食品化学绪论

食品化学

FoodChemistry教学目的和要求了解食品化学的概念、发展简史和食品化学研究的内容以及食品化学在食品工业技术发展中的重要作用。掌握食品中主要的化学变化以及它对食品品质和安全性的影响。熟悉食品化学的研究方法。

1.1食品化学的概念及食品的化学组成营养素：指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。食物：可供人类食用的含有营养素的天然生物体。食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。化学：是研究原子、分子、离子层次范畴内物质的组成、结构、性质和化学变化规律以及变化过程中能量关系的科学，一般可分为无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等。食品化学：是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质以及它们在生产、加工、储存和运销过程中的变化及其对食品品质和安全性影响的科学。食品化学、微生物学、生物学和工程学是食品科学的四大支柱学科。1.2食品化学的发展简史古代食品化学（20世纪50年代以前）瑞典人Carlwilhelmscheeie（舍勒）分离和研究了乳酸的性质（1780年），从柠檬汁（1784年）和醋汁（1785年）中分离出柠檬酸，从苹果中分离出苹果酸（1784年），并检验了20种普通水果中的柠檬酸和酒石酸，因此他从植物和动物原料中分离各种新化合物的工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。法国化学家AntoineLaurentLavoisier(拉瓦锡）(1743－1794)最早测定出乙酸的元素成分，并且讨论了各种水果中的有机酸。法国化学家MichelFugene

Chevreul(1786－1889)在动物脂肪成分上的研究导致了硬脂酸和油酸的发现与命名。英国化学家HumpheyDavy（大卫）在1813年出版了第一本《农业化学原理》,指出最基本的植物是由碳、氢、氧按不同的比例所组成的，而少数与氮结合，揭示了食品由不同的化学元素组成的，把食品把食品与化学联系在一起。JustusVonLiebig（莱比格)（1882年）于1847年出版了第一本有关食品化学方面的书《食品化学的研究》，这本书中叙述了他对肌肉的水溶性成分（肌酸、肌氨酸、肌苷酸和乳酸等）的研究，但此时并未建立食品化学学科。直到20世纪初，当食品工业已成为发达国家和一些发展中国家的重要工业，大部份的食品物质组成已为化学家、生物家和营养医学家的研究所探明，食品化学学科建立的时机才成熟。在此期间，食品工业的不同行业纷纷创建自身的化学基础，粮油化学、果蔬化学、乳品化学、糖业化学、肉禽蛋化学、水产化学、添加剂化学、风味化学等，为食品化学学科的建立奠定了坚实的基础。到了二十世纪30～50年代，具有世界影响的J.FoodAgric，J.FoodSci，J.Agric.FoodChem和FoodChem等杂志的相继创立，标志着食品化学的正式建立。近代食品化学（20世纪60～90年代）

在世界主要大国有不同文本的食品化学著作与世人见面，其中英文本的《食品科学》、《食品化学》、《食品加工过程中的化学变化》、《水产食品化学》、《食品中的碳水化合物》《食品蛋白质化学》、《蛋白质在食品中的功能性质》等反映了近代食品化学的水平。权威性的食品化学教课书应首推美国O.R.Fennema主编的《FoodChemistry》和英国的H.D.Belitz主编的《Foodchemistry》，已出版第三版并在全世界广流传。

现代食品化学（20世纪90年代以后）

近年来，食品化学的研究领域更加宽广，研究手段日趋现代化，研究成果的应用周期越来越短。现在食品化学的研究正向反应机理、风味物的结构和性质、特殊营养成分的结构和功能性质、食品材料的改性、食品现代和快速分析方法、高新分离技术、未来食品包装技术、新食源、新工艺和新添加剂等现代化贮藏保鲜技术和生理生化研究方向发展。

1.3食品化学研究的内容和范畴研究食品中营养成分、呈色、香、味成分和有害成分的化学组成、性质、结构和功能；阐明食品成分在生产、加工、贮藏、运销中的变化，即化学反应历程、中间产物和最终产物的结构及其对食品的品质和卫生安全性的影响；研究食品贮藏加工的新技术，开发新的产品和新的食品资源以及新的食品添加剂等，则构成了食品化学的主要研究内容。

根据研究内容的主要范围，食品化学主要包括食品营养成分化学、食品色香味化学、食品工艺化学、食品物理化学和食品有害成分化学。根据研究内容的物质分类，食品化学主要包括：食品碳水化合物化学、食品油脂化学、食品蛋白质化学、食品酶学、食品添加剂、维生素化学、食品矿质元素化学、调味品化学、食品风味化学、食品色素化学、食品毒物化学、食品保健成分化学。

另外，在生活饮用水处理、食品生产环境保护、活性成分的分离提取、农产品资源的深加工和综合利用、生物技术的应用、绿色食品和有机食品以及保健食品的开发、食品加工、包装、贮藏和运销等领域中还包含着丰富的其它食品化学内容。食品化学研究范畴与生物和生化不同，它研究食品在体外，在加工、储藏、运营时的各种变化。

1.4食品中主要的化学变化概述表1-1在食品加工或储藏中可能发生的变化分类

属性变化质地失去溶解性、失去持水力、质地变坚韧、质地软化风味出现酸败、出现焦味、出现异味、出现美味和芳香颜色褐变（暗色）、漂白（褪色）、出现异常颜色、出现诱人色彩营养价值蛋白质、脂类、维生素和矿物质的降解或损失及生物利用性改变安全性产生毒物、钝化毒物、产生有调节生理机能作用的物质表1-2改变食品品质的一些化学反应和生物化学反应

反应类型例子非酶褐变焙烤食品表皮成色酶促褐变切开的水果迅速变褐氧化脂肪产生异味、维生素降解、色素褪色、蛋白质营养损失水解脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、色素水解金属反应与花青素作用改变颜色、叶绿素脱镁、作为自动氧化催化剂脂类异构化顺→反异构化、非共轭脂→共轭脂脂类环化产生单环脂肪酸脂类聚合油炸中油起沫蛋白质变性卵清凝固、酶失活蛋白质交联在碱性条件下加工蛋白质使营养性降低糖酵解宰后动物组织和采后植物组织的无氧呼吸表1-3食品贮藏或加工中发生变化的因果关系

初期变化二次变化影响脂类水解游离脂肪酸与蛋白质反应质地、风味、营养价值多糖水解糖与蛋白质反应质地、风味、颜色、营养价值脂类氧化

氧化产物与许多其他成分反应

质地、风味、颜色、营养价值、毒物产生水果破碎细胞打破、酶释放、氧气进入质地、风味、颜色、营养价值绿色蔬菜加热

细胞壁和膜的完整性破坏、酸释放、酶失活质地、风味、颜色、营养价值

肌肉组织加热蛋白质变性凝聚、酶失活质地、风味、颜色、营养价值脂类的顺一反异构化在油炸中油的热聚合油炸过度时起泡沫，降低油脂的营养价值表1-4决定食品在贮藏加工中稳定性的重要因素

产品自身的因素各组成成分（包括催化剂）的化学性质、氧气含量、pH、水分活度（Aw）、玻璃化温度（Tg）、玻璃化温度时的水含量（Wg）。环境因素温度（T）、处理时间（t）、大气成分、经受的化学、物理和生物处理、见光、污染、极端的物理环境1.5食品化学的研究方法化学研究的方法可概括为通过实验和理论探讨,从分子水平上分析和综合认识物质变化的方法；食品化学的研究方法