研究生食品化学复习进程.ppt

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1、l研究生食品化学回顾1：水分子的结构l l氧原子的氧原子的4 4个杂化轨道个杂化轨道 2s2s2 2,2p,2px2 2p2py1 2p2pz1l l由于氧的高电负性，由于氧的高电负性，O-HO-H共价键是较强的极共价键是较强的极性键性键回顾2：水分子的缔合回顾3：几个重要的概念l l食品中水分的分类l l构成水（构成水（constitutional water constitutional water）l l临近水临近水(vicinal water)(vicinal water)或单层水（或单层水（monolayer monolayer waterwater）l l多层水多层水(multil

2、ayer water)(multilayer water)l l游离水（游离水（free waterfree water）或体相水）或体相水(bulk water)(bulk water)l l水分活度Awl l水分吸着等温线水与离子及离子基团的相互作用离子对水的净结构的影响l l净结构形成效应净结构形成效应(forming effect)(forming effect)l l电荷电荷/半径比值较大的离子产生强电场半径比值较大的离子产生强电场l l具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积l l典型例子：典型例子：LiLi+,Na,Na+,H,H3 3OO+,Ca

3、,Ca2+2+,Ba,Ba2+2+,Mg,Mg2+2+,Al,Al3+3+,F,F-,OHOH-l l净结构破坏效应净结构破坏效应(breaking effect)(breaking effect)l l电荷电荷/半径比值较小的离子产生较弱电场半径比值较小的离子产生较弱电场l l流动性比纯水强流动性比纯水强l l典型例子：典型例子：K K+,Cs,Cs+,NH,NH4 4+,Cl,Cl-,Br,Br-,I,I-,NO,NO3 3-,BrO,BrO3 3-,IOIO3 3-,ClO,ClO4 4-几种无机盐溶液的相对粘度溶质浓度C(mol/L)相对粘度relNaF0.051.10NaCl0.05

4、1.08KNO30.050.98NaIO30.050.96 与疏水基团相邻的水的结构吸引负电荷吸引负电荷排斥正电荷排斥正电荷 （1）疏水水合（2）疏水相互作用“主体主体”物质物质 水（水（2074个水分子）个水分子）“客体客体”物质物质 非极性基团非极性基团疏水水合与疏水相互作用两性分子在水中形成的胶团结构 非极性非极性极性极性与分子移动性相关的词汇l l无无定定形形（Amorphous）指指物物质质的的非非平平衡衡、非非结结晶晶状状态态。当当溶溶液液达达到到饱饱和和状状态态而而溶溶质质保保持持非非结结晶晶时时，此此过过饱饱和和溶溶液液可可被被认认为为是是无无定定型型的的。无无定定形形固固体体

5、一一般般被被称称为为玻玻璃璃状状物物，它它的的特特征征是是具具有有超超过过 1012Pa sec的粘度。l l塌陷（collapse）此术语涉及可见的、明显的塌陷，如在冷冻干燥期间的塌陷，也涉及在分子水平的塌陷，指从非平衡态转变至一个较低自由能的状态。l l低共熔温度（eutectic temperature(TE)）在二元体系的温度-组成相图上的一个恒定的点，在该温度下，溶质出现饱和，继续冷却，则溶质与溶剂同时结晶。l l自由体积（free volume）未被分子占据的空间，具有温度依赖性。l l玻璃态（glass state,glassy）以无定形固体存在的物质是处于玻璃态。当处于玻璃态时

6、，大多数大分子的移动和转动降低到可以忽略的水平。小分子，如水，仍保持一定的移动和转动。l l玻璃化温度（glass transition temperature Tg）过饱和溶液转变成玻璃的温度。l l玻璃化（vitrification）整个试样固化成玻璃，即没有溶剂或溶质结晶。样品样品TgTg为为-10-10 ，上面三条线分别代表上面三条线分别代表-11.5-11.5 ，-14.3-14.3 和和-17.7-17.7 的数据，的数据，和和代表代表-8.0-8.0 和和-5.6-5.6 的数据。的数据。模拟体系中，非酶褐变的速度与模拟体系中，非酶褐变的速度与T-TgT-Tg的关系的关系玻璃化转

7、变温度的影响因素l l水对Tg的影响l l溶质对Tg的影响l l降温速度的影响玻璃化转变理论对冷冻保藏和干燥工艺的解释玻璃化转变温度的测量l l表征高聚物特性的一些物理量，如弹性模量、比热、比容、热焓、膨胀系数、折光指数、导热系数、介电常数、核磁共振吸收等，在高聚物玻璃化转变的温度范围，都发生突变或不连续变化。从原则上讲，这些物理量都可用于玻璃化转变温度的测量。膨胀计法l l膨胀计法 将试样与水银或其他不相溶的高沸点液体混合后装满安瓿瓶，安瓿瓶上连接毛细管，并使液面升到毛细管的一定高度。用热浴以每分钟12的速度加热安瓿瓶。作温度与毛细管内液面的高度的关系图，曲线拐点处对应的温度就是Tg值。差热

8、分析l l差热分析的基本原理是在等速供给热能的条件下，连续测定被测试样与某种热惰性物质的温度差T，并以T对试样温度T作图。试样由玻璃态转变为高弹态时，比热有突变，在谱图中表现为基线的突然变动，根据基线变动的位置可确定玻璃化转变温度。核磁共振驰豫（relax）l l由高能态通过非辐射途径回复到低能态的过程称为驰豫。l l驰豫时间l l处于高能态的核可以将能量传递给相应的晶格，处于高能态的核可以将能量传递给相应的晶格，从而完成驰豫过程，称为自旋从而完成驰豫过程，称为自旋-晶格驰豫，是纵晶格驰豫，是纵向驰豫，其正寿命称为向驰豫，其正寿命称为 1 1l l横向驰豫一般发生在自旋核之间，称为自旋横向驰豫

9、一般发生在自旋核之间，称为自旋-自自旋驰豫，其特征寿命计为旋驰豫，其特征寿命计为 2 2 食品中活泼食品中活泼H质子的驰豫时间质子的驰豫时间 l l食品中多种化合物都含有质子，但通常所观测到的是水和容易运动的类脂分子的质子信号，不易运动的蛋白质分子等质子的信号由于驰豫时间短不易观测而常被漏掉。因此求得的食品中质子的驰豫时间总的来说可以看作就是食品中水的驰豫时间。l l食品中水分子相关时间变化的测量能提供有关食物成分分子移动性的宝贵信息。参考资料l lDSC和脉冲NMR研究食品的玻璃化和玻璃化转变温度.食品科技，2001（1）。l lNMR在食品玻璃化转变中的应用.粮油加工与食品机械，2002（

10、10）。l l草莓冻结玻璃化保存的试验研究.上海理工大学学报，1999（2）。主要食品的水份含量几种食物中水分的含量n0.5%左右左右n不少于不少于 75%back影响化学反应发生速率的重要因子l l扩散因子扩散因子D Dl l碰撞频率因子碰撞频率因子A Al l活化能因子活化能因子EaEal l对一个受扩散控制的对一个受扩散控制的反应，反应，A A和和EaEa不是限制不是限制因素，这些反应有：因素，这些反应有：蛋白质的折叠、质子蛋白质的折叠、质子的转移反应、许多酶的转移反应、许多酶催化的反应等。催化的反应等。back二元体系的温度-组成相图backbackl精品课件精品课件！l精品课件精品课件！backl此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