食品化学绪论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

食品化学青岛农业大学食品科学与工程学院第1页肖军霞：肖军霞：博士，副教授博士，副教授Office:化学楼化学楼115E-mail:第2页Food Chemistry （32 课时）教材：.食品化学 阚建全主编 中国农大出版社 第3页主要参考书主要参考书1.食品化学食品化学王王璋等编璋等编中国轻工业出版社中国轻工业出版社1999年年2食品化学夏延斌主编食品化学夏延斌主编中国农业出版社，中国农业出版社，.8第4页ReferencesReferences4.FoodChemistry,OwenR.Fennema3rdEdition,19965.FoodChemistry,Belitz.Grosch.SecondEdition,1999第5页ContentsIntroductionChapter1WaterChapter2CarbohydratesChapter3LipidsChapter4ProteinChapter5VitaminandMineralChapter6Enzyme Chapter7PigmentsandColorantsChapter8FlavorChemistry第6页绪论第7页 本章提要本章提要 了解食品化学研究内容、方法、食品化了解食品化学研究内容、方法、食品化学最新进展和动态。学最新进展和动态。重点掌握食品中主要化学改变及其对食重点掌握食品中主要化学改变及其对食品品质和安全性影响。品品质和安全性影响。第8页一、食品化学概念一、食品化学概念二、食品化学研究内容二、食品化学研究内容三、食品化学发展史与研究方法三、食品化学发展史与研究方法四、食品化学学习方法与要求四、食品化学学习方法与要求Introduction第9页一、食品化学概念一、食品化学概念第10页一、食品化学概念一、食品化学概念1 1、名词概念、名词概念食品或食物食品或食物具备营养功效；具备营养功效；食品化学食品化学I tell I tell you!you!食品必需符合基本要求：食品必需符合基本要求：良好风味特征；良好风味特征；对人体无害。对人体无害。食品化学组成食品化学组成及理化性质及理化性质第11页食品中化学成份食品中化学成份Natural CompositionsUnnatural CompositionsInorganic CompositionsOrganic CompositionsFood AdditivesContaminantWaterMineralCarbohydrates Lipids ProteinsVitamins Hormone Flavor CompositionsToxic SubstancesNatural Additives Synthetic AdditivesProcessingEnvironmental Pollution 食品中基本营养素食品中基本营养素一、食品化学概念一、食品化学概念第12页一、食品化学概念一、食品化学概念1 1、名词概念、名词概念食品化学：是从化学角度和分子水平研究食品食品化学：是从化学角度和分子水平研究食品组成、结构、理化性质、生理和生化组成、结构、理化性质、生理和生化性质、营养与功效性质以及它们在食性质、营养与功效性质以及它们在食品储备、加工和运销中改变学科。品储备、加工和运销中改变学科。I tell I tell you!you!第13页化学化学分子水平分子水平CompositionStructurePhysicochemicalpropertiesNutritionSafetyChangesinfluenceStorageProcessingTransportationsale FoodqualitySafetyI tell I tell you!you!