高級食品化學(xué)

高級食品化學(xué)第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日References1.FoodChemistry,OwenR.Fennema3rdEdition,19962.FoodChemistry,Belitz.Grosch.SecondEdition,1999第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日ContentsChapter1IntroductionChapter2CarbohydratesChapter3LipidsChapter4ProteinChapter5VitaminandMineralChapter6FlavorChemistry(1)Chapter7FlavorChemistry(2)第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日目錄關(guān)于食物與食品的概念食品的化學(xué)組成食品化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系食品化學(xué)的分類食品化學(xué)的研究內(nèi)容食品化學(xué)的研究方法食品化學(xué)的發(fā)展方向食品化學(xué)的學(xué)習(xí)方法食品化學(xué)工作者的任務(wù)第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日1.關(guān)于食物與食品的概念食物：食物是維持人類的生存和健康的物質(zhì)基礎(chǔ)，是指能被食用并經(jīng)消化吸收后給機體提供營養(yǎng)成分、供給活動所需能量或調(diào)節(jié)生理機能的無毒物質(zhì)。食品：經(jīng)過加工的食物稱為食品。但在一般情況下兩者的概念也并非很明確，通常也泛指一切食物為食品。不發(fā)達地區(qū)：人群的主體參與食品生產(chǎn)。發(fā)達地區(qū)：食品豐富，且多數(shù)為加工食品，化學(xué)添加劑普遍使用。關(guān)注營養(yǎng)、品種、方便、質(zhì)量、安全、衛(wèi)生和成本。

第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.食品的化學(xué)組成食品中的化學(xué)成分NaturalCompositionsUnnaturalCompositionsInorganicCompositionsOrganicCompositionsFoodAdditivesContaminantWaterMineralCarbohydrates

LipidsProteinsVitaminsHormoneFlavorCompositionsToxicSubstancesNaturalAdditivesSyntheticAdditivesProcessingEnvironmentalPollution

食品中的基本營養(yǎng)素第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日3.食品化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系食品科學(xué)：一門將基礎(chǔ)學(xué)科和工程學(xué)理論用于研究食品基本的物理、化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)的綜合性學(xué)科。它是一門主要涉及微生物學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)的綜合性學(xué)科。食品工藝學(xué)：運用食品科學(xué)原理來從事食品的選擇、保藏、加工、包裝及銷售，它影響消費安全、營養(yǎng)和食品衛(wèi)生。食品化學(xué)：是食品科學(xué)的一個重要方面，通過對食品的營養(yǎng)價值、質(zhì)量、安全性和風(fēng)味特征的研究，闡明食品的組成、性質(zhì)、特征、結(jié)構(gòu)和功能，以及食品成分在儲藏加工過程中的化學(xué)和生物化學(xué)變化，乃至食品成分與人體健康和疾病的相關(guān)性。食品化學(xué)與化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)和分子生物學(xué)有密切的關(guān)系。第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日食品化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系TheRelationshipbetweenFoodChemistryandOtherCoursesFoodScience

FoodMicroorganismFoodChemistryFoodEngineering食品化學(xué)的性質(zhì)：食品化學(xué)是利用化學(xué)理論和方法研究食品本質(zhì)的一門科學(xué)，它同食品微生物學(xué)、食品工藝學(xué)一起構(gòu)成了食品科學(xué)中的三大支柱學(xué)科。第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日

化學(xué)生物化學(xué)食品化學(xué)

植物學(xué)專業(yè)動物學(xué)基礎(chǔ)課分子生物學(xué)等

食品化學(xué)的準(zhǔn)備課程

無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)。第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日食品化學(xué)的學(xué)科特點：多源性綜合性指導(dǎo)性應(yīng)用性（實踐性）第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日

按研究內(nèi)容的主要范圍：食品成分化學(xué)：研究食品中各種化學(xué)成分的含量和理化性質(zhì)等。食品分析化學(xué)：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。食品生物化學(xué)：研究食品的生理變化。與普通生物化學(xué)不同，食品生物化學(xué)關(guān)注的對象是死的或?qū)⒁赖纳锊牧?。食品工藝化學(xué)：研究食品在加工貯藏過程中的化學(xué)變化。食品功能化學(xué)：研究食物成分對人體的作用。食品風(fēng)味化學(xué)：研究食品風(fēng)味的形成、消失及食品風(fēng)味成分的化學(xué)。4.食品化學(xué)的分類

第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日按研究對象和物質(zhì)分類：

食品碳水化合物化學(xué)，食品脂類化學(xué)，食品色素化學(xué)，食品風(fēng)味化學(xué)，食品毒物化學(xué)，食品蛋白質(zhì)化學(xué)，食品酶學(xué)，食品添加劑等。第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日6.食品化學(xué)的研究內(nèi)容

