食品营养与卫生安全(六)水

水水的基础知识水的概述水是生命之源，健康之本。植物中含有种类繁多的非营养的生物活性物质——植物化学物质。植物化学物质的生物活性非常脆弱，必须在种植、收割、加工、生产等环节采用先进的技术才能最大限度地加以保留。水的基础知识水的概述水是一切生命活动所必需的物质，没有水就没有生命。水是人体中含量最多的成分，约占人体的三分之二以上，在生物体内具有重要的生理功能。含水量的高低和水分的存在状态，不仅对原料的品质（如新鲜度、硬度、脆度、光滑度等）起着重要的作用，而且对原料的营养价值和保藏能力有很大的影响。见下表自然含水量对烹饪原料的影响对原料的影响含水量多含水量少新鲜度新鲜萎蔫硬度强弱脆度脆软光滑度光滑粗糙营养价值相对较高相对较低保藏能力容易腐败，不易保藏相对保藏期较长适宜烹调方法适宜使用旺火速成的烹调方法，如爆、炒等适宜使用中小火长时间加热的烹调方法，如烧、炖等水的物理性质相对分子质量18.015相变性质熔点／℃0.000℃沸点／℃100.000℃熔化热(0℃)／(kJ／mo1)6.012kJ／mol蒸发热(100E)／(kJ／mo1)40.63kJ／mo1升华热(0℃)／(kJ／mo1)50.91kJ／mol水的结构一．水分子的组成：H2O二．水分子的结构：O：sp3杂化，四面体结构，H－O－H三．键角104.50四．键长0.096nm水的重要性质4℃最大，水结冰体积增大9％。导致水果蔬菜或动物肌肉细胞组织被破坏，解冻后会导致汁液流失、组织溃烂、滋味改变密度不同温度下水的密度曲线图沸点与压力有关：压力增大，沸点升高。○沸点：在水的饱和蒸气压达到外界压力时，则沸腾，此时温度即是沸点。●饱和蒸气、饱和温度、饱和蒸汽压○饱和蒸气压随温度的升高而增加。液态物质的温度升高到它的沸点时，其饱和蒸气压与外界压力相等。○应用：减压脱水、高压蒸煮。热学性质：比热、汽化热、熔化热由于水的沸点高、热容量大、导热能力强，用水作介质烹饪食物时，加工温度可以很高且容易维持在一定的温度范围，这样既可使食物原料中的腐败菌和病原菌被杀灭，满足食用卫生的要求，又可使烹饪原料中的蛋白质适度变性、结缔组织软化、淀粉糊化、植物纤维组织软化，利于食物的咀嚼及其中营养成分的消化和吸收。水具有大的相变热（汽化热、熔化热），潜热大，有利的一面是在加工中可利用热蒸汽进行杀菌及烹饪加工，不利的一面是在冷冻食品时需要消耗大量能量才能达到目的。硬度水的硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。水的硬度大，食物不易煮烂，冲茶、咖啡的口感不好；但是用来制作泡菜、腌菜，口感嫩脆。水的含量与分布水在生物体内的分布在烹饪原料中，生物体占有相当大的比重，而水是生物体最基本的组成成分。大多数生物体的含水量为60％～80％。水在生物体中的分布是不均匀的：○动物：肌肉、脏器、血液中的含水量最高，为●70％～80％；○皮肤次之，为60％～70％；○骨骼的含水量最低，为12％～15％。植物：不同品种之间，同种植物不同的组织，器官之间，同种植物不同的成熟度之间，在水分含量上都存在着较大的差异。一般来说，叶菜类较根茎类含水量要高的多；营养器官(如植物的叶、茎、根)含水较高通常为70％～90％；繁殖器官(如植物的种子)含水量较低，通常为12％～15％。食物含水量食物含水量食物含水量猪肉牛肉鸡肉羊肉内脏鱼贝卵乳53～6050～707458～707267～8172～8673～7587～89蔬菜野菜蘑菇豆类(干)薯类香蕉苹果梨草莓85～9787～9488～9512～1560～80758585～9090～95面包果酱面粉奶酪蜂蜜奶油奶粉稀奶油油料种子35288～1237216453.63～4常见食物的含水量单位：％(质量分数)水的存在状态水分状态定义特点自由水被毛细管力或其他较弱吸引力维系的水，又称游离水容易被生物体利用，易蒸发，可做溶剂，在0℃时结冰，压榨可以挤出。结合水被氢键维系着的水，又称束缚水。