第14页2 2、食品化学与相关学科关系、食品化学与相关学科关系FoodScienceFoodMicoorganismFoodChemistryFoodEngineering一、食品化学概念一、食品化学概念第15页2 2、食品化学与相关学科关系、食品化学与相关学科关系第16页 化学化学 生物化学生物化学食品化学食品化学 植物学植物学 动物学动物学 分子生物学等分子生物学等 食品化学食品化学准备课程准备课程 无机化学、有机化学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、分析化学、物理化学、生物化学。生物化学。第17页食品化学学科特点：食品化学学科特点：l 多源性l 综合性l 指导性l 应用性（实践性）第18页按研究内容主要范围：按研究内容主要范围：l食品成份化学：研究食品中各种化学成份含量和理化性质食品成份化学：研究食品中各种化学成份含量和理化性质等。等。l食品分析化学：研究食品成份分析和食品分析方法建立。食品分析化学：研究食品成份分析和食品分析方法建立。l食品生物化学：研究食品生理改变。食品生物化学：研究食品生理改变。l食品工艺化学：研究食品在加工贮藏过程中化学改变。食品工艺化学：研究食品在加工贮藏过程中化学改变。l食品功效化学：研究食物成份对人体作用。食品功效化学：研究食物成份对人体作用。l食品风味化学：研究食品风味形成、消失及食品风味成份食品风味化学：研究食品风味形成、消失及食品风味成份化学。化学。3 3、食品化学分类、食品化学分类第19页 按研究对象和物质分类：按研究对象和物质分类：l 食品碳水化合物化学；l 食品脂类化学；l 食品色素化学；l 食品风味化学；l 食品毒物化学；l 食品蛋白质化学；l 食品酶学；l 食品添加剂等。第20页二、食品化学研究内容二、食品化学研究内容第21页二、二、食品食品化学化学研究研究内容内容1 1、天然及非天然成份性质、功效、天然及非天然成份性质、功效 及人体需要；及人体需要；天然及非天然成份在食天然及非天然成份在食品原料中改变；品原料中改变；天然及非天然成份在加天然及非天然成份在加工及储备中改变；工及储备中改变；2 2、改变、改变4 4、天然及非天然成份对食品质量与、天然及非天然成份对食品质量与 安全影响；安全影响；3 3、研究食品贮藏、加工新技术，、研究食品贮藏、加工新技术，食品资源开发和科学利用；食品资源开发和科学利用；第22页二、二、食品食品化学化学研究研究内容内容5 5、食品色、香、味；、食品色、香、味；7 7、食品质量判定；、食品质量判定；经过色、香、味改变能够判定食品：经过色、香、味改变能够判定食品：新鲜度、成熟度、加工精度、品种特征、改变程度新鲜度、成熟度、加工精度、品种特征、改变程度1）食品中原有成份；）食品中原有成份；2）加工后产生；）加工后产生；3）添加到食品中有毒成份；）添加到食品中有毒成份；4）污染成份；）污染成份；理化判定法、微生物判定法、感官判定法理化判定法、微生物判定法、感官判定法6 6、食品中毒害成份；、食品中毒害成份；第23页重点内容：重点内容：（1）食品成份之间化学反应历程、中间产物和最终产物化学结构，及其对食品营养价值、感官质量和安全性影响，控制食物中各种生物物质组成、性质、结构、功效和作用机制，研究食品贮藏加工新技术，开发新产品和新食品资源等。第24页（2）氧化是食品变质主要原因之一，它造成食品腐败、异味、变色，还可能生成有害物质，食品中一些天然物质如VE、Vc、-胡萝卜素等是很好抗氧化剂，均可抑制氧化反应发生，阻止过氧化物、过氧化游离基等活泼物质对机体造成损害。第25页 （3）褐变反应是食品中发生另一类主要反应，尤其是美拉德褐变反应，在食品热加工和长久贮藏中会发生该反应，因为它包括到醛(普通是还原糖)和氨(蛋白质和氨基酸)，所以反应发生对食品营养价值产生了不利影响，但反应中生成风味化合物及所形成色泽，通常又是提升感官质量和产生风味所需。