食品化学习题集
第2章 水分 习题
一、填空题
1 从水分子结构来看，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。 2 冰在转变成水时，净密度 增大，当继续升温至3.98时密度可达到 最大_，继续升温密度逐渐减小。
3 液体纯水的结构并不是单纯的由 氢键 构成的 四面体 形状，通过 H-桥 的作用，形成短暂存在的 多变形 结构。 4 每个水分子最多能够和四个水分子通过 氢键 结合,每个水分子在三维空间有相同的 氢键给体 和氢键受体。因此水分子间的 吸引力比NH3和HF要大得多
5 在生物大分子的两个部位或两个大分子之间，由于存在可产生 氢键 作用的基团，生物大分子之间可形成由几个水分子所构成的 水桥 。
6 当蛋白质的非极性基团暴露在水中时，会促使疏水基团 缔合 或发生 疏水相互作用，引起蛋白质折叠；若降低温度，会使疏水相互作用 减弱 ，而氢键 增强__。
7 食品体系中的双亲分子主要有 脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类、核酸 等，其特征是 同一分子中同时存在亲水和疏水基团。当水与双亲分子亲水部位 羧基、羟基、磷酸基、羰基、含氮基团等基团缔合后，会导致双亲分子的表观 增溶 。 8 一般来说，食品中的水分可分为 结合水和 体相水两大类。其中，前者可根据被结合的牢固程度细分为 化合水、邻近水、多层水，后者可根据其食品中的物理作用方式细分为滞化水、毛细管水
9 食品中通常所说的水分含量，一般是指常压下，100～105℃条件下恒重后受试食品的减少量
10 水在食品中的存在状态主要取决于 天然食品组织 、加工食品中的化学成分、化学成分的物理状态。水与不同类型溶质之间的相互作用主要表现在 离子和离子基团的相互作用、与非极性物质的相互作用、与双亲分子的相互作用、与中性基团的相互作用等方面。
11 一般来说，大多数食品的等温线呈 S 形，而水果等食品的等温线为 J 形。
12 吸着等温线的制作方法主要有_解吸等温线 和 回吸等温线 两种。对于同一样品而言，等温线的形状和位置主要与 试样的组成、物理结构、预处理、温度、制作方法等因素有关。
13 食品中水分对脂质氧化存在 抑制 和 促进 作用。当食品中αW值在0.38左右时，水分对脂质起 抑制氧化 作用；当食品中αW
值 >0.38 时，水分对脂质起 促进氧化 作用。
14 食品中αW与美拉德褐变的关系表现出 钟形曲线形状。当αW值处于 0.3~0.7 区间时，大多数食品会发生美拉德反应；随着αW
值增大，美拉德褐变增加到最高点；继续增大αW，美拉德褐变下降。
15 冷冻是食品贮藏的最理想的方式，其作用主要在于低温。冷冻对反应速率的影响主要表现在 降低温度使反应变得非常缓慢 和 冷冻产生的浓缩效应加速反应速率 两个相反的方面。
16 随着食品原料的冻结、细胞内冰晶的形成，会导致 体积膨胀 。一般可采取添加抗冷冻剂 、速冻 等方法可降低冻结给食品带来的不利影响。
17 玻璃态时，体系黏度__较高 而自由体积_减小，受扩散控制的反应速率 降低；而在橡胶态时，其体系黏度显著增大 而自由体积_增大_，受扩散控制的反应速率_加快__。
19 对于高含水量食品，其体系下的非催化慢反应属于非限制扩散，但当温度降低到冰点以下 和水分含量减少到溶质饱和或过饱和状态时，这些反应可能会因为黏度 增大而转变为 限制性扩散反应。
20 当温度低于Tg时，食品的限制扩散性质的稳定性 较好 ，若添加小分子质量的溶剂或提高温度，食品的稳定性 降低 。 21 食品中水结冰,将出现两个非常不利的后果,即 浓缩效应 和 体积膨胀效应
22 冷冻是保藏大多数食品最理想的方法，其作用主要在于低温效应，而不是因为形成冰 23水具有一些特殊的物理性质，原因在于水分子的缔合 。 24水分回吸等温线和解吸等温线之间的不一致被称为 滞后现象。
25、冰有___种结晶类型，普通冰的结晶属于六方晶系的_____，另外，还有9种____和1种____，在常压和0℃下，这11种结构
只是______结晶才是稳定的形式。
