الكيمياء، الغذاء واستخداماتها الكيمياء الغذائية هي فرع من فروع الكيمياء التي تتعامل مع الكيمياء وراء الطبيعة الكيميائية الحيوية للأطعمة، وخصائصها، وكيفية معالجة الجسم لها.
يتضمن دراسة المواد الكيميائية من البروتينات إلى الكربوهيدرات والمزيد، لذا تابع موقع محمود حسونةة للتعرف على الكيمياء والتغذية واستخداماتها.
كيمياء الغذاء
كيمياء الغذاء هي دراسة العمليات والتفاعلات الكيميائية لجميع المكونات البيولوجية وغير البيولوجية للغذاء.
تشمل المواد البيولوجية أيضًا أشياء مثل اللحوم والدواجن والخس والحليب على سبيل المثال.
هو كيميائيا نفس المواد الأساسية مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
ولكنه يشمل أيضًا مجالات مثل الماء والفيتامينات والمعادن والإنزيمات والمضافات الغذائية والنكهات والألوان.
يتضمن هذا النظام كيفية تغير المنتجات في ظل تقنيات معالجة أغذية معينة، وطرق تحسين أو منع حدوث ذلك.
أحد الأمثلة على تحسين العملية هو تعزيز تخمير منتجات الألبان بالكائنات الحية الدقيقة، والتي تحول اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك.
مثال على منع هذه العملية هو إيقاف تحول سطح التفاح الطازج إلى اللون البني باستخدام عصير الليمون أو أي ماء حمضي.
شاهدي أيضاً: أشهر حكم وأقوال العلماء عن الكيمياء
تاريخ موجز لكيمياء الغذاء
ينبع النهج العلمي للغذاء والتغذية من الاهتمام بالكيمياء الزراعية في أعمال جيه جي واليريوس وهامفري ديفي وآخرين.
على سبيل المثال، نشر ديفي “عناصر الكيمياء الزراعية” في سياق محاضرات لمجلس الزراعة (1813 م) في المملكة المتحدة.
وسيكون ذلك بمثابة أساس للمهنة في جميع أنحاء العالم، نحو الإصدار الخامس.
يتضمن العمل السابق عمل كارل فيلهلم شيل، الذي عزل حمض الماليك عن التفاح في عام 1785.
تمت ترجمة بعض النتائج التي توصل إليها ليبيج حول كيمياء الطعام ونشرها إيبين هورسفورد من لويل، ماساتشوستس، في عام 1848.
في عام 1874، تم تشكيل جمعية المحللين العامين بهدف استخدام الأساليب التحليلية للصالح العام.
استندت تجاربها الأولى إلى الخبز والحليب والنبيذ، ولكنها اهتمت أيضًا بجودة الإمدادات الغذائية، خاصةً قضايا فساد الطعام وتلوثه.
سيؤدي تطوير الكليات والجامعات في جميع أنحاء العالم أيضًا إلى توسيع كيمياء الطعام، فضلاً عن أبحاث الغذاء.
على وجه الخصوص تجربة الحبوب خلال 1907-1111 م، مزيد من البحث من قبل هارفي دبليو وايلي من وزارة الزراعة الأمريكية.
في أواخر القرن التاسع عشر، لعب دورًا رئيسيًا في إنشاء إدارة الغذاء والدواء في الولايات المتحدة عام 1906.
أنشأت الجمعية الكيميائية الأمريكية قسم الزراعة وكيمياء الأغذية في عام 1908، بينما أنشأ معهد تقنيي الأغذية قسم كيمياء الأغذية في عام 1995.
غالبًا ما يتم استخلاص مفاهيم كيمياء الأغذية من الريولوجيا ونظريات ظواهر النقل والديناميكا الحرارية الفيزيائية والكيميائية.
الروابط الكيميائية، قوى التفاعل، ميكانيكا الكم، حركية التفاعل، علم البوليمرات الحيوية، والتفاعلات الغروية.
والتغيرات في الزجاج والمواد الصلبة المجمدة / المضطربة أو غير البلورية، لذا فإن الكيمياء الفيزيائية للغذاء هي المنطقة الأساسية.
الماء في الحميات
يعد الماء مكونًا رئيسيًا للغذاء، والذي يمكن أن يشمل في أي مكان من 50٪ في منتجات اللحوم إلى 95٪، في منتجات الخس والملفوف والطماطم.
إنه أيضًا مكان رائع لتنمو البكتيريا وتفسد الطعام إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح، وإحدى طرق قياسها هي الطعام.
يعتبر النشاط المائي مهمًا جدًا في العمر الافتراضي للعديد من الأطعمة أثناء المعالجة.
أحد مفاتيح الحفاظ على الطعام في معظم الحالات هو تقليل كمية الماء أو تغيير خصائص الماء لتحسين العمر الافتراضي.
تشمل هذه الطرق التجفيف والتجميد والتبريد. يشمل هذا المجال أيضًا “المبادئ الفيزيائية والكيميائية للتفاعلات والتغيرات التي تحدث أثناء إنتاج الأطعمة ومناولتها وتخزينها”.
الكربوهيدرات في الحميات الغذائية
يشكل السكروز 75٪ من العالم البيولوجي و 80٪ من إجمالي الغذاء للاستهلاك البشري وهو السكروز. [بحاجة لمصدر].
أبسط نسخة من الكربوهيدرات هي أحادي السكاريد مع الكربون والهيدروجين والأكسجين بنسبة 1: 2: 1 وفقًا للصيغة العامة CnH2nOn، حيث n هي 3 على الأقل.
والجلوكوز هو مثال على أحادي السكاريد مثل الفركتوز، عندما يتم دمجه بالطريقة الموضحة في الصورة أدناه.
يتكون السكروز أيضًا، وهو أحد منتجات السكر الأكثر شيوعًا الموجودة في النباتات.
يتم أيضًا تكوين سلسلة من السكريات الأحادية لصنع السكريات. وتشمل هذه البكتين، ديكستران، أجار، وزانثان. يقاس محتوى السكر عادة بدرجات بريكس.
الدهون في الحميات الغذائية
يشمل مصطلح الدهون مجموعة متنوعة من الجزيئات، وهو إلى حد ما مجموعة مظلة للمركبات غير القابلة للذوبان أو القابلة للذوبان في الماء أو غير القطبية ذات الأصل البيولوجي.
يشمل الشموع والأحماض الدهنية (بما في ذلك الأحماض الدهنية الأساسية) والفوسفوليبيدات المشتقة من الأحماض الدهنية.
وكذلك هي الشحميات السفينغولية والجليكوليبيدية والتربينويدات، مثل الرتينويدات والمنشطات.
بعض الدهون عبارة عن جزيئات أليفاتية خطية، في حين أن البعض الآخر له هياكل حلقية، وبعضها عطري أيضًا.
بعضها ليس مرنًا، والبعض الآخر صلب، ومعظم الدهون لها بعض الخصائص القطبية.
بالإضافة إلى كونها غير قطبية