食品化学第一章绪论

1、 食品化学食品化学FOOD CHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙打开食品科学之门的钥匙第一章第一章 绪绪 论论n一、计划课时：一、计划课时：40n二、授课内容：二、授课内容：n 食品化学（食品化学（Food Chemistry）是食品科学）是食品科学与工程各专业重要的专业基础课程，对于食品与工程各专业重要的专业基础课程，对于食品科学研究和食品工业的发展具有非常重要的指科学研究和食品工业的发展具有非常重要的指导意义，因此历来受食品科学与工程领域的研导意义，因此历来受食品科学与工程领域的研究工作者和教育工作者的重视。究工作者和教育工作者的重视。课程内容及课时安排课程内容及课时安排n 本门课程主

2、要讨论食品化学的基本内容，本门课程主要讨论食品化学的基本内容，其中包括：其中包括：各类食品成分的结构、名称、物理各类食品成分的结构、名称、物理和化学性质、营养学价值及在食品加工、贮藏、和化学性质、营养学价值及在食品加工、贮藏、运销过程中的变化，运销过程中的变化，借此从分子水平理解食品借此从分子水平理解食品的组成、功能、加工工艺、贮藏技术等的本质。的组成、功能、加工工艺、贮藏技术等的本质。为了降低本门课程的学习难度，拟补充一些化为了降低本门课程的学习难度，拟补充一些化学特别是有机化学知识。结合食品科学的发展，学特别是有机化学知识。结合食品科学的发展，拟介绍性的补充一些有关功能食品、食品资源拟介绍

3、性的补充一些有关功能食品、食品资源开发等方面的内容。开发等方面的内容。n三、学习要求：三、学习要求：n 1. 按时上课按时上课 n 2. 记好笔记记好笔记n 3. 及时了解食品科学研究方面的新及时了解食品科学研究方面的新 进展进展 课程内容及课时安排课程内容及课时安排主要参考书目：主要参考书目：n世界上第一本有关食品化学的专著出现于世界上第一本有关食品化学的专著出现于1847年，由年，由Jean Baptiste Dumas所著，书名为所著，书名为食品化学的研究食品化学的研究。n目前具有世界影响力的食品化学教材有目前具有世界影响力的食品化学教材有nOwen R. Fennema（美国）主编的（

4、美国）主编的 “Food Chemistry” H. D. Belitz（德国）主编的（德国）主编的“Food Chemistry”n林淳三（日本）主编的林淳三（日本）主编的最新食品化学最新食品化学。n我国食品科学与工程的教育工作者也先后编写出版了不同我国食品科学与工程的教育工作者也先后编写出版了不同版本的食品化学教材，其中有王璋主编的版本的食品化学教材，其中有王璋主编的食品化学食品化学，谢笔钧主编的谢笔钧主编的食品化学食品化学，刘邻渭等人编写的，刘邻渭等人编写的食品化食品化学学，阚建全主编的，阚建全主编的食品化学食品化学等；还有黄晓钰主编的等；还有黄晓钰主编的食品化学综合实验食品化学综合实验

5、等实验教材。等实验教材。 Food chemistry Belitz?Grosch Springer Second Edition 1999 Food chemistry Owen Fennema 3rd ed., Marcel Dekker, New York Principles of Food Chemistry John deMan, 3rd edition, Aspen Publishers Inc., Gaithersburg, Md.Food chemistry第一章第一章 绪绪 论论n本章讨论的主要内容：本章讨论的主要内容：n1.1 食品化学的概念及研究内容食品化学的概念及研究

6、内容n1.2 食品的物质及物质体系食品的物质及物质体系n1.3 食品或食品原料化学成分理化性质及化食品或食品原料化学成分理化性质及化 学变化概述学变化概述n1.4 食品化学的研究历史及主要研究方法食品化学的研究历史及主要研究方法n1.5 食品化学与食品科学发展的关系食品化学与食品科学发展的关系uIt is desirable to establish an analytical approach to the chemistry of food formulation, processing and storage stability, so that facts derived from t

7、he study of one food or model system can enhance our understanding of other products. uOwen Fennema, 1996 Course ObjectivesGoal of this class1.Understand foods as mechanistic, chemical systems. 2.All the phenomena observed in preparing food can, in principle, be understood in classically chemical te