26、 一般说来，温度每变化10℃，AW变化0.03-0.2。因此，温度变化对水活度产生的效应会影响密封食品的____________。 27、冰点以上AW与冰点以下AW区别为：第一，在冻结温度以上，AW是__样品成分__和_____温度____函数，而冻结温度以下时，AW
与 样品成分 无关，只取决于_温度_，也就是说在有冰相存在时，AW不受体系中所含溶质种类和比例 的影响，因此，不能根据水活性质准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。第二，冻结温度以上和冻结
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温度以下AW对食品__食品稳定性的影响不同。第三，冰点以下AW不能预测冰点以上同一种食品的性质。 28、等温线分 解析等温线_和_回吸等温线 __两种吸着等温线。 29、 对食品的稳定性起重要作用的是食品中___区Ⅲ___那部分水。 30、 在一定AW时，食品的解吸过程一般比回吸过程时 水分含量 更高。 二、选择题
1 水分子通过___B____的作用可与另4个水分子配位结合形成正四面体结构。 （A）范德华力 （B）氢键 （C）盐键 （D）二硫键 2 关于冰的结构及性质描述有误的是__C_____。 （A）冰是由水分子有序排列形成的结晶
（B）冰结晶并非完整的晶体，通常是有方向性或离子型缺陷的。 （C）食品中的冰是由纯水形成的，其冰结晶形式为六方形。
（D）食品中的冰晶因溶质的数量和种类等不同，可呈现不同形式的结晶。
3 稀盐溶液中的各种离子对水的结构都有着一定程度的影响。在下述阳离子中，会破坏水的网状结构效应的是 A 。 （A）Rb （B）Na+ （C）Mg
＋
＋
（D）Al
3＋
4 若稀盐溶液中含有阴离子__D_____，会有助于水形成网状结构。 （A）Cl - （B）IO3 - （C）ClO4 - （D）F-
5 食品中有机成分上极性基团不同，与水形成氢键的键合作用也有所区别。在下面这些有机分子的基团中，___D___与水形成的氢键比较牢固。
（A）蛋白质中的酰胺基 （B）淀粉中的羟基 （C）果胶中的羟基 （D）果胶中未酯化的羧基 6 食品中的水分分类很多，下面哪个选项不属于同一类_D_____。 （A）多层水 （B）化合水（C）结合水 （D）毛细管水 7 下列食品中，哪类食品的吸着等温线呈S型？_B______ （A）糖制品 （B）肉类 （C）咖啡提取物 （D）水果
8 关于等温线划分区间内水的主要特性描述正确的是___B____。
（A）等温线区间Ⅲ中的水，是食品中吸附最牢固和最不容易移动的水。 （B）等温线区间Ⅱ中的水可靠氢键键合作用形成多分子结合水。
（C）等温线区间Ⅰ中的水，是食品中吸附最不牢固和最容易流动的水。 （D）食品的稳定性主要与区间Ⅰ中的水有着密切的关系。 9 关于水分活度描述有误的是_ D __。 （A）αW能反应水与各种非水成分缔合的强度。
（B）αW比水分含量更能可靠的预示食品的稳定性、安全性等性质。 （C）食品的αW值总在0～1之间。 （D）不同温度下αW均能用P/P0来表示。
10 关于BET（单分子层水）描述有误的是____A___。 （A）BET在区间Ⅱ的高水分末端位置。
（B）BET值可以准确的预测干燥产品最大稳定性时的含水量。 （C）该水分下除氧化反应外，其它反应仍可保持最小的速率。
（D）单分子层水概念由Brunauer、Emett及Teller提出的单分子层吸附理论。 11 当食品中的αW值为0.40时，下面哪种情形一般不会发生？___C____ （A）脂质氧化速率会增大。 （B）多数食品会发生美拉德反应。 （C）微生物能有效繁殖
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（D）酶促反应速率高于αW值为0.25下的反应速率。 12 对食品冻结过程中出现的浓缩效应描述有误的是____D___ （A）会使非结冰相的pH、离子强度等发生显著变化。 （B）形成低共熔混合物。
（C）溶液中可能有氧和二氧化碳逸出。 （D）降低了反应速率
13 下面对体系自由体积与分子流动性二者叙述正确的是___D____。 （A）当温度高于Tg时，体系自由体积小，分子流动性较好。