不容易被生物体利用，易蒸发，不能做溶剂，在0℃时不结冰，压榨不能挤出。自由水结合水转化转化1.结合水结合水的种类：微毛细管水多层水邻近水构成水构成水是指与烹饪原料中其它亲水基团结合最紧密的那部分水，并与非水物质构成一个整体。邻近水是指亲水物质的强亲水基团周围缔合的单层水分子膜，它与非水成分主要依靠水-离子、水-偶极强氢键缔合作用结合在一起。多层水：是指单分子水化膜外围绕亲水基团形成的另外几层水，主要依靠水－水氢键缔合在一起。虽然多层水亲水基团的结合强度不如邻近水，但由于它们与亲水物质靠得足够近，以致于性质也大大不同于纯水的性质。微毛细管水：是指存在于一些细胞中的微毛细管水(毛细管半径小于0.1μm)，由于受微毛细管的物理限制作用，被强烈束缚，也属于结合水的范畴。（2）结合水的含量一般来说，烹饪原料中结合水的量与其非水成分极性基团的数量有比较固定的关系。据测定：○1g蛋白质可结合0.3～0.5g的水；○1g淀粉能结合0.3～0.4g水。（3）结合水的性质一．冰点低于0℃，甚至在－40℃时不结冰。二．不易流失，即使用压榨的方法也不能将其除去。三．不易蒸发除去，沸点高于100℃（1atm）。四．不参与化学和生物化学反应，也不被微生物利用。又称不可利用水。五．不再具有溶剂的性质。（4）结合水的作用虽然烹饪原料中结合水的含量不高，但对烹饪食品的质构、风味起着很大作用，尤其是单分子层水膜的作用更大，当这部分水被强行与食品分离时，食品的风味、质量往往会发生很大改变。2.体相水体相水的种类截留水：是指被物理作用截留在细胞、大分子凝胶骨架中的水。特点：即使烹饪原料有相当严重的机械损伤，被截留的水也不会从中流出。游离水：是指在烹饪原料中可以自由流动的那部分水。截留水游离水（3）体相水的性质（2）体相水的含量烹饪原料中的水绝大部分都属截留水。牛乳及汤类中的大部分水属于游离水。一．干燥时易流失。二．0℃或略低于0℃结冰。三．具有良好的化学和生物化学反应“活性”。四．具有溶剂的性质。五．可被微生物利用。体相水的作用截留水的量反映着烹饪原料的持水能力，因此这部分水对某些烹饪产品（如灌肠、鱼丸、肉饼、果蔬）的质量有直接的影响。当烹饪原料的毛细管半径大于1μm时，毛细管截留水很容易被挤压出来。由于生鲜烹饪原料的毛细管半径大都在10～100μm之间，所以加工很容易造成其汁液的流失。如经过冷冻处理的烹饪原料，特别是那些含水量较高的原料，由于结冰后冰的体积较水增大，冰晶会对烹饪原料产生一定的膨压，使组织受到一定的破坏，解冻后组织不能复原，就容易造成汁液的流失、烹饪原料的持水能力降低，直接影响烹饪产品的质量。水对生物体的生理功能维持体温的恒定体内化学作用的介质体内物质的运输载体体内摩擦的润滑剂水分活度食品和生物组织中水分可被利用的程度叫做水分活度水分活度是这样一个指标，它可有效反映烹饪原料中的水与各种化学、生物化学反应、微生物生长发育的关系，反映烹饪原料的物性，从而用来评价烹饪原料的安定性。水分活度的定义可用下式表示：AW＝P/P0纯水：P＝P0AW＝1溶液：P＜P0AW＜1浓度越大，P越小，AW越小。水分活度也称水分活性，通常用AW表示，是指在一定条件下，在一密闭容器中，烹饪原料中水分的饱和蒸气分压（p）与同条件下纯水的饱和蒸气压（p0）的比值。不同烹饪原料的水分活度原料名称含水量水分活度鱼70～80%0.97肉70～80%0.95禽70～80%0.96蛋70～80%0.97海蛰98%0.98新鲜蔬菜90%0.98水果92%0.97干果30～40%0.75动物性干货原料5～10%0.4～0.5植物性干货原料4%以下0.3～0.5流通环境的相对湿度对食品的水分活度有较大的影响，即当食品的水分活度乘以100，其值比环境的相对湿度低的情况下，食品在流通过程中吸湿。梅雨季节的高湿度下干燥食品极易吸湿、发霉就是这个道理。相反，高水分活度食品在低湿度下放置，水分活度也会下降。因此，为了维持适当的水分活度，必须用各种包装材料抑制水分变化。