食品化学_绪论

19世纪早期
掺假的出现并日益严重，导致化学家们 花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1820-1850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。
19世纪中期
• 英国的Arthur Hill Hassall 绘制了一套比较详 尽的显示纯净食品材料和搀假食品材料的微观形 象的示意图。 • 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。 • 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。
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表1-1 食品化学对食品行业技术进步的影响
食品工业各领域
果蔬加工储藏 肉品加工储藏 饮料工业 乳品工业 焙烤工业 食用油脂工业
食品化学研究成果对食品加工储藏技术的影响
化学去皮，护色，质构控制，维生素保留，脱涩脱苦，化学保鲜，气 调储藏，活性包装，酶法榨汁，过滤、澄清及化学防腐 宰后处理，保汁及嫩化，护色和发色，提高肉糜乳化力，凝胶性和黏 弹性，烟熏肉的生产和应用，人造肉生产，综合利用 速溶，克服上浮和下沉，稳定蛋白饮料，水质处理，果汁护色，提高 风味，白酒降度，啤酒泡沫和苦味改善，脱涩等
• Concept: What is Food Chemistry ?
营养素
名词概念
食物 食品 食品化学
食品
指各种供人食用或者饮用的成品 和原料以用按照传统既是食品又是药品 的物品，但不包括以治疗为目的的物品。 《卫生法》54条（95年） （1）有一定的营养品价值 （2）具有人们所喜爱的色、香、味 （3）对人体无害
Chapter 2 Water
Chapter 3 Carbohydrates Chapter 4 Lipids
Chapter 5 Protein Chapter 6 Enzyme
Chapter 7 Vitamin and Mineral Chapter 8 Pigments and Colorants
☆ 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 Chevreul 法国化学家 他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。
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• 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。
第三节 食品化学在食品 科学中的作用和地位
食品化学与食品科学研究和发展的关系
通过研究食品有效成分在各种加工条件下 的变化，说明加工工艺的合理性，不断开 发新的食品加工手段和技术 通过研究不同贮藏条件下对食品成分、质构 的影响，不断探索开发新的贮藏手段和技术 通过研究食品成分的理化性质，结合生物化 学研究，可为食品营养研究提供基本数据 食品化学是各种检测手段的基础， 各种检测手段又是考察食品安全的 前提条件
第四节 食品化学的的内容与研究方法
2、食品成分理化性质及化学变化概述
（1） 食品主体成分的理化性质与功能概述 • • 水：溶剂；良好的流动性、与食品成分的亲合性 及溶解性； 糖类：低糖或单糖：营养成分；吸湿、保湿、增 粘、增塑、结晶和易溶；多糖：营养成分；增稠、胶 凝、乳化、成膜等；结构等；
脂类：营养成分；乳化（极性脂，如磷脂）；沸点高、 同质多晶性（中性脂，如油脂）；溶剂、风味、起稣、抗老化 等； 蛋白质：营养成分；亲水/疏水、等电点、乳化、起泡、 成膜、增稠等，营养、催化、保护风味等 矿物质：营养成分；具有调节水份活度、PH、离子平衡、 离子强度、改善或稳定荷电生物大分子等功能；
食品化学
FOOD CHEMISTRY
—打开食品科学之门的钥匙
食品工业简介
➢1999年，全世界食品工业销售额为2.7万亿美 元，居各行业之首。 2000年，中国食品工业总产值和利税分别为 8434.1亿元和 1458.3亿元，分别占全国工业 总产值的9.8％和利税的15.3 ％；食品工业就 业人数为403.7万人，占全国工业企业就业人 数的7.3％。 2001年和2002年中国食品工业总产值分别为 8740.55亿元 和10169.68亿元。 食品工业产值与农业产值的比值为0.3-0.4:1， 远低于发达国家的2-3:1。
食品化学 是从化学角度和分子水平上
研究食品的化学组成、结构、理化性
质、营养和安全性质以及它们在生产、
加工、储存和运销过程中的变化及其
对食品品质和安全性影响的科学。
第二节 食品化学的历史
• 食品化学起源于何时难以从历史记载中找 到答案 主要发现始于18世纪末期 • 食品化学是在解决食品工艺及食品品质中 有关化学问题的基础上逐步成为一门独立 的学科 20世纪才成为一门独立的学科 • 食品化学现已是食品专业一级的公共课。
调味品工业 发酵食品工业 基础食品工业
稳定酸乳和果汁乳，开发凝乳酶代用品及再制乳酪，乳清的利用，乳 品的营养强化， 高效膨松剂，增加酥脆性，改善面包的质构及呈色，防止老化。 精炼、冬化，调温，油脂改性，DHA、EPA和MCT的开发利用，乳化 剂，抗氧化剂，减少油炸食品吸油量等。 肉味汤料，核苷酸鲜味剂，碘盐和有机硒盐等。 发酵产品的后处理，后发酵期间的风味变化，综合利用等。
