【شیمی تجزیه و صنایع غذایی】 | دقیق شیمی آزما

شیمی تجزیه و صنایع غذایی

شیمی خوراک یا شیمی موادغذایی (Food Chemistry)، شاخه‌ای از شیمی و علوم غذایی است که بررسی و مطالعهٔ ترکیب، خصوصیات و واکنش های شیمیایی همه اجزای زیستی و غیر زیستی خوراکی‌ها و ساختار شیمیایی و خواص مواد غذایی و تغییرات شیمیایی آن‌ها را در مراحل فراوری، تهیه، توزیع، مصرف و نگهداری را انجام می دهد تا تنوع، کیفیت و ایمنی تمام مواد مغذی را تضمین کند.

بیشتر بخوانید: روش های جداسازی

شیمی صنایع غذایی بر پایه شیمی ، بیوشیمی ، میکروبیولوژی و زیست مولکولی شکل گرفته است. هدف آن حفظ ارزش غذایی غذا و کنترل جنبه هایی مانند عطر و طعم ، عطر ، بافت ، رنگ و غیره است و در تجزیه و تحلیل، جابجایی، فرآوری، تولید و نگهداری مواد غذایی پیشرفت های زیادی داشته است.

اسیدهای آمینه 

اسیدهای آمینه مولکولهای آلی ساده ای هستند که به عنوان عناصر اساسی ساختار خود شامل یک گروه آمینه و یک گروه کربوکسیل هستند. آنها واحدهای ساختاری مولکولهای آلی پیچیده ای هستند که پروتئین نامیده می شوند.

شیمی غذا با جزئیات کامل تمام جنبه های اسیدهای آمینه و پروتئین ها را مطالعه می کند که از منشا پپتیدها از کدگذاری آنها در DNA ، تا تشکیل آنها را شامل می شود.

پروتئین‌ها در رژیم غذایی

پروتئین ها مواد مغذی اصلی هر سلول زنده هستند. در ساختمان آن‌ها کربن، هیدروژن و اکسیژن،ازت و گاهی گوگرد نیز وجود دارد. پروتئین‌ها وظایف مختلفی در بدن ایفا می کنند. از جمله می توان به تشکیل ماده انقباضی عضلات گرفته تا ساختن بعضی از هورمون‌ها، آنزیم‌ها و آنتی‌بادی‌ها، تبدیل انرژی شیمیایی به کار و انتقال اکسیژن و هیدروژن اشاره کرد.

مواد مغذی معدنی

مواد معدنی، عناصر شیمایی مورد نیاز موجودات زنده و ارگانیسم‌ها (به غیر از چهار عنصر کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن) عنصری رایج هستند. اصطلاح مواد معدنی در رژیم غذایی به عناصر شیمیایی اشاره دارد تا مواد معدنی واقعی.

عناصر شیمیایی به ترتیب فراوانی در بدن انسان، شامل: کلسیم، فسفر، پتاسیم، گوگرد، سدیم، کلر، و منیزیم هستند. عناصر غذایی مهم و لازم دیگری که با نام ریزمغذی ها شناخته می شوند شامل: آهن، کبالت، مس، روی، منگنز، مولیبدن، ید، برم، و سلنیوم می باشند. واژهٔ جزئی یا ریز به مقدار این لازم این مواد اشاره دارد و نه به اهمیت آنها. 

کربوهیدرات ها

کربوهیدرات ها یا پلی ساکارید، مولکولهای آلی پلی هیدروکسی آلدهیدها یا پلی هیدروکسی اکتنها هستند که اولین منبع انرژی بدن را تشکیل می دهند.

آنها در سبزیجات ، غلات و سبزیجات یافت می شوند که غنی از نشاسته، یک کربوهیدرات پیچیده یا پلی ساکارید هستند. میوه ها سرشار از کربوهیدرات های ساده تر مانند دی ساکارید ساکارز هستند.

هنگام بلع، از نظر آنزیمی به گلوکز، یکی از مهمترین مونوساکاریدها، اکسید می شود و انرژی موجودات زنده را تامین می کند.

لیپیدها

لیپیدها یک گروه بسیار پیچیده از مولکول ها، هم در سطح ساختاری و هم در عملکرد هستند. لیپیدها در آب نامحلول هستند. لیپیدهای آمفی پاتی مانند فسفولیپیدها وجود دارند که یک انتهای آن مربوط به آب است ، در حالی که انتهای دیگر آن را رد می کند.

لیپیدهای قابل انعطاف پذیری وجود دارد که سرشار از اسیدهای چرب و غیر قابل تصفیه هستند که فاقد آنها هستند. از جمله مواد غیر قابل تصفیه، ویتامین های محلول در چربی مانند A ،D ، E و K هستند.

چربی ها عمدتا در غذاهای منشأ حیوانی، مانند گوشت ها یافت می شوند. آنها همچنین در شیر و مشتقات آن و غلات مانند سویا ، ذرت و غیره وجود دارند.

آب 

آب در غذا به میزان زیادی یافت می شود و می تواند بین 50 تا 90٪ متفاوت باشد. همچنین آب می تواند منبع آلودگی و فساد در برخی از غذاهایی باشد که به درستی پردازش نشده اند.

