食品化學(xué)緒論

食品化學(xué)緒論第1頁/共56頁肖軍霞：博士，副教授Office:

化學(xué)樓115E-mail:achievexiao@163.comIntroducemyself第2頁/共56頁FoodChemistry

（32學(xué)時(shí)）

教材：.《食品化學(xué)》闞建全主編中國農(nóng)大出版社2008年第3頁/共56頁主要參考書

1.《食品化學(xué)》王璋等編

中國輕工業(yè)出版社1999年

2《食品化學(xué)》夏延斌主編中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.8第4頁/共56頁References4.FoodChemistry,OwenR.Fennema3rdEdition,19965.FoodChemistry,Belitz.Grosch.SecondEdition,1999第5頁/共56頁ContentsIntroductionChapter1WaterChapter2CarbohydratesChapter3LipidsChapter4ProteinChapter5VitaminandMineralChapter6Enzyme

Chapter7PigmentsandColorantsChapter8FlavorChemistry第6頁/共56頁緒論Introduction第7頁/共56頁

本章提要

了解食品化學(xué)的研究內(nèi)容、方法、食品化學(xué)的最新進(jìn)展和動態(tài)。重點(diǎn)掌握食品中主要的化學(xué)變化及其對食品品質(zhì)和安全性的影響。第8頁/共56頁一、食品化學(xué)的概念二、食品化學(xué)的研究內(nèi)容三、食品化學(xué)發(fā)展史與研究方法四、食品化學(xué)的學(xué)習(xí)方法與要求Introduction第9頁/共56頁一、食品化學(xué)的概念DefinitionofFoodChemistryWhatisFoodChemistry第10頁/共56頁一、食品化學(xué)的概念DefinitionofFoodChemistry1、名詞概念食品或食物具備營養(yǎng)功能；食品化學(xué)Itellyou!食品必需符合的基本要求：良好的風(fēng)味特征；對人體無害。食品的化學(xué)組成及理化性質(zhì)第11頁/共56頁食品中的化學(xué)成分NaturalCompositionsUnnaturalCompositionsInorganicCompositionsOrganicCompositionsFoodAdditivesContaminantWaterMineralCarbohydrates

LipidsProteinsVitaminsHormoneFlavorCompositionsToxicSubstancesNaturalAdditivesSyntheticAdditivesProcessingEnvironmentalPollution

食品中的基本營養(yǎng)素一、食品化學(xué)的概念第12頁/共56頁一、食品化學(xué)的概念DefinitionofFoodChemistry1、名詞概念食品化學(xué)：是從化學(xué)角度和分子水平研究食品的組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生理和生化性質(zhì)、營養(yǎng)與功能性質(zhì)以及它們在食品儲藏、加工和運(yùn)銷中的變化的學(xué)科。Itellyou!第13頁/共56頁化學(xué)分子水平CompositionStructurePhysicochemicalpropertiesNutritionSafetyChangesinfluenceStorageProcessingTransportationsale

FoodqualitySafetyItellyou!第14頁/共56頁2、食品化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系FoodScience

FoodMicoorganismFoodChemistryFoodEngineering一、食品化學(xué)的概念第15頁/共56頁2、食品化學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系第16頁/共56頁

化學(xué)生物化學(xué)食品化學(xué)植物學(xué)動物學(xué)分子生物學(xué)等

食品化學(xué)的準(zhǔn)備課程無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)。第17頁/共56頁食品化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)：多源性綜合性指導(dǎo)性應(yīng)用性（實(shí)踐性）第18頁/共56頁

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。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)。3、食品化學(xué)的分類

第19頁/共56頁

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20頁/共56頁二、食品化學(xué)的研究內(nèi)容TheContentofFoodChemistry第21頁/共56頁二、食品化學(xué)研究內(nèi)容1、天然及非天然成分的性質(zhì)、功能及人體需要；天然及非天然成分在食品原料中的變化；天然及非天然成分在加工及儲藏中的變化；2、變化4、天然及非天然成分對食品質(zhì)量與安全的影響；3、研究食品貯藏、加工新技術(shù)，食品資源的開發(fā)和科學(xué)利用；第22頁/共56頁二、食品化學(xué)研究內(nèi)容5、食品的色、香、味；7、食品的質(zhì)量鑒定；通過色、香、味變化可以鑒定食品的：新鮮度、成熟度、加工精度、品種特征、變化的程度1）食品中原有的成分；2）加工后產(chǎn)生的；3）添加到食品中的有毒成分；4）污染的成分；理化鑒定法、微生物鑒定法、感官鑒定法6、食品的中的毒害成分；第23頁/共56頁重點(diǎn)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(jià)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(jī)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24頁/共56頁（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(jī)體造成損害。第25頁/共56頁

（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(jià)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26頁/共56頁

（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27頁/共56頁

（5）功能食品

80年代以來，由于世界經(jīng)濟(jì)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(qiáng)人體免疫機(jī)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(diǎn)研究課題。第28頁/共56頁