第26页 （4）食品风味在食品质量中有着主要作用。食品风味除了新鲜水果和蔬菜外，主要是在加工过程中各成份之间相互反应而生成，所以控制食品加工条件，产生所需要风味是十分主要，对风味化合物分离、结构和形成路径研究是食品风味化学组成部分。第27页 （5）功效食品 80年代以来，因为世界经济发展和生活水平提升，人们对食品要求不但仅是营养、风味及安全，更重视食品功效作用即增强人体免疫机能，调整人体生物节律，预防疾病发生，恢复健康等作用，对功效食品中功效因子化学结构、性质及功效作用研究将成为食品化学又一重点研究课题。第28页q食品化学起源于何时难以从历史记载中找到答案食品化学起源于何时难以从历史记载中找到答案;q食品化学作为科学加以研究应追溯到十八世纪食品化学作为科学加以研究应追溯到十八世纪;q食品化学在十九世纪初逐步成为一门独立学科食品化学在十九世纪初逐步成为一门独立学科;三、食品化学发展史与研究方法三、食品化学发展史与研究方法1 1、食品化学历史、食品化学历史第29页1 1、食品化学历史、食品化学历史第30页与食品化学发展相关科学家与食品化学发展相关科学家lA.L.avoisier(France)(1743-1794）lC.W.Scheele(Sweden)(1742-1786）lNicolas(France)(1767-1845)lM.E.Chevreul(France)(1786-1889)lWilliam(American)(1785-1853)lJ.V.Liebig(Germany)（1803-1873）A.L.avoisier第31页l（1）17801850：瑞典化学家舍雷：瑞典化学家舍雷(schecle)分离和研究分离和研究了乳酸性质。从柠檬汁和醋栗中分离出柠檬酸，从苹果中分了乳酸性质。从柠檬汁和醋栗中分离出柠檬酸，从苹果中分离出苹果酸。离出苹果酸。l（2）17431794：法国化学家拉瓦锡：法国化学家拉瓦锡(Lavoisier)首先提出首先提出了用化学方程式表示发酵过程。了用化学方程式表示发酵过程。l（3）17671845：法国化学家尼古拉斯：法国化学家尼古拉斯Nicolas在在Lavoisier工作基础上用干灰化方法测定植物中矿物质含量，工作基础上用干灰化方法测定植物中矿物质含量，用燃烧分析方法测定了乙醇元素组成。用燃烧分析方法测定了乙醇元素组成。l（4）1813：英国化学家戴维：英国化学家戴维(Davy)在农业化学原理一书在农业化学原理一书中叙述了食品化学相关内容，对食品化学分析、食品掺假控中叙述了食品化学相关内容，对食品化学分析、食品掺假控制、食品检验起着极大促进作用。制、食品检验起着极大促进作用。l（5）17861889：法国化学家谢弗勒尔：法国化学家谢弗勒尔MichelEugeneChevreul是有机物质分析先驱，发觉和命名硬脂酸和油酸。是有机物质分析先驱，发觉和命名硬脂酸和油酸。第32页l（6）德国化学家李比希）德国化学家李比希JustusVonliebig将食品分类为含将食品分类为含氮和不含氮。氮和不含氮。1847：出版了第一本相关食品化学书食品化：出版了第一本相关食品化学书食品化学研究。学研究。l（7）19是纪中期：英国是纪中期：英国ArthurHillHassall和助手们绘制和助手们绘制了一套比较详尽显示纯净食品材料和掺杂食品材料微观形象了一套比较详尽显示纯净食品材料和掺杂食品材料微观形象示意图。示意图。l（8）1860：德国：德国W.Hanneberg和和F.Stohman发展了一发展了一个用来常规测定食品中主要成份主要方法。个用来常规测定食品中主要成份主要方法。l（9）1871：法国化学家杜马：法国化学家杜马JeanBaptisteDumas提出仅提出仅由蛋白质、碳水化合物和脂肪组成膳食不足以维持人类生命。由蛋白质、碳水化合物和脂肪组成膳食不足以维持人类生命。