具體研究內(nèi)容：①確定食品的組成、營養(yǎng)價值、安全性和品質(zhì)等重要性質(zhì)；②食品貯藏加工中可能發(fā)生的各種化學(xué)、生物化學(xué)變化；③上述變化中影響食品品質(zhì)和其安全性的主要因素；④研究化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)和動力學(xué)行為及其環(huán)境因素的影響。第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日重點內(nèi)容：（1）食品成分之間的化學(xué)反應(yīng)歷程、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，及其對食品的營養(yǎng)價值、感官質(zhì)量和安全性的影響，控制食物中各種生物物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能和作用機制，研究食品貯藏加工的新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品和新的食品資源等。

第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日（2）氧化是食品變質(zhì)的主要原因之一，它造成食品的腐敗、異味、變色，還可能生成有害物質(zhì)，食品中一些天然物質(zhì)如VE、Vc、β-胡蘿卜素等是很好的抗氧化劑，均可抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生，阻止過氧化物、過氧化游離基等活潑物質(zhì)對機體造成損害?，F(xiàn)在對光敏氧化、自動氧化反應(yīng)的研究已取得進展，這將為應(yīng)用新的食品加工貯藏技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日

（3）褐變反應(yīng)

是食品中發(fā)生的另一類重要反應(yīng)，特別是美拉德褐變反應(yīng)，在食品的熱加工和長期貯藏中會發(fā)生該反應(yīng)，由于它涉及到醛(一般是還原糖)和氨(蛋白質(zhì)和氨基酸)，所以反應(yīng)的發(fā)生對食品的營養(yǎng)價值產(chǎn)生了不利影響，但反應(yīng)中生成的風(fēng)味化合物及所形成的色澤，通常又是提高感官質(zhì)量和產(chǎn)生風(fēng)味所需的。第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日

（4）食品風(fēng)味在食品質(zhì)量中有著重要作用。食品風(fēng)味除了新鮮水果和蔬菜外，主要是在加工過程中各成分之間的相互反應(yīng)而生成的，因此控制食品的加工條件，產(chǎn)生所需要的風(fēng)味是十分重要的，對風(fēng)味化合物的分離、結(jié)構(gòu)和形成途徑的研究是食品風(fēng)味化學(xué)的組成部分。第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日

（5）功能食品

80年代以來，由于世界經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們對食品的要求不僅僅是營養(yǎng)、風(fēng)味及安全，更注重食品的功能作用即增強人體免疫機能，調(diào)整人體生物節(jié)律，防止疾病發(fā)生，恢復(fù)健康等作用，對功能食品中功能因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能作用的研究將成為食品化學(xué)的又一重點研究課題。第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日7.食品化學(xué)的研究方法

（1）食品的品質(zhì)和安全性安全性：廣義上：食品在食用時完全無有害物質(zhì)和無微生物的污染。實際上，無法按照這一定義來執(zhí)行。主要原因：第一，物質(zhì)的有害性不是絕對的，食品中有些物質(zhì)低劑量時無害，濃度超過一定值后產(chǎn)生危害；第二，不同的人群對食品的敏感性不一樣，如不同的人對乙醇的反應(yīng)就相差極大，有一些物質(zhì)對某些人有害，而對另外一些人則是安全的；第三，有害食品對人的毒害作用有急性和慢性的。狹義上：食品被食用后，在一定時間內(nèi)對人體不產(chǎn)生可觀察到的毒害。第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日

考慮食品的安全性的幾種情況：

①原本就存在于食物中的有害物質(zhì)②在食品加工時有意無意添加到食品中的毒物；③對食品在貯運過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日食品的品質(zhì)：

直觀性品質(zhì)特性：質(zhì)構(gòu)、色澤、風(fēng)味。質(zhì)構(gòu)：包括了食品的質(zhì)地(硬，軟，綿，脆等)，形狀（大、小、粗、細）、形態(tài)（新鮮、衰竭、枯萎）。最常見導(dǎo)致食品質(zhì)構(gòu)劣變的原因：食物成分失去溶解性、失去持水力及各種引起硬化與軟化的反應(yīng)。色：指食品中各類有色物質(zhì)賦予食品的外在特征，是消費者評價食品新鮮與否、正常與否的重要感官指標(biāo)。香：多指食品中宜人的揮發(fā)性成分刺激人的嗅覺器官產(chǎn)生的效果，加工食品一般具有特征香氣?！跋恪庇袝r泛指食品的氣味，如羊肉具有膻味。味：指食品中非揮發(fā)性成分作用于人的味覺器官所產(chǎn)生的效果。

非直觀性品質(zhì)特性:消費者難以知曉的食品的質(zhì)量特征特性。如食品的營養(yǎng)和功能特性。第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日食品在貯藏加工過程中各組分間相互作用對食品品質(zhì)和安全性的不良影響有如下幾方面：(1)

質(zhì)地變化：食品組分的溶解性、分散性和持水量降低，食品變硬或變軟。(2)

風(fēng)味變化：酸敗(水解或氧化)，產(chǎn)生蒸煮味或焦糖味及其他異味。(3)

顏色變化：變暗、褪色或出現(xiàn)其他色變。(4)

