מהי כימיה של מזון?

מתוך סדרת ניסויי IFT "כימיה של מזון"

מהי כימיה של מזון? מדעי המזון עוסקים בייצור, עיבוד, הפצה, הכנה, הערכה ושימוש במזון. כימאים למזון עובדים עם צמחים שנקטפים למאכל ובעלי חיים שנשחטים למאכל. כימאים למזון עוסקים בעיבוד, הכנה והפצה של מוצרי מזון אלה. לדוגמה, כדי לענות על צרכי הצרכן, חלק מכימאי המזון מחפשים תחליפים לשומן ולסוכר שאינם משנים את הטעם והמרקם של המזון.

כימיה בסיסית של מזון עוסקת בשלושת המרכיבים העיקריים של המזון: פחמימות, שומנים וחלבונים. לקניית כימיקלים למזון אנו ממליצים על החנות - https://megachem.com.ua/pishevaya-himiya/.

פחמימות הן קבוצה של תרכובות כימיות הנמצאות בתאי צמחים ובעלי חיים. יש להם את הנוסחה האמפירית CnH2nOn או (CH2O) n. מכיוון שנוסחה זו היא בעצם שילוב של פחמן ומים, חומרים אלו מכונים "ידרות פחמן או פחמימות". פחמימות הן התוצר העיקרי של הפוטוסינתזה של צמחים ונצרכים על ידי צמחים ובעלי חיים כדלק. פחמימות תזונתיות כוללות פחמימות פשוטות (סוכרים) ופחמימות מורכבות (עמילנים וסיבים).

ליפידים כוללים שומנים, שמנים, שעווה וכולסטרול. בגוף, השומן משמש מקור אנרגיה, מבודד חום וכרית סביב האיברים; והוא מרכיב חשוב בתא. מכיוון ששמנים מכילים פי 2.25 יותר אנרגיה מפחמימות וחלבונים, רוב האנשים מנסים להגביל את צריכת השומנים התזונתיים כדי לא לעלות במשקל עודף. במרבית המקרים, שומנים מתקבלים ממוצרים מן החי - בשר, מוצרי חלב, ביצים ופירות ים, ושמנים - מהצומח - אגוזים, זיתים וזרעים. אנו משתמשים בליפידים לטעם, בישול ושיפור מרקם המזון.

סנאים הם מרכיבי מזון חשובים. כל תא זקוק לחלבון למבנה ולתפקוד. חלבונים הם פולימרים מורכבים המורכבים מחומצות אמינו. יש 20 חומצות אמינו בגוף. שמונה מהם נחוצים למבוגרים ולילדים, ותשעה לתינוקות. חיוני פירושו שאיננו יכולים לסנתז אותם בכמויות מספיק גדולות לצמיחה ותיקון של הגוף שלנו, ולכן הם חייבים להיכלל בתזונה שלנו. חלבונים מורכבים משרשרות ארוכות של 100-500 חומצות אמינו היוצרות מבנים תלת מימדיים במצבם הטבעי. כאשר אתה משנה את המצב הטבעי של חלבון, אתה משנה את המבנה התלת-ממדי, מה שנקרא דנטורציה. גורמים הגורמים לדנטורציה כוללים חום, חומצה, הקצפה והקפאה.

אוצר מילים - כימיה של מזון

• חומצות אמינו - מכילים פחמן, מימן, חנקן ולעיתים גופרית ומשמשים כמונומרים ליצירת פפטידים וחלבונים. לחומצות אמינו מבנה בסיסי הכולל קבוצת אמינו (NH2) וקבוצת קרבוקסיל (COOH) המחוברות לאטום פחמן. יש 20 חומצות אמינו בגוף.

• עמילאז - אנזים (חלבון) של רוק המפרק עמילן.

• נוגד חמצון - חומר המונע או מאט חמצון; מעכב תגובות מעוררות חמצן; משמש לעתים קרובות כחומר משמר.

• פחמימות הוא שילוב של פחמן ומים. פחמימות הן הנפוצות ביותר מבין כל התרכובות המכילות פחמן, והן מהוות כמעט שלושה רבעים מהמסה היבשה של כל חיי הצומח על פני כדור הארץ. זה תוצר של פוטוסינתזה. דוגמאות: גלוקוז, סוכרוז (סוכר שולחני), עמילן ותאית.

• קזאין - חלבון מחלב.

• קרישה - הפיכת נוזל למסה רכה או מוצקה.

