第一章 水与矿物质

学习目标 1 熟悉烹饪原料中水的种类与特点、水对菜肴质感的影响、水与人体健康的关系

2 掌握水的性质及其在烹饪中的应用

3 熟悉矿物质的分类、主要矿物质的性质、矿物质与人体健康的关系

4掌握矿物质与食物酸碱性的关系，掌握矿物质在烹饪过程中的变化规律

第一节 水

各种烹饪原料和菜肴都含有水，只有含有一定量的水，才能显示出它们固有的色、香、味、形等性状；只有含有水，才能表现出其鲜度、嫩度、黏度和稠度等特征。水对食物的烹饪及烹饪成品的质量有着极为重要的影响。

一、烹饪原料中水的种类及其存在方式

水在烹饪原料中的存在方式很复杂，可以简单地分为自由水和结合水两大类。

1．自由水

自由水存在于烹饪原料的细胞间隙或毛细管中，具有天然水的性质（如0℃能结冰，100℃能沸腾等），能作为溶剂溶解矿物质盐类，能够被食品微生物所利用，受环境温度和湿度影响可自由出入而使食物水分发生增减变化。

烹饪原料中，多汁的新鲜蔬菜、水果和肉类，由于含有较多的自由水，经冷冻后细胞结构容易被冰晶所破坏，解冻时导致组织不同程度的崩溃，造成汁液流失而严重影响其质量和风味。

2．结合水

结合水与烹饪原料中蛋白质、淀粉、膳食纤维等亲水成分通过一定的方式紧密结合，不具有天然水的性质（即使-40℃也不结冰），不起溶剂作用，不能被食品微生物所利用，即使加热也不容易从食物中蒸发（在100℃下不能从食物中挥发出去）。

事实上，自由水和结合水是烹饪原料中确实存在的两种极端状态水分，此外还存在着许多中间状态的水分。从结合水到自由水是逐渐过渡的，两者之间并没有明确的分界线。

二、常见烹饪原料的含水量及其对菜肴质感的影响

1．常见烹饪原料的含水量

各种烹饪原料均含有水，但不同的烹饪原料之间含水量的差别很大，其中以油脂含水量最少，水分含量为0%～0.2%；新鲜蔬菜、瓜果含水量较高，最高的可达95%。常见烹饪原料中的含水量见表1-1。

2．水对菜肴质感的影响

菜肴的质感除了与原料本身的类别、组织结构和成分有关外，原料中的含水量是影响其质感的最重要因素之一。一般来说，同一种类的烹饪原料，如果所含水分丰富，则表现为比较鲜嫩。例如蔬菜，含水多时结构松脆、鲜嫩多汁，一旦部分失水，就会萎蔫、皱缩和失重，其食用价值就会大大降低；又如鲜肉，蛋白质呈胶凝状，有很高的持水力和弹性，所以比较柔软。

烹饪实践中，设法保持原料一定的含水量很重要，也大有学问。通常采用挂糊、上浆等方法来减少肉丝、肉片等原料中的水分在烹饪过程中的挥发，使菜肴鲜嫩柔软爽口。同时，根据不同原料的含水情况选择合适的烹饪技法同样很重要。例如，老龄动物肉含水少，结缔组织多，肌肉结构紧密，肉质硬实，宜用小火较长时间加热烹制，以使口感酥烂；年幼的禽畜肉含水高，则宜急火短时间加热，使原料内部的水分少蒸发，以达到鲜嫩的效果。用油炸的方法烹制食品时，要把握好油温和时间，使失水和熟化都恰到好处，这样就能得到外脆里嫩、既脆又嫩的好效果。

三、水的性质及其在烹饪中的应用

水的性质多种多样，与烹饪相关的性质主要有密度、沸点、导热性、比热容和溶解性质等。

1．密度

水在4℃时的密度最大，为1.000g/cm3，高于或低于4℃时密度均略有减少。对于一定质量的水来说，4℃时的体积最小，高于或低于4℃时体积均有所增大。当水结成冰时，体积可膨胀约9%。

因此，含水多的烹饪原料在进行冷冻时，因组织细胞内的水结冰引起体积膨胀，从而可导致细胞组织受冰晶挤压而破坏，从而在解冻时不能复原，导致汁液流失、组织溃烂、滋味改变等。实践中，蔬菜、水果等含水多的生鲜植物性烹饪原料在保存时多采用冷藏而不进行冷冻，对于动物性烹饪原料在需要冷冻时也提倡快速冷冻的方法，以尽量减少组织细胞因被破坏而失水。

