1.Физические и термодинамические характеристики воды связанная в био-макро молекулах.

Вода имеет ряд аномальных физических свойств: высокое поверхностное натяжение, высокие температуры замерзания и кипения,удельная энтальпия воды в расчете на 1 грамм вещества выше чем почти у всех простых веществ, плохо проводит электрический ток, но становится хорошим проводником при растворение в ней небольшого количества ионных веществ. Способность воды хорошо растворять многие вещества обусловлено молярностью её молекул. Молекула воды обладает довольно большим декольным моментом, поэтому при растворение в ней ионных веществ молекулы воды ориентируются вокруг ионов, т.е. сольватируют их. Для характеристики свойств воды во влажных материалах используются понятия активности воды (а_w). Активность воды — это отношение давления паров воды над данным материалом к давлению паров над чистой водой при одной и той же температуре.

а_w=Р_u / P_s

Это отношение называют относительной влажностью пограничного слоя. Оно входит в основу термодинамической формулы для определения энергии связи влаги к сухим скелетам материала. Для анализа связи влаги с сухим скелетом материала используют изотерма сорбция, которые позволяют не только установить зависимость активности, но и рассчитать термодинамические параметры продукта. Знаний этих характеристик и анализа зависимости их от влага содержания, позволяет уточнить форму и виды связи влаги в материалах, и режимы обработки продуктов.

2.Свободная и связанная влага. Методы определения.

Вода определяет консистенцию и структуру пищевого продукта. Свободная влага — это влага не связанная с полимером материала. Связанные воды и гидратация — это термины относящиеся к способности воды ассоциировать с различной степенью прочности с гидратированными веществами. Количество и сила связывания воды зависит от природы неводного продукта, температуры среды, значения рН и т.д.

К методам определения связывания воды относятся:

-дифференциальная сканирующая калориметрия (образец охлаждают, свободная влага замерзает, затем образец нагревают, измеряют тепло потребляемое для плавления замерзшей воды)

-термогравиметрический (основан на определение скорости высушивания контролируемых условий)

-диэлектрические измерения (при t=0 значение диэлектрической проницательности воды и льда примерно ровны, в случае присутствия связанной влаги, её диэлектрический показатели будут сильно отличаться от показателей основной массы воды и льда)

-измерение теплоемкости (значение теплоемкости воды в зависимости от её содержания, дает сведение о количестве связанной влаги)

-ядерно магнитный резонанс (в этом методе изучают подвижность воды в неподвижной матрице, при наличие свободной и связанной влаги получают три линии в ЯМР)

3.Взаимодействие воды с углеводами.

В процессе взаимодействия воды с углеводами принимают участие большое число химических групп, таких как группы ОН, СН, СН2. Определяющим фактором гидротационых свойств является относительная пространственная ориентация, гидроксильных групп. Присутствие гидроксильных групп у углеродного атома у моносахарида сглаживает любые потенциально возможные гидрофобные эффекты СН-групп. В случае с дисахаридом существует возможность возникновения значительных гидрофобных эффектов связанных с взаимодействием растворимых частиц с растворителем. Роль воды в полисахаридах изучена плохо. Существует класс в полисахаридах образующие гели при охлаждение горячих растворов с двойными спиралями. Другая группа полисахаридов при застудневание образует слоистую структуру. Третий механизм — это механизм образования мицеллярных структур. В этом случае гели образуются при нагревание холодных растворов. Механизм образования мицеллярных структур включает гидрофобное взаимодействие тех участков цепи целлюлозы, где гидрофобные группы расположены наиболее часто, а гидрофильные части цепи остаются свободные.