کاربرد مواد شیمیایی در صنایع غذایی

یک ماده شیمیایی غذایی به عنوان افزودنی غیر سمی و بی خطر محصول اضافه می شود تا در درجه اول طعم و بافت غذا را تغییر دهد. مواد شیمیایی در صنایع غذایی، مواد غذایی هستند که با مقررات بهداشتی و ایمنی و استانداردهای بین المللی، مانند کدکس مواد شیمیایی غذایی (FCC) مطابقت دارند. 

مواد شیمیایی رایج گرید غذایی عبارتند از:

مواد نگهدارنده مواد غذایی

رنگ خوراکی مصنوعی

آنتی اکسیدان ها

طعم دهندهای نوشیدنی

ویتامین ها و مواد معدنی

رنگ‌های خوراکی

رنگ نارنجی هویج و بسیاری دیگر از میوه‌ها و سبزیجات ناشی از کاروتنوئیدها است.

رنگ خوراکی یا رنگ‌آمیزی غذا (افزودنی رنگی)، به رنگدانه‌ها یا موادی گفته می شود که با اضافه کردن به غذا یا نوشیدنی باعث انتقال رنگ به آن‌ها می شود. این مواد بصورت مایع، پودر، ژل و خمیر موجود می باشد. رنگ‌های خوراکی هم در تولید مواد غذایی تجاری و هم در آشپزی و پخت‌ و پز خانگی استفاده می شود. با توجه به میزان سلامت و در دسترس بودن، رنگ‌های خوراکی در مصارف غیر خوراکی متنوعی از قبیل لوازم آرایشی، داروسازی، صنایع دستی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

افزودنی‌های غذایی

به مواد شیمیایی و طبیعی که به مقدار کم و به منظور بالا بردن کیفیت، رنگ و طعم مزه و افزایش ماندگاری غذا به انواع غذا در حین تولید، فراوری، بسته‌بندی، انبارداری افزوده می‌شود، افزودنی‌های غذایی گفته می‌شود. این مواد برای طولانی‌تر کردن ماندگاری به خوراکی‌ها اضافه می‌شود.

مواد اولیه شیمیایی غذایی تا حد زیادی بی ضرر و اغلب مطلوب هستند. با این حال، این مواد می توانند ویژگی های منفی نیز داشته باشند و باعث مسمومیت شوند و اثرات زیان بار در انسان و حیوانات بوجود بیاورند. 

بیشتر بخوانید: الکتروشیمی تجزیه ای

فواید کاربرد مواد شیمیایی در صنایع غذایی

نگهداری مواد غذایی به مدت طولانی

افزایش کیفیت مواد غذایی

جذب رطوبت از محصولات غذایی

تنظیم pH مواد غذایی

بهبود طعم و مزه مواد غذایی

انواع مواد شیمیایی صنایع غذایی

بعضی از مواد شیمیایی که در صنایع غذایی استفاده می شوند به شرح زیر می باشد:

1-اسید فسفریک ترکیب به منظور تنظیم pH ماده، ایجاد طعم تند و تیز و همچنین به عنوان نگهدارنده از جمله نوشابه و کوکاکولا مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده در کلسیم برای ایجاد استخوان ها و دندان های قوی عمل می کند و از عملکرد کلیه و نحوه استفاده و ذخیره انرژی توسط بدن شما حمایت می کند، به بازیابی عضلات کمک می کند ولی مصرف بیش از حد فسفر می تواند مقدار کلسیم را در بدن کاهش داده و منجر به از بین رفتن استخوان شود، همچنین توانایی بدن در استفاده از سایر مواد معدنی مانند آهن، روی و منیزیم را مختل خواهد کرد. 

2-سدیم هگزا متا فسفات حاوی فسفر است و در شکل گیری استخوان ها، بهبود عملکرد گوارش، ترمیم سلولی موثر است. مصرف بیش حد آن باعث ایجاد اختلال در بدن و نتیجه عکس خواهد شد. عوارض مصرف بیش از حد این ماده باعث اختلال در جذب کلسیم، مشکلات کلیوی، مشکلات پوستی و حتی سرطان خواهد شد.

3-کربوکسی متیل سلولز ( cmc) برای ایجاد کشش و قوام در بستنی استفاده می شود و به عنوان تثبیت کننده در امولسیون کننده ها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در بسیاری از محصولات لبنی مانند ماست و شیر، همچنین انواع نوشیدنی ها و غذاها استفاده می شود. دوز بالای این ماده باعث مشکلات روده مثل نفخ، یبوست و اسهال می شود و سطح کلسترول خون را کمی کاهش می دهد.

4-سدیم متا بی سولفیت با جلوگیری از رشد باکتری ها در غذا باعث افزایش طول عمر مواد غذایی می شود، از تغییر رنگ سبزیجات و میوه ها جلوگیری می کند و باعث تازه ماندن آن ها می شود. 

دوز بالای این ماده می تواند با تحریک ریه منجر به حساسیت و حملات آسم شود. در بعضی افراد نیز باعث تورم روده، معده و اختلالات گوارشی شده است.