Voda u hrani - vježba za ispit

Flashcards covering physical properties of water, interactions with solutes, clathrate hydrates, water activity (aw), and impact on food stability and microbial growth.

Voda kao stabilizator

Jedna od uloga vode u biološkim sustavima je stabilizacija biopolimernih konformacija.

Sadržaj vode u piletini

Sirova piletina bez kožice sadrži prosječno $74$ % vode.

Sadržaj vode u jagodama i rajčici

Ove namirnice spadaju u skupinu sa sadržajem vode od $90$ do $95$ %.

Uklanjanje vode

Proces koji se provodi konvencionalnom dehidratacijom ili separacijom u obliku kristala leda (zamrzavanje), čime se mijenjaju nativna svojstva hrane.

Rehidratacija

Pokušaj vraćanja vode u hranu nakon njezina uklanjanja, koji je prema bilješkama samo djelomično uspješan.

Biološki aktivne strukture

Strukture biomakromolekula koje se formiraju isključivo u vodenom mediju.

Talište i vrelište vode

Voda ima izrazito visoke vrijednosti tališta ($0^\circ C$) i vrelišta ($100^\circ C$) u usporedbi s molekulama slične mase poput $CH_4$ ili $NH_3$.

Toplina evaporacije vode

Vrijednost energije potrebne za isparavanje vode koja iznosi $9,75\,cal/mol$.

Potencijal vezivanja vode

Specifičniji pojam koji se odnosi na kvantitet (količinu) vezane vode s hidrofilnim tvarima.

Kapacitet zadržavanja vode

Mogućnost matriksa molekula da fizički zadrže velike količine vode kako bi se inhibiralo njezino lučenje ili gubitak.

Fizički zarobljena voda

Voda koja ne teče iz tkiva čak ni kada se ono reže ili melje, ali se tijekom procesiranja ponaša gotovo kao čista voda.

Sinereza

Primjer smanjenja kapaciteta zadržavanja vode kroz pojavu izlučivanja tekućine iz gelova.

Vezana voda

Voda oko otopljenih tvari sa smanjenom mobilnošću koja ostaje nesmrznuta na temperaturama ispod $0^\circ C$.

Dipolarni karakter vode

Svojstvo uzrokovano kutom od $104,5^\circ$ između vodikovih atoma u molekuli vode.

Vodikova veza

Interakcija koja nastaje kada se elektroni jedne molekule dijele s vodikom druge molekule, s energijom od oko $20\,kJ/mol$.

Energija kovalentne veze u vodi

Stabilna veza unutar molekule vode koja iznosi približno $460\,kJ/mol$.

Dipol-ion interakcije

Interakcije kojima podliježu voda i jednostavni anorganski ioni, pri čemu se narušava normalna tetraedarska struktura vode.

Ioni koji stvaraju mrežnu strukturu

Mali i/ili multivalentni ioni poput $Li^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Al^{3+}$, $F^-$ i $OH^-$ koji smanjuju mobilnost molekula vode.

Ioni koji narušavaju mrežnu strukturu

Veliki i monovalentni ioni poput $K^+$, $Rb^+$, $Cl^-$, $Br^-$, $I^-$ i $NO_3^-$ koji imaju slabo električno polje.

Hidrofilne tvari

Tvari koje se vežu s vodom putem vodikovih veza (npr. preko hidroksilnih, amino ili karbonilnih skupina) i uglavnom ne narušavaju njezinu strukturu.

Hidrofobna hidracija

Proces stvaranja specijalne strukture vode u okolini nepolarnih molekula poput ugljikovodika, što je termodinamički nepovoljno.

Klatrat hidrati

Strukture u kojima voda stvara kavez koji zarobljava male nepolarne molekule (goste) niske molekulske mase.

Molekula gost

Molekula niske mase (ugljikovodici, plemeniti plinovi) koja je kompatibilna kavezu od $20$ do $74$ molekule vode.

Hidrofobne grupe u proteinima

Skupine prisutne na $40$ % aminokiselina u tipičnim proteinima hrane, poput metilne grupe alanina ili benzilne grupe fenilalanina.

Pokretačka sila proteinskog preslagivanja

Hidrofobne interakcije koje orijentiraju hidrofilne ostatke prema unutrašnjosti proteina radi stabilizacije tercijarne strukture.

Aktivitet vode (aw)

Pojam razvijen za opisivanje intenziteta kojim je voda vezana za nevodene tvari, definiran kao $a_w = p/p_0$.

Relativni tlak para

Naziv za omjer $p/p_0$ koji se u praksi koristi kao aproksimacija aktiviteta vode ($a_w$).

Clausius-Clapeyron-ova jednadžba

Modificirani oblik jednadžbe koji omogućava procjenu utjecaja temperature na aktivitet vode ($a_w$).

Aktivitet vode na temperaturama ispod zamrzavanja

Stanje u kojem $a_w$ ovisi isključivo o temperaturi, dok vrsta i omjer otopljenih tvari nisu bitni.

Staphylococcus aureus (aw limit)

Mikroorganizam čiji je rast onemogućen pri aktivitetu vode nižem od $0,86$.

Halofilne bakterije

Bakterije koje pokazuju povećani rast pri aktivitetu vode od $0,75$ do $0,80$.

Kserofilne gljivice

Organizmi koji mogu rasti u uvjetima niskog aktiviteta vode, obično između $0,65$ i $0,75$.

Osmofilni kvasci

Kvasci koji se razvijaju u koncentriranim medijima poput meda ili karamela pri $a_w$ od $0,60$ do $0,65$.

Hrana s visokim sadržajem vode (tekstura)

Hrana s $a_w$ od $0,75$ do $1,0$ koja je uglavnom mekana i ljepljiva.

Polukruta hrana (tekstura)

Hrana s $a_w$ od $0,25$ do $0,75$ koja je suha, čvrsta i fleksibilna.

Hrana s niskim sadržajem vode (tekstura)

Hrana s $a_w$ od $0$ do $0,25$ koja je suha, čvrsta i lako lomljiva (crispy).

Molekulska mobilnost

Kretanje molekula premještanjem ili rotacijom koje je usko povezano s difuzijskim svojstvima i stabilnošću hrane.

Staklasto stanje

Stanje u koje hrana prelazi hlađenjem ili smanjenjem vode, pri čemu se molekulska mobilnost znatno smanjuje.

Van der Waalsove sile u klatratima

Slabe interakcije snage oko $1,2\,kJ/mol$ koje povezuju vodu i molekulu gosta u klatrat hidratima.

Sadržaj vode u govedini

Sirova govedina sadrži između $50$ i $70$ % vode.