食品化學

食品化學的歷史可追溯到18世紀末期時，許多著名的化學家進行相關研究，例如：卡尔·威廉·舍勒於1785年從蘋果萃取出蘋果酸，汉弗里·戴维於1813年出版一本書《Elements of Agricultural Chemistry》（農業化學元素）。

食品的主要成分是水，例如在生鮮肉類裡佔了50％到95％，蔬菜或水果裡也富含水份。水份的多寡常與細菌的生長和食品腐敗變質相關。 食品保鮮的關鍵之一，是減少食品中水的含量，或是經由冷卻或冷凍來降低細菌在水中的活性，以提高食品的保存時間。

蔗糖是人類常見的食糖品种之一。

碳水化合物，又稱醣類，主要分成四大類：單醣、雙醣、低聚醣和多醣。 除了少數例外（如脱氧核糖或氨基糖），單醣的化學式是：(CH₂O)_n。 A鏈的單糖可構成多醣形式，例如果胶、右旋糖酐、洋菜膠、黄原胶……等。 像多醣可作为儲存養分的物質，如澱粉和糖原；或作为動物外骨骼和植物細胞的細胞壁，如：甲殼素和纖維素；另如五碳醛醣的核醣是構成各種輔因子的不可或缺失之物質，如ATP、FAD和NAD）也是一些遺傳物質分子的骨幹（如RNA）。 而人類血液之中，主要提供熱量的來源是葡萄糖。

• 白利糖度，是測量糖度的單位。
• 升糖指數，是用於衡量糖類食品對血糖量的影響。

人體所需脂類[3] ，大致可以分為膽固醇、中性脂肪（三酸甘油酯）、磷脂質、游離脂肪酸等4種。 它的主要生理功能包括儲存能量、做為脂溶性維生素（如維生素A、D、E和K）載體、構成細胞膜以及膜的訊息傳導等[4][5]。

脂質可以廣義定義為疏水性或雙親性小分子；某些脂質因為其雙親性的特質（兼具親水性與疏水性），能在水溶液環境中形成囊泡、脂質體或膜等構造。生物體內的脂質完全或部分源自兩種截然不同的生物次單元：酮酸基與異戊二烯[6]脂質可以概分為八類：脂肪酸、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂（神經脂質）、醣脂質、聚酮类（由酮乙基次單元聚合而成）、固醇脂类，以及孕烯醇酮脂类（由異戊二烯次單元縮合聚合而成）[4][7]。食物中的脂肪酸，主要來自穀物如玉米、大豆等，或動物性油脂，如牛奶、奶酪、肉類的脂肪等。

蛋白質是一种复杂的有机化合物，是由氨基酸分子呈线性排列所形成，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。 蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分，参与了细胞生命活动的每一个进程。 蛋白質普遍存在於人類食物之中，例如肉類、海鮮或大豆等。此外，經由有机合成技術，一些蛋白質也可以透過化學方式來合成。

酶，或稱酵素，指具有生物催化功能的高分子物質。[8] 在酶的催化反应体系中，反应物分子被称为底物，底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与，以提高效率。在食品工業裡，具有多種用途，發酵、釀造等。

核黃素
水溶性維生素B₂

维生素，又稱维他命是一系列有机化合物的统称。它们是生物体所需要的微量营养成分，而一般又无法由生物体自己生产，需要通过饮食等手段获得。 维生素不能像醣类、蛋白质及脂肪那样可以产生能量或组成细胞，但是它们对生物体的新陈代谢起调节作用。 维生素分成水溶性與脂溶性，水溶性维生素不易積蓄於人體內，會隨者排尿一起排出，且容易在烹調中遇熱破壞；而脂溶性维生素，易溶於非極性有機溶劑，而不易溶於水，可隨脂肪為人體吸收並在體內儲積，排泄率不高。 缺乏维生素會導致一些病症；適量攝取可以保持身體健康；過量攝取易導致中毒。[9] 人體一共需要13種維生素，其中包括4種脂溶性維生素（維生素A，D，E，K）和9種水溶性維生素（8種維生素B，維生素C）。

礦物質，又稱為無機鹽或膳食礦物質，除了碳、氫、氮和氧之外，也是生物必需的化學元素之一，也是構成人體組織、維持正常的生理功能和生化代謝等生命活動的主要元素，約佔人體體重的4.4%。以人體的需求量區分為宏量元素與微量元素。他們可以自然地存在於食物中，或是元素或礦物形式地被加入，例如碳酸鈣或氯化鈉。有部份這些添加物來自自然來源，例如經過加工磨成粉末的牡蠣殼。 適當的攝取各種礦物質，是有助於維持身體健康。然而攝取過量卻可能會直接或間接導致一些病症，這歸咎於身體裡礦物質之間的競爭特性。例如，攝取大量的鋅雖不會有害於自己，但卻會導致銅攝取不足。

食用色素，是食品添加劑的一種，用於改善物品外觀的可食用染料。 基於感官分析，色彩鮮豔的食品比較容易引發消費者的購買慾與食慾。 常用於食物或飲料的加工品。例如在歐盟列管的E编码裡，食用色素為E100到E199，例如：

• E102，柠檬黄， FD&C黄色5号、食用黃色四號[10]、C.I. 19140（酸性黄23）、酒石黄、肼黄。
• E127，赤藓红， FD&C紅色3號、食用紅色七號[11]、C.I. 45430（酸紅51）
• E150a～E150d，焦糖色素

有些食用色素可能來自動物或昆蟲的原料所製造，而被認為不適合素食者食用。

調味料或香料是影響人類對於食物的味覺或嗅覺的關鍵因素。在常温下能揮發出香味的物質稱為香精，可分為天然香精和合成香精兩大類。天然香精通常指從動植物中萃取出的香精。合成香精通常是利用化工原料，通過化學加工而生產的香料。風味化學家們發明了許多合成香精，被廣泛應用在許多大量生產的食品之中，使得這些食物具有其氣味卻不含其應有的營養成分，例如使得大量販售的果汁或汽水裡頭不含任何水果的成份。

食品添加物被加入在食品生產或製造過程中，在食品中加入一些化學製品，用來改變食品的色澤、氣味、或調整食物口感及延長保存時間（防腐劑、抗氧化劑）。在20世紀50年代以前，食品添加物採用負面表列的方式，凡是不在明令禁止的名單上，就可以添加到食品中。現在大多數國家都規定，只有獲得許可的添加劑才能在食品中使用。國際食品法典委員會制定食品添加物的國際編碼系統，作為各國政府自訂食品添加物標準時的參考。歐盟亦自訂E编码。

• 食品科技研究所相關 - 臺灣機構典藏 NTUR
• 食品化學參考講義 - 澎湖科技大學食品科學學系
• 食品化學應用 - 蘇澳高級海事水產職業學校水產食品科
• SGS 台灣 - 食品化學分析 - 農業 & 食品產業

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