烹飪化學 水PPT課件

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1、學習目標： 1.了解食物中水的存在形式、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 2.掌握水分活度的意義及其應用 3.掌握水分在烹飪過程中的變化及控制第二章 水第一節(jié) 水的概述第二節(jié) 水分活度第三節(jié) 烹飪加工中水分的變 化及控制第一節(jié) 水的概述 水是一切生命活動所必需的物質(zhì)，沒有水就沒有生命。水是人體中含量最多的成分，約占人體的三分之二以上，在生物體內(nèi)具有重要的生理功能。 含水量的高低和水分的存在狀態(tài)，不僅對原料的品質(zhì)（如新鮮度、硬度、脆度、光滑度等）起著重要的作用，而且對原料的營養(yǎng)價值和保藏能力有很大的影響,具體情況可參見表2-1。表2-1 自然含水量對烹飪原料的影響對原料的影響對原料的影響含水量多含水量多含水量少含水量

2、少新鮮度新鮮度新鮮新鮮萎蔫萎蔫硬度硬度強強弱弱脆度脆度脆脆軟軟光滑度光滑度光滑光滑粗糙粗糙營養(yǎng)價值營養(yǎng)價值相對較高相對較高相對較低相對較低保藏能力保藏能力容易腐敗，不易保藏容易腐敗，不易保藏相對保藏期較長相對保藏期較長適宜烹調(diào)方法適宜烹調(diào)方法適宜使用旺火速成的適宜使用旺火速成的烹調(diào)方法，烹調(diào)方法，如爆、炒等如爆、炒等適宜使用中小火長適宜使用中小火長時間加熱的烹調(diào)方時間加熱的烹調(diào)方法，如燒、燉等法，如燒、燉等一、水的結(jié)構(gòu)和重要性質(zhì)(一）水的結(jié)構(gòu) 1.水分子的組成：H2O 2.水分子的結(jié)構(gòu)：O：sp3雜化，四面體結(jié)構(gòu)，HOH 鍵角104.50 鍵長0.096nm水分子的結(jié)構(gòu)圖在四面體構(gòu)型中水分子的

3、氫鍵相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 18.015 18.015 相變性質(zhì)相變性質(zhì) 熔點熔點 0.000 0.000 沸點沸點 100.000 100.000 熔化熱熔化熱(0)(0)(kJ(kJmo1) mo1) 6.012kJ6.012kJmol mol 蒸發(fā)熱蒸發(fā)熱(100E)(100E)(kJ(kJmo1) mo1) 40.63kJ40.63kJmo1 mo1 升華熱升華熱(0)(0)(kJ(kJmo1) mo1) 50.91kJ50.91kJmol mol （二）水的物理性質(zhì)水的物性在烹飪加工中的意義1.密度 4最大， 水結(jié)冰體積增大9。 導致水果蔬菜或動物肌肉細胞組織被破壞，解凍后會導致汁

4、液流失、組織潰爛、滋味改變 溫度（）04密度（克/立方厘米） 圖2-4 不同溫度下水的密度曲線圖與壓力有關(guān)：壓力增大，沸點升高。 沸點：在水的飽和蒸氣壓達到外界壓力時，則沸騰，此時溫度即是沸點。 飽和蒸氣、飽和溫度、飽和蒸汽壓 飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增加。液態(tài)物質(zhì)的溫度升高到它的沸點時，其飽和蒸氣壓與外界壓力相等。 應用：減壓脫水、高壓蒸煮。2.沸點：3.3.熱學性質(zhì)：比熱、汽化熱、熔化熱 由于水的沸點高、熱容量大、導熱能力強，用水作介質(zhì)烹飪食物時，加工溫度可以很高且容易維持在一定的溫度范圍，這樣既可使食物原料中的腐敗菌和病原菌被殺滅，滿足食用衛(wèi)生的要求，又可使烹飪原料中的蛋白質(zhì)適度變性、結(jié)