營養(yǎng)價值變化：維生素、蛋白質(zhì)、脂類等降解，礦物質(zhì)和其他重要生物活性成分的損失。(5)安全性的影響：產(chǎn)生有毒物質(zhì)或形成有害健康物質(zhì)。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日（2）影響食品品質(zhì)特性的化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)

非酶褐變，酶促褐變，脂類水解，脂類氧化，蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)交聯(lián)，蛋白質(zhì)水解，低聚糖和多糖的水解，多糖的合成，糖酵解，天然色素的降解。第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日（3）各類反應(yīng)對食品品質(zhì)和安全性的影響

食品的各類反應(yīng)除了引起食品品質(zhì)變壞，出現(xiàn)食品安全性問題外，有的反應(yīng)則有利于食品品質(zhì)的改良，如多糖或蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾和衍生物的合成。食品變質(zhì)一般是由一系列初級反應(yīng)引起組分的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，然后導(dǎo)致肉眼可見或其他感官能感覺的變化，產(chǎn)生對人體有害甚致致癌的物質(zhì)。第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日食品中主要成分的反應(yīng)和相互作用第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日該圖顯示了一些規(guī)律：從單一成分自身的反應(yīng)來看，其反應(yīng)的活性順序為：脂肪>蛋白質(zhì)>碳水化合物。脂肪與蛋白質(zhì)都能在常溫下反應(yīng)，但脂肪的反應(yīng)具有自身催化作用，因此，食物主要成分中脂肪是最不穩(wěn)定。食品主要成分之間存在各種反應(yīng)。脂肪是通過氧化的中間產(chǎn)物與蛋白質(zhì)反應(yīng)。在加熱、酸或堿性條件下蛋白質(zhì)和碳水化合物互相反應(yīng)。反應(yīng)體系中過氧化物與活性羰基化合物是參與反應(yīng)的最主要的活性基團。色素、風(fēng)味物質(zhì)和維生素在各種反應(yīng)中最易發(fā)生變化。第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日（4）反應(yīng)的動力學(xué)

食品在貯藏加工過程中的各種化學(xué)和生物化學(xué)變化與溫度、時間、pH、食品的組成、水活性、反應(yīng)速率都有關(guān)系。在中等范圍內(nèi)，反應(yīng)符合Arrhenius方程式中K為溫度T時的速率常數(shù)；

A為作用物分子間的撞頻率；△E反應(yīng)活化能；

R為氣體常數(shù)；

T為溫度。

第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日溫度(T)：影響食品貯藏加工中化學(xué)變化的主要變量。在高溫或低溫下，上述方程會出現(xiàn)偏差。因為高溫或低溫可使酶失去活性；反應(yīng)途徑改變或出現(xiàn)競爭；體系物理狀態(tài)改變；反應(yīng)消耗增加，引起1個或幾個反應(yīng)物欠缺。這些都是反應(yīng)方程出現(xiàn)偏差的原因。時間(t)：食品的貯藏中需要了解不同食品在特定質(zhì)量水平的保藏期，以及各種化學(xué)和微生物反應(yīng)隨時間變化的規(guī)律和變化速率常數(shù)。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日pH值、水分活度都將影響許多化學(xué)反應(yīng)和酶催化反應(yīng)的速率。當(dāng)在極端pH時，微生物生長和酶促反應(yīng)能夠受到極大程度的抑制。然而較小的pH變化可能導(dǎo)致食品品質(zhì)的顯著改變。中等水分含量的食品，無論是化學(xué)、生物化學(xué)或酶促反應(yīng)，乃至許多微生物反應(yīng)的速率都是較大，在低水分活度時，大多數(shù)反應(yīng)的速率相對減慢，其中脂類的氧化和類胡蘿卜素的降解脫色卻是特例，不符合此規(guī)律。第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日8.現(xiàn)代食品化學(xué)的發(fā)展方向我國食品資源豐富而復(fù)雜、加工技術(shù)多樣。因此，繼續(xù)研究不同原料和不同食品的組成、性質(zhì)和在食品貯藏加工中的變化依然是今后食品化學(xué)的主要課題。開發(fā)新食源，特別是新的食用蛋白質(zhì)資源，發(fā)現(xiàn)并脫除新食源中有害成分，同時保留有益成分的營養(yǎng)與功能性。解決現(xiàn)有食品工業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，如變色變味、質(zhì)地粗糙、貨架期短、風(fēng)味不自然等。運用現(xiàn)代化科學(xué)與技術(shù)手段對功能性食品中有效成分的含量、結(jié)構(gòu)、生理活性、保健作用、提取方法及食品應(yīng)用加以深入研究，強化食品開發(fā)的科學(xué)性。風(fēng)味化學(xué)和工藝學(xué)的研究將逐漸深入，并因為有現(xiàn)代分析與工藝技術(shù)的運用應(yīng)達到新的深度。第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日高新技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用：

近幾十年來，在食品加工和貯藏過程中引入了大量的高新技術(shù)，如微膠囊技術(shù)、膜分離技術(shù)、超臨界提取技術(shù)、新滅菌技術(shù)、復(fù)合包裝材料、微波技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、可食用膜技術(shù)等