水分活度的意义和应用在一定的水分活度下，烹饪原料及其产品不容易发生劣变；而在一定的水分活度之上，烹饪原料及其产品容易发生劣变。因此，为了使原料的贮藏期相对较长，我们应当采取一定的措施，来调节和控制烹饪过程中的水分活度。1、能有效控制微生物的生长繁殖重要的食物中毒菌生长的最低水分活度在0.86～0.97之间，特别是致死率高的肉毒杆菌的生长最低水分活度是0.93～0.97，所以，真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度要在0.94以下。各种微生物生长最低的水分活度微生物多数细菌多数酵母菌多数霉菌多数嗜盐细菌干性霉菌耐渗透压酵母菌水分活度0.910.880.800.750.610.622、影响酶的活性当AW＜0.85时，导致烹饪原料败坏的大部分酶失活，如酚氧化酶和过氧化物酶、维生素C氧化酶、淀粉酶等。然而，即使在0.1～0.3这样的低水分活度下,脂肪氧化酶仍能保持较强活力。此外酶反应速度与酶与食品间是否相互接触有关。当酶和食品相互接触时，反应速度较快；当相互隔离时，反应速度较慢。AW＝0.7～0.9食品变质受化学变化的影响在0.7～0.9这个水分活度范围内，食品的一些重要化学反应，如脂类的氧化、美拉德反应、维生素的分解等的反应速率都达到最大，这时，食品变质受化学变化的影响增大。Aw＞0.9食品变质主要受微生物和酶作用的影响4、影响食品的质构当水分活度从单层值时的水分活度(Aw＝0.2～0.3)增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及粘着性增加。水分活度为0.4～0.5时，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质，水分活度不能超过0.3～0.5。对含水量较高的食品(蛋糕、面包等)，为避免失水变硬，需要保持有相当高的水分活度。有些研究认为，将一些食品(如火腿、牛肉、蛋奶冻、豌豆)的水分活度从0.70提高到0.99时，能获得更令人满意的食物质构。水分活度的控制及应用控制水分活度的目的：1.是为了保持烹饪原料适宜的食用特性或延长它的贮藏期。方法：1.利用浓缩或脱水干燥法除去原料中的水分，降低水分活度，对季节性强、不宜存放的原料进行储藏。2.选用合适的包装材料，保持水分活度，以获得适宜的食用特性。烹饪加工中水分的变化及控制烹饪原料中的水分有结合水与体相水两种。其中结合水相对来说比较稳定，不能作为溶剂，也不能被微生物利用。而体相水则不然，会随着条件的改变而发生变化。如烹饪原料在不同的环境条件下加工贮藏，水分会蒸发散失，可以被微生物利用，与食品腐败变质有关，这些变化对烹饪原料及菜肴的风味、质量有很大的影响。水分在烹饪中的作用水在菜看烹调过程中发挥着重要的作用，主要体现在以下几个方面。一．漂洗作用二．溶解作用三．分散作用四．浸润作用五．传热作用食物原料在烹调中水分的变化与控制（一）水分变化对原料品质的影响对于食物的新鲜度、硬度、脆度、粘度、韧度、和表面的光滑度等都具有很大的影响。如：瓜果、蔬菜、肉及肉制品、奶油及人造奶油（二）食物在烹饪中水分的变化一．蛋白质脱水二．渗透出水三．水分挥发四．脱水收缩三、烹饪原料中水分的控制一．合理进行低温烹饪二．焯水三．上浆挂糊四．勾芡五．原料吃水六．旺火速成（二）水的需要量估计人体排出的水量和摄入的水量是平衡的。机体失水过多，会影响正常的生理功能；过量饮水会增加心脏和肾脏的负担。影响人体需水量的因素很多：体重、年龄、气候、膳食、体力活动强度及时间。成人每日消耗4.18kJ（=1kcal）能量，需水量为1mL，考虑到活动、出汗及溶质负荷等的变化，水的需要量也要调整。（三）水的来源人体水分主要来源于饮水、食物水和代谢水（四）饮水的选择饮水选择与人们的生活水平和生活习惯密切相关。我国居民生活中经常饮用的饮水有白开水、符合卫生要求的自来水、桶装水、茶水、各种饮料、咖啡等。最卫生、方便、经济、实惠的饮水是白开水。选择题1.水分子简单分子结合成较复杂