5、締組織軟化、淀粉糊化、植物纖維組織軟化，利于食物的咀嚼及其中營養(yǎng)成分的消化和吸收。 水具有大的相變熱（汽化熱、熔化熱），潛熱大，有利的一面是在加工中可利用熱蒸汽進行殺菌及烹飪加工，不利的一面是在冷凍食品時需要消耗大量能量才能達到目的。4. 介電常數(shù)： 水的介電常數(shù)非常大(在20時為80.36)，所以水具有很強的溶解能力。 （1）極性化合物的溶解：烹飪原材料中的鹽、味精及一些礦物質(zhì)可以在水中以離子形式存在。 （2）非極性化合物的溶解：非離子極性化合物如糖(如蔗糖)、醇(如料酒)、醛、酸(如食醋)等有機物亦可與水形成氫鍵溶于水中。 （3）高分子化合物的“溶解”：烹飪材料中的大分子物質(zhì)如淀粉、果膠、

6、蛋白質(zhì)、脂肪等也能在適當?shù)臈l件下分散在水中形成乳濁液或膠體溶液，供加工各種烹飪食品，如利用淀粉進行勾芡處理，用魚或肉熬制各種濃湯。（三）水的化學性質(zhì) 水的化學性質(zhì)非?；顫?，它可以和許多活潑的金屬及金屬氧化物發(fā)生化學反應，也能和許多非金屬及非金屬氧化物發(fā)生化學反應。 在烹調(diào)過程中，三大熱能營養(yǎng)素（碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)）會發(fā)生不同程度的水解反應，這非常有利于人體對食物的消化吸收。二、烹飪原料中的水分（一）水在生物體內(nèi)的分布 在烹飪原料中，生物體占有相當大的比重，而水是生物體最基本的組成成分。 大多數(shù)生物體的含水量為6080。 水在生物體中的分布是不均勻的： 動物：肌肉、臟器、血液中的含水量最高

7、，為 7080； 皮膚次之，為6070； 骨骼的含水量最低，為1215。 植物：不同品種之間，同種植物不同的組織，器官之間，同種植物不同的成熟度之間，在水分含量上都存在著較大的差異。 一般來說，葉菜類較根莖類含水量要高的多；營養(yǎng)器官(如植物的葉、莖、根)含水較高通常為7090；繁殖器官(如植物的種子)含水量較低，通常為1215。表表2-3 2-3 常見食物的含水量常見食物的含水量 單位：單位：( (質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)) )食食 物物 含水量含水量 食食 物物 含水量含水量食食 物物 含水量含水量豬肉豬肉牛肉牛肉雞肉雞肉羊肉羊肉內(nèi)臟內(nèi)臟魚魚貝貝卵卵乳乳 5360507074587072678172

8、8673758789 蔬菜蔬菜野菜野菜蘑菇蘑菇豆類豆類(干干)薯類薯類香蕉香蕉蘋果蘋果梨梨草莓草莓 85978794889512156080758585909095 面包面包果醬果醬面粉面粉奶酪奶酪蜂蜜蜂蜜奶油奶油奶粉奶粉稀奶油稀奶油油料種油料種子子 352881237216453.634 （二）烹飪原料中水分的存在狀態(tài) 水分在烹飪原料中存在兩種不同的狀態(tài)，即： 結(jié)合水 體相水1.1.結(jié)合水（1）結(jié)合水的種類： 微毛細管水多層水鄰近水構(gòu)成水 構(gòu)成水是指與烹飪原料中其它親水基團結(jié)合最緊密的那部分水，并與非水物質(zhì)構(gòu)成一個整體。 鄰近水是指親水物質(zhì)的強親水基團周圍締合的單層水分子膜，它與非水成分主要

