分活度對(duì)食品中非酶促化學(xué)變化的影響

AW在0.7-0.9時(shí)，脂類的氧化、美拉德反應(yīng)、維生素分解等速率都達(dá)到最大，這時(shí)食品變質(zhì)受化學(xué)變化的影響增大，當(dāng)ＡＷ大于0.9時(shí)，食品變質(zhì)主要受微生物和酶的作用影響。

00.20.40.60.800.20.40.60.8第16頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天幾類重要反應(yīng)的速度與水分活度的關(guān)系水分活度與食品的穩(wěn)定性第17頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.水分活度與食品的穩(wěn)定性水分活度對(duì)食品質(zhì)構(gòu)的影晌★水分活度對(duì)干燥和半干燥食品的質(zhì)構(gòu)影響較大．當(dāng)AW從0.2-0.3增加到0.65時(shí)，大多數(shù)干燥食品的硬度及黏性增加★對(duì)于干燥食品AW在0.3-0.5保持理想性質(zhì)有利★對(duì)于含水較多的食品,其AW大于空氣的相對(duì)濕度，保存時(shí)需要防止水分蒸發(fā)第18頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天▲由攝入的食物中獲?。孩僖后w食物每天飲水的多少與氣候、勞動(dòng)、各種生理狀況以及個(gè)人的生活習(xí)慣有很大關(guān)系，一般約1200ml.②固態(tài)食物各種固體食物含水量不同，一般每天從固體或半固體食物中攝取的水最多約為1000ml.人體內(nèi)水的平衡1、人體水分供給來(lái)源

第19頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天▲由機(jī)體的代謝過程中獲取在機(jī)體的代謝過程中，碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的最終氧化產(chǎn)物之一就是水。這種水，也被稱為代謝水或氧化水。一般正常成人每日大約可產(chǎn)生300ml。人體內(nèi)水的平衡1、人體水分供給來(lái)源

第20頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天★每日以各種方式排出的水分約2000～2500ml?！鴱钠つw的排出：通過蒸發(fā)和汗腺分泌，每日由皮膚排出的水分，大約為500ml?！鴱姆蔚呐懦觯阂话銧顟B(tài)時(shí)，成人每天呼吸，失水約350ml?！鴱南赖呐懦觯涸谡Ｇ闆r下，每日有150ml的水隨糞便排出?！鴱哪I臟的排出：成人每日排尿量大約1000-2000ml。2、人體水分的排出：人體內(nèi)水的平衡第21頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、人體水平衡的原則：★在正常情況下，水的攝入與水的排出，在機(jī)體內(nèi)應(yīng)大致相等，即水的平衡值趨于零。來(lái)源體積/ml占整個(gè)來(lái)源的量%排泌體積/ml占總排泌的量%液體食物固態(tài)食物生物氧化12001000300484012尿呼氣汗糞便14005005001005620204合計(jì)2500100合計(jì)2500100表1-2成年人體內(nèi)每日大約的水平衡人體內(nèi)水的平衡第22頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天第23頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第二節(jié)礦物質(zhì)概述▲構(gòu)成生物體的元素已知有50多種，除碳、氫、氧、氮4種元素是以有機(jī)化合物及水分的形式存在外，其余元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì)元素，簡(jiǎn)稱礦物質(zhì)或灰分?！w內(nèi)無(wú)法合成礦物質(zhì)，且每天都有丟失，必須通過膳食進(jìn)行補(bǔ)充。第24頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、礦物質(zhì)的分類★根據(jù)礦物質(zhì)元素在生物體內(nèi)的含量通常分為兩類：常量元素(或大量元素)（含量在0.01%以上的如：CaKNaPSCl等）微量元素（含量低于0.01%的，目前已知有20種礦物質(zhì)元素是人和動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)所必需的，即FeZnCuIMnMoCoSeCrNiSnSiFV)第25頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、礦物質(zhì)的存在★礦物質(zhì)在食品中大多數(shù)是以無(wú)機(jī)鹽的形式存在的,一價(jià)元素都是可溶性鹽,都能離解成離子的形式,如K+、Na+、Cl-

