食品化学
历史
食品化学的历史可追溯到18世纪末期时,许多著名的化学家进行相关研究,例如:卡尔·威廉·舍勒于1785年从苹果萃取出苹果酸,汉弗里·戴维于1813年出版一本书《Elements of Agricultural Chemistry》(农业化学元素)。
水
食品的主要成分是水,例如在生鲜肉类里占了50%到95%,蔬菜或水果里也富含水分。水分的多寡常与细菌的生长和食品腐败变质相关。 食品保鲜的关键之一,是减少食品中水的含量,或是经由冷却或冷冻来降低细菌在水中的活性,以提高食品的保存时间。
碳水化合物
蔗糖是人类常见的食糖品种之一。
碳水化合物,又称糖类,主要分成四大类:单糖、双糖、低聚糖和多糖。 除了少数例外(如脱氧核糖或氨基糖),单糖的化学式是:(CH2O)n。 A链的单糖可构成多糖形式,例如果胶、右旋糖酐、洋菜胶、黄原胶……等。 像多糖可作为储存养分的物质,如淀粉和糖原;或作为动物外骨骼和植物细胞的细胞壁,如:甲壳素和纤维素;另如五碳醛糖的核糖是构成各种辅因子的不可或缺失之物质,如ATP、FAD和NAD)也是一些遗传物质分子的骨干(如RNA)。 而人类血液之中,主要提供热量的来源是葡萄糖。
白利糖度,是测量糖度的单位。
升糖指数,是用于衡量糖类食品对血糖量的影响。
脂类
人体所需脂类 ,大致可以分为胆固醇、中性脂肪(三酸甘油酯)、磷脂质、游离脂肪酸等4种。 它的主要生理功能包括储存能量、做为脂溶性维生素(如维生素A、D、E和K)载体、构成细胞膜以及膜的讯息传导等。
脂质可以广义定义为疏水性或双亲性小分子;某些脂质因为其双亲性的特质(兼具亲水性与疏水性),能在水溶液环境中形成囊泡、脂质体或膜等构造。生物体内的脂质完全或部分源自两种截然不同的生物次单元:酮酸基与异戊二烯脂质可以概分为八类:脂肪酸、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂(英语:Sphingolipid)(神经脂质)、糖脂质(英语:Saccharolipid)、聚酮类(由酮乙基次单元聚合而成)、固醇脂类,以及孕烯醇酮脂类(由异戊二烯次单元缩合聚合而成)。食物中的脂肪酸,主要来自谷物如玉米、大豆等,或动物性油脂,如牛奶、奶酪、肉类的脂肪等。
蛋白质
蛋白质是一种复杂的有机化合物,是由氨基酸分子呈线性排列所形成,相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。 蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。 蛋白质普遍存在于人类食物之中,例如肉类、海鲜或大豆等。此外,经由有机合成技术,一些蛋白质也可以透过化学方式来合成。
酶
酶,或称酵素,指具有生物催化功能的高分子物质。 在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。在食品工业里,具有多种用途,发酵、酿造等。
维生素
核黄素 水溶性维生素B2
维生素,又称维他命是一系列有机化合物的统称。它们是生物体所需要的微量营养成分,而一般又无法由生物体自己生产,需要通过饮食等手段获得。 维生素不能像糖类、蛋白质及脂肪那样可以产生能量或组成细胞,但是它们对生物体的新陈代谢起调节作用。 维生素分成水溶性与脂溶性,水溶性维生素不易积蓄于人体内,会随者排尿一起排出,且容易在烹调中遇热破坏;而脂溶性维生素,易溶于非极性有机溶剂,而不易溶于水,可随脂肪为人体吸收并在体内储积,排泄率不高。 缺乏维生素会导致一些病症;适量摄取可以保持身体健康;过量摄取易导致中毒。 人体一共需要13种维生素,其中包括4种脂溶性维生素(维生素A,D,E,K)和9种水溶性维生素(8种维生素B,维生素C)。
矿物质
矿物质,又称为无机盐或膳食矿物质,除了碳、氢、氮和氧之外,也是生物必需的化学元素之一,也是构成人体组织、维持正常的生理功能和生化代谢等生命活动的主要元素,约占人体体重的4.4%。以人体的需求量区分为宏量元素与微量元素。他们可以自然地存在于食物中,或是元素或矿物形式地被加入,例如碳酸钙或氯化钠。有部分这些添加物来自自然来源,例如经过加工磨成粉末的牡蛎壳。 适当的摄取各种矿物质,是有助于维持身体健康。然而摄取过量却可能会直接或间接导致一些病症,这归咎于身体里矿物质之间的竞争特性。例如,摄取大量的锌虽不会有害于自己,但却会导致铜摄取不足。
色素
食用色素,是食品添加剂的一种,用于改善物品外观的可食用染料。 基于感官分析,色彩鲜艳的食品比较容易引发消费者的购买欲与食欲。 常用于食物或饮料的加工品。例如在欧盟列管的E编码里,食用色素为E100到E199
有些食用色素可能来自动物或昆虫的原料所制造,而被认为不适合素食者食用。
调味料
调味料或香料是影响人类对于食物的味觉或嗅觉的关键因素。在常温下能挥发出香味的物质称为香精,可分为天然香精和合成香精两大类。天然香精通常指从动植物中萃取出的香精。合成香精通常是利用化工原料,通过化学加工而生产的香料。风味化学家(英语:Flavorist)们发明了许多合成香精,被广泛应用在许多大量生产的食品之中,使得这些食物具有其气味却不含其应有的营养成分,例如使得大量贩售的果汁或汽水里头不含任何水果的成分。
食品添加剂
食品添加物被加入在食品生产或制造过程中,在食品中加入一些化学制品,用来改变食品的色泽、气味、或调整食物口感及延长保存时间(防腐剂、抗氧化剂)。在20世纪50年代以前,食品添加物采用负面表列的方式,凡是不在明令禁止的名单上,就可以添加到食品中。现在大多数国家都规定,只有获得许可的添加剂才能在食品中使用。国际食品法典委员会制定食品添加物的国际编码系统(英语:List of food additives, Codex Alimentarius),作为各国政府自订食品添加物标准时的参考。欧盟亦自订E编码。
参见
食品成分数据(英语:Food composition data)
食品科学、食品物理化学(英语:Food physical chemistry)、食品微生物学(英语:Food microbiology)、食品流变学(英语:Food rheology)、食品工程、食品技术
食品卫生、食物保存法、食品包装(英语:Food packaging)、食品储存(英语:Food storage)
食品强化(英语:Food fortification)、膳食补充剂
《现代食品工程》、《食品与生物加工技术》、《食品化学(英语:Food Chemistry (journal))》
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