9、依靠水-離子、水-偶極強氫鍵締合作用結(jié)合在一起。 多層水：是指單分子水化膜外圍繞親水基團形成的另外幾層水，主要依靠水水氫鍵締合在一起。 雖然多層水親水基團的結(jié)合強度不如鄰近水，但由于它們與親水物質(zhì)靠得足夠近，以致于性質(zhì)也大大不同于純水的性質(zhì)。 微毛細管水：是指存在于一些細胞中的微毛細管水(毛細管半徑小于0.1m)， 由于受微毛細管的物理限制作用，被強烈束縛，也屬于結(jié)合水的范疇。食品原料H2OH2OH2OH2O 鄰近水多層水構(gòu)成水（2 2）結(jié)合水的含量）結(jié)合水的含量 一般來說，烹飪原料中結(jié)合水的量與其非水成分極性基團的數(shù)量有比較固定的關(guān)系。 據(jù)測定： 1g蛋白質(zhì)可結(jié)合0.30.5g的水； 1g淀

10、粉能結(jié)合0.30.4g水。（3 3）結(jié)合水的性質(zhì)）結(jié)合水的性質(zhì) A:冰點低于0，甚至在40時不結(jié)冰。 B:不易流失，即使用壓榨的方法也不能將其除去。 C:不易蒸發(fā)除去，沸點高于100（1atm）。 D:不參與化學和生物化學反應，也不被微生物利用。又稱不可利用水。 E:不再具有溶劑的性質(zhì)。（4 4）結(jié)合水的作用）結(jié)合水的作用 雖然烹飪原料中結(jié)合水的含量不高，但對烹飪食品的質(zhì)構(gòu)、風味起著很大作用，尤其是單分子層水膜的作用更大，當這部分水被強行與食品分離時，食品的風味、質(zhì)量往往會發(fā)生很大改變。2.2.體相水（1）體相水的種類 截留水：是指被物理作用截留在細胞、大分子凝膠骨架中的水。 特點：即使烹飪原

11、料有相當嚴重的機械損傷，被截留的水也不會從中流出。 游離水：是指在烹飪原料中可以自由流動的那部分水。截留水游離水（2）體相水的含量 烹飪原料中的水絕大部分都屬截留水。 牛乳及湯類中的大部分水屬于游離水。（3）體相水的性質(zhì) A:干燥時易流失。 B:0或略低于0結(jié)冰。 C:具有良好的化學和生物化學反應“活性”。 D:具有溶劑的性質(zhì)。 E:可被微生物利用。（4）體相水的作用 截留水的量反映著烹飪原料的持水能力，因此這部分水對某些烹飪產(chǎn)品（如灌腸、魚丸、肉餅、果蔬）的質(zhì)量有直接的影響。 當烹飪原料的毛細管半徑大于1m時，毛細管截留水很容易被擠壓出來。 由于生鮮烹飪原料的毛細管半徑大都在10100m之間

12、，所以加工很容易造成其汁液的流失。 如經(jīng)過冷凍處理的烹飪原料，特別是那些含水量較高的原料，由于結(jié)冰后冰的體積較水增大，冰晶會對烹飪原料產(chǎn)生一定的膨壓，使組織受到一定的破壞，解凍后組織不能復原，就容易造成汁液的流失、烹飪原料的持水能力降低，直接影響烹飪產(chǎn)品的質(zhì)量。返回第二節(jié) 水分活度一、水分活度的定義 含水量相同的烹飪原料，儲藏期卻有很大差異，這是因為烹飪原料中的水存在狀態(tài)不同，在烹飪原料腐敗變質(zhì)中所起的作用亦截然不同。所以說用烹飪原料的含水量作指標判斷其安定性并不可靠。在此情況下提出了水分活度的概念。 水分活度是這樣一個指標，它可有效反映烹飪原料中的水與各種化學、生物化學反應、微生物生長發(fā)育的

