و الكيمياء الغذائية هي فرع من فروع الكيمياء التي دراسات المواد الكيميائية التي تشكل مكونات الأغذية، والخصائص والعمليات الكيميائية التي تحدث فيها، وتفاعلات هذه المواد مع بعضها البعض وغيرها من العناصر الغذائية البيولوجي.
يشمل هذا التخصص أيضًا الجوانب المتعلقة بسلوك هذه المواد أثناء التخزين والمعالجة والطهي وحتى في الفم وأثناء الهضم.
تعد كيمياء الأغذية جزءًا من تخصص أوسع مثل علوم الأغذية ، والذي يتضمن أيضًا علم الأحياء وعلم الأحياء الدقيقة وهندسة الأغذية.
في جوهرها ، تتعامل الكيمياء الأساسية للأطعمة مع المكونات الرئيسية في الأطعمة مثل الماء والكربوهيدرات والدهون والبروتينات والفيتامينات والمعادن.
كيمياء الأغذية كما هي معروفة اليوم هي تخصص جديد نسبيًا ولكن نطاقه وأغراضه ونتائجه في متناول الجميع.
التاريخ
تم إنشاء علم الغذاء كنظام علمي في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، كنتيجة للتطور الهام للكيمياء في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.
أسس لافوازييه (1743-1794) ، الكيميائي وعالم الأحياء والاقتصادي الفرنسي ، المبادئ الأساسية للاحتراق والتحليل العضوي وقام بالمحاولات الأولى لتحديد التركيب الأولي للكحول ، ووجود الأحماض العضوية في الفواكه المختلفة.
اكتشف Scheele (1742-1786) ، وهو صيدلاني سويدي ، الجلسرين وعزل أحماض الستريك والماليك من الفواكه المختلفة.
قام جوستوس فون ليبيج (1801-1873) ، الكيميائي الألماني ، بتصنيف الطعام إلى ثلاث مجموعات كبيرة (الدهون والبروتينات والكربوهيدرات) ، وابتكر طريقة للحصول على مستخلصات اللحوم التي كانت تستخدم في جميع أنحاء العالم حتى منتصف القرن العشرين.
كما نشر في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، ما يبدو أنه أول كتاب عن كيمياء الأغذية ، بحث في كيمياء الأغذية.
حتى نهاية القرن التاسع عشر ، سمح لنا تطوير طرق الكيمياء التحليلية والتطورات في علم وظائف الأعضاء والتغذية بتعميق معرفتنا بالمكونات الكيميائية الرئيسية للغذاء.
خطوة مهمة أخرى في هذا الاتجاه كانت اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة وعمليات التخمير التي قام بها لويس باستور (1822-1895).
أدى التوسع الذي ميز الثورة الصناعية والتغييرات من المجتمعات الريفية إلى المجتمعات الحضرية إلى تغيير إنتاج الغذاء وخلق مشاكل صحية عامة بسبب الظروف الصحية غير الملائمة في كثير من الأحيان وغشها وتزييفها.
أدى هذا الوضع إلى ولادة مؤسسات بهدف التحكم في تكوين الطعام. كانت الأهمية التي اكتسبها هذا التخصص من المتخصصين المفضلين في كيمياء الأغذية وإنشاء محطات التجارب الزراعية ، ومختبرات مراقبة الأغذية ، والمؤسسات البحثية ، وتأسيس المجلات العلمية في مجال كيمياء الأغذية..
في الوقت الحالي ، تشكل عولمة استهلاك الغذاء ، وظهور مواد خام جديدة ، وتقنيات جديدة وأطعمة جديدة ، إلى جانب الاستخدام الواسع للمنتجات الكيميائية والاهتمام المتزايد بالعلاقة بين الغذاء والصحة ، تحديات جديدة لهذا التخصص.
بنود الدراسة
الغذاء عبارة عن مصفوفة معقدة تتكون من مكونات بيولوجية وغير بيولوجية. لذلك ، فإن البحث عن إجابات لجوانب مثل ، على سبيل المثال ، قوام ورائحة ولون ونكهة الطعام ، يستلزم تكامل المعرفة العلمية من التخصصات الأخرى التي عادة ما تكون منفصلة.
على سبيل المثال ، لا يمكن فصل دراسة كيمياء المضافات الكيميائية المستخدمة لأغراض الحفظ عن دراسة علم الأحياء الدقيقة للكائنات الدقيقة التي قد تكون موجودة في منتج معين.
