כימיה מזון הוא ענף הכימיה כי מחקרים הכימיקלים היוצרים את הרכב המזון, תכונות, תהליכים כימיים המתרחשים אותם ואינטראקציות של חומרים אלה עם כל האחרים והאוכל ביולוגי רכיבים אחרים .
תחום זה כולל גם היבטים הקשורים להתנהגות של חומרים אלה במהלך האחסון, העיבוד, הבישול ואפילו בפה ובזמן העיכול.
כימיה של מזון היא חלק מתחום רחב יותר כמו מדעי המזון, הכולל גם ביולוגיה, מיקרוביולוגיה והנדסת מזון.
בעיקרון, הכימיה הבסיסית של המזון עוסקת במרכיבים העיקריים במזונות כמו מים, פחמימות, ליפידים, חלבונים, וויטמינים ומינרלים.
כימיה של מזון כפי שהיא מוכרת כיום היא תחום חדש יחסית אך היקפו, מטרותיו ותוצאותיו נמצאים בהישג יד של כולם.
הִיסטוֹרִיָה
מדע המזון כמשמעת מדעית נוצר במחצית השנייה של המאה ה -19, כתוצאה מהתפתחות חשובה של הכימיה במאות ה- 18 וה -19.
לבואזייה (1743-1794), כימאי, ביולוג וכלכלן צרפתי, קבע את העקרונות הבסיסיים של בעירה וניתוח אורגני וניסה את הניסיונות הראשונים לקבוע את הרכב היסודות של אלכוהול ואת נוכחותן של חומצות אורגניות בפירות שונים.
של'ה (1742-1786), רוקח שוודי, גילה גליצרול וחידד חומצות לימון ומאליות מפירות שונים.
ג'וסטוס פון ליביג (1801-1873), כימאי גרמני, סיווג מזון לשלוש קבוצות גדולות (שומנים, חלבונים ופחמימות), ותכנן שיטה להשיג תמציות בשר ששימשו ברחבי העולם עד אמצע המאה העשרים. .
הוא גם פרסם במחצית השנייה של המאה ה -19 את מה שנראה כספר הראשון בנושא כימיה של מזון, "Research on Food Chemistry".
עד סוף המאה ה -19, פיתוח שיטות כימיה אנליטיות והתקדמות בפיזיולוגיה ותזונה אפשרו לנו להעמיק את הידע שלנו על המרכיבים הכימיים העיקריים של המזון.
צעד חשוב נוסף בכיוון זה היה גילוי מיקרואורגניזמים ותהליכי תסיסה שביצע לואי פסטר (1822-1895).
ההתרחבות שאפיינה את המהפכה התעשייתית והשינויים מחברות כפריות לעירוניות שינו את ייצור המזון ויצרו בעיות בריאות הציבור בגלל תנאי היגיינה לא הולמים ולעיתים קרובות הונאה וזיוף שלהם.
מצב זה הוביל ללידתם של מוסדות במטרה לשלוט בהרכב המזון. החשיבות שתפיסה זו קיבלה העדיפה מומחים בכימיה של מזון והקמת תחנות ניסוי חקלאיות, מעבדות לבקרת מזון, מוסדות מחקר וביסוס כתבי עת מדעיים בתחום כימיית המזון. .
נכון לעכשיו, הגלובליזציה של צריכת המזון, המראה של חומרי גלם חדשים, טכנולוגיות חדשות ומזונות חדשים, יחד עם השימוש הרחב במוצרים כימיים וההתעניינות ההולכת וגוברת ביחסי בריאות-מזון, מציבים אתגרים חדשים עבור תחום זה.
עיון בפריטים
מזון הוא מטריצה מורכבת המורכבת מרכיבים ביולוגיים וגם לא-ביולוגיים. לכן החיפוש אחר תשובות להיבטים כמו למשל מרקם, ארומה, צבע וטעם של אוכל, כרוך בשילוב של ידע מדעי מתחומים אחרים שבדרך כלל היו מופרדים.