13、關(guān)系，反映烹飪原料的物性，從而用來評價烹飪原料的安定性。（一）水分活度的定義 水分活度也稱水分活性，通常用AW表示，是指在一定條件下，在一密閉容器中，烹飪原料中水分的飽和蒸氣分壓（p）與同條件下純水的飽和蒸氣壓（p0）的比值。（二）水分活度的表示方法 A：水分活度的定義可用下式表示 AWP/ P0 對于純水來說，因PP0，故Aw1。由于烹飪原料中還溶有小分子鹽類及有機物，因此其飽和蒸汽壓要下降，所以，烹飪原料的Aw永遠小于1。 純水：PP0 Aw1 溶液：PP0 Aw1 濃度越大，P越小，AW越小。原料名稱原料名稱含水量含水量水分活度水分活度魚魚707080%80%0.970.97肉肉7070

14、80%80%0.950.95禽禽707080%80%0.960.96蛋蛋707080%80%0.970.97海蟄海蟄98%98%0.980.98新鮮蔬菜新鮮蔬菜90%90%0.980.98水果水果92%92%0.970.97干果干果303040%40%0.750.75動物性干貨原料動物性干貨原料5 510%10%0.40.40.50.5植物性干貨原料植物性干貨原料4%4%以下以下0.30.30.50.5表2-4 不同烹飪原料的水分活度 B:根據(jù)拉烏爾定律（PP0X）： AW X 式中，X為溶液中溶劑的摩爾分數(shù)；n1為溶液中溶劑的量；n2為溶液中溶質(zhì)的量。 這說明烹飪原料的水分活度與其組成有關(guān)。

15、 烹飪原料中的含水量越大，水分活度越大；烹飪原料中的非水物質(zhì)（親水物質(zhì)）越多，結(jié)合水越多，烹飪原料的水分活度越小。0pp211nnn C:當烹飪原料中的水分和周圍環(huán)境相平衡時，水分活度也可用平衡時環(huán)境的相對濕度(ERH)來表示： AWERH 這意味著流通環(huán)境的相對濕度對食品的水分活度有較大的影響，即當食品的水分活度乘以100，其值比環(huán)境的相對濕度低的情況下，食品在流通過程中吸濕。梅雨季節(jié)的高濕度下干燥食品極易吸濕、發(fā)霉就是這個道理。相反，高水分活度食品在低濕度下放置，水分活度也會下降。因此，為了維持適當?shù)乃只疃龋仨氂酶鞣N包裝材料抑制水分變化。二、水分活度的意義和應用 在一定的水分活度下，烹

16、飪原料及其產(chǎn)品不容易發(fā)生劣變；而在一定的水分活度之上，烹飪原料及其產(chǎn)品容易發(fā)生劣變。因此，為了使原料的貯藏期相對較長，我們應當采取一定的措施，來調(diào)節(jié)和控制烹飪過程中的水分活度。（一）水分活度的意義 1.能有效控制微生物的生長繁殖 重要的食物中毒菌生長的最低水分活度在0.860.97之間，特別是致死率高的肉毒桿菌的生長最低水分活度是0.930.97，所以，真空包裝的水產(chǎn)和畜產(chǎn)加工制品，流通標準規(guī)定其水分活度要在0.94以下。表2-4 各種微生物生長最低的水分活度微生微生物物 多多數(shù)數(shù)細細菌菌 多數(shù)多數(shù)酵母酵母菌菌多數(shù)多數(shù)霉菌霉菌多數(shù)多數(shù)嗜鹽嗜鹽細菌細菌干性干性霉菌霉菌耐滲透壓耐滲透壓酵母菌酵母菌

17、水分水分活度活度0.91 0.88 0.80 0.75 0.61 0.62 2.影響酶的活性 當AW0.85時，導致烹飪原料敗壞的大部分酶失活，如酚氧化酶和過氧化物酶、維生素C氧化酶、淀粉酶等。 然而，即使在0.10.3這樣的低水分活度下,脂肪氧化酶仍能保持較強活力。 此外酶反應速度與酶與食品間是否相互接觸有關(guān)。當酶和食品相互接觸時，反應速度較快；當相互隔離時，反應速度較慢。 3.影響化學反應速度水分活度與化學反應的關(guān)系 AW0.70.9 食品變質(zhì)受化學變化的影響 在0.70.9這個水分活度范圍內(nèi)，食品的一些重要化學反應，如脂類的氧化、美拉德反應、維生素的分解等的反應速率都達到最大，這時，食品