8、rms. Understanding how chemical systems behave enables us to better control them to meet our many needs. 3.Students will enter the class with a basic knowledge of chemistry and leave understanding how it applies to food. 4.Understanding the important chemical basis of food quality.5.Successful stude

9、nts will develop a conceptual framework to understand unfamiliar phenomena in terms of food chemistry. 6.Achievement of these goals requires both an accumulation of facts and the development of an analytical approach to food quality. Goal of this class食品化学的研究内容食品化学的研究内容IntroductionuConvenience foods

10、: according to properties which determine handlinguAdditional requirement: free from toxic materials food in the first of necessity to the peopleuFood chemistry: is involved not noly in elucidating the composition of the raw materials and end-products, but also with the changes which occur in food d

11、uring its production, processing, storage and cooking.uDesired and undesired reactions: compositional analyses( detection, isolation and structural characterization of food constituents) uThe reactions of a single constituent or of a simple mixture uA food in which an individual reaction dominates c

12、an be made.化学化学 分子水平分子水平CompositionStructurePhysicochemical propertiesNutritionSafetyChangesinfluenceStorage ProcessingTransportation sale Food qualitySafetyI tell I tell you!you!n1.1.1 1.1.1 基本概念基本概念n 食品化学：应用化学的原理和方法，研究食食品化学：应用化学的原理和方法，研究食品及其原料的组成、结构、理化性质、生理功能、品及其原料的组成、结构、理化性质、生理功能、体内生化过程、营养价值及在加工、

13、贮藏、运销体内生化过程、营养价值及在加工、贮藏、运销中的变化及变化的本质，为食品科学发展提供理中的变化及变化的本质，为食品科学发展提供理论和思维基础的一门综合性学科。论和思维基础的一门综合性学科。n n 研究食品的组成、结构、功能及其变化规律，研究食品的组成、结构、功能及其变化规律，从分子水平认识食品的一门科学。从分子水平认识食品的一门科学。n 目的：促进食品科学全面深入发展。目的：促进食品科学全面深入发展。1.1 食品化学的概念及研究内容食品化学的概念及研究内容(1) 研究食品的化学组成研究食品的化学组成食品中的化学成分食品中的化学成分WaterMineralVitamins Lipids

14、ProteinsCarbohydratesHormone Flavor CompositionsToxic SubstancesNatural CompositionsUnnatural CompositionsInorganic CompositionsOrganic CompositionsFood AdditivesContaminantNatural Additives Synthetic AdditivesProcessingEnvironmental Pollution 食品中的基本营养素食品中的基本营养素（3 3）研究食品贮藏、加工新技术，开发新）研究食品贮藏、加工新技术，开发新

15、产品和新的食物资源产品和新的食物资源（4 4）研究化学反应的动力学行为和环境因）研究化学反应的动力学行为和环境因素的影响素的影响 （2 2）揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化）揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化1.1.2 食品化学的研究内容n认识各类食品成分：认识各类食品成分：营养成分（水、糖、脂、氨营养成分（水、糖、脂、氨基酸蛋白质多肽及酶、维生素、矿物质等），微基酸蛋白质多肽及酶、维生素、矿物质等），微量及添加成分（调味品、香味、色素、加工辅料量及添加成分（调味品、香味、色素、加工辅料等），保健成分（多糖、食用纤维、蛋白质、黄等），保健成分（多糖、食用纤维、蛋白质、黄酮类等）及以上各类成分

16、在食品加工、贮藏过程酮类等）及以上各类成分在食品加工、贮藏过程中的次生物质；中的次生物质；n对各类成份进行提取、分离，表征各类成分的化对各类成份进行提取、分离，表征各类成分的化学结构和理化性质；学结构和理化性质；n研究各类食品成分在食品加工过程、贮藏、运销研究各类食品成分在食品加工过程、贮藏、运销过程中的化学变化及变化规律；过程中的化学变化及变化规律；n研究食品成分的构效关系；研究食品成分的构效关系；食品化学与相关学科的关系食品化学与相关学科的关系Food Science Food Chemistry Food EngineeringFood Micoorganism 化学化学 生物化学生物化

