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1、第二章水（water)第一節(jié)引言（introduction)一、水是食品的主要組分之一水是生物體系的基本成分:Protein、Carbohydrate、lipids、nucleicacid、mineralandwater。主要營養(yǎng)成分：營養(yǎng)素：Protein、Carbonhydrate、lipids、Vitamin、mineral、water、Fibre。每一種食品具有特定的水分含量水對食品的結(jié)構(gòu)、外觀和質(zhì)構(gòu)以及對腐敗的敏感性有著很大的影響。主要食品的水分含量二、水的重要功能是體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)水為生物
2、化學(xué)反應(yīng)提供一個物理環(huán)境。生化反應(yīng)的反應(yīng)物養(yǎng)分和代謝物的載體熱容量大，體質(zhì)體溫粘度小，有潤滑作用生物大分子構(gòu)象的穩(wěn)定劑三、水分子（WaterMolecule)斯陶特模型小于正方體的109.5°2p2s四、水分子的締合（AssociationofWaterMolecules)形成三維氫鍵能力（threedimensionalH-bondnetwork）水分子具有在三維空間內(nèi)形成許多氫鍵（hydrogenbond）的能力.這可充分地解釋水分子間存在大的引力。與共價鍵（平均鍵能約355kJ/mol）相比，氫鍵
3、是弱鍵（一般為2-40kJ/mol），它有著較長而多變的鍵長。靜電力(對氫鍵鍵能作出了主要的貢獻(xiàn)).每個水分子至多能與四個其他的分子形成氫鍵?？藥炖漳Ｐ蚑etrahedralcoordinationofWatermolecules每個水分子具有數(shù)量相等的氫鍵給予體（hydrogenbonddonor)和氫鍵接受體（H-bondacceptor)的部位，并且這些部位的排列可以形成三維氫鍵，因此，存在于水分子間的吸引力仍然是特別的大。水合氫離子(H3+O)帶正電荷，比非離子化水具有更大的氫鍵給予能力；羥基(
4、OH-)離子帶負(fù)電荷，比非離子化水具有更大的氫鍵接受能力。與打破分子間氫鍵所需額外能量有關(guān)的水的性質(zhì)低蒸汽壓高沸點高熔化熱高蒸發(fā)熱五、冰的結(jié)構(gòu)（StructureofIce）（一）純冰(Pureice)六方晶系的六方金剛石a.六方柱體b.六方雙錐體c-d.雙晶六方晶系單斜晶系正交晶系三方晶系四方雙錐斜方雙錐冰結(jié)晶的對稱性普通冰屬于六方晶系中的雙六方雙錐體型。冰還可能以其他9種多晶型結(jié)構(gòu)存在，也可能以無定形或無一定結(jié)構(gòu)的玻璃態(tài)存在。但是在總的11種結(jié)構(gòu)中，只有普通的六方形冰在0℃和常壓下是穩(wěn)定的。冰的結(jié)構(gòu)
5、的復(fù)雜性純冰不僅含有普通的HOH分子，而且還含有離子和HOH同位素變種(氫有重氫，氧有17.18)。由于H3O+和OH-的運動和HOH的振動，冰結(jié)晶不是完美的，總存在缺陷。這些缺陷的存在可用于解釋冰中質(zhì)子的流動性以及當(dāng)水凍結(jié)時直流電導(dǎo)的稍有減小。冰不是靜止的或均一的體系，存在于結(jié)晶空隙的HOH分子可以緩慢地擴散通過晶格，它的特性取決于溫度。僅在溫度近-180℃或更低時，所有的氫鍵才是完整的。隨著溫度升高，完整的（固定的）氫鍵平均數(shù)將逐漸地減少。六、水的結(jié)構(gòu)（Structureofliquidwater）
6、液體水具有結(jié)構(gòu)。某個水分子的定向與流動性受到與它相鄰分子的影響。水部分地保留了冰的敝開、氫鍵和四面體排列。冰的熔化熱很高，但熔化只打斷了冰中約15%的氫鍵。三個一般模型：混合、填隙和連續(xù)（均一）模型?；旌夏Ｐ停悍肿娱g氫鍵短暫地濃集在龐大成簇的水分子中，后者與其他更稠密的水分子處在動態(tài)平衡。連續(xù)模型：分子間氫鍵均勻地分布在整個水樣中，原存在于冰中的許多鍵在冰熔化時簡單地扭曲而不是斷裂。此模型認(rèn)為存在著一個由水分子構(gòu)成的連續(xù)網(wǎng)，具有動態(tài)本質(zhì)。填隙模型：水保留一種似冰或籠形物結(jié)構(gòu)，而個別水分子填充在籠形物的間
7、隙中。在所有的三種模型中，主要的結(jié)構(gòu)特征是在短暫、扭曲的四面體中液態(tài)水分子通過氫鍵締合。所有的模型也容許各個水分子頻繁地改變它們的排列，即一個氫鍵快速地終止而代之以一個新的氫鍵，而在溫度不變的條件下，整個體系維持一定的氫鍵鍵合和結(jié)構(gòu)的程度。水分子中分子間氫鍵鍵合的程度取決于溫度在0℃時冰的配位數(shù)為4，與最接近的水分子的距離為0.276nm。當(dāng)輸入熔化潛熱時冰熔化，即一些氫鍵斷裂（最接近的水分子間的距離增加），而其他氫鍵變形，水分子呈締合的流體狀態(tài)，總體上它們更加緊密。隨著溫度提高，配位數(shù)從0℃冰時的4.
8、0增加至1.50℃水時的4.4時，隨后83℃水時的4.9。同時，最接近的水分子間的距離從0℃冰時的0.276nm增加至1.5℃水時的0.29nm，隨后83℃水時的0.305nm。冰向水轉(zhuǎn)變伴隨著最接近的水分子間的距離的增加最接近的水分子的平均數(shù)目的增加。水的密度在3.98℃達(dá)到最大。密度增加在0℃和3.98℃之間，配位數(shù)增加的效應(yīng)占優(yōu)勢。密度下降超過3.98℃后，最接近的水分子間的距離增加的效應(yīng)（熱膨脹）占優(yōu)勢。水的低粘度水分子的氫鍵鍵合排
