Water Properties of Food, Pharmaceutical, and Biological Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Pilar Buera, Maria Del (EDT)/ Buera, Pilar (EDT)/ Welti-Chanes, Jorge (EDT)/ Lillford, Peter (EDT)/

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 282.44

装帧:HRD

isbn号码:9780849329937

丛书系列:

图书标签:

• Water properties
• Food science
• Pharmaceutical science
• Biological materials
• Material science
• Food chemistry
• Drug delivery
• Biophysics
• Colloid science
• Surface chemistry

好的，这是一份关于《食品、制药和生物材料的水分性质》的图书简介，旨在详细介绍该领域的核心概念、研究方法和应用，同时避免提及任何与该特定书名直接相关的内容。 --- 水分在生命科学与材料科学中的核心作用：理论、表征与应用 图书简介 核心聚焦：水分的物理化学特性与复杂体系中的行为 本书深入探讨了水在生物、食品和制药材料中的关键作用，旨在为跨学科研究人员、工程师和从业者提供一个全面而深入的理论框架和实践指南。水分，作为生命活动和材料功能性的决定性因素，其性质的理解远超简单的H₂O分子概念，它涉及复杂的相互作用、动态平衡以及在不同环境下的行为变化。 第一部分：水分的基本原理与结构 本部分奠定了理解水分行为的基础。我们首先审视水分子的独特结构，重点分析其极性、氢键网络形成的能力，以及这些特性如何决定了水作为溶剂的独特地位。 水的微观结构与动力学： 详细解析了液态水中的瞬时结构、氢键的形成与断裂过程，以及如何通过光谱学技术（如拉曼、红外和核磁共振）来探测水分的动态行为。我们探讨了“固有结构”理论，并将其与分子动力学模拟的结果进行对比，揭示了在不同温度和压力下水分相变的关键机制。 水与界面相互作用： 界面张力、润湿性以及水在固体表面上的吸附行为是理解许多材料稳定性的核心。本章深入分析了范德华力、静电相互作用以及毛细管效应，并解释了这些作用力如何影响多孔介质中的水分传输。 热力学基础： 建立了水分活度（Water Activity, $a_w$）的理论基础，这是食品和生物系统稳定性的核心参数。详细阐述了平衡相对湿度（ERH）的测量方法，以及如何利用热力学模型（如BET、GAB方程）来描述水蒸气吸附等温线，从而预测材料在不同储存条件下的稳定性。 第二部分：水分在复杂系统中的表征技术 理解材料中的水分状态，需要依赖一系列先进的实验和计算工具。本部分侧重于介绍如何量化和可视化材料内部的水分分布和状态。 动态热分析技术（DTA/TGA）： 深入解析了热重分析（TGA）在测定水分含量、脱水动力学以及材料热稳定性方面的应用。结合差示扫描量热法（DSC），用于确定结合水、自由水和冷冻水的比例，以及玻璃化转变温度（Tg）对水分含量的敏感性。 光谱学与显微成像技术： 介绍了如何利用近红外光谱（NIR）进行快速、无损的水分定量分析，并探讨了共聚焦拉曼显微技术在空间分辨率上揭示水分分布的能力。对于生物材料，重点讨论了低温电子显微镜（Cryo-EM）在观察细胞内水结构重构中的应用。 核磁共振弛豫（NMR Relaxometry）： 阐述了低场核磁共振（LF-NMR）如何通过测量质子弛豫时间（$T_1$和$T_2$）来区分不同结合态的水分子，并用于监测干燥、冷冻和储存过程中的水分迁移。 第三部分：水分在特定材料体系中的行为与调控 本部分将理论与实践相结合，聚焦于水分行为对特定行业材料性能的关键影响。 食品系统的稳定化与质构形成： 详细分析了水分活度如何控制微生物生长、酶促反应和非酶褐变。重点研究了淀粉、蛋白质和脂肪在水合失水过程中的结构变化，包括凝胶化、糊化和冷冻损伤机制。讨论了如冷冻干燥、喷雾干燥等水分去除技术对最终产品质量（如溶解性、生物活性）的长期影响。 生物分子与水： 探讨了水在维持蛋白质三维结构、核酸功能和膜完整性中的“水合层”作用。分析了去溶剂化作用如何导致蛋白质变性，以及在药物输送系统（如脂质体、微球）中，水分子在渗透和释药速率控制中的决定性作用。 药剂学与固态分散体： 关注了药物结晶、多晶型转变与水分子之间的复杂关系。讨论了水对片剂的粘附性、崩解时间和生物利用度的影响。特别是对于无定形药物，水分的吸附和引起其过早结晶的风险控制策略被深入剖析。 多孔材料与干燥过程的模拟： 针对陶瓷、土壤或生物组织等材料，运用传输现象理论（扩散、对流）来模拟干燥过程中的水分梯度和收缩应力。强调了如何通过数值模型优化干燥参数，以避免材料开裂和性能下降。 第四部分：面向未来的挑战与新兴领域 最后，本书展望了当前研究的前沿领域，这些领域对水分性质的更深层次理解提出了新的要求。 超临界流体中的水行为： 探讨了在极端条件下（如超临界二氧化碳）水作为助溶剂或反应介质的独特性质。 水在活细胞环境中的功能： 简要介绍了受限水（Confined Water）的概念，以及它如何影响细胞膜的通透性和离子通道的活动。 通过整合物理化学原理、先进的表征技术和实际工程应用，本书旨在成为一本不可或缺的参考书，推动对生命和工程材料中水分复杂作用的认知深入发展。

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