לדוגמה, לא ניתן להפריד בין לימודי הכימיה של תוספים כימיים המשמשים למטרות שימור מחקר המיקרוביולוגיה של המיקרואורגניזמים העשויים להיות במוצר מסוים.
המרכיבים העיקריים שנמצאים כיום מושא המחקר והמחקר בתחום זה הם:
אוכל מעצבים
במשך יותר משלושה עשורים תעשיית המזון עשתה מאמצים רבים להמציא מחדש מזון במטרה להוריד עלויות או לקדם בריאות.
אוכל פונקציונלי, פרוביוטי, פרביוטי, טרנסגני, אורגני הם חלק ממגמה זו.
אינטראקציות בין אוכל לסביבה
אלה מכסים היבטים כמו אינטראקציות בין מרכיבים המרכיבים מזון, בין מזון לאריזה, או יציבותו כנגד טמפרטורה, זמן או סביבה.
תוספים כימיים
רק בשנים האחרונות מעריכים כי לפחות אלפיים לשלושה אלפים חומרים כימיים, השייכים לכארבעים קטגוריות על סמך תפקודם, מתווספים למזון.
ניתן להפיק תוספים אלה ממקורות טבעיים, בעלי מקור סינטטי על מנת לתת לחומר בעל אותם מאפיינים כימיים של המוצר הטבעי, או להיות תרכובות סינתטיות שאינן קיימות באופן טבעי.
יש תחום נרחב למחקר על תרכובות המשפרות את המאפיינים האורגנולפטיים של מזון או מגבירים את ערכם התזונתי או התפקודי.
הרכב
שיפור שיטות וציוד מעבדה מאפשר הבנה מעמיקה יותר של המזון ברמה המולקולרית, וביסוס טוב יותר של אופיו הכימי והתפקודים הספציפיים של המולקולות המעורבות.
חשוב לציין שיש מגוון רב של חומרים רעילים במזון:
- בעל מטבוליזם של החיה הטבעית או מקור הצמח.
- מוצרים של פירוק על ידי חומרים פיזיים או כימיים.
- עקב הפעולה של מיקרואורגניזמים פתוגניים.
- חומרים אחרים העשויים להיות ונובעים ממגע בלתי רצוי שזיהם אתכם.
יישומים
בין הדוגמאות השכיחות ביותר לכימיה של מזון בחיי היומיום ישנן שתי קטגוריות של מוצרים עם ביקוש גבוה בשוק, כמו דלי שומן ודלי סוכר.
הראשונים הם תוצר השימוש במגוון תחליפים העשויים מחומרי הגלם משלוש הקבוצות: פחמימות, חלבונים ושומנים.
ביניהם יש נגזרות חלבון מוכנות, המבוססות על גבינה מי גבינה או מחלב לבן וחלב, שמקורן בג'לטינים או בחניכיים (גואר, קראגנאן, קסנטן). המטרה היא להציע את אותה ריאולוגיה וחוש הפה של שומנים, אך עם אחוז קלוריות נמוך יותר.
ממתיקים לא תזונתיים יכולים להיות טבעיים או סינתטיים בעלי מגוון מבני רחב. בין הטבעיים ישנם חלבונים וטרפנים. הדוגמא הקלאסית היא הסינתטית, אספרטיים, מתוקה כפליים מסוכרוז ומקורם בחומצה אמינית.
הפניות
- Alais, C., & Linden, G. (1990). מדריך לביוכימיה של מזון. ברצלונה: מסון.
- Cheftel, J., Cheftel, H., Besançon, P., & Desnuelle, P. (1986). מבוא à la biochimie et à la technologie des alimentants. פריז: טכניקה ותיעוד
- Coultate, T. (1986). אוכלים. סראגוסה: Acribia.
- Gaman, P., & Sherrington, K. (1990). מדע האוכל. אוקספורד, אנגליה: פרגמון.
- Lasztity, R. (2018). כימית מזון (מהדורה ראשונה). בודפשט, הונגריה: אוניברסיטת Lasztity, בודפשט לכלכלה וטכנולוגיה
- מרקנו ד. (2010). כימיה באוכל. קראקס: האקדמיה למדעי הפיזיקה, המתמטיקה והטבע