食品化學(xué)起源于何時(shí)難以從歷史記載中找到答案;食品化學(xué)作為科學(xué)加以研究應(yīng)追溯到十八世紀(jì);食品化學(xué)在十九世紀(jì)初逐步成為一門獨(dú)立的學(xué)科;TheHistoryofFoodChemistry三、食品化學(xué)的發(fā)展史與研究方法1、食品化學(xué)的歷史第29頁/共56頁TheHistoryofFoodChemistry1、食品化學(xué)的歷史第30頁/共56頁與食品化學(xué)發(fā)展相關(guān)的科學(xué)家A.L.avoisier

(France)(1743-1794）C.W.Scheele(Sweden)(1742-1786）Nicolas(France)(1767-1845)M.E.Chevreul(France)(1786-1889)William(American)(1785-1853)

J.V.Liebig(Germany)（1803-1873）A.L.avoisier第31頁/共56頁（1）1780——1850：瑞典化學(xué)家舍雷(schecle)分離和研究了乳酸的性質(zhì)。從檸檬汁和醋栗中分離出檸檬酸，從蘋果中分離出蘋果酸。（2）1743——1794：法國化學(xué)家拉瓦錫(Lavoisier)首先提出了用化學(xué)方程式表達(dá)發(fā)酵過程。（3）1767——1845：法國化學(xué)家尼古拉斯Nicolas在Lavoisier工作基礎(chǔ)上用干灰化的方法測定植物中礦物質(zhì)的含量，用燃燒分析方法測定了乙醇的元素組成。（4）1813：英國化學(xué)家戴維(Davy)在《農(nóng)業(yè)化學(xué)原理》一書中論述了食品化學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，對食品化學(xué)分析、食品摻假的控制、食品檢驗(yàn)起著極大的促進(jìn)作用。（5）1786——1889：法國化學(xué)家謝弗勒爾MichelEugeneChevreul是有機(jī)物質(zhì)分析的先驅(qū)，發(fā)現(xiàn)和命名硬脂酸和油酸。

第32頁/共56頁（6）德國化學(xué)家李比希JustusVonliebig將食品分類為含氮的和不含氮的。1847：出版了第一本有關(guān)食品化學(xué)的書《食品化學(xué)的研究》。（7）19是紀(jì)中期：英國ArthurHillHassall和助手們繪制了一套比較詳盡的顯示純凈食品材料和摻雜食品材料的微觀形象的示意圖。（8）1860：德國W.Hanneberg和F.Stohman發(fā)展了一種用來常規(guī)測定食品中主要成分的重要的方法。（9）1871：法國化學(xué)家杜馬JeanBaptisteDumas提出僅由蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪組成的膳食不足以維持人類的生命。（10）20世紀(jì)前半期已發(fā)現(xiàn)了大部分基本的食用物質(zhì)，并對它們的性質(zhì)作了鑒定，這些物質(zhì)是維生素、礦物質(zhì)、脂肪酸和一些氨基酸。第33頁/共56頁/food-chemistry/與食品化學(xué)相關(guān)的國外學(xué)術(shù)刊物第34頁/共56頁/journal/jafcau與食品化學(xué)相關(guān)的國外學(xué)術(shù)刊物第35頁/共56頁/wps/find/journaldescription.cws_home/622878/authorinstructions與食品化學(xué)相關(guān)的國外學(xué)術(shù)刊物第36頁/共56頁/journals/cereal_chemistry.htm與食品化學(xué)相關(guān)的國外學(xué)術(shù)刊物第37頁/共56頁與食品化學(xué)相關(guān)的國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物食品科學(xué)中國食品學(xué)報(bào)食品工業(yè)科技食品與發(fā)酵工業(yè)第38頁/共56頁2、食品化學(xué)的研究現(xiàn)狀方法ApproachtotheStudyofFoodChemistry第39頁/共56頁2、食品化學(xué)的研究現(xiàn)狀方法采用模擬體系或簡單體系進(jìn)行研究將動態(tài)多因子科學(xué)地分解成靜態(tài)單因子對于不同的研究對象用不同的研究手段將生物技術(shù)用于食品化學(xué)研究中ApproachtotheStudyofFoodChemistry第40頁/共56頁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(jià)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)。（1）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第41頁/共56頁食品的品質(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(xì)）、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(fèi)者評價(jià)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，加工的食品一般具有特征香氣?！跋恪庇袝r(shí)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(fèi)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42頁/共56頁食品安全性：廣義上：食品在食用時(shí)完全無有害物質(zhì)和無微生物的污染。實(shí)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；第二，不同的人群對食品的敏感性不一樣；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(shí)間內(nèi)對人體不產(chǎn)生可觀察到的毒害。第43頁/共56頁

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食品加工時(shí)有意無意添加到食品中的毒物；③食品在貯運(yùn)過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。第44頁/共56頁（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45頁/共56頁（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46頁/共56頁食品中主要成分的反應(yīng)和相互作用第47頁/共56頁該圖顯示了一些規(guī)律：從單一成分自身的反應(yīng)來看，其反應(yīng)的活性順序?yàn)椋褐?gt;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。第48頁/共56頁（4）食品化學(xué)反應(yīng)的控制條件

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(shí)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(shí)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49頁/共56頁StudyonFoodchemistryatpresentandfuture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