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1、食品化学,FOOD CHEMISTRY,HARBIN UNIVERSITY OF COMMERCE,目的意义,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。 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,水和冰,REFERENCE,Owen R. Fennema. Food Chemistry, 3rd ed. New York: 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
2、 论,INTRODUCTION,什么是食品？ 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。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60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,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 世界发达地区
3、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 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】,17801850年间的发展,1780年瑞典药物学家 Carl Wilhelm Scheele发现
4、氯、甘油和氧 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,1743-1794年法国化学家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 1767-1845年法国化学家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 1811年Joseph Louis Gay-Lussac 和Louis-Jacqu
5、es Thenard 发明了定量测定碳、氢和氮百分数的第一个方法,17801850年间的发展（续1）,1813年英国化学家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瑞 典化学家 Jons Jzcob Berzelius(1779-1848)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,17801850年间的发展（续2）,1786-1789年法国化学家Michel Fugene Chevreul 硬脂酸和油酸的发现和命名。有
6、机物质分析的先驱动物脂肪成分的经典研究Justus Von Liebig 1842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 1847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,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,19世纪中期英国的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 1860年德国的W. Hanneber
7、g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）。,1871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。 1862年 美国建立农学院 成立美国农业部 1863年 Harvey Washington Wiley 反对冒牌和掺假食品 1906年 通过了美国第一个纯食品和药品法令 出现了全世界最大的国家农业实验站系统 20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,第二节 食品化学研究的内容,食品从原料生
8、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,确定食品的组成、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。 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、高分子化学、
9、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。,食品在贮藏加工过程中的化学变化，包括：非酶褐变和酶促褐变； 水活性和分子滴度改变引起食品质量变化； 脂类的水解、自动氧化和光敏氧化、热降解和辐解； 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 构象变化与降解； 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 分子的结构与功能特性之间的变化； 维生素的降解和损失； 营养补充剂和食品添加剂的作用和影响； 食品香气化合物的产生及其反应机理； 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 食品化学的研究方法,确定关键的化学和生物化学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,食品变质的原因,褐 变：酶促、非酶促 脂 类：水解、氧化 蛋白质：变性、交联、水解 糖 类：水解、多糖合成、酶解 色 素：降解、变色,食品加工和保藏过程重要的可变因素,温度 时间 温度变化的速率 pH,产品的组成 水分活度（Aw） 气相的成分 光照,微胶囊技术 膜分离技术 超临界萃取技术 新灭菌技术,复合包装材料 微波技术 超微粉碎技术 可食用膜技术,Thank You!,