2．沸点

在1atm下，水的沸点为100℃。水的沸点随压力的增大而升高，随压力的减小而降低。根据这一性质，烹饪实践中，常利用高压锅获得较高的水蒸气温度（烹饪温度），以缩短烹制的时间或可以在较短的时间内使难以煮透的食物（如动物的筋、骨、皮等）快速熟透。反之，在海拔较高地区或高山上烧水、煮饭时，要注意因气压降低而使水沸点降低，从而使水蒸气温度降低而容易烧成“假沸水”、夹生饭等问题。

水的沸点还随溶入其中的电解质（如食盐等）浓度的增加而升高，达到饱和溶液后沸点不再增加。

3．导热性

导热性是衡量物体传递热量的能力的一个物理性质。水和几种常见物质的热导率见表1-2。

水是一种黏度小、流动性大、渗透力强的液体，传热速度虽比钢、铁等金属慢得多，但比烹饪原料快，同时水的沸点相对较低，易蒸发形成水蒸气，是烹饪理想的传热介质。烹饪过程中水的导热，是对流和传导两种导热形式的综合作用，但以对流为主。水蒸气加热因水蒸气的渗透能力强，加之水蒸气的温度略高于水煮的温度，因而加热时间更短成熟更快，并且用蒸的方法烹制菜肴风味物质和营养物质损失少，能较好地保持原有的汁、味和形状，因此许多菜肴的加工常用蒸的方法来完成。

煮、焯、烫、汆、涮都以水作为烹饪传热介质。用水作为传热介质，是各种烹饪熟制方法中温度最低的，因而制品成熟速度缓慢，需要时间较长。

4．比热容

比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）。水的比热容很大，具有很强的吸热能力，水温不容易随气温变化而变化，具有一定的保温作用。

5．溶剂性质

水的溶解能力很强，不仅能溶解食盐、白糖、味精和多种矿物质盐类，也能溶解烹饪原料中的多种风味物质和营养物质。

（1）溶解作用 利用水的溶解性能，可通过浸泡、焯水等方法去除烹饪原料中的某些苦涩味物质和有害物质，如竹笋中的草酸、鲜黄花菜中的秋水仙碱、动物内脏中的腥臊味物质等，均可利用水的溶剂性质予以去除。

煲汤、炖汤过程也是一个烹饪原料中的风味物质和营养物质溶解于水的过程。通过水分的渗透、扩散运动，使原料中的各种养分逐渐析出。

必须指出，烹饪实践中要尽量避免因水的溶解性而带来的一些不良影响，如用水清洗蔬菜时要注意先洗后切，以防水溶性维生素的流失；要冷水洗肉，温水洗菜，以保住营养、去除农药残留，因为温水比凉水更容易去除农药残留，并且随着水温的升高农药分解速度也加快，但温水特别是热水洗肉，不仅会使肉中的一些水溶性物质流失，使肉的口感大大受到影响，而且容易变质腐败；切好的肉丝、现成的肉馅等则更不宜水洗和焯水。

（2）介质作用 利用水的强溶解能力，可以将原料中的水溶性鲜味物质溶于水中，这就是烹饪中的吊汤，此时的水是一种调味介质。

烹饪过程中，烧、炖、煮、熘、滑、扒等方法都是在水中进行的，其间，食物中的成分不断地进行着各种反应、变化，此时的水充当的是反应介质甚至是反应物的角色。

水在烹饪中的应用还包括清洗作用和浸涨作用等。清洗作用则利用水的溶解能力和极性，用来去除瓜果蔬菜等各种烹饪原料中的污物和杂质，用来淘洗大米中的糠粉，用来清洗餐具和炊具等。浸涨作用简单说就是利用水将干货涨发，其实质是干货中的淀粉、蛋白质、果胶等干高分子凝胶通过在水中浸泡而吸水，被吸收的水分储存于各自的凝胶结构中，使其体积膨大。涨发后的烹饪原料，如海参、木耳、菌菇等，易于烹调加工和消化利用，但也容易受微生物的感染而容易腐败变质，故干货宜随发随用。

四、水分活度与烹饪原料的安全储存

烹饪原料在潮湿时容易腐败变质，而在干燥状态时则不容易变质，这说明烹饪原料的腐败与其含水量有一定的关系。但有些烹饪原料含水量基本相同，但耐藏性却不同，如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜，两者水分相差不大，但耐藏性却大不相同。有时甚至是含水量高的烹饪原料比含水量低的原料更耐藏。这些都说明，用含水量来判断烹饪原料耐藏性是不可靠的，因此有必要引入水分活度的概念。