等；多價(jià)元素則以離子、不溶性鹽、膠體溶液的形式形成動(dòng)態(tài)平衡而存在；★金屬離子尤其是過渡元素是以螯合物（配位化合物）形式存在于食品中．第26頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、礦物質(zhì)的酸堿性★成酸食物（生理酸性食物）：是指在體內(nèi)代謝后可形成帶陰離子的酸根的食物．★成酸食物含非金屬元素較多，如F、S、P等?！锿ǔ８缓鞍踪|(zhì)、脂肪及糖類的食品多為成酸食品。如谷類、肉類、魚貝類、蛋類、黃油及干酪等。第27頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、礦物質(zhì)的酸堿性★成堿食品（生理堿性食品）：指在人體內(nèi)代謝后可形成帶陽(yáng)離子的堿性氧化物的食物?！锍蓧A食物含金屬元素較多，如Na、K、Ca、Mg等?！锍蓧A食物主要有蔬菜、水果、薯類、大豆、牛奶等。第28頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、礦物質(zhì)的生理功能★構(gòu)成機(jī)體組織?！锞S持組織細(xì)胞的滲透壓?！锞S持體液酸堿平衡?！?/p>

Na、K、Ca、Mg是維持神經(jīng)肌肉興奮性和細(xì)胞膜通透性的必要條件?！锬承o(wú)機(jī)離子是酶系的激活劑或組成成分?！镆恍o(wú)機(jī)鹽是某些具有特殊生理功能物質(zhì)的成分。例如:鈣------凝血酶的活化劑、鋅----多種酶的組成成份例如:碘--甲狀腺素、鐵--血紅蛋白、鈷—維生素B12、硒—谷胱甘肽過氧化物酶第29頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、重要的礦物質(zhì)1、鈣★存在與分布：總含量約為1200g，占體重的1.5%-2.0%,其中99%存在于骨骼和牙齒中，其余1%存在于軟組織、細(xì)胞外液及血液中，主要以化合態(tài)存在?！锸澄飦?lái)源：牛奶，綠葉蔬菜，肉類，豆類，水產(chǎn)品等。第30頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天神經(jīng)緊張，煩噪、易怒失眠肌肉緊張、痙攣抽搐骨質(zhì)疏松癥鈣的缺乏癥第31頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天嬰幼兒：易驚，盜汗，囟門閉合遲緩出牙遲緩，枕禿方顱，雞胸，O形腿青少年：厭食，體弱，易疲勞，齬齒，生長(zhǎng)遲緩，佝僂病女性：腰酸腿痛關(guān)節(jié)疼，情緒波動(dòng)，暴躁易怒，精神緊張，痛經(jīng)老人：食欲不振，情緒淡漠，便秘，關(guān)節(jié)痛，皮膚瘙癢，心血管病，老年癡呆癥各特殊人群鈣缺乏常見癥狀第32頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、鎂★存在與分布：人體內(nèi)70%的鎂存在于骨骼及牙齒中,成磷酸鎂態(tài)存在,其余分布在軟組織與體液中,是細(xì)胞中主要陽(yáng)離子之一。是許多酶的激活劑?！锶辨V有情緒不安、易激動(dòng)、手足抽搐；長(zhǎng)期缺鎂使骨質(zhì)變脆，牙齒生長(zhǎng)不良?！锸澄飦?lái)源：廣泛分布于植物中,肉和臟器中也富含鎂。第33頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、磷★正常人機(jī)體內(nèi)含磷總量為600-900g,其中約有85%的磷以磷酸鹽形式與鈣一起存在于骨骼和牙齒中,其余的則以有機(jī)磷化合物形式存在于細(xì)胞中?！锪拙哂袇⑴c機(jī)體能量代謝,參與酶的組成,維持體液酸堿平衡等重要功能?！锸澄飦?lái)源：乳及乳制品,肉類,魚類,蛋黃