第二章水第二章水
第二章 水 1 第二章 水
第2章水了解食品中水分的意义本章主要内容水分活度水与溶质的相互作用水分活度与食品的稳定性分子流动性和食品稳定性2第二章水
第二章 水 2 第2章 水 分子流动性和食品稳定性 本 章 主 要 内 容 水分活度 水与溶质的相互作用 水分活度与食品的稳定性 了解食品中水分的意义
第一节水和冰的物理特性水分子1.水分子A由上图可知：水分子中氧的6个价电子参与杂化，形成4个SP3杂化轨道，有近似四面体的结构，其中2个杂化轨道与2个氢原子结合成两个g共价键，另2个杂化轨道呈未键合电子对。3第二章水
第二章 水 3 第一节 水和冰的物理特性 一、水分子 1. 水分子 由上图可知：水分子中氧的6个价电子参与杂化，形成4 个SP3杂化轨道，有近似四面体的结构，其中2个杂化轨道与 2个氢原子结合成两个σ共价键，另2个杂化轨道呈未键合电 子对。 H H
2.水分子的缔合作用左图表示水分子可通过氢键作用与另4个水分子配位结合形成正四面体结构。水分子氧原子上2个未配对的电子与其他2分子水上氢形成氢键，水分子上2个氢与另外2个水分子上氧形成氢键。图中：O氧原子；?氢原子；一α键：--氢键第二章水
第二章 水 4 图中：○氧原子；●氢原子；━σ键；┄氢键 左图表示水分子可 通过氢键作用与另4个 水分子配位结合形成正 四面体结构。水分子氧 原子上2个未配对的电 子与其他2分子水上氢 形成氢键，水分子上2 个氢与另外2个水分子 上氧形成氢键。 2. 水分子的缔合作用
二、冰和水的结构1、冰的结构从左图可以看出，每个水分子能够缔合另外4个水分子（配位数为4），即1，2，3和W'，形成四面体结构。.52A5第二章水
第二章 水 5 二、冰和水的结构 1、冰的结构 从左图可以看出，每 个水分子能够缔合另 外4个水分子（配位数 为4），即1，2，3和 W'，形成四面体结构
2、水的结构纯水是具有一定结构的液体。液体水的结构与冰的结构的区别在于它们的配位数和二水分子之间的距离（下表）。水与冰结构中水分子之间的配位数和距离配位数O一H...O距离冰(0℃)4.00.276 nm水(1.5℃)4.40.290 nm水(83.℃)4.90.305 nmn应注意的是：其一，液体水的结构是不稳定的，并不单纯的由氢键构成的四面体形状。通过“H-桥”的作用，水分可形成短暂存在的多边形结构；其二，水分子中氢键可被溶于其中的盐及具有亲水/疏水基团分子破坏。6第二章水
第二章 水 6 纯水是具有一定结构的液体。液体水的结构与冰的结构的区别在于 它们的配位数和二水分子之间的距离（下表） 。 2、水的结构 水与冰结构中水分子之间的配位数和距离 配位数 O—H.O距离 冰（0℃） 4.0 0.276 nm 水（1.5℃） 4.4 0.290 nm 水（83.℃） 4.9 0.305 nmn 应注意的是：其一，液体水的结构是不稳定的，并不单纯的 由氢键构成的四面体形状。通过“H-桥”的作用，水分可形成短 暂存在的多边形结构；其二，水分子中氢键可被溶于其中的盐及 具有亲水/疏水基团分子破坏
第二节食品中水的存在状态水与溶质的相互作用1、水与离子基团的相互作用NatC1邻近NaCI的水分子可能出现的相互作用方式（图中只表现出纸平面上的水分子）
第二章 水 7 1、水与离子基团的相互作用 一、 水与溶质的相互作用 第二节 食品中水的存在状态
（1）、溶质对水结构的影响Netstructure-breakingeffect在稀水溶液中一些离子具有净结构破坏效应（Netstructurebreakingeffect)，这些离子大多为负离子和大的正离子，如：K+,Rbt,Cst,NH4t,CI，Br，,NO3,BrO3,IO3，CIO4等（此时溶液具有比纯水较好的流动性）。oH----AnionH-汁HHHCationHH8第二章水
第二章 水 8 在稀水溶液中一些离子具有净结构破坏效应（Net structurebreaking effect), 这些离子大多为负离子和大的正离子，如：K+ , Rb+ , Cs+ , NH4 + , Cl- , Br-，I - ,NO3 - ,BrO3 - ,IO3 -，ClO4 -等（此时溶液具有比纯水 较好的流动性）。 Net structure-breaking effect （1）、溶质对水结构的影响
Net structure-forming effect另外一些离子具有净结构形成效应(Netstructure-forming effect)，这些离子大多是电场强度大，离子半径小的离子。如：L，Na+,Ca2+Ba2+，Mg2+,A/3+，F-,OH-等（此时溶液具有比纯水较差的流动性）。（2）、如何判断离子对水结构的影响？离子半径小的离子和/或多价离子产生强电场，产生净结构形成效应：离子半径大的离子和/或单价离子产生弱电场，产生净结构破坏效应9第二章水
第二章 水 9 另外一些离子具有净结构形成效应（Net structure- forming effect)，这些离子大多是电场强 度大，离子半径小的离子。如：Li+ , Na+ , Ca2+ , Ba2+, Mg2+, Al3+ ，F- ,OH-等（此时溶液具有比纯水较差的流动 性）。 Net structure- forming effect 离子半径小的离子和/或多价离子产生强电场，产 生净结构形成效应 ；离子半径大的离子和/或单价离子 产生弱电场，产生净结构破坏效应 （2）、如何判断离子对水结构的影响？
2、 水与有氢键键合能力的中性基团的相互作用（1）、水与非离子、亲水性溶质之间的相互作用弱于水与离子的相互作用（2）、如果与溶质形成的氢键部位的分布和定向在几何上与正常水的氢键部位是不相容的，具有结构破坏效应。（3）、生物大分子中有许多可与水分子形成氢键的基团，水分子介入形成的氢键对生物大分子的结构与功能及食品功能性都有重要的影响。10第二章水
第二章 水 10 2、水与有氢键键合能力的中性基团的相互作用 （3）、生物大分子中有许多可与水分子形成 氢键的基团，水分子介入形成的氢键对生物大 分子的结构与功能及食品功能性都有重要的影 响。 （1）、水与非离子、亲水性溶质之间的相 互作用弱于水与离子的相互作用。 （2）、如果与溶质形成的氢键部位的分布和 定向在几何上与正常水的氢键部位是不相容的， 具有结构破坏效应