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℃时密度可达到最大值，继续升温密度逐渐下降。 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、离子效应对水的影响主要表现在改变水的结构、影响水的介电常数、影响水对其他非水溶质和悬浮物质的相容程度等几个方面。
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，会使疏水相互作用变弱，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自由水和结合水两大类。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促进和抑制作用。当食品中αW值在左右时，水分对脂质起抑制氧化作用；当食品中αW值＞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~区间时，大多数食品会发生美拉德反应；随着αW值增大，美拉德褐变增大至最高点；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，会导致细胞结构破坏、食品汁液流失、食品结合水减少。一般可采取速冻、添加抗冷冻剂等方法可降低冻结给食品带来的不利影响。
17、大多数食品一般采用动态机械分析（DMA）法和动态机械热分析（DMTA法来测定食品状态图，但对于简单的高分子体系，通常采用差示扫描量热法（DSC）法来测定。
18、玻璃态时，体系黏度较高而自由体积较小，受扩散控制的反应速率明显降低；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。
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）Al3＋ 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 （D）酶促反应速率高于αW值为下的反应速率。 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。
三、名词解释
1、离子水合作用：在水中添加可解离的溶质，会使纯水通过氢键键合形成的四面体排列的正常结构遭到破坏，对于不具有氢键受体和给体的简单无机离子，它们与水的相互作用仅仅是离子-偶极的极性结合。这种作用通常被称为离子水合作用。
2、疏水水合作用：向水中加入疏水性物质，如烃、脂肪酸等，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，处于这种状态的水与纯水结构相似，甚至比纯水的结构更为有序，使得熵下降，此过程被称为疏水水合作用。
3、疏水相互作用：如果在水体系中存在多个分离的疏水性基团，那么疏水基团之间相互聚集，从而使它们与水的接触面积减小，此过程被称为疏水相互作用。
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：是指那些结合最牢固的、构成非水物质组成的那些水。
6、自由水：又称游离水或体相水，是指那些没有被非水物质化学结合的水，主要是通过一些物理作用而滞留的水。
7、自由流动水：指的是动物的血浆、植物的导管和细胞内液泡中的水，由于它可以自由流动，所以被称为自由流动水。
8、水分活度：水分活度能反应水与各种非水成分缔合的强度，其定义可用下式表示：
aw?pERH? p0100其中，P为某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压；P0表示在同一温度下纯水的饱和蒸汽压；ERH是食品样品周围的空气平衡相对湿度。
9、水分吸着等温线：在恒温条件下，食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）与αW的关系曲线。
10、滞化水：是指被组织中的显微结构和亚显微结构及膜所阻留的水，由于这部分水不能自由流动，所以称为滞化水或不移动水。
16 滞后现象：MSI的制作有两种方法，即采用回吸或解吸的方法绘制的MSI，同一食品按这两种方法制作的MSI图形并不一致，不互相重叠，这种现象称为滞后现象。
四、简答题
1、简要概括食品中的水分存在状态。
食品中的水分有着多种存在状态，一般可将食品中的水分分为自由水（或称游离水、体相水）和结合水（或称束缚水、固定水）。其中，结合水又可根据被结合的牢固程度，可细分为化合水、邻近水、多层水；自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流动水。但强调的是上述对食品中的水分划分只是相对的。 2、简述食品中结合水和自由水的性质区别
食品中结合水和自由水的性质区别主要在于以下几个方面：
⑴食品中结合水与非水成分缔合强度大，其蒸汽压也比自由水低得很多，随着食品中非水成分的不同，结合水的量也不同，要想将结合水从食品中除去，需要的能量比自由水高得多，且如果强行将结合水从食品中除去，食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变；
⑵结合水的冰点比自由水低得多，这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水，可在较低温度生存的原因之一；而多汁的果蔬，由于自由水较多，冰点相对较高，且易结冰破坏其组织； ⑶结合水不能作为溶质的溶剂；
⑷自由水能被微生物所利用，结合水则不能，所以自由水较多的食品容易腐败。 3、比较冰点以上和冰点以下温度的αW差异。
在比较冰点以上和冰点以下温度的αW时，应注意以下三点：
⑴在冰点温度以上，αW是样品成分和温度的函数，成分是影响αW的主要因素。但在冰点温度以下时，αW与样品的成分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，αW不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此不能根据αW值来准确地预测在冰点以下温度时的体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冰点温度时用αW值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指
食品化学复习题及答案