• מְפוּגָל - השתנה ממצבו הטבעי. בחלבון דנטורטי, המאפיינים או התכונות שלו שונו בדרך כלשהי על ידי חום, כימיקלים או פעולה אנזימטית, וכתוצאה מכך אובדן הפעילות הביולוגית שלו.

• אִכּוּל - פירוק כימי של תרכובות מזון גדולות למולקולות קטנות יותר שיכולות להיספג במעיים של בני אדם ובעלי חיים. מולקולות מזון קטנות יותר מסתובבות בדם ומשמשות את התאים לייצור רכיבים אחרים או לייצור האנרגיה הדרושה לגוף. העיכול מתחיל בפה כאשר עמילאז הרוק מתחיל לפרק עמילן לסוכרים פשוטים. זה כרוך בהידרוליזה של חלבונים לחומצות אמינו.

• אֵמוּלְסִיָה - התכונה שבה שני נוזלים מפוזרים זה בזה באופן שווה, אך אינם מומסים זה בזה. שמן ומים יוצרים את התחליבים הנפוצים ביותר, וחלב הוא אמולסיה של שומן חלב במים. תחליבים חשובים בייצור מוצרים המכילים מים ושומן, כמו מיונז או מרגרינה. מוצרים אלו דורשים תוספת של מתחלב לייצוב תחליב מזון.

• השחמה אנזימטית תהליך ביוכימי שבו רקמות של פירות או ירקות משחימות בחשיפה לחמצן. תהליך זה מזורז על ידי פוליפנול אוקסידאז.

• אנזימים - זרזי חלבון השולטים בתגובות כימיות מסוימות במערכות חיות (צמחים ובעלי חיים). אנזימים פעילים בריכוז נמוך.

• איגרות חוב של אסתר - קשרים בין חומצות שומן למולקולות גליצרול.

• חומצת שומן הם אבני הבניין של שומנים המכילים אטומי מימן המחוברים לשרשראות של אטומי פחמן וקבוצת קרבוניל המכילה חמצן (-C=O). חומצות שומן נמצאות בכל תא בגוף האדם.

• גליצרול - הבסיס למולקולות חומצות שומן.

• גלוקוז - סוכר פשוט (C6H12O6) ומקור האנרגיה העיקרי לכל היונקים וצמחים רבים. זה ידוע גם בשם דקסטרוז, סוכר ענבים וסוכר תירס. הוא חלש בערך פי שניים מסוכר שולחן.

• הורמונים - חומרים שיכולים להשפיע על פעולת האנזימים, חילוף חומרים ופיזיולוגיה.

• לֹא מָסִיס - אינו מתמוסס. שומנים אינם מתמוססים במים. מצד שני, סוכר מסיס במים אלא אם מוסיפים יותר ממה שנפח נתון של מים יכול להתמוסס, כלומר הממס הפך רווי בסוכר.

• לציטין הוא מתחלב המצוי בביצים ובשמן סויה.

• ליפידים הן תרכובות המורכבות בדרך כלל מחומצות שומן וגליצרול. ליפידים הם מקור הדלק היעיל ביותר עבור יצורים חיים.

שומנים תזונתיים מחולקים ל

1) שומנים, המתקבלים בדרך כלל ממקורות מן החי ונשארים מוצקים בטמפרטורת החדר;

2) שמנים, המתקבלים בדרך כלל ממקורות צמחיים והם נוזליים בטמפרטורת החדר. סוג נוסף של שומנים הוא כולסטרול. כולסטרול הוא תרכובת סטרול המיוצרת על ידי בעלי חיים המשמשת לייצור הורמונים סטרואידים מסוימים בגוף. לא נמצא בצמחים.

• מלנין - כל אחד מקבוצת הפיגמנטים החומים או השחורים המצויים בצמחים ובבעלי חיים.

• אורגני - מתייחס לקטע של כימיה הקשור לתרכובות פחמן. בעוד שכל היצורים החיים מכילים פחמן ולכן נחשבים לאורגניים, תרכובות אחרות המכילות פחמן הופקו במעבדה.

• קשרי פפטיד - קשרים קוולנטיים בין שתי מולקולות חומצות אמינו.

• פפטידים - שרשרות קצרות של חומצות אמינו.

• פוטוסינתזה תהליך שבו צמח משתמש במים ובפחמן דו חמצני לייצור סוכר פשוט (גלוקוז) וחמצן. צמחים אוגרים עודפי סוכר כעמילן.

• פולימרים - מכילים עשרה מונומרים או יותר. עמילן הוא פולימר של מונומר הגלוקוז. חלבון הוא פולימר של חומצות אמינו.