Chemie der Lebensmittel: Geschichte, Elemente, Anwendungen
Die Chemie von Lebensmitteln ist der Zweig der Chemie, der die Lebensmittelchemikalien, ihre Zusammensetzung, Eigenschaften, die in ihnen ablaufenden chemischen Prozesse und die Wechselwirkungen dieser Substanzen untereinander und mit den anderen biologischen Bestandteilen von Lebensmitteln untersucht .
Diese Disziplin umfasst auch Aspekte im Zusammenhang mit dem Verhalten dieser Substanzen während der Lagerung, Verarbeitung, des Kochens und sogar im Mund und während der Verdauung.
Die Lebensmittelchemie gehört zu einer breiteren Disziplin wie der Lebensmittelwissenschaft, zu der auch die Biologie, die Mikrobiologie und die Lebensmitteltechnik gehören.
In ihrem grundlegendsten Aspekt befasst sich die Grundchemie von Lebensmitteln mit den Hauptbestandteilen in ihnen wie Wasser, Kohlenhydraten, Lipiden, Proteinen sowie Vitaminen und Mineralstoffen.
Die heutige Chemie der Lebensmittel ist eine relativ neue Disziplin, deren Anwendungsbereich, Zweck und Ergebnisse jedoch jedem zugänglich sind.
Geschichte
Die Wissenschaft der Lebensmittel als wissenschaftliche Disziplin entstand in der zweiten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts infolge der wichtigen Entwicklung der Chemie im achtzehnten und neunzehnten Jahrhundert.
Lavoisier (1743-1794), ein französischer Chemiker, Biologe und Ökonom, legte die Grundlagen der Verbrennung und der organischen Analyse fest und unternahm erste Versuche, die elementare Zusammensetzung von Alkohol und das Vorhandensein von organischen Säuren in verschiedenen Früchten zu bestimmen.
Der schwedische Apotheker Scheele (1742-1786) entdeckte Glycerin und isolierte Zitronen- und Apfelsäure aus verschiedenen Früchten.
Der deutsche Chemiker Justus von Liebig (1801-1873) teilte Lebensmittel in drei große Gruppen ein (Fette, Proteine und Kohlenhydrate) und entwickelte eine Methode zur Gewinnung von Fleischextrakten, die bis Mitte des 20. Jahrhunderts weltweit verwendet wurden. .
Ebenfalls in der zweiten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts erschienen, scheint das erste Buch über Lebensmittelchemie, Forschung über Lebensmittelchemie .
Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts ermöglichte die Entwicklung analytischer chemischer Methoden und Fortschritte in der Physiologie und Ernährung eine Vertiefung der Kenntnisse über die chemischen Hauptbestandteile von Lebensmitteln.
Ein weiterer wichtiger Schritt in diese Richtung war die Entdeckung der Mikroorganismen und der Fermentationsprozesse, die Louis Pasteur (1822-1895) durchführte.
Die Expansion, die die industrielle Revolution und den Wandel von ländlichen zu städtischen Gesellschaften kennzeichnete, veränderte die Nahrungsmittelproduktion und verursachte Probleme für die öffentliche Gesundheit aufgrund häufig unangemessener hygienischer Bedingungen und deren Verfälschung.
Diese Situation führte zur Gründung von Institutionen mit dem Ziel, die Zusammensetzung von Lebensmitteln zu kontrollieren. Die Bedeutung dieser Disziplin wurde von Fachleuten für Lebensmittelchemie und dem Aufbau von landwirtschaftlichen Versuchsstationen, Lebensmittelkontrolllabors, Forschungseinrichtungen und der Gründung von wissenschaftlichen Fachzeitschriften auf dem Gebiet der Lebensmittelchemie bevorzugt. .
Gegenwärtig stellen die Globalisierung des Lebensmittelkonsums, das Auftreten neuer Rohstoffe, neuer Technologien und neuer Lebensmittel sowie die weit verbreitete Verwendung chemischer Produkte und das wachsende Interesse an der Beziehung zwischen Lebensmittel und Gesundheit diese Disziplin vor neue Herausforderungen.
