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BC 2-1 水的结构、性质与功能

#生物化学 #食品 #水 #功能

1. 水在生物体中的作用

1. 体内化学反应的介质
2. 生化反应的反应物（参与水解反应）
3. 养分和代谢物的溶剂与载体
4. 粘度小，有润滑作用
5. 生物大分子构象的稳定剂
6. 调节体温

TIP

冰的导热率是水的数倍，因此，结冰比解冻快

• 在结冰过程中，冰层形成后能更高效地将热量从液态水传导至冷源（如低温环境），加速冻结
• 解冻时，热量需要通过液态水层传递到冰中，而水的低热导率会成为瓶颈，导致传热效率降低，解冻速度变慢

2. 水的结构

缔合：水分子之间靠氢键 （静电力） 产生的作用力

• 因此，水分子中存在较大的引力

每个水分子具有数量相同的氢键给予体和接受体（各两个，共四个） 因此，每个水分子可以通过氢键结合 4 个水分子

水分子是一个极性分子

3 水的性质

• 高熔点
• 高沸点
• 高表面张力
• 高介电常数

水的异常性质影响食品加工

• 较高热容与汽化潜热：加热、冷却、干燥需要传递大量热量，水分变化会影响能耗
• 较高表面张力：粉体湿润和气泡形成涉及界面，乳化剂可改变界面形成
• 较高介电常数：有利于离子溶剂化

纯水具有一定结构，但还不是长程有序的刚性结构

4 冰

冰的密度比水低 水分子的各原子仅占据冰总体积的 42%

冰的结构是非静态的，氢键处于持续的变化之中