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1、FOOD食品化学FOOD CHEMISTRYHARBIN UNIVERSITY OF COMMERCE目的意义目的意义目的意义目的意义v从理论和实践的角度介绍食品材料中主要成分的结构、性质和它们在加工和保藏中可能发生的物理、化学和生物化学变化以及这些变化对食品色、香、味、质构、营养和保藏稳定性的影响。v使学生掌握从事食品加工和食品科学研究所必须具备的理论基础。Contents序论12碳水化合物3食品中的脂类4食品中的蛋白质5食品中的酶类6维生素与矿物元素7食品中的色素8水和冰风味物质9REFERENCEOwen R.Fennema.Food Chemistry,3rd ed.New York:
2、Marecel Dekker,1996王璋，许时婴，汤坚.食品化学.北京：中国轻工业出版社，1999.绪 论INTRODUCTIONv什么是食品？v食品的基本成分包括人体营养所需要的糖类、蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维与水等，提供人体正常代谢所必需的物质和能量。v早期的经典化学为食品化学的起源和发展奠定了基础，但早期的经典化学为食品化学的起源和发展奠定了基础，但还不能解决复杂的多组分食品体系的许多问题，特别是对还不能解决复杂的多组分食品体系的许多问题，特别是对食品中单一成分和微量化学物质的反应本质和分离鉴定。食品中单一成分和微量化学物质的反应本质和分离鉴定。自上世纪自上世纪60年代以来
3、，随着现代实验技术的发展，特别是年代以来，随着现代实验技术的发展，特别是分离技术、色谱技术、光谱分析技术等先进实验手段的不分离技术、色谱技术、光谱分析技术等先进实验手段的不断发展和完善，实现了对食品中生物活性成分、微量和超断发展和完善，实现了对食品中生物活性成分、微量和超微量物质分离、鉴定、结构分析和微观作用本质的研究微量物质分离、鉴定、结构分析和微观作用本质的研究v世界的不发达地区世界的不发达地区人群主体参与食品生产基本营养成分的数量和种类v世界发达地区世界发达地区人群的少数参与食品生产，高度机械化半成品，广泛使用食品添加剂成本、质量、品种、方便、营养价值的变化第一节第一节第一节第一节 食品
4、化学的概念与发展简史食品化学的概念与发展简史食品化学的概念与发展简史食品化学的概念与发展简史 【概念】食品化学 是用化学的理论和方法研究食品本质的科学，是食品科学的一个重要分支。通过对食品的营养价值、质量、安全性和风味特征的研究，阐明食品的组成、性质、特征、结构和功能，以及食品成分在贮藏加工过程中的化学和生物化学变化，乃至食品成分与人体健康和疾病的相关性。起源可追溯到远古时代（中世纪）最早记录始于18世纪末期20世纪才成为一门独立的学科【发展简史】1780178018501850年间的发展年间的发展v1780年年 瑞典药物学家瑞典药物学家 Carl Wilhelm Scheele发现氯、甘油和
5、氧 分离和研究了乳糖的性质 通过乳酸的氧化制备粘酸 发明一种用加热保藏醋的方法 分离出柠檬酸分离出苹果酸检验了20种普通水果中的柠檬酸、苹果酸和酒石酸 农业和食品化学精密分析研究的开端农业和食品化学精密分析研究的开端v1743-1794年 法国化学家法国化学家Antoine Laurent Lavoisier建立了燃烧有机分析的基本原理 首先测定了乙酸的元素成分v1767-1845年 法国化学家法国化学家Nicolas Theodore de Saussure研究了植物呼吸过程中气体成分的变化灰化法测定植物的矿物质含量首先完成了乙醇的精确化学分析v1811年 Joseph Louis Gay-
6、Lussac 和和Louis-Jacques Thenard发明了定量测定碳、氢和氮百分数的第一个方法1780178018501850年间的发展年间的发展（续（续1 1）v1813年年 英国化学家英国化学家Humphey Davy分离了元素K、Na、Ba、Ca、Mg等出版了第一本农业化学原理v 瑞瑞 典化学家典化学家 Jons Jzcob Berzelius(1779-1848)苏格兰化学家苏格兰化学家 Thmoas Thomson(1773-1852)有机化学式的开端测定了2000种化合物的元素组成证实了定比定律发明了一种精确测定有机物水含量的方法1780178018501850年间的发展年