18、變質(zhì)受化學變化的影響增大。 Aw0.9食品變質(zhì)主要受微生物和酶作用的影響當食品的含水量進一步增大到Aw0.9時，食品中的各種化學反應速度大都呈下降趨勢。這或是由于水是這些反應的產(chǎn)物，增加水分含量將造成產(chǎn)物的抑制作用；或是由于水產(chǎn)生的稀釋效應減慢了反應速度。這時，食品變質(zhì)主要受微生物和酶作用的影響。 4.影響食品的質(zhì)構(gòu) 當水分活度從單層值時的水分活度(Aw0.20.3)增加到0.65時，大多數(shù)半干或干燥食品的硬度及粘著性增加。 水分活度為0.40.5時，肉干的硬度及耐嚼性最大。增加水分含量，肉干的硬度及耐嚼性都降低。 要保持住干燥食品的理想性質(zhì)，水分活度不能超過0.30.5。 對含水量較高的食品

19、(蛋糕、面包等)，為避免失水變硬，需要保持有相當高的水分活度。有些研究認為，將一些食品(如火腿、牛肉、蛋奶凍、豌豆)的水分活度從0.70提高到0.99時，能獲得更令人滿意的食物質(zhì)構(gòu)。（二）水分活度的控制及應用 控制水分活度的目的： 是為了保持烹飪原料適宜的食用特性或延長它的貯藏期。 方法： A 利用濃縮或脫水干燥法除去原料中的水分，降低水分活度，對季節(jié)性強、不宜存放的原料進行儲藏。 B 選用合適的包裝材料，保持水分活度，以獲得適宜的食用特性。第三節(jié) 烹飪加工中水分的變化及控制 烹飪原料中的水分有結(jié)合水與體相水兩種。其中結(jié)合水相對來說比較穩(wěn)定，不能作為溶劑，也不能被微生物利用。而體相水則不然，會

20、隨著條件的改變而發(fā)生變化。如烹飪原料在不同的環(huán)境條件下加工貯藏，水分會蒸發(fā)散失，可以被微生物利用，與食品腐敗變質(zhì)有關(guān)，這些變化對烹飪原料及菜肴的風味、質(zhì)量有很大的影響。一、水分在烹飪中的作用 水在菜看烹調(diào)過程中發(fā)揮著重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 （一）漂洗作用 （二）溶解作用 （三）分散作用 （三）浸潤作用 （四）傳熱作用二、食物原料在烹調(diào)中水分的變化與控制（一）水分變化對原料品質(zhì)的影響 對于食物的新鮮度、硬度、脆度、粘度、韌度、和表面的光滑度等都具有很大的影響。如：瓜果、蔬菜、肉及肉制品、奶油及人造奶油（二）食物在烹飪中水分的變化 1.蛋白質(zhì)脫水 2.滲透出水 3.水分揮發(fā) 4.脫水收縮 三、烹飪原料中水分的控制 （一）合理進行低溫烹飪 （二）焯水 （二）上漿掛糊 （三）勾芡 （三）原料吃水 （四）旺火速成思考題： 1. 水分對食品品質(zhì)存在哪些影響？ 2. 對烹調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量起作用的是哪部分水，為什么?考慮一下，烹調(diào)中哪些操作涉及除水。 3. 簡述水分活度的定義、表示方法及意義。 4. 在烹飪原料的儲存過程中控制水分活度的目的什么？ 5. 簡述烹飪原料中的水分在烹飪過程中的變化及其控制措施。 感謝您的觀看！