17、学食品化学食品化学 植物学植物学 动物学动物学 分子生物学等分子生物学等 食品化学的准备课程食品化学的准备课程 无机化学、有机化学、无机化学、有机化学、 分析化学、物理化学、分析化学、物理化学、 生物化学。生物化学。1.1.3 本学科的特点本学科的特点n 以化学为基础，融人体生理学、营养学、生以化学为基础，融人体生理学、营养学、生物化学、细胞学、医药学、毒理学、微生物学、物化学、细胞学、医药学、毒理学、微生物学、食品加工工艺学、食品贮藏学等诸多学科为一食品加工工艺学、食品贮藏学等诸多学科为一体；是一门综合学科；体；是一门综合学科；n 从分子水平认识食品及食品技术，其认识和从分子水平认识食品及食

18、品技术，其认识和说明问题最为深刻；说明问题最为深刻；n 研究过程需要最先进的科学理论和技术，研研究过程需要最先进的科学理论和技术，研究起点高；究起点高；n 是食品专业的一门基础性学科。是食品专业的一门基础性学科。1.2 食品中的物质及物质体系食品中的物质及物质体系n1.2.1 食品中的物质食品中的物质n （1）食品的物质构成）食品的物质构成 主体构成物质：主体构成物质：食品原料中所含的物质，包食品原料中所含的物质，包括六大营养要素（水、糖、脂、蛋白质、维生素括六大营养要素（水、糖、脂、蛋白质、维生素和矿物质）、纤维类及其它微量成分等；和矿物质）、纤维类及其它微量成分等； 添加成分类：添加成分类

19、：色素、调味剂、香料、赋形剂、色素、调味剂、香料、赋形剂、加工助剂及功能性添加剂等；加工助剂及功能性添加剂等； 次生物质类；次生物质类；化学或微生物污染物。化学或微生物污染物。 1.2.2 食品的物质体系食品的物质体系n（1）食品的物质）食品的物质体系是食品成分体系是食品成分的特定组织形式的特定组织形式食品成分（单个分子）分子体系食品超分子分子集团图1.1 食品成分物质体系形成示意图什么是超分子什么是超分子 n 几十个原子、分子或成千个原子、分子几十个原子、分子或成千个原子、分子组合组合在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性

20、质，这种质，也不同于大块物体的性质，这种组合组合被称被称为为超分子超分子或或人工分子人工分子。超分子超分子的性质，如它的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当及水溶性都有重大变化。当超分子超分子继续长大或继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去。会失去。 （2）食品物质体系的特点）食品物质体系的特点na.既可由多个同类物质分子组成，也可由多个不同既可由多个同类物质分子组成，也可由多个不同类型物质分子组成；类型物质分子组成；n b.单个分子组成多分子体系具有

21、分子识别的特点；单个分子组成多分子体系具有分子识别的特点；n c.单个分子组成多分子体系主要通过弱键相互连接；单个分子组成多分子体系主要通过弱键相互连接；nd.多分子体系的结构形式远比单个分子复杂；多分子体系的结构形式远比单个分子复杂；ne.多分子体系的理化性质、体内代谢过程及生物学多分子体系的理化性质、体内代谢过程及生物学功能与单个分子有较大的差别。功能与单个分子有较大的差别。1.3 食品或食品原料化学成分理化性质及化学变食品或食品原料化学成分理化性质及化学变化概述化概述n1.3.1 食品成分的理化性质与功能概述食品成分的理化性质与功能概述n 水：良好的流动性、与食品成分的亲合性及溶解水：良

22、好的流动性、与食品成分的亲合性及溶解性；溶剂；性；溶剂；n 糖类：低糖或单糖：吸湿、保湿、增粘、增塑、糖类：低糖或单糖：吸湿、保湿、增粘、增塑、结晶和易溶；结晶和易溶； 多糖：增稠、胶凝、乳化、成膜等；结构、营养多糖：增稠、胶凝、乳化、成膜等；结构、营养等；等；n脂类脂类 ：乳化（极性脂，如磷脂）；沸点高、：乳化（极性脂，如磷脂）；沸点高、同质多晶性（中性脂，如油脂）；溶剂、风味、同质多晶性（中性脂，如油脂）；溶剂、风味、起稣、抗老化等；起稣、抗老化等；n 蛋白质：亲水蛋白质：亲水/疏水、等电点、乳化、起泡、疏水、等电点、乳化、起泡、成膜、增稠等，营养、催化、保护风味等成膜、增稠等，营养、催化