第一章 绪 论 Chapter1 Introduction
Contents
第一节 The Content of Food Chemistry
第二节 The History of Food Chemistry
第三节 食品化学在食品科学中的作用和地位
第四节 食品化学的主要内容与研究方法
第一节 食品化学的定义
☆ Antoine Laurent Lavoisier 法国化学家 首先用一个平衡反应式表示发酵过程，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。
Chapter 9 Flavor Chemistry
Chapter 10 Food additives
三、学习要求
1. 课前预习；上课笔记；课后思考 2. 记分方法 平时10%（考勤、论文、课堂讨论） 期未90%
论文要求
• 论文内容
• 论文提交方式和时间
• 论文格式：综述格式
• 文献的检索：网络、图书馆（期刊及 书刊）
食品化学发展的几个主要阶段
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。
面粉改良，谷制品营养强化，水解纤维素和半纤维素，高果糖浆，改 性淀粉，氢化植物油，新型甜味料，新型低聚糖，改性油脂，植物蛋 白，功能性肽，功能性多糖，添加剂，新资源等。 检验标准的制定，快速分析，生物传感器研制等。
食品检验
表1-2 食品化学研究成果在推动食品工业发展中的作用
食品研究领域 食品配方 工艺 开发食品 控制加工和储藏 变化 开发食品资源 深加工
食品化学的学科特点
• 1. 以化学为基础，融生理学、动物学、植物学、 营养学、生物化学、细胞学、医药学、毒理学、微 生物学、食品加工工艺学、食品贮藏学等诸多学科 为一体；是一门交叉性、综合性学科； 2. 从分子水平研究食品物质、食品物质的化学变 化及食品加工、储藏技术，其认识和说明问题最为 深刻； 3. 研究过程需要最先进的科学理论和技术，研究 起点高； 4. 既有强烈的理论和基础研究色彩，也有浓厚的 应用和开发背景； 5.是食品科学的一门基础性、支柱学科。
过去的状况 依靠经验确定 依据传统、经验和粗 放小试 依靠传统和感觉盲目 开发 依据经验，尝试性简 单控制 盲目甚至破坏性的开 发 规模小、浪费大、效 益低
现在的状况 依据原料组成、性质分析的理性设计 依据原料及同类产品组成、特性分析， 利用优化理论设计 依据科学研究资料目的明确的开发， 并已开始大力发展功能食品。 依据变化机理，科学地控制 科学地、综合地开发新资源 规模增大，范围拓宽、浪费小、效益 提高
食品应满足以下基本要求：
营养素nutrients：能够供应生物体正常生理
活动和运动所必需的物质和能量组分称为营养素。 包括水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、 矿物质、膳食纤维。 因此，营养素的种类、数量和比例以及被人体消 化利用程度即有效性（AVAILABILITY）是食品营养价 值的决定因素。
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（2） 食品成分主要化学变化概述 一、食品原料及食品在加工储藏中的变化及影响因素
原料
植物性
贮藏
食品加工 食品贮藏 食品营养
食品化学
食品安全与卫生 食品检测 食品添加剂
食品化学与食品质量检测和食品标准制定有 更加直接的关系 化学合成和提取分离手段是食品添加剂研 究最直接的动力 食品功能因子的表征、开发 、先进检测手段是新型食品 开发的坚实基础
功能及绿色食品开发
图 食品化学和食品科学诸研究领域的关系
四、主要参考文献
O.R.Fennema,王璋等译，《食品化学》 第3版，中国轻工业出版社，2003 谢笔钧主编,《食品化学》.科学出版社. 2004.6 （面向21世纪课程教材） 韩雅珊，《食品化学》，中国农业大学 出版社，1998.10 阚建全.《食品化学》,中国农业大学出 版社，2002.9（面向21世纪课程教材）
前言
本课程的学习内容及学习要求
一、时间安排：
• 上课：1至10周，共40课时；
• 讲课36课时，总复习2学时，习题课2学时
• 基本教材：王璋等编《食品化学》，中国 轻工出版社； • 夏延斌主编《食品化学》，中国轻工业出 版社
二、Contents
Chapter 1 Introduction
食 品 化 学 的 学 习 内 容
• 食品科学是一门次级学科。 食品科学可分为： （1）食品化学 食品组分的化学、物理化学和生物化 学性质，这些组分在食品加工和保藏中的变化。
（2）物理食品学 食品体系的流变和物理性质；
（3）结构食品学 食品体系的微观和宏观结构； （4）环境食品学 微生物的侵入和食品体系的腐败; （食品微生物学），食品保护，包括卫生和包装; （5）食品加工学 通过物理、化学和微生物方法实现 食品转 化、制作和保藏的原理。
食品化学对食品科学研究及发展的意义：
1.可以促使食品科学工作这从分子水平去认识食品原料、 食品加工与贮藏、各类食品加工技术应用的本质，使各项 研究更加深入； 2.可以促使食品工作者不断更新加工工艺，生产出更加 安全、卫生、营养价值更高的食品； 3.可以促使食品科学由定性逐渐走向定量，科学说明各 种食品的物质组成，制定更加合理先进的食品标准； 4.可以促使食品工业加速利用生物工程技术和各种先进 的加工技术，促进食品工业更新换代； 5.可以促使食品科学不断发展，促进新的、营养价值更 高、功能更加独特的食品，以满足不同层次和不同人群的 需要。