引入
面包为什么烤了之后会变黄变香?这属于什么化学反应?
食品添加剂都是有害的吗?防腐剂的作用原理是什么?
味精的化学本质是什么?为什么有人说味精有害?
食品化学研究食品的成分、性质和加工过程中的化学变化。从烹饪到保存,从口感到营养,食品化学与日常生活息息相关。
正文
定义
食品化学是研究食品中化学成分的结构、性质、变化规律及其对食品品质和安全影响的学科。
食品的主要化学成分
| 成分 | 化学本质 | 在食品中的作用 |
|---|---|---|
| 水 | 溶剂、传热介质、影响质地 | |
| 糖类 | 单糖、二糖、多糖 | 甜味、能量、焦糖化 |
| 蛋白质 | 氨基酸聚合物 | 营养、凝胶、乳化 |
| 油脂 | 甘油三酯 | 风味、口感、能量 |
| 维生素 | 小分子有机物 | 营养、抗氧化 |
| 矿物质 | 无机离子 | 营养、风味 |
详见基本营养物质。
食品加工中的化学反应
美拉德反应（Maillard Reaction）
美拉德反应是氨基酸（或蛋白质）与还原糖在加热时发生的非酶褐变反应,是烘焙、煎炸食品产生色泽和香味的关键反应。
反应条件:
- 还原糖（葡萄糖、果糖等）
- 氨基酸或蛋白质
- 加热（）
**产物:**类黑精素（棕色色素）和数百种挥发性香味化合物。
实例:
| 食品 | 美拉德反应的表现 |
|---|---|
| 面包 | 外皮金黄色、焦香 |
| 烤肉 | 表面褐变、肉香 |
| 咖啡 | 烘焙后颜色变深、产生特殊风味 |
| 啤酒 | 麦芽烘干产生的色泽 |
焦糖化反应
糖类在高温（）下脱水、缩合,生成棕色的焦糖色素和风味物质。
焦糖色素广泛用于可乐、酱油等食品的着色。
油脂的氧化
油脂中的不饱和脂肪酸在空气中缓慢氧化,产生过氧化物和低分子量醛、酮,导致油脂酸败（哈喇味）。
防止油脂氧化:
- 添加抗氧化剂（维生素 E、BHT、BHA）
- 密封、避光、低温保存
- 减少不饱和脂肪酸含量
食品添加剂
定义
食品添加剂是为改善食品品质、延长保存期限或增强营养价值而加入食品中的化学合成或天然物质。
防腐剂
| 防腐剂 | 化学式 | 原理 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 苯甲酸钠 | 抑制微生物酶活性 | 碳酸饮料、果酱 | |
| 山梨酸钾 | 干扰微生物代谢 | 奶酪、面包 | |
| 亚硝酸钠 | 抑制肉毒杆菌 | 腌肉、香肠 |
亚硝酸钠的两面性:
- 优点:有效抑制肉毒杆菌,保持肉色鲜红
- 风险:过量摄入可与胺类反应生成亚硝胺（致癌物）
抗氧化剂
| 抗氧化剂 | 说明 |
|---|---|
| 维生素 C（抗坏血酸） | 天然抗氧化剂,防止水果褐变 |
| 维生素 E（生育酚） | 防止油脂氧化 |
| BHT（二丁基羟基甲苯） | 合成抗氧化剂 |
增味剂
谷氨酸钠（味精,MSG）:
味精是谷氨酸的钠盐,能与舌头上的鲜味受体结合,产生鲜味感知。
- 味精是安全的食品添加剂（FDA、WHO 均确认）
- “味精有害”的说法缺乏科学依据
- 谷氨酸是天然存在的氨基酸,番茄、奶酪中含量高
色素
| 色素 | 来源 | 类型 |
|---|---|---|
| 焦糖色 | 糖加热 | 天然 |
| 胡萝卜素 | 胡萝卜 | 天然 |
| 叶绿素铜钠 | 植物 | 半合成 |
| 柠檬黄 | 合成 | 人工 |
甜味剂
| 甜味剂 | 甜度（蔗糖=1） | 热量 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 蔗糖 | 有 | 天然 | |
| 果糖 | 有 | 天然 | |
| 阿斯巴甜 | 几乎无 | 人工 | |
| 糖精 | 无 | 人工 | |
| 赤藓糖醇 | 几乎无 | 天然 |
烹饪中的化学
| 烹饪方式 | 涉及的化学变化 |
|---|---|
| 煮肉 | 蛋白质变性、胶原蛋白水解为明胶 |
| 发面 | 酵母发酵产 : |
| 做豆腐 | 蛋白质遇电解质聚沉（盐卤或石膏） |
| 腌菜 | 渗透压使蔬菜脱水,乳酸菌发酵 |
| 煮蛋 | 蛋白质热变性（不可逆） |
引出
美拉德反应和焦糖化反应的区别是什么?
为什么有些食品添加剂在欧盟被禁而美国允许?
食品包装材料中可能迁移出哪些化学物质?