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1、食品化学,Food Chemistry,杨瑞金 博士、教授,食品学院E楼309Eamil: ,课程目的（ Aims of this course）,使食品科学与工程系各专业的学生了解食品材料中主要成分的结构与性质，这些组分之间的相互作用，这些组分在食品加工和保藏中的变化（物理变化）、化学变化和生物化学变化），以及这些变化和作用对食品色、香、味、质构、营养和保藏稳定性的影响。,专业基础课，学位课总学时：32考核：笔试 (70)数次测验(20)课堂表现(10),食品工业,19802000，我国食品工业年均增长13% “十五”期间，年均增长率近20%。2010年我国食品工业总产值为6.31万亿,增长
2、27.5%，占同口径全国工业比重8.9%。2011年食品工业总产值7.81万亿，同比增长31.6%,食品产业正在发生着巨大变化,时间 食品 农业 比值1978 年 472 1393 0.34/11993 年 3430 10995 0.31/12008 年 42000 50000 0.80/12010 年 6-6.5 5.2-5.5 1.20/12015 年 10-12 6-7 1.50/12020 年 16-18 8-9 2.00/1,与世界先进水平相比的差距,2005年，全球食品加工业销售额约为4.2万亿美元。美国8000亿美元，占19%欧洲6000亿美元，占14%日本4000亿美元，占9.
3、5%中国3500亿美元，占8.5%,食品工业总产值与农业总产值之比。我国刚0.8：1发达国家一般在2-4:1我国工业食品占食品消费比例和农产品加工转化率均不到40，而发达国家却分别达到90%和85以上。,FOOD SCIENCE,Lycopene （番茄红素）Red pigment from the carotenoid family. Naturally found in fruits and vegetables. Health-promoting antioxidant properties. Better absorbed in processed tomatoes,RESVERATR
4、OL白藜芦醇(3-4,5-三羟基芪）,Anti-oxidant, good for heart,Lutein （叶黄质）,Good for eyes,第一章 绪 论第一节 食品化学的定义,食品（food) 不发达地区 人群的主体参与食品生产。 发达地区 食品丰富，且多数为加工食品，化学添加剂普遍使用。关注营养、品种、方便、质量、安全卫生、成本。食品科学（food Science)一门将基础学科和工程学的理论用于研究食品基本的物理、化学和生物化学性质以及食品加工原理的学问。是一门主要涉及细菌学、化学、生物学和工程学的综合性学科。它是一门涉及到食品的特性及其变化、保藏和改性原理的科学 。 食品的这
5、些性质关系到食品的稳定性、成本、质量、加工、安全、营养价值、卫生和方便。,食品工艺学（Food Technology）：运用食品科学原理来从事食品的选择、保藏、加工、包装及销售，它影响消费安全、营养和食品卫生。食品化学（Food Chemistry） 论述食品的成分和性质以及食品在处理、加工和贮藏中经受的化学变化。 一门研究食品（包括食品原料）的组成、特性及其产生的化学变化的科学，与化学、生物化学、生理化学、植物学、动物学和分子生物学有密切的关系。,第二节 食品化学的历史,远古 主要发现：始于18世纪末期20世纪才成为一门独立的学科。起源：起源是不清楚的。食品化学的起源可以追溯至中世纪前，但是
6、最重要的发现起自于18世纪后期。它的历史深深地与农业化学卷在一起。17801850期间 许多化学家的重要的发现直接或间接地关系到食品化学。,Carl Wilhelm Scheei（1742-1786） 瑞典药物学家,（1780年）分离和研究乳酸的性质，发明一 种用加热保藏醋的方法（1784年）从柠檬汁中分离出了柠檬酸（1784年）从苹果中分离出了苹果酸（1785年）在20种普通水果中检测柠檬酸、苹 果酸和酒石酸他从植物和动物物质分离各种新化学物质的工作被认为是农业和食品化学中精确分析研究的开端。, Antoine Laurent Lavoisier 法国化学家 首先用一个平衡反应式表示发酵过程
7、，首先测定了乙酸的元素成分（1784）。(Nicolas)Theodore de Saussure 法国化学家 通过灰化方法研究植物的矿物质含量和完成了首次精确的乙醇的元素分析（1807）。Joseph Louis Gay-Lussac和Louis-Jacques Thenard 1811年发明了定量测定干蔬菜物质中碳、氢和氮的百分数的第一个方法。, Humphey Davy 英国化学家 编写了第一部（1813）农业化学原理。 在第五版中指出，植物通常仅由7或8种元素组成，最基本的植物物质由氢、碳和氧按不同比例组成，一般单独存在，在某些情况下与氮相结合。 Michel Fugene Chevr