（B）通过添加小分子质量的溶剂来改变体系自由体积，可提高食品的稳定性。 （C）自由体积与Mm呈正相关，故可采用其作为预测食品稳定性的定量指标。 （D）当温度低于Tg时，食品的限制扩散性质的稳定性较好。 14 对Tg描述有误的是__B_____。
（A）对于低水分食品而言，其玻璃化转变温度一般高于0℃。 （B）高水分食品或中等水分食品来说，更容易实现完全玻璃化。
（C）在无其它因素影响下，水分含量是影响玻璃化转变温度的主要因素。 （D）食品中有些碳水化合物及可溶性蛋白质对Tg有着重要的影响。 15 下面关于食品稳定性描述有误的是___C____
（A）食品在低于Tg温度下贮藏，对于受扩散限制影响的食品有利。 （B）食品在低于Tgˊ温度下贮藏，对于受扩散限制影响的食品有利。 （C）食品在高于Tg 和Tgˊ温度下贮藏，可提高食品的货架期。 （D）αW是判断食品的稳定性的有效指标。
16 当向水中加入哪种物质，不会出现疏水水合作用？_ C______ （A）烃类 （B）脂肪酸 （C）无机盐类 （D）氨基酸类 17 对笼形化合物的微结晶描述有误的是？___B____ （A）与冰晶结构相似。
（B）当形成较大的晶体时，原来的多面体结构会逐渐变成四面体结构。 （C）在0℃以上和适当压力下仍能保持稳定的晶体结构。
（D）天然存在的该结构晶体，对蛋白质等生物大分子的构象、稳定有重要作用。 18 邻近水是指__C_____。 （A）属自由水的一种。
（B）结合最牢固的、构成非水物质的水分。 （C）亲水基团周围结合的第一层水。 （D）没有被非水物质化学结合的水。
19 关于食品冰点以下温度的αW描述正确的是__C_____。 （A）样品中的成分组成是影响αW的主要因素。 （B）αW与样品的成分和温度无关。
（C）αW与样品的成分无关，只取决于温度。
（D）该温度下的αW可用来预测冰点温度以上的同一种食品的αW。 20 关于分子流动性叙述有误的是？_ D______ （A）分子流动性与食品的稳定性密切相关。
（B）分子流动性主要受水合作用及温度高低的影响。 （C）相态的转变也会影响分子流动性。 （D）一般来说，温度越低，分子流动性越快。
21在任何指定的Aw，解吸过程中试样的水分含量___ A___回吸过程中的水分含量。 A、大于 B、等于
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C、小于 D、无法判断
22在冰点以上温度，Aw和试样成分 A ；在冰点以下温度，Aw与试样成分 A、有关，无关 B、有关，有关 C、无关，无关 D、无关，有关 23、水分子的氢键特性为（ A ）
A．氢键给体和氢键接受体数目相同 B．氢键给体和氢键接受体数目不相同 2、结合水主要性质为（ B ）
A．不能被微生物利用 B．不能作为溶剂 C．能结冰 D．热焓比纯水大 24、一个木瓜蛋白酶能与几个水分子形成水桥（ C ） A．1个 B 2个 C 3个 D 4个
25、笼形水合物的“宿主”一般由多少个水分子组成。（ B ） A．10-74 B 20-74 C 40-70 26、吸着等温线在冰点处为（ B ） A 连续点 B 断点 C 无法判断 27、吸着等温线中I区的AW范围为（ A ） A 00-0.25 B 0-0.3 C 0.25-0.8 28、结冰对食品有两个不利后果（AB ）
A 体积增大 B 浓度增大 C 变质、变坏 三、判断题（正确打“√”，错误打“×” ）
1、一般来说通过降低AW，可提高食品稳定性。（√ ）
2、脂类氧化的速率与AW关系曲线同微生物生长曲线变化相同。（× ） 3、能用冰点以上AW预测冰点以下AW的行为。（× ） 4、一般AW<0.6，微生物不生长。（√ ） 5、一般AW<0.6，生化反应停止。（× ） 6、AW在0.7-0.9之间，微生物生长迅速。（√ ） 7、通过单分子层水值，可预测食品的稳定性。（√） 8、水结冰后，食品的浓度增大。（√） 9. 水结冰后，食品发生体积膨胀。（√） 10、冷冻法是利用低温，而不是冰。（√）
11、相同AW时，回吸食品和解吸食品的含水量不相同。（√） 12、AW表征了食品的稳定性。（×） 四、名词解释
