单分子层结合水：以离子形式存在的一些强极 性基团，可以通过氢键与水结合，好象在非水 组织的外层覆盖一层水膜，按照这种方式结合 形成的一层水，叫单分子层结合水
特点：氢键键能大，结合牢固，蒸发时比纯水 吸收较多的热量，蒸发能力弱。一般情况下， 单分子层结合水不易失去，可看成食品的一部 分
多分子层结合水：水与非水成分中的弱极性 基团，如蛋白质分子中的酰氨基，巯基；淀 粉、纤维素、果胶分子中的羟基以及单分子 层以外的几层水，它们靠水分子的弱极性键， 水分子之间的氢键结合，称为多分子层结合 水
各种食品的含水量
肉 水果 蔬菜
食品 猪肉： 生的分割瘦肉 牛肉： 生的零售分割肉 鸡肉： 各种级别的去皮生肉 鱼： 肌肉蛋白质 浆果、樱桃、梨 苹果、桃子、桔子、柚子 草莓、番茄 豌豆(绿) 甜菜、胡萝卜、马铃薯 芦笋、卷心菜、花菜、莴苣
含水量(%) 53~60 50~70 74 65~81 80~86 85~90 90~95 74~80 80~90 90~95
净结构破坏效应 (Net structure breaking effect)
➢大离子和单价离子产生较弱电场 ➢K+, Cs+, NH4+ , Cl-, Br-, I-, NO3- , BrO3- , IO3- , ClO4➢流动性比纯水强
（三）水与具有氢键形成能力的中性基团的相互作用
Interaction of water with neutral groups processing hydrogen-bonding capabilities
较强
近乎相等
远低(△G＞0) 不可比较(△G＜0)
（二）水与离子和离子基团的相互作用
Interaction of water with Ionic groups
净结构形成效应 (Net structure forming effect)
➢小离子或多价离子产生强电场 ➢Li+, Na+, H3O+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+, F-, OH➢具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积
用传统的脱水方法，或者通过局部地形成纯的 冰晶(冷冻)把水分离出来时，都会大大地改变 食品与生物物质的原有性质。
企图把水回复到原有状态(重新水化或解冻)的 种种努力都没有取得完全的成功
水分含量这个指标不可靠的部分原因是由于水与非水组分结合的 强度是不同的；参与强烈结合的水不能有效地支持降解活性
特点： －40℃以上不能结冰 结合水不能作溶剂，不能被微生物所利用
“结合水”与食品中的高分子化合物表面的极性基团 形成氢键，形成水膜吸附在这些高分子化合物的表面， 难以脱离高分子化合物
以这种状态存在的水一般占食品水分含量的 0~7％， 以单分子层或相近的形式存在
在复杂体系中存在着不同结合程度的水，结合最强 的水已成为非水物质的整体部分，这部分水被看作为 “构成”水
食品化学
第一章 水
第一节 概述 第二节 食品中水的存在形式 第三节 水分活度 第四节 吸着等温线 第五节 水分活度与食品的稳定性
第一节 概述
Introduction
一、水的作用
人体所必须的六大营养元素包括：糖类，脂类，蛋 白质，维生素，矿物质和水。虽然这些都是活生物体 的生存所必须的，但水是食品中最重要的成分之一
(二) 自由水：
概念:自由水是指存在于组织、细胞和细胞间隙中容易 结冰的水
毛细管水：动植物体内天然形成的毛细管是由亲水物 质构成的，毛细管内径很细，毛细管有较强的束缚水 的能力，把保留在毛细管的水称为毛细管水，属于自 由水
自由水的特点：具有全部水的性质 ➢ 在－40℃以上可以结冰 ➢ 在食品内可以作为溶剂 ➢ 可以以液体形式移动，在气候干燥时也可以蒸汽 形式逸出，使食品中含水量降低 ➢ 在潮湿的环境中食品容易吸收一定量的水分冒失 含水量增加 ➢ 微生物可以利用自由水繁殖，各种化学反应也可 以在其中进行
三、水和冰的物理特性
水的熔点、沸点比较高，介电常数、表面张力、 热容和相变热等物理常数也较高，水的这些热学性 质对于食品加工冷冻和干燥过程有重大影响
第二节 食品中水的存在形式
水的存在形式 水和溶质的相互作用
一、结合水和自由水
(一)结合水：
概念：指食品中的非水成分与水通过氢键 结合的水。通常是指存在于溶质或其他非 水组分附近的那部分水，它与同一体系中 的体系水比较，分子的运动减小，并且使 水的其他性质明显改变
பைடு நூலகம்、水与溶质的相互作用
（一） 水与溶质相互作用的分类
种类 偶极-离子
偶极-偶极 疏水水合 疏水相互作用
实例
H2O-游离离子 H2O-有机分子上的带电基团 H2O-蛋白质 NH H2O-蛋白质 CO H2O-侧链 OH H2O + RR（水合） R(水合)+R(水合)R2(水合)+H2O
相互作用的强度 与水-水氢键比较
(1)水是构成人体的重要成分，是调节人体各种生理活动的 重要物质
(2)作为代谢所需的营养成分和产生的废物的输送介质 (3)血液系统内运输
二、水在食品中的作用
为生化反应提供了一个适宜的环境 水对食品的结构、外观、味道以及对变质
的敏感性有着很大的影响 含水量影响到食品的贮藏性能和消费者的
接受程度
疏水水合作用（hydrophobic hydration）
向水中添加疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏
水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程称为
疏水水合。
H2O＋R
R(水合)
R(水合)＋R(水合)
R2(水合)＋H2O
疏水相互作用（hydrophobic interaction）
水与溶质之间的氢键键合比水与离子之间的相互作用弱 能与水形成氢键的基团主要有：羟基、氨基、羰基、酰氨基等 可与一些生物大分子构成“水桥”
木 瓜 蛋 白 酶 中 的 三 分 子 水 桥
（四）水与非极性物质的相互作用
Interaction of water with nonpolar substance
当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积， 疏水基团之间进行缔合，这种作用称为疏水相互作用。
球 状 蛋 白 质 的 疏 水 相 互 作 用