水在不同条件下与食物成分的作用
(一)水的冻结
1.冰冻对食物材料造成的机械伤害
如对食品采取缓慢冷冻,动植物组织的细胞间隙中会形成大的冰晶,导致食品材料的组织结构受损,解冻后不能恢复到原来状态,严重时,组织软化,汁液流出,风味降低,甚至失去食用价值。若选用速冻技术,使食品内部的温度很快降低到-18℃。这样,在冷冻的过程中可以形成数量众多、颗粒细小的冰晶,这些细小的冰晶均匀地分布在细胞的内外,对动植物组织结构基本上不会产生破坏作用,食品解冻后,基本上可以回复到原来的新鲜状态。因此,速冻是保存食品的良好方法。速冻应确保食品在0~-5℃停留的时间不超过30min,因为在-1~-5℃时易形成大的冰晶。
2.冰冻浓缩对食品质量的影响
在结冰的过程中,液态水不断减少,非冻结相逐渐浓缩,导致有关反应物浓度增大,加速了多种反应的进行,如多种化学因素(pH等)引起的蛋白质变性。有研究指出,牛肉在-2~-5℃时因冰冻浓缩其变质的速度比温度在0℃以上速度还快。降温和浓缩同时发生在冷冻食品内,但它们对食品稳定性的影响是相反的。-5℃左右时,以浓缩效果降低食品的稳定性为主,此时食品变质快;进一步降低温度,温度导致反应速度减小为主要因素,因而温度越低,对保存食品越有利,从保证食品质量和节约能源两方面考虑,-18℃是冷藏食品最理想的温度。
(二)水与其他物质的作用(https://www.daowen.com)
根据水与各种物质相互作用的情况,可将全部化合物分为亲水性和疏水性两类。
亲水性物质为离子、离子化官能团和极性基团占优势的物质。水中有离子、离子化官能团时,水的氢键网络被破坏,水在离子的周围按一定方式排列,水分子以其电负性强的一端围绕阳离子,而以电负性小的一端围绕阴离子。在水中形成的这种结构可改变水的流动性,一般大体积离子(K+、Rb+、Cs+、Cl-等)弱化水的结构使水更易流动,而小体积、多价离子可强化水的结构,使水流动性差一些。极性基团占优势的物质能与水形成氢键,因而可与水混溶或吸水量大,这类物质显著改变水的流动性,但不改变每摩尔水中的氢键。它们主要为糖类和蛋白质等。
疏水性物质多为油脂和烃类,它们与水不能形成氢键,也没有其他的化学作用力存在,因而水与这类物质混合时,很快就会按相对密度大小分层。在两层的界面上,水分子以其分子中无极性的一面与疏水性物质相接触,水分子这种定向是一类熵减小的非自发反应。
在多种生物大分子中,同一分子中往往同时存在多个亲水性和疏水性侧链基团。水中有这类物质存在时,其分子中的疏水基团以色散力相互吸引,避开与水的接触,疏水基团包埋在分子内部,亲水基与水以氢键结合,这种现象叫“疏水性相互作用”。