食品化学 - 国际函授学校.PDF

國際函授學校 食品衛生檢驗－食品化學 第一單元 水 分 一、水活性( Water Activity ：Aw) 為表示食品中游離水之狀態，在一定溫度下將受測食品置入密閉容器中，食品表面的水 蒸氣壓與相圖溫度下純水之飽和蒸氣壓之比值。也是食品在此密閉容器中，大氣之平衡 相對溼度。亦可依拉午耳定律(Raoult’s Law)定為溶質的莫耳數與溶質的莫耳數和水莫 耳數和之比值。 （一）定義： Aw= P/P (0 →1)=ERH/100=n1/n1+n2(Raoult’s Law) 0 ：食品中水的蒸汽壓 P P0 ：相同溫度下純水的蒸汽壓 ERH ：平衡相對濕度(equilibrium relative humidity) ，此時既不吸收，也不損失水 分 n1=水的莫耳數 n2=溶質的莫耳數 （二）Aw 特性： 1. 數值小於1 。 2. 食品水活性低於空氣相對溼度時，食品吸濕。 3. 食品水活性高於空氣相對溼度時，食品脫水。 （三）食品中水存在的形式 1. 自由水(free water) ：保有其物理特性，可作為膠質的分散劑及結晶物質的溶劑。 2. 吸附水(absorbed water)或準結合水：利用凡得瓦力(van der Waals)或主要是 氫鍵結合在大分子表面(蛋白質、澱粉、果膠和纖維素) 。 3. 結合水 (bound water) ：與不同物質結合，如與水的水和：乳糖單水和物或 Na SO ·10H O 2 4 2 1 國際函授學校 食品衛生檢驗－食品化學 二、等溫水分吸濕脫濕曲線( Sorption-desorption Isotherm) 將食品放置在不同濕度控制的密閉環境中，當其達到水分平衡時，將此時水分含量對相 對 濕 度 作 圖 ， 可 以 得 到 下 圖 之 倒 S 形 曲 線 ， 稱 等 溫 水 分 吸 濕 脫 濕 曲 線 ( Sorption-desorption Isotherm) 。 圖1 食品等溫水分吸附曲線 圖2 典型水分吸附圖形與不同水分吸附組態 2 國際函授學校 食品衛生檢驗－食品化學 水分子又可依其結合力分為如圖之三區： 結合水；aw=0~0.25束縛力激增；溶質外圍形成單層水膜；相對濕度為0~25% ； I區 水分不凍結；無法當作溶劑；脂肪氧化反應速率在A區及B區交界處最低。 準結合水；aw=0.25~0.8 ，束縛力增強；溶質外圍形成多層水膜，溶液性質有 II區 巨大改變；相對濕度為25~80% ；水分凍結結降低或不凍結；充當溶劑能力減少； 化學反應有非酵素性褐變及脂肪氧化。 自由水；aw=0.8~1.0 ，接近純水；水分位於組織基質中；相對濕度為80~99% ； III區 水分凍結結降低；充當溶劑能力略減；有非酵素性褐變、脂肪氧化、酵素水解 及微生物生長。 （一）滯後現象又稱為「履歷現象」（hysteresis ）： 為食品吸放濕速度差異。同一種食品吸濕時與脫濕時的曲線不同，兩者間會形成 一個環狀的區間，此種現象稱滯後現象 （hysteresis ）。 1. 定義：在一定的Aw下，脫濕時水份含量大於吸濕時水分含量。 2. 發生原因： (1) 因水分與非水溶性成分作用，因而產生鍵結，無法釋放水分。 (2)