العناصر الرئيسية التي هي حاليا موضوع الدراسة والبحث في هذا التخصص هي:
طعام مصمم
على مدار أكثر من ثلاثة عقود ، بذلت صناعة الأغذية جهودًا كبيرة لإعادة اختراع الطعام بهدف خفض التكاليف أو تعزيز الصحة.
تعتبر الأطعمة الوظيفية ، بروبيوتيك ، البريبايوتيك ، المعدلة وراثيا ، جزءًا من هذا الاتجاه.
التفاعلات بين الغذاء والبيئة
تغطي هذه الجوانب مثل التفاعلات بين المكونات التي يتكون منها الطعام ، أو بين الطعام والتعبئة ، أو ثباته مقابل درجة الحرارة أو الوقت أو البيئة.
إضافات كيميائية
فقط في السنوات الأخيرة ، تشير التقديرات إلى إضافة ما لا يقل عن 2000 إلى ثلاثة آلاف مادة كيميائية ، تنتمي إلى حوالي أربعين فئة بناءً على وظيفتها ، إلى الطعام.
يمكن استخلاص هذه المواد المضافة من مصادر طبيعية ، ولها أصل اصطناعي لإعطاء مادة لها نفس الخصائص الكيميائية للمنتج الطبيعي ، أو تكون مركبات اصطناعية غير موجودة بشكل طبيعي.
هناك مجال واسع للبحث في المركبات التي تعمل على تحسين الخصائص الحسية للأطعمة أو زيادة قيمتها الغذائية أو الوظيفية.
تكوين
يسمح تحسين الأساليب والمعدات المختبرية بفهم أعمق للغذاء على المستوى الجزيئي ، وتحديد طبيعته الكيميائية بشكل أفضل والوظائف المحددة للجزيئات المعنية.
من المهم ملاحظة أن هناك عددًا لا يحصى من المواد السامة في الطعام:
- تملك عملية التمثيل الغذائي للحيوان الطبيعي أو المصدر النباتي.
- منتجات التحلل بالعوامل الفيزيائية أو الكيميائية.
- بسبب عمل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.
- المواد الأخرى التي قد تكون موجودة وتنتج عن اتصال غير مرغوب فيه أدى إلى تلوثك.
التطبيقات
من بين الأمثلة الأكثر شيوعًا لكيمياء الطعام في الحياة اليومية ، هناك فئتان من المنتجات ذات الطلب المرتفع في السوق ، مثل المنتجات قليلة الدسم والسكر المنخفضة.
الأول هو نتاج استخدام مجموعة متنوعة من البدائل المصنوعة من المواد الخام للمجموعات الثلاث: الكربوهيدرات والبروتينات والدهون.
من بينها مشتقات البروتين المحضرة ، على أساس مصل اللبن أو من بياض البيض والحليب الخالي من الدسم ، المشتق من الجيلاتين أو الصمغ (الغوار ، الكاراجينان ، الزانثان). الغرض من ذلك هو تقديم نفس الانسيابية والفم للدهون ، ولكن مع محتوى أقل من السعرات الحرارية.
يمكن أن تكون المحليات غير الغذائية طبيعية أو اصطناعية من مجموعة متنوعة بنيوية واسعة. من بين تلك الطبيعية هناك البروتينات والتربينات. من بين المواد التركيبية ، يعتبر الأسبارتام ، الذي يعتبر ضعف حلاوة السكروز والمشتق من الأحماض الأمينية ، هو المثال الكلاسيكي.
المراجع
- Alais، C.، & Linden، G. (1990). دليل الكيمياء الحيوية للأغذية. برشلونة: ماسون.
- Cheftel ، J. ، Cheftel ، H. ، Besançon ، P. ، & Desnuelle ، P. (1986). مقدمة في الكيمياء الحيوية وتكنولوجيات المواد الغذائية. باريس: تقنية وتوثيق
- كولتات ، ت. (1986). أغذية. سرقسطة: أكريبيا.
- جامان ، ب ، وشيرينجتون ، ك. (1990). علم الغذاء. أكسفورد ، م: بيرغامون.
- لازتيتي ، ر. (2018). الكيمياء الغذائية (الطبعة الأولى). بودابست ، المجر: جامعة لازتيتي بودابست للتكنولوجيا والاقتصاد
- ماركانو د. (2010). الكيمياء في الغذاء. كاراكاس: أكاديمية العلوم الفيزيائية والرياضية والطبيعية