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1、食品化学 FOOD CHEMISTRY 打开食品科学之门的钥匙,揣讥昏斡铸宇篮朴濒桌任望舜锐陀诛桃铣泡凉只蔑孰戴契街叁萝铰京调腥食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,第一章 绪论 1.1 食品化学的概念及研究内容 1.2 食品的物质属性及物质系统 1.3 食品成分的理化性质及化学变化综述 1.4 食品化学的发展历史及主要研究方法 1.5 食品化学在食品科学中的地位及在食品工业技术发展中的作用 1.6 本课程主要内容及教学要求,雀薛珠勋肺杉帽幕氮薛郴扦灼督冯渺攫愚爵懒胰彬彬示扛确蛮擦孰灿扔云食品化学FOODCHEMIST
2、RY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.1 食品化学的概念及研究内容 1.1.1 食品化学的概念 食品化学：应用化学的原理和方法，研究食品及其原料的组成、结构、理化性质、生理功能、体内生化过程、营养价值、安全性质及在加工、贮藏、运销中的变化、变化本质及对食品品质和安全性影响的一门新兴、综合、交叉性学科。 简言之，食品化学即是研究食品的组成、结构、功能及其变化规律，从分子水平认识食品的一门科学。 目的和意义：为改善食品品质、开发食品新资源、革新食品加工工艺和储运技术、科学调整膳食结构、改进食品包装、加强食品质量控制、提高食品原料加工和综合利用水平奠
3、定理论基础，为食品科学发展提供理论和思维工具的一门综合性学科，促进食品科学全面深入发展。,饱歹侣芭洛坷尊霍炽硷改搞舶冶焕单猫羡舜脸愈呆犬伤餐浊塞皋亚丫念超食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.1.2 食品化学研究的基本内容 一、食品化学研究的基本内容,壤姻赤隔邯崭豪戴牌错锯裂耶瞎经帅引缓诲九邯堆丙肯鉴溪碳霄岳产愈努食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,二、食品化学的主要学科分支 1.按照研究范围：食品营养成分化学、食品色香味化学、食品工艺化
4、学、食品物理化学、食品有害成分化学 2.按照食品物质类型：食品碳水化合物化学、食品油脂化学、食品蛋白质化学、食品酶学、食品添加剂化学、维生素化学、食品矿物质元素化学、调味品化学、食品风味化学、食品色素化学、食品毒物化学、食品保健成分化学 三、食品化学研究的层次及主要任务 1.认识各类食品成分：营养成分（水、糖、脂、氨基酸蛋白质多肽及酶、维生素、矿物质等），微量及添加成分（调味品、香味、色素、加工辅料等），保健成分（多糖、食用纤维、蛋白质、黄酮类等）及以上各类成分在食品加工、贮藏过程中的次生物质； 2.对各类成份进行提取、分离，表征各类成分的化学结构和理化性质； 3.研究各类食品成分在食品加工过
5、程、贮藏、运销过程中的化学变化及变化规律； 4.研究食品成分的构效关系；,莉炕憋伸变聘啮悯渭秩举局改菌是木匹窗仟峦箭猖脱傀询坟转戊念赤绵递食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,四、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
6、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。,阜送峡歼盐茨琶厌桌囱各妓痪淑瓣棕胰闲仰秆岩涡酌涵啄爽期阑愿肺手搔食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.2 食品的物质属性及物质系统 1.2.1 食品中的物质 一、食品中的物质构成及类型 按食品物质的主要来源：,孟默瓶舀敦酸俄迈毖哇丑卜淄亲弯压逾跋耶凄刨贮斟椽匣怜孝众粱掸突缴食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,按在食品中的含量：,二、食品物质的特
7、点 1.多样性：食品是天然产物加工后的形式，任何一种天然产物所包含的化学物质，数量都是非常巨大的，有些已经认识或初步认识，有些,腿贤宣滨支诚冤脊课鲜烩馏推沧跋展阂寡蛰伙阂风酝塘竹烁悯郸主推铀犹食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,尚未认识（如食品中的风味物质、功能物质等）；即使同一类型的物质，也有多种多样的分子或不同的存在形式（如糖、蛋白质等）。 2.可认识性：从化学角度讲，不管一种系统有多复杂，其各种组成成分都是可认识的，不存在神秘的物质和神秘的力量；可认识性包括：种类可认识性；结构可认识性：性质可认识性；生物功能可