1．水分活度的概念

水分活度，用 Aw表示，是指在一定条件下，在一密闭容器中，烹饪原料的饱和水蒸气分压（p）与同温度下纯水饱和蒸汽压（p0）的比值，水分活度在数值上等于平衡相对湿度（ERH）除以100。即：

根据以上概念可以知道，如果将某烹饪原料置于一个密闭的容器内一定时间，达到水的蒸发速率与吸附速率相平衡状态时，测定容器内的相对湿度，如果测得值为85%，则说明该原料的水分活度为0.85。

对于纯水来说，p=p0，因此 Aw =1。而对于各类烹饪原料，其 p值总是小于 p0，所以 Aw 总是小于1。原因是烹饪原料中的水，并非纯粹的水，其中还含有糖类、无机盐等多种可溶性物质。

水分活度所表示的是烹饪原料中的水可以被微生物、酶利用的程度，即水分活度可以反映出烹饪原料的耐藏性。一般说来，水分活度越高，表明自由水的含量越高，烹饪原料也就越容易腐败变质。水分活度对评估烹饪原料的耐藏性具有重要的意义。

2．水分活度与烹饪原料耐藏性的关系

各类烹饪原料的腐败变质与食品微生物的生长繁殖密切相关，而各类食品微生物的生长繁殖也需要在一定的水分活度范围内才能进行。

不同种类的食品微生物在生长繁殖时，对水分活度的要求不同。一般情况下，细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。通常水分活度低于0.9时，细菌不能生长繁殖；水分活度低于0.87时，大多数酵母菌的生命活动受到抑制；当水分活度低于0.80时，大多数霉菌不能生长；除一些耐渗透压微生物外，当水分活度低于0.6时，其他任何微生物都不能生长、繁殖。

要使烹饪原料具有良好的储存稳定性，最好的办法就是通过控制水分来降低水分活度。对那些季节性强、不宜久放的烹饪原料，可以采用干燥、浓缩等手段来降低其水分活度。干燥的方法有日晒、烘干、冷冻干燥、烟熏等；浓缩是通过盐、糖等物质的渗透、脱水作用来降低烹饪原料的水分活度的，经典的方法有盐腌法、糖渍法等。

五、 水与人体健康

水是人体需要量最大、最重要的营养素。占体重的50%～60%，人体新陈代谢的一切生物化学反应都必须在水的介质中进行。人断食可生存数周，但若断水，只能生存数日。水对人体的功能归纳为以下几个方面：

（1）水是构成细胞和体液的重要组成部分。

（2）水是体内各种生理活动和生化反应必不可少的介质，没有水一切代谢活动便无法进行，生命也就停止了。

（3）水是体内吸收、运输营养物质及排泄代谢废物的最重要的载体。

（4）水可以调节体温。水的比热容大，能吸收较多的热量，通过蒸发或出汗调节体温，避免体温过高。

（5）水能润滑组织。如水可滋润皮肤，润滑关节。

人对水的需要量与体重、年龄、气温、劳动及其持续时间有关，正常人每日每千克体重需水量约为40mL，婴儿的需水量为成人的3～4倍。夏季高温、劳动强度大都会增大需水量。

人体水的来源包括饮用水、食物中的水和内生水（指体内的糖类、脂肪和蛋白质代谢产生的水）三部分。正常情况下，成人每天从食物中摄入的水约1000mL，内生水约300mL，因此，通常每人每天还需饮水约1200mL。最经济、实惠、卫生的饮用水是白开水。

必须指出，烹饪中产生的老化水、千滚水、蒸锅水等，其中的亚硝酸盐含量较高，在体内易与胺类物质结合而生成致癌物质亚硝胺，对人体有潜在的危害，不可食用。

当人体处于生理异常特别是病理状态时，可使水分在体内淤积或脱水。食物中蛋白质不足或肾炎患者在尿中排出大量蛋白质，造成血浆蛋白质减少，渗透压降低，减弱了水向血液内转移的趋势，于是水在机体组织中产生淤积而水肿。相反，大量出汗、剧烈呕吐或腹泻会造成体内脱水。脱水过程中，体内大量盐类也随之排出，此时若单纯补给淡水，体液将更加稀释，而机体为了保持一定的渗透压，又必然增加水的排泄。水排出越多，机体失盐越多，形成恶性循环而使脱水更加严重。当全身脱水达体重的20%时就有生命危险。

长期超量饮水也能刺激体内代谢强化，加速蛋白质分解，甚至造成氮的负平衡。若进入体内的水多到超过了肾脏的排出能力，则会导致水肿或腹水，并产生头痛、恶心与全身无力等水中毒症状。