1 疏水水合作用 (Hydrophobic hydration)
向水中添加疏水物质时，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，使得熵减小， 此 过程成为疏水水合。
2 疏水相互作用 (hydrophobic interaction)
当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积，疏水基团之间进行缔合，这种作用成为疏水相互作用。 3 笼形水合物 (clathrate hydrates)
是像冰一样的包含化合物，水为“宿主”，它们靠氢键键合形成想笼一样的结构，通过物理方式将非极性物质截留在笼内, 被截留的物质称为“客体”。一般“宿主”由20-74个水分子组成，较典型的客体有低分子量烃，稀有气体，卤代烃等。 4 结合水
通常是指存在于溶质或其它非水成分附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那部分水。
5 化合水 ( Constitutional water)
是指那些结合最牢固的、构成非水物质组成的那些水。
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6 体相水 (Bulk-phase water)
指没有与非水成分结合的水，包括自由水和截留水
7 状态图
就是描述不同含水量的食品在不同温度下所处的物理状态，它包括了平衡状态和非平衡状态的信息。
8 玻璃化转变温度（glass transition temperature, Tg）
高聚物转变成柔软而具有弹性的固体称为橡胶态，非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称玻璃化转变，此时的温度称玻璃化温度。 9 水分活度 (AW)
水分活度能反应水与各种非水成分缔合的强度， 指某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压；与同一温度下
纯水的饱和蒸汽压之比。 10 水分吸着等温线（MSI）
在恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线
11滞后现象
采用回吸(resorption)的方法绘制的MSI和按解吸(desorption)的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象称为滞后现象. 12单分子层水
在MSI区间Ⅰ的高水分末端（区间Ⅰ和区间Ⅱ的分界线，αW=0.2~0.3）位置的这部分水，通常是在干物质可接近的强极性基团周围形成1个单分子层所需水的近似量，称为食品的“单分子层水（BET）”。其意义在于相当于一个干制品能呈现最 高的稳定性时含有的最大水分含量 13分子流动性（Mm）
是分子的旋转移动和平转移动性的总度量。决定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。
五、简答题
1 简述食品中结合水和体相水的性质区别？ 结合水: 化合水 邻近水 多层水
化合水: 这部分水与食品成分结合最强 已构成非水物质的一部分
? ? ? ?
在-40℃下不结冰
不能用作其他添加溶质的溶剂 与纯水比较分子平均运动为0 不能被微生物利用
邻近水: 指存在于溶质及其它非水组分邻近的水
? ? ? ? ?
在-40℃下不结冰 无溶解溶质的能力
与纯水比较分子平均运动大大减少 不能被微生物利用
此种水很稳定，不易引起Food的腐败变质
多层水: 占有第一层中剩下的位置以及形成单层水以外的几层
? ? ? ?
大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。 有一定溶解溶质的能力
与纯水比较分子平均运动大大降低 不能被微生物利用
体相水: 自由水和截留水 ? ? ?
能结冰，但冰点有所下降
溶解溶质的能力强，干燥时易被除去 与纯水分子平均运动接近
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食品化学复习题及答案