7、间的发展（续（续2 2）v1786-1789年 法国化学家Michel Fugene Chevreul硬脂酸和油酸的发现和命名。有机物质分析的先驱 动物脂肪成分的经典研究vJustus Von Liebign1842年将食品分类为含氮的和不含氮的物质 优化了定量分析有机物质的方法n1847年出版了食品化学的研究 第一本有关食品化学的书！食品化学的近期发展食品化学的近期发展19世纪早期（18201850年）掺假的出现日益严重化学和食品化学开始在欧洲占据重要地位建立了化学研究实验室创立了新的化学研究杂志 历史的里程碑食品化学的近期发展食品化学的近期发展食品化学的近期发展食品化学的近期发展v19世纪
8、中期世纪中期 英国的英国的Arthur Hill Hassall绘制了显示纯净食品材料和掺杂食品材料的微观形象的示意图。将食品的微观分析提高至一个重要地位v1860年年 德国的德国的W.Hanneberg和和F.Stohman发展了一种用来常规测定食品中主要成分的重要方法。水分含量、粗脂肪、灰分、氮、粗纤维、无氮提取物（碳水化合物）。v1871年 Jean Baptiste Duman提出：仅由蛋白质、碳水化合物和脂肪组成的膳食不足于维持人类的生命。v1862年美国建立农学院成立美国农业部v1863年 Harvey Washington Wiley反对冒牌和掺假食品v1906年通过了美国第一个
9、纯食品和药品法令出现了全世界最大的国家农业实验站系统v20世纪前半期发现并鉴定了大部分的食用物质维生素、矿物质、脂肪酸和氨基酸食品化学的近期发展食品化学的近期发展第二节第二节第二节第二节 食品化学研究的内容食品化学研究的内容食品化学研究的内容食品化学研究的内容v食品从原料生产，经过贮藏、运输、加工到产品销售，每一过程无不涉及到一系列的化学和生物化学变化。水果、蔬菜采后和动物宰后的生理变化；食品中各种物质成分的稳定性随环境条件的变化；贮藏加工过程中食品成分相互作用而引起的化学和生物化学变化，以及引起这些变化的原因和机制。食品化学研究的内容食品化学研究的内容食品化学研究的内容食品化学研究的内容确定
10、食品的组成、营养价值、安全性和品质等重要特性；食品贮藏加工过程中各类化学和生物化学反应的步骤和机制；在上述基础上，确定影响食品品质和安全性的主要因素；研究化学反应的热力学参数和动力学行为及其环境因素的影响。v食品化学与化学、生物化学、生理化学、植物学、动物学、食品化学与化学、生物化学、生理化学、植物学、动物学、预防医学、临床医学、食品营养学、食品安全、高分子化预防医学、临床医学、食品营养学、食品安全、高分子化学、环境化学、毒理学和分子生物学等学科有着密切和广学、环境化学、毒理学和分子生物学等学科有着密切和广泛的联系，其中很多学科是食品化学的基础。泛的联系，其中很多学科是食品化学的基础。v食品在
11、贮藏加工过程中的化学变化，包括：n非酶褐变和酶促褐变；n水活性和分子滴度改变引起食品质量变化；n脂类的水解、自动氧化和光敏氧化、热降解和辐解；n蛋白质水合过程中的分子簇效应和蛋白质变性、交联和水解、空间 n 构象变化与降解；n食品中多糖的合成和化学修饰反应，低聚糖和多糖的水解食品中大 n 分子的结构与功能特性之间的变化；n维生素的降解和损失；n营养补充剂和食品添加剂的作用和影响；n食品香气化合物的产生及其反应机理；n酶在食品加工和贮藏过程中引起的食品成分变化和催化降解反应。第三节第三节第三节第三节 食品化学的研究方法食品化学的研究方法食品化学的研究方法食品化学的研究方法确定关键的化学和生物化学
12、反应是如何影响食品的质量和安全。将这种知识应用在食品配制、加工和贮藏过程中可能遇到的各种情况。食品中可能发生的变化食品中可能发生的变化食品中可能发生的变化食品中可能发生的变化特特 性性不不 良良 变变 化化 颜色颜色变变 黑黑褪褪 色色产生不正常颜色产生不正常颜色 风味风味产生恶臭产生恶臭产生酸败味产生酸败味产生烧煮或焦糖风味产生烧煮或焦糖风味产生其它异味产生其它异味特特 性性不不 良良 变变 化化 质构质构 溶解性丧失溶解性丧失分散性丧失分散性丧失持水能力消失持水能力消失硬化硬化软化软化营养营养维生素损失或降解维生素损失或降解矿物质损失或降解矿物质损失或降解蛋白质损失或降解蛋白质损失或降解脂类损失或降解脂类损失或降解生理功能物质的损失或生理功能物质的损失或降解降解食品变质的原因食品变质的原因食品变质的原因食品变质的原因v褐 变：酶促、非酶促v脂 类：水解、氧化v蛋白质：变性、交联、水解v糖 类：水解、多糖合成、酶解v色 素：降解、变色食品加工和保藏过程重要的可变因素食品加工和保藏过程重要的可变因素v温度v时间v温度变化的速率vpHv产品的组成v水分活度（Aw）v气相的成分v光照l微胶囊技术微胶囊技术l膜分离技术膜分离技术l超临界萃取技术超临界萃取技术l新灭菌技术新灭菌技术l复合包装材料复合包装材料l微波技术微波技术l超微粉碎技术超微粉碎技术l可食用膜技术可食用膜技术FOOD