l（10）20世纪前半期已发觉了大部分基本食用物质，并对它世纪前半期已发觉了大部分基本食用物质，并对它们性质作了判定，这些物质是维生素、矿物质、脂肪酸和一们性质作了判定，这些物质是维生素、矿物质、脂肪酸和一些氨基酸。些氨基酸。第33页http:/ 2、食品化学研究现实状况方、食品化学研究现实状况方法法第39页2 2、食品化学研究现实状况方、食品化学研究现实状况方法法q采取模拟体系或简单体系采取模拟体系或简单体系进行研究进行研究q将动态多因子科学地分解将动态多因子科学地分解成静态单因子成静态单因子q对于不一样研究对象用不对于不一样研究对象用不一样研究伎俩一样研究伎俩q将生物技术用于食品化学将生物技术用于食品化学研究中研究中第40页质地改变：质地改变：食品组分溶解性、分散性和持水量降低，食品食品组分溶解性、分散性和持水量降低，食品变硬或变软。变硬或变软。风味改变：风味改变：酸败酸败(水解或氧化水解或氧化)，产生蒸煮味或焦糖味及其，产生蒸煮味或焦糖味及其它异味。它异味。颜色改变：颜色改变：变暗、褪色或出现其它色变。营养价值改变：营养价值改变：维生素、蛋白质、脂类等降解，矿物质和其它主要生物活性成份损失。安全性影响：安全性影响：产生有毒物质或形成有害健康物质。（1 1）食品在贮藏加工过程中各组分间相互作用）食品在贮藏加工过程中各组分间相互作用对食品品质和安全性不良影响对食品品质和安全性不良影响第41页食品品质：直观性品质特征：质构、色泽、风味。直观性品质特征：质构、色泽、风味。质构：包含了食品质地质构：包含了食品质地(硬，软，绵，脆等硬，软，绵，脆等)，形状（大、小、粗、细）、，形状（大、小、粗、细）、形态（新鲜、衰竭、枯萎）。形态（新鲜、衰竭、枯萎）。最常见造成食品质构劣变原因：最常见造成食品质构劣变原因：食物成份失去溶解性、失去持水力及各食物成份失去溶解性、失去持水力及各种引发硬化与软化反应。种引发硬化与软化反应。色：指食品中各类有色物质赋予食品外在特征，是消费者评价食品新鲜色：指食品中各类有色物质赋予食品外在特征，是消费者评价食品新鲜是否、正常是否主要感官指标。是否、正常是否主要感官指标。香：多指食品中宜人挥发性成份刺激人嗅觉器官产生效果，加工食品普香：多指食品中宜人挥发性成份刺激人嗅觉器官产生效果，加工食品普通含有特征香气。通含有特征香气。“香香”有时泛指食品气味，如羊肉含有膻味。有时泛指食品气味，如羊肉含有膻味。味：指食品中非挥发性成份作用于人味觉器官所产生效果。味：指食品中非挥发性成份作用于人味觉器官所产生效果。非直观性品质特征非直观性品质特征:消费者难以知晓食品质量特征特征。如食品营养和功消费者难以知晓食品质量特征特征。如食品营养和功效特征。效特征。第42页食品安全性食品安全性：广广义义上上：食食品品在在食食用用时时完完全全无无有有害害物物质质和和无无微微生生物物污染。污染。实际上，无法按照这一定义来执行。实际上，无法按照这一定义来执行。主要原因：主要原因：l第一，物质有害性不是绝正确；第一，物质有害性不是绝正确；l第二，不一样人群对食品敏感性不一样；第二，不一样人群对食品敏感性不一样；l第三，有害食品对人毒害作用有急性和慢性。第三，有害食品对人毒害作用有急性和慢性。狭义上：食品被食用后，在一定时间内对人体不产狭义上：食品被食用后，在一定时间内对人体不产生可观察到毒害。生可观察到毒害。第43页 考虑食品安全性几个情况：原本就存在于食物中有害物质；食品加工时有意无意添加到食品中毒物；食品在贮运过程中产生有毒物质。第44页（2 2）影响食品品质特征化学和生物化学反应）影响食品品质特征化学和生物化学反应 非酶褐变，酶促褐变，脂类水解，脂类氧化，蛋白质变性，蛋白质交联，蛋白质水解，低聚糖和多糖水解，多糖合成，糖酵解，天然色素降解。第45页（3 3）各类反应对食品品质和安全性影响）各类反应对食品品质和安全性影响l 食品各类反应除了引发食品品质变坏，出现食品安全性问题外，有反应则有利于食品品质改良，如多糖或蛋白质化学修饰和衍生物合成。