8、eul 法国化学家 在动物脂肪上所做的经典的研究导致了硬脂酸和油酸的发现和命名。 Justus von Liebig 在1842年将食品分类为含氮的（植物纤维蛋白、清蛋白、酪蛋白以及动物肉和血）和不含氮的（脂肪、碳水化合物和含酒精饮料）。 1847年出版了食品化学研究。第一本食品化学方面的著作。,19世纪早期 掺假的出现并日益严重。化学家们化了很大努力来了解食品的天然性质，被经常用作掺假物的化学物质和检测它们的手段。 在18201850期间，很多大学建立分析研究和化学研究实验室。从此，食品化学连续地并以加速的方式发展。,在19世纪早期常见的食品的有意掺假,胭脂树籽红：掺假物包括姜黄、燕麦、黑麦
9、，小麦面粉、硫酸钙和碳酸钙、盐和铁红（氧化铁）。黑胡椒：常被砂砾、叶子、果梗、茎、胡椒末、亚麻子肉和胡椒以外的其它植物粉末掺假。尖辣椒：常加入银硃（-硫化汞）、赭石和姜黄以克服因暴露在阳光下而产生的褪色现象。精油：用松节油、其他油和醇掺假。醋：用硫酸掺假。柠檬汁：用硫酸和其他酸掺假。,咖啡：用焙烤谷物、焙烤胡萝卜或烤焦刀豆和豌豆掺假；茶叶：用下脚料、干燥茶叶和其他植物叶子掺假；牛乳：主要掺水，也常加入白垩、淀粉、姜黄（颜色）、胶和苏打。偶尔也用明胶、糊精、葡萄糖、防腐剂（硼砂、硼酸、水杨酸、水杨酸钠、硝酸钾、氟化钠和苯甲酸盐）以及着色剂如胭脂树籽红、藏红花、焦糖色素等掺假。啤酒：浆果Coccu
10、lus indicus的“黑色提取物” 能影响啤酒的风味、麻醉性质、额外的令人陶醉的质量和毒性。,糖：采用砂、粉剂、石灰果肉和着色物质掺假。葡萄酒：采用着色剂、风味剂、熟化剂、防腐剂、抗酸剂等。 巧克力：采用淀粉、硬饼干粉、动物油脂、砖粉、铁红（氧化铁）和马铃薯粉掺假。面包：采用明矾和小麦以外的产品制得的粉掺假。糖果产品：采用含铅和砷的着色剂掺假。,食品掺假,第一阶段 从古代至1820年左右，食品掺假不是一个严重问题。第二阶段 有意的食品掺假在出现的频率和严重性两方面都显著的增加。第三阶段 1920年起 。法规的压力和有效的检测方法将有意的食品掺假出现的频率和严重性减少至可以接受的水平。第四阶
11、段 开始于1950年左右。含有合法化学添加剂的食品渐占优势，食品被不期望的工业化副产品如汞、铅和农药污染已被公众和法规关注。,食品主要组分和营养组分研究,19世纪中期1860年在德国Weede建立了第一个由政府资助的农业实验站，W. Hanneberg 被任命为主任。 发展了一种常规测定食品中主要组分的步骤。 水分含量、粗脂肪、灰分、氮、粗纤维，无氮提取物。 1871年，Jean Baptiste Duman 认为仅含有蛋白质、碳水化合物和脂肪的膳食不足以支持生命。,20世纪前半期 发现并鉴定的大多数必需的食用物质，它们是维生素、矿物质、脂肪酸和一些氨基酸。二十世纪中期 日益广泛地使用化学物质
12、帮助增长、制造和销售食品是一个特别值得注意和有争议的事件。,三聚氰胺（C3H6N6 ）,物理性质纯白色单斜棱晶体、无味、熔点354（分解）、升华温度300。在水中溶解度随温度升高而增大,在20时，约为3.3 g/L，即微溶于冷水，溶于热水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。 化学性质呈弱碱性（pKb=8），与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺盐。毒性危害大鼠口服的半数致死量大于3克/公斤体重。动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。,第三节 食品化学的研究方法,食品的主要质量特性是颜
13、色、风味、质构和营养价值。（1）测定与安全、高质量食品的重要特征相关的性质；（2）测定那些对食品质量和/或卫生具有重要影响的化学和生物化学反应；（3）综合前两点，了解关键的化学和生物化学反应如何影响食品的质量和安全；（4）将这方面的知识应用在解决食品配制、加工和贮藏中出现的各种问题。,一、质量和安全属性,安全是任何食品需要满足的第一个要求。加工和贮藏中食品的质量属性及其可能经受的变化,二、化学和生物化学反应,许多反应能改变食品的质量或安全性。 取决于食品的种类和处理、加工或贮藏的条件。,三、反应对食品质量和安全的影响,四、分析在食品贮藏和加工过程中 出现的情况,http:/www.ift.or
14、g/divisions/food_chem/,参考文献（Reference),教材：食品化学 王璋 许时婴 汤坚 编主要参考书：食品化学（第三版） O. R. Fennema著 王璋 等译Food chemistry/Owen R.Fennema.1996. TS201.2-51/ W016-3 Food chemistry / O. R. Fennema.1985. Food chemistry/H.-D. Belitz and W. Grosch; Translated by M. M. Burghagen. 1999. TS201.2/ W02-2.Food chemistry and nutritional biochemistry /Charles Zapsalis, R. Anderle. 1985. TS201.2/ W013.,思考题,食品化学发展的主要推动力是什么？说明理由。近年来出现的一系列食品安全事件中哪些与食品化学密切相关？说明理由。为什么说食品化学是食品类专业的骨干课程？食品化学发展方向。食品化学在食品工业发展中的作用和地位。,