23、、保护风味等n 矿物质：具有调节水份活度、矿物质：具有调节水份活度、PH、离子平、离子平衡、离子强度、改善或稳定荷电生物大分子等衡、离子强度、改善或稳定荷电生物大分子等功能；功能；1.3 食品或食品原料化学成分理化性质及化学变化概述食品或食品原料化学成分理化性质及化学变化概述n1.3.2 食品成分主要化学变化概述食品成分主要化学变化概述（1）主要化学变化）主要化学变化 见图见图1.2及图及图1.3原料植物性生理成熟后熟衰老动物性呼吸细胞壁软化风味物产生僵直、嫩化自溶、腐败贮藏加工原料混合细胞破坏酶促水解酶促氧化加热分解、聚合异构化、变性脱水非酶褐变氧化蛋白质变性空气光照辐射氧化光致变色辐射分解

24、酸、碱金属离子水解、皂化自动氧化变色食品包装、运输特殊加工条件烟熏：苯并芘腌制：亚硝胺内在反应仍在继续外来微生物导致反应图图1.2 原料、食品贮藏、加工中的化学变化类型和影响因素原料、食品贮藏、加工中的化学变化类型和影响因素脂类氧、加热催化剂过氧化物蛋白质氧化的蛋白质碳水化合物加热强酸强碱活泼的羰基化合物色素维生素风味物异味异常颜色丧失营养价值质地变劣中等水份活度较高的温度蛋白质图1.3 几种主要食品成分的化学变化及相互关系n食品化学起源于何时难以从历史记载中找到答案食品化学起源于何时难以从历史记载中找到答案n食品化学作为科学加以研究应追溯到十八世纪食品化学作为科学加以研究应追溯到十八世纪n食

25、品化学在十九世纪初逐步成为一门独立的学科食品化学在十九世纪初逐步成为一门独立的学科nJ.Food AgricJ.Food Agric，J. Food SciJ. Food Sci，J.Agric. Food ChemJ.Agric. Food Chem， Food ChemFood Chem标志着食品化学学科的正式建立。标志着食品化学学科的正式建立。第二节第二节 食品化学的发展简史食品化学的发展简史食品化学的发展食品化学的发展 Carl Wilhelm Scheei（1742-1786） 瑞典药物学家瑞典药物学家Antoine Laurent Lavoisier法国化学家 Michel Fug

26、ene Chevreul 法国化学家法国化学家食品的掺假事件在在1919世纪早期常见的食品的有意掺假世纪早期常见的食品的有意掺假食品检测的发展食品检测的发展与食品化学发展相关的科学家与食品化学发展相关的科学家nC. W. Scheele (Sweden) (1742-1786）n A. L. avoisier (France) ( 1743-1794）nNicolas (France) ( 1767-1845)nJ. V. Liebig (Germany) （1803-1873）nM. E. Chevreul (France) ( 1786-1889)A. L. avoisiern一、研究方法

27、一、研究方法n采用模拟体系或简单体采用模拟体系或简单体系进行研究系进行研究n将动态多因子科学地分将动态多因子科学地分解成静态单因子解成静态单因子n对于不同的研究对象用对于不同的研究对象用不同的研究手段不同的研究手段n将生物技术用于食品化将生物技术用于食品化学研究中学研究中第三节第三节 食品化学的研究方法及研究内容食品化学的研究方法及研究内容二、研究内容二、研究内容n保健食品的研究方兴未艾保健食品的研究方兴未艾n全天然食品受到青睐全天然食品受到青睐n开发新的食物资源开发新的食物资源n食品品种更趋多样化食品品种更趋多样化n未来食品未来食品-合成食品合成食品第四节第四节 食品化学研究现状及展望食品化学研究现状及展望本章思考题：本章思考题：n1.什么是食品化学？食品化学研究的主要内容是什么是食品化学？食品化学研究的主要内容是什么？什么？n2.就你对化学、食品及生物体系的理解，简单说就你对化学、食品及生物体系的理解，简单说明化学物质的可认识性和生命物质体系的复杂性。明化学物质的可认识性和生命物质体系的复杂性。n3.从发展历史看，食品化学研究是由什么起步的？从发展历史看，食品化学研究是由什么起步的？最重要的工作是哪些？那类人在食品化学发展中最重要的工作是哪些？那类人在食品化学发展中发挥了决定性的作用？发挥了决定性的作