8、认识性；构效关系可认识性等。 3.个体属性：任何食品成分（主要指单个化学物质）仅是食品的一个组成部分（很小），尽管它们有其自身结构、理化性质、生物功能，但其不能代表食品。 4.相互作用：食品中的各类化学物质共处同一体系中，肯定存在着复杂的相互作用，这种相互作用决定食品物质的存在形式，食品的质构、品质、加工特性、安全性等多个方面。从这种角度认识食品物质，是食品化学研究领域的新课题。,碉鼓译芥符疯拟止隋券嗅温勘拧怎针慑醛箍帽批惨膛苹滞贪彦侍搀邹嚎鸭食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.2.2 食品的物质体系 （1）对食
9、品物质体系的简要认识,图1.1 食品物质体系形成示意图,捌撮瞅蹦股锐雀绳裙鄙逢嘱伯甭茧沾撮木魂藩驴匀挫秧埂昌磺捶脸贴堰菜食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,（2）食品物质体系的特点 a.既可由多个同类物质分子组成，也可由多个不同类型物质分子组成；如有色物质、酶体系等均由多个同类型物质分子形成；而糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等均由不同类型的多个分子形成； b.单个分子组成多分子体系具有分子识别的特点；分子识别是生物体系中分子定向组织的过程，这个过程涉及分子种类、数目是固定的，组织形式、结合方向也是固定的； c.单个分子组成多
10、分子体系主要通过弱键相互连接；弱键主要包括氢键、静电吸引力、范德华力、分子间堆积力等；相比共价键其结合力要弱得多； d.多分子体系的结构形式远比单个分子复杂；多分子体系的结构是多层次的，其主要内容是空间的、立体的，特别是构象，是生物分子相互结合的基础及结果，是生物活性的主要基础。生物分子或分子体系的构象是固定的，有特种形式的； e.多分子体系的理化性质、体内代谢过程及生物学功能与单个分子有较大的差别。多分子体系的形成，会影响人体的消化吸收过程；会赋予食品成分一些新的性质及功能。,那宛屠甜缠醉矣泄嫉淳贴浙使舀补宏惶葬猖馋欢粤练况渴邵佩驼盲废萝雾食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的
11、钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.3 食品成分理化性质及化学变化概述 1.3.1 食品主体成分的理化性质与功能概述 食品中的化学成分多种多样，各种化学成分都有其特殊的物理和化学性质，这里只简述食品主体化学成分主要的食品学特性及主要的营养功能。 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
12、、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； 1.3.2 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,食瞧痊妇兜跋白簧欲僳绍乖吐福兄吝陋朔数缓咕吕潭捧舞刃债筏证使员淖食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,图1.2 食品贮藏、加工中的化学变化类型和影响因素,蚊摈豫熙嗜烤鄂研薪亥柱途暂痕剑睛恤屏粉奏奏蜒误姚腐纶运蕊慑昂委戚食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHE
13、MISTRY打开食品科学之门的钥匙,对于以上过程，重点理解下面几点： 食品原料采收及贮藏过程中会发生诸多的化学变化，这些过程既有内部因素的影响，也有外部因素的作用； 原料及加工过程中的酶促氧化和酶促水解是食品成分变化的两个主要途径，往往引起营养物消耗、质地变化、风味和色泽改变等，特别容易引起内在营养因子（如维生素等）的分解破坏。 食品水份含量与食品品质有较大的关系，一般脱水会导致一些不利反应的发生，但当含水量接近单层值时，会阻止不利反应的发生，延长食品贮存期。 食品成分往往对光、电离辐射、金属离子等比较敏感；如牛奶长期光照会产生异味，腌制肉品或脱水蔬菜长期日照会变色或褪色；高剂量电离辐射会引起
14、脂类 、蛋白分解变质等；金属离子是食品成分自动氧化的催化剂，还能与多酚化合物络合而产生颜色的变化。 食品包装材料的选择和包装形式等也会影响内部的化学反应类型和数量；,部暮较疾颊卜吹皮蔚辣歧堵哄掏儒诊冻辽抠蹄压剂磕倘饵谜湍部懂摆巷浦食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,二、食品主体成分在食品加工储藏中的变化及相互关系,图1.3 几种主要食品成分的化学变化及相互关系,榷出苇拾你浇领拄凹驾古撮船憾仟政随童豁嗓祭玻辫用东任砒蕉稻限由魄食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开
15、食品科学之门的钥匙,三、食品成分变化可能对食品加工特性及品质产生的影响,表1.1 食品中物质的变化可能对食品属性产生的影响,瘟茹稠瘸珊锦涧兔刽参檬妈肯秉剥扼屋衡当幻娜押鞘鹰巧例咯钥玉甲宪份食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,表1.2 改变食品品质的一些反应及产生的效果,刺滇肖抚肉支瘸耳赛控潜泥网屑意囚钩冬即拐咐酷答提寺阻关缠痔拄给铬食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,表1.3 食品可能发生的二次变化及其产生的影响,川亚饱势皖抗享企腑刃剃奢刀
