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1、第一章 绪 论,Chapter 1 Introduction,.,Definition of Food Chemistry,具备营养功能；,食品必需符合的基本要求：,良好的风味特征；,对人体无害。,食品：将食物或食料进行加工以满足人们营养和感官需要的产品Food: materials that have been processed in order to meet consumers demand on nutrition and flavor食物或食料：含有营养素的物料Foodstuff: materials containing nutrients,The Definition of F
2、ood Chemistry,营养素：维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质Nutrients：the indispensable substances that provide nourishment essential for the maintenance of life, growth and development of human being .,chemical nature,necessity for human body,Water（水）Carbohydrates（碳水化合物）Proteins（蛋白质）Lipids（脂类）Mineral elements（矿质元素）Vita
3、mins（维生素）,The Definition of Food Chemistry,营养素：指那些能维持人体正常生长发育和新陈 代谢所必需的物质。,食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。,食品化学：,化学角度,分子水平,食品,组成、结构、理化性质、生理和生化性质、营养与功能性质,加工、储藏、运销中的化学变化,食品化学与食品科学研究和发展的关系,对食品关注的方面,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不足世界发达地区 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,食品化学起源于何时难以从历史记载中找到答案;食
4、品化学作为科学加以研究应追溯到18世纪;食品化学在20世纪初逐步成为一门独立的学科.,. The History of Food Chemistry,天然动植物特征成分分离和分析阶段舍勒（Scheele）-瑞典化学家1780年分离出了乳酸1784年分离出柠檬酸、苹果酸，1785年检验20种普通水果中柠檬酸、苹果酸、酒石酸。他从植物和动物原料中分离各种新化合物的工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。即定量研究的先驱。,古代食品化学（20世纪50年代以前）,拉瓦锡(Lavoisier)-法国化学家首先用一个平衡反应式表示发酵过程，最早测定了乙酸的元素成分（1784）。尼科拉斯(Nic
5、olas)-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）。 盖-吕萨克(Gay-Lussac)和泰纳尔(Thenarde)-法国化学家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。,古代食品化学（20世纪50年代以前）,戴维(Davy)-英国化学家 在1813出版了第一部农业化学原理。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。 谢福瑞(Chevreul)-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。 李比希(Liebi
6、g)-德国化学家 1847年出版了食品化学研究。第一本食品化学方面的著作。,古代食品化学（20世纪50年代以前）,直到20世纪初，当食品工业已成为发达国家和一些发展中国家的重要工业，大部份的食品物质组成已被化学家、生物家和营养医学家的研究所探明，食品化学学科建立的时机才成熟。在此期间，食品工业的不同行业纷纷创建自身的化学基础，粮油化学、果蔬化学、乳品化学、糖业化学、肉禽蛋化学、水产化学、添加剂化学、风味化学等，为食品化学学科的建立奠定了坚实的基础。,古代食品化学（20世纪50年代以前）,到了二十世纪3050年代，具有世界影响的J. Food Agric，J. Food Sci，J. Agric
7、. Food Chem和Food Chem等杂志的相继创立，标志着食品化学的正式建立。,古代食品化学（20世纪50年代以前）,色谱和色质联用等现代分析技术的出现，以及结构化学理论的发展，使食品化学在理论和应用研究方面都获得显著的进展。,现代食品化学（20世纪90年代以后）,.,The Content of Food Chemistry,（1）研究食品化学组成,（2）揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化,（3）研究食品贮藏、加工新技术，开发新产品 和新的食物资源,（4）研究化学反应的动力学行为和环境因素 的影响,（2）揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化,苹果削皮、香蕉拨皮后变色？,酚类化合物外溢，
8、酚类很不稳定，在溢出过程中与多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌类物质和水。,（3）研究食品贮藏、加工新技术，开发新产品 和新的食物资源,食品（水果蔬菜等）冷冻干燥技术对食品的营养成分和品质的影响？,（4）研究化学反应的动力学行为和环境因素 的影响,淀粉糊化、老化油脂的氧化丙烯酰胺：丙烯酰胺的危害是急性毒性，神经毒性和生殖发育毒性，遗传毒性，致癌性。,1、死的或将要死去的生物物质以及它们暴露在变化很大的各种环境条件下经历的各种变化。例如使新鲜果蔬在贮藏和运销过程中维持残有生命过程的适宜条件。如用低温、包装来维持果蔬的新鲜度，使之具有较长的货架期。,食品化学的研究对象,2、在
9、为长期保持食品而进行的热加工、冷冻、浓缩、脱水、辐照和化学防腐剂的添加等预处理时，食品化学家则主要关心不适宜生命存在的条件和这些加工和贮藏条件下各种组分可能发生的变化以及这些变化对食品品质和安全性的影响。3、破损的食品组织（面粉、果蔬汁等）、单细胞食品（蛋、藻类等）和一些重要的生物流体（牛乳等）的性质和变化。,食品化学的研究对象,化学研究的方法可概括为通过实验和理论探讨,从分子水平上分析和综合认识物质变化的方法。食品化学的研究方法则是通过实验和理论探讨,从分子水平上分析和综合认识食品物质变化的方法。从实验设计开始，食品化学的研究就带有揭示食品品质或安全性变化的目的，并且把实际的食品物质系统和主
10、要食品加工工艺条件作为实验设计的重要依据。,食品化学研究和一般化学研究的区别,食品化学的实验应包括理化实验和感官实验理化实验主要是对食品进行成分分析和结构分析，即分析实验物质系统中的营养成分、有害成分、色素和风味物的存在、分解、生成量和性质及其化学结构。感官实验是通过人的直观检评来分析实验系统的质构、风味和颜色的变化。根据实验结果和资料查证，可在变化的起始物和终产物间建立化学反应方程，也可能得出比较合理的假设机理，并预测这种反应对食品品质和安全性的影响，然后再用加工研究实验来验证。,食品从原料生产，经过储藏、运转、加工到产品销售，每一过程无不涉及到化学变化。对这些变化的研究及控制构成了食品化学
11、研究的核心内容。,. The Main Chemical Changes in Food,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,食品变质的原因,超临界萃取技术,超临界为超临界流体，是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。,高新技术的研究,1、植物油的萃取（大豆、向日葵、可可、咖啡、棕榈等
12、的种子）2、动物油的萃取（鱼油、肝油等）3、从茶、咖啡中脱除咖啡因，啤酒花的萃取4、食品的脱脂（无脂淀粉、油炸食品等）5、香料的萃取,微胶囊技术(微胶囊化),微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。,在乳制品中的应用 乳制品中添加的营养物质具有不愉快的气味，其性质不稳定易分解，影响产品质量。将这些添加物利用微胶囊技术包埋，可增强产品的稳定性，使产品具有独特的风味，无异味，不结块，泡沫均匀细腻，冲调性好，保质期长。利用此法制成的产品有果味奶粉、姜汁奶粉、可乐奶粉、发泡奶粉等,被包埋的物质称为芯材，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素
13、、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。,膜分离技术,膜分离过程以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、蒸气分压差、浓度差、电位差等）使得原料侧组分选择性透过膜，达到分离提纯的目的。,西瓜汁经超滤处理后， 其主要营养成分： 糖分、 有机酸、 维生素 C 的保留率都高达 90以上。 并且超滤还具有除菌效果，西瓜原汁经过超滤处理，除菌率达到99.9%以上。不经巴氏灭菌， 也能达到国家饮料食品的卫生标准。,绿茶汁采用5 万10 万分子量膜进行超滤，主要有效成分茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖等的保留率相对稳定，而3
14、万以下分子量膜分离对绿茶主要品质成分影响较大。,新灭菌技术,超高压杀菌臭氧灭菌辐照杀菌微波杀菌,超高压灭菌（UHP）技术，就是在密闭容器内，用水作为介质对软包装食品等物料施以400600MPa的压力，从而杀死其中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌，而且不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化。,臭氧是一种强氧化剂，在常温下能自行降解产生大量的自由基，最显著的是氢氧根自由基，因而具有强氧化性。同时，臭氧又是一种良好的灭菌剂臭氧在消毒、灭菌过程中仅产生无毒的氧化物，多余的臭氧最终还原成为氧，不存在残留物，没有任何遗留污染的问题，可直接用于食品的消毒、灭菌。,微波技术是一种兴起的,发展很快的技术,在食
15、品的加热,杀菌,干燥等方面都做出了极大的贡献,在食品加工行业占有重要的地位.微波概述微波是一种波长为1-1000mm的电磁波。在食品工业中,微波常用频率为9152450MHz。微波会与物料中的极性物质(如水分、蛋白质和脂肪等)相互作用,通过使物料极性的取向随外电磁场发生变化,造成分子急剧的摩擦和碰撞,从而在同一瞬间加热物料的物质。,微波技术,1、食品干燥2、食品烘烤3、食品膨化4、食品解冻5、食品杀菌,1.时间短且速度快 2.低温杀菌可保证食品质量 3.杀菌彻底 4.食品成分对微波具有选择吸收性 5.效率高，节约能源，操控方便,微波杀菌技术能够很大程度的保持食品的营养成分，杀菌效果明显，可以是
16、食品不添加各种有害人们身心健康的防腐剂并且延长保质。它的应用十分广泛，应用领域主要有粮油制、豆制品、奶制品、调味品、果树杀菌保鲜、水产品以及医疗器械的杀菌等方面。,超微粉碎技术是近20年来国际间发展起来的新技术。 超微粉碎:指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎到1000m 以下的操作技术，是20 世纪70 年代以后，为适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术。,1 定义,超微粉碎技术,1）使食品具有独特的物理化学性能 分散性、吸附性、亲和力、溶解性、化学活性等2）改善食品的口感 巧克力配料粒度不能大于25m，具有细腻滑润的良好口感，当平
17、均粒径大于40m时的口感就明显粗糙。,2 超微粉碎的作用,粉体的特点： 比表面积大 可塑性强 流动性好,3）充分利用食品 一些动植物体的不可食部分如骨、壳(如蛋壳)、虾皮等，也可通过超微化而成为易被人体吸收利用的钙源和甲壳素。 牡蛎壳物理超微+压片=超微钙片,2 超微粉碎的作用,4）改进或创新食品纤维食品膳食。纤维素是平衡膳食结构的重要功能性基料食品。因此，增加膳食纤维的摄入是提高人体健康的重要措施。借助现代超微粉碎技术，能明显改善纤维食品的口感和吸收性。补钙食品。动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙，比无机钙容易被人体吸收、利用。这些有机钙可以作为添加剂，制成高钙高铁的骨粉系列食品，具有独到的营养保健功能，可用于某些缺钙食品如豆奶等的富钙。 甲壳素。蟹壳、虾壳、等的超微粉末可用作保鲜剂、抗氧化剂等，改性后还有其他许多功能性。甲壳素具有抗癌抑制癌提高人体免疫力及护肝解毒作用。尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖等症，,2 超微粉碎的作用,独立完成实验,明确课程特点,应用归纳方法,阅读参考资料,听、记、作业,讨论、研究、成功,如何学习食品化学课程,