Elemente des Studiums
Lebensmittel sind eine komplexe Matrix, die sowohl aus biologischen als auch aus nicht-biologischen Bestandteilen besteht. Die Suche nach Antworten auf Aspekte wie Textur, Aroma, Farbe und Geschmack von Lebensmitteln beinhaltet daher die Integration wissenschaftlicher Erkenntnisse aus anderen Disziplinen, die normalerweise getrennt werden würden.
Beispielsweise kann die Untersuchung der Chemie chemischer Zusatzstoffe, die zu Konservierungszwecken verwendet werden, nicht von der Untersuchung der Mikrobiologie von Mikroorganismen getrennt werden, die in einem bestimmten Produkt vorhanden sein können.
Die Hauptelemente, die derzeit Gegenstand des Studiums und der Forschung in dieser Disziplin sind, sind:
Design Essen
Seit mehr als drei Jahrzehnten unternimmt die Lebensmittelindustrie große Anstrengungen, um Lebensmittel neu zu erfinden, um Kosten zu senken oder die Gesundheit zu fördern.
Funktionelle, probiotische, präbiotische, transgene und biologische Lebensmittel sind Teil dieses Trends.
Wechselwirkungen zwischen Nahrung und Umwelt
Darunter fallen Aspekte wie die Wechselwirkungen zwischen Zutaten, aus denen ein Lebensmittel besteht, zwischen Lebensmittel und Verpackung oder die Beständigkeit gegen Temperatur, Zeit und Umwelt.
Chemische Zusätze
Es wird geschätzt, dass in den letzten Jahren mindestens zwei- bis dreitausend Chemikalien, die aufgrund ihrer Funktion zu einer Quarantäne von Kategorien gehören, Lebensmitteln zugesetzt wurden.
Diese Zusatzstoffe können aus natürlichen Quellen extrahiert werden, synthetischen Ursprungs sein, um einen Stoff mit den gleichen chemischen Eigenschaften des Naturprodukts zu ergeben, oder synthetische Verbindungen, die nicht in der Natur existieren.
Es gibt ein weites Feld, um Verbindungen zu untersuchen, die die organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln verbessern oder deren Nährwert oder Funktionswert erhöhen.
Zusammensetzung
Die Verbesserung der Labormethoden und -ausrüstung ermöglicht eine Vertiefung des Wissens auf molekularer Ebene von Lebensmitteln, eine bessere Feststellung ihrer chemischen Natur und der spezifischen Funktionen der beteiligten Moleküle.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass es in Lebensmitteln unzählige giftige Substanzen gibt:
- Besitzen Sie den Stoffwechsel der natürlichen tierischen oder pflanzlichen Quelle.
- Zersetzungsprodukte durch physikalische oder chemische Agenzien.
- Durch die Einwirkung von pathogenen Mikroorganismen.
- Andere Substanzen, die möglicherweise vorhanden sind und aus einem unerwünschten Kontakt resultieren, der Sie kontaminiert hat.
Anwendungen
Zu den häufigsten Beispielen der Lebensmittelchemie im täglichen Leben zählen zwei Kategorien von Produkten mit hoher Nachfrage auf dem Markt, beispielsweise fettarme und zuckerarme.
Die ersten sind das Produkt der Verwendung einer Vielzahl von Ersatzstoffen aus den Rohstoffen der drei Gruppen: Kohlenhydrate, Proteine und Fette.
Darunter befinden sich Proteinderivate auf der Basis von Molke oder aus Eiweiß und Magermilch, die aus Gelatine oder Gummi (Guar, Carrageen, Xanthan) gewonnen werden. Der Zweck besteht darin, die gleiche Rheologie und das gleiche Mundgefühl von Fetten zu bieten, jedoch mit einem geringeren Kaloriengehalt.
Nicht nahrhafte Süßstoffe können natürlich oder synthetisch sein und eine Vielzahl von Strukturen aufweisen. Unter den natürlichen gibt es Proteine und Terpene. Unter den Kunststoffen ist Aspartam, doppelt so süß wie Saccharose und von einer Aminosäure abgeleitet, das klassische Beispiel.