16、讹孤交滴皮熬受套踩胳诞冤栓尖房敛红禹杜食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.4 食品化学的发展历史及主要研究方法 1.4.1 食品化学发展的几个主要阶段 早期研究：18世纪中后期19世纪早期，在食品化学研究方面主要做了三个方面的奠基工作。首先，以Carl Wilhelm Scheeie(瑞典）、William Beaumout(美国）为代表的药物学家、化学家、医学家对食品成分进行分离、性质、转化和人体消化研究；如Carl Wilhelm Scheeie从柠檬汁中分离得到了柠檬酸（1784年）、从苹果中分离得到了苹果
17、酸（1784年）并检测了20中普通水果中柠檬酸和苹果酸的存在和含量。其次，以Anotoine Laurent Lavoisier(法国）、Jons Jacob Berzelius(瑞典）等为代表得化学家建立了有机元素分析理论和方法，对2000多种天然化合物的元素组成进行了测定；再其次，以Anotoine Lavoisier(法国）、Thomas Thomson (苏格兰）为代表的化学家首次采用分子式表示有机化合物，并用配平的化学方程式表示发酵过程。 发展阶段：19世纪中后期，以Arthur Hill Hassall(英国）为代表的化学家建立了精确的微观分析方法，推动了对食品成分认识的进程；德国
18、的W Hanneberg和F Stohman（1860年）发明了一种用来常规测定食品中主要成分的方法，即先将某一样品分为几部分，以便测定其中的水分、粗脂肪、灰分和氮，将含氮量乘以6.25即得蛋白质含量；然后相继用稀酸和稀碱消,锚到寡音曼协痰亮常寨斯稚几秋柴昔拎摘署优戈嚷鹰榷枉婉印潭垛座栅眼食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,化样品，得到的残渣被称为粗纤维，除去蛋白质、脂肪、灰分和粗纤维后的剩余部分称为“无氮提取物”。Jean Baptiste Dumans(1871年）根据大量的研究，提出了仅由蛋白质、碳水化合物和脂
19、肪组成的膳食不足维持人类的生命。以美国的W Hanneberg、Justin Smith Morrill等为代表的科学家在反对食品掺假、制定食品标准方面做了大量的工作并通过了一系列法律。 成熟阶段：20世纪初，食品工业已成为发达国家和一些发展中国家的重要工业，大部分的食品物质组成已为化学家、生物学家和营养医学家的研究所探明，为食品化学学科的建立积累了大量的素材；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、风味化学等分支学科的崛起，为系统的食品化学学科的建立奠定了坚实的基础；同时，在20世纪3050年代，具有世界影响的J.
20、Food Agric., J. Food Sci., J. Agric. Food Chem.和Food Chem. 等杂志的相继创立，标志着食品化学学科的正式建立。 现代阶段：近年来，食品化学的研究领域更加拓宽，研究手段日趋现代化，研究成果的应用周期越来越短。现代食品化学的研究正向反应机理、风味物的结构和性质、特殊营养成分的结构和功能、食品材料的改性、食品快速分析方法、高新分离技术、新型包装技术和材料、现代储藏保鲜技术，新食源、新工艺和新添加剂等研究方向发展。食品化学已成为食品科学各专业的主要基础课程之一，对食品工业的发展产生着非常重要的影响。,各胎焕识翟蒸少鸥陕抄歹叭帚贮氧虏铸蝶秸智合屠差
21、窃剁局浙镁曰持酷慷食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.4.2 食品化学研究的基本方法和途径,食品化学研究和一般化学研究的区别：食品化学研究是把食品的化学组成、理化性质及变化的研究同食品的品质和安全性研究联系起来，因此从实验设计开始，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，并且把实际的食品体系和主要食品加工工艺条件作为实验设计的重要依据。,虫者轮渊类役哆井灯歇鹏狗庙宝门敝葱嚎遇匙鸦逗洋倒争笼一顺拟忿硼洽食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学
22、之门的钥匙,由食品化学一般研究方法可以看出，食品化学的研究主要围绕提高食品质量，保证食品的安全、卫生而开展。 随着食品科学的发展，特别是功能食品和绿色食品的出现及现代食品理念的变化，食品化学工作者的研究范围不断扩展。从目前情况看，食品化学研究的方法除了保证食品质量和安全性外，还包括以下方面： 1.配合功能食品的开发，在功能因子的寻找和开发开展工作 2.作研究的范围越来越宽，除了传统的食品原料和食品外，将目光已经投向更多的野生植物、动物和微生物，以求找到更多的食品资源或食用功能物质。我国要用植物及其成分在食品中的应用就是一个很重要的方面。 3.食品化学工作者已经不再局限于分析、分离食品成分，研究
23、这些成分的理化性质，在食品成分生理活性、体内过程、毒副作用乃至利用生物工程进行食品成分生产方面也开始投入大量的精力。,删倪溃旱挤焊帖磊孰涤芝孙笑巡蜕猖睡梢就阴说售吧糜恢租苔藏冗伊辅敏食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.5 食品化学在食品科学中的地位及在食品工业技术发展中的作用 1.5.1 食品化学与食品科学研究和发展的关系,图1.4 食品化学和食品科学诸研究领域的关系,泛普紧钩辗益咖信羌颖驴卉搐遭尚素完羚吟菲缄型肪赣烟析方硫左陆衷迫食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMI
24、STRY打开食品科学之门的钥匙,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。,藕摆扫霓诚亦撵岭涯寻完廊咀矽迈凌改征
25、回蚤斋锈络讲绵仑糖髓邑亥甲烦食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.5.2 食品化学在食品工业技术发展中的作用 表1.4 食品化学对食品行业技术进步的影响,博颅乙梅篓杠咒仲拐玛琉察税层津撩咱陕淮见范帝乏挟冗需辞蔚陛零玛载食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,表1.5 食品化学研究成果在推动食品工业发展中的作用,食品科学和工程领域的许多新技术，如可降解包装材料、生物技术、微波加工技术、辐射保鲜技术、超临界萃取和分子蒸馏技术、膜分离技术、微胶囊技
26、术等的建立和应用依然有赖于对物质结构、物性和变化的把握。 由上边分析可以看出，食品化学研究的领域已经延伸到食品工业的各个方面，其影响的范围及程度也愈日剧增。可以这样说，没有食品化学的理论指导就不可能有日益发展的现代食品工业。,绅汤弛唬瓜瘸躺容诀尺册瓜胰睫乌钠接卓教病娟嫩兄呢膘接朔霹鹊棉惠很食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,1.5 本课程主要内容及教学要求 一、时间安排：本学期19周，课表安排上课17周； 上课：至15周（考虑5.1长假影响），共41课时； 实验：共18课时，安排于后半学期。 二、内容安排： 主要讨论
27、食品化学的基本内容，其中包括：各类食品成分的结构、名称、物理和化学性质、营养学价值及在食品加工、贮藏、运销过程中的变化，借此从分子水平理解食品的组成、功能、加工工艺、贮藏技术等的本质。为了降低本门课程的学习难度，拟补充一些化学特别是有机化学知识。结合食品科学的发展，拟介绍性的补充一些有关功能食品、食品资源开发等方面的内容。 三、教学要求： 1.发挥学习的积极性和主动性，通过大量阅读课外资料，促进课程学习； 2.掌握教学特点3.遵守学习纪律,撞冶梁减舀蓟钝思枣塞畸泰哎瞳着弯聂哨炭惰檬粟崭淆挪驮奔荆瞄杜某允食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打
28、开食品科学之门的钥匙,本章思考及练习题： 1.什么是食品化学？食品化学研究的主要内容是什么？ 2.就你对化学、食品及生物体系的理解，简单说明化学物质的可认识性和生命物质体系的复杂性。 3.从发展历史看，食品化学研究是由什么起步的？最重要的工作是哪些？那类人在食品化学发展中发挥了决定性的作用？ 4.人体六大营养要素是什么？在这六大类物质中，哪些属于无机化合物，哪些属于有机化合物？在自然界中，哪些类型的营养物质其分子种类最多，结构最复杂？ 5.试简述单糖、氨基酸的结构特点。 6.教材中叙述食品成分的理化性质和功能，涉及到多少类型的食品成分？所讨论的功能主要是什么？这些功能是在何种体系中发挥的？ 7
29、.就你了解，食品中的糖类化合物主要有哪些类型？这些类型的糖类分子中包含哪些官能团？这些官能团通常会发生哪些化学反应？ 8.由教材中，你可以了解到食品化学的发展趋势是什么？,咀魏专秦邱吗邯惰鸿庆瞬硕刨带堕菇鸥郝眯咨拳直行闻绕磋全伟右湍洲另食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,9.食品化学的研究方法有何特色？ 10.在近代食品工业中，哪些加工技术在食品科学研究和食品生产中获得了应用？ 11.用你的语言，简述食品化学和食品科学诸多学科之间的关系。 12.试写出下列食品成分的分子式： 乳酸 葡萄糖 硬脂酸 苹果酸 柠檬酸 油酸 丙酮酸 酒石酸 小苏打 谷氨酸 果糖 蔗糖,缺迹鸯婚维吩秆溃焰艰晌巳茅蔓污鸣摊戚峰彭绰淄源置淬诺具董悯喷骄桩食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙食品化学FOODCHEMISTRY打开食品科学之门的钥匙,