l 食品变质普通是由一系列初级反应引发组分分子结构发生改变，然后造成肉眼可见或其它感官能感觉改变，产生对人体有害甚致致癌物质。第46页食品中主要成份反应和相互作用食品中主要成份反应和相互作用第47页该图显示了一些规律：该图显示了一些规律：l从单一成份本身反应来看，其反应活性次序为：脂肪蛋白质碳水化合物。l脂肪与蛋白质都能在常温下反应，但脂肪反应含有本身催化作用，所以，食物主要成份中脂肪是最不稳定。第48页（4 4）食品化学反应控制条件）食品化学反应控制条件 食品在贮藏加工过程中各种化学和生物化学改变与温度、时间、pH、食品组成、水活性、反应速率都相关系。在中等范围内，反应符合Arrhenius方程 式中K为温度T时速率常数；A为作用物分子间撞频率；E反应活化能；R为气体常数；T为温度。第49页l我国食品资源丰富而复杂、加工技术多样。我国食品资源丰富而复杂、加工技术多样。所以，继续研究不一样原料和不一样所以，继续研究不一样原料和不一样食品食品组成、性质和在食品贮藏加工中改变组成、性质和在食品贮藏加工中改变依然依然是今后食品化学主要课题。是今后食品化学主要课题。l开发开发新食源新食源，尤其是新食用蛋白质资源，尤其是新食用蛋白质资源，发觉并脱除新食源中有害成份，同时保留发觉并脱除新食源中有害成份，同时保留有益成份营养与功效性。有益成份营养与功效性。3 3、食品化学研究趋势、食品化学研究趋势第50页l处理处理现有食品工业生产中存在问题现有食品工业生产中存在问题，如变色变味、，如变色变味、质地粗糙、货价期短、风味不自然等。质地粗糙、货价期短、风味不自然等。l利用当代化科学与技术伎俩对利用当代化科学与技术伎俩对功效性食品中有效成功效性食品中有效成份含量、结构、生理活性、保健作用、提取方法及份含量、结构、生理活性、保健作用、提取方法及食品应用食品应用加以深入研究，强化食品开发科学性。加以深入研究，强化食品开发科学性。l风味化学和工艺学风味化学和工艺学研究将逐步深入，并因为有当代研究将逐步深入，并因为有当代分析与工艺技术利用应到达新深度。分析与工艺技术利用应到达新深度。3 3、食品化学研究趋势、食品化学研究趋势第51页现有食品材料功效改良：现有食品材料功效改良：全天然魔芋消毒湿纸巾研全天然魔芋消毒湿纸巾研制；魔芋环境保护涂料；生物降解油菜杆餐具研究；制；魔芋环境保护涂料；生物降解油菜杆餐具研究；淀粉玩具。淀粉玩具。第52页l高新技术在食品工业中应用：高新技术在食品工业中应用：u如如微微胶胶囊囊技技术术、膜膜分分离离技技术术、超超临临界界提提取取技技术术、新新灭灭菌菌技技术术、复复合合包包装装材材料料、微微波波技技术术、超超微微粉粉碎碎技技术术、可可食食用用膜膜技技术术等等。这这些些技技术术推推进进了了食食品品化化学学发发展展，也也对对食食品品化化学学研研究究方方法法提提出出了了更更高高要要求。求。第53页l注意学习食品中主要成份基本化学特点；注意学习食品中主要成份基本化学特点；l对常见食品化学组成了解；对常见食品化学组成了解；l熟熟悉悉主主要要反反应应与与食食品品品品质质关关系系，了了解解控控制制或或加加速速相相关关反反应应限限制性条件或非限制性条件；制性条件或非限制性条件；l掌握主要专业名词（中英文）；掌握主要专业名词（中英文）；l学习过程中碰到很多不明确基础性问题及时查阅相关书籍；学习过程中碰到很多不明确基础性问题及时查阅相关书籍；l培养对课程学习兴趣，注意联络日常生活中实际例子；培养对课程学习兴趣，注意联络日常生活中实际例子；l了解食品化学发展新动态。了解食品化学发展新动态。四、食品化学学习方法与要求四、食品化学学习方法与要求第54页思索题1.什么是食品和食品化学？食品化学与其它学科关系？2.食品化学组成？3.食品化学基本研究内容？4.食品化学重点研究内容？5.食品化学研究方法？6.食品化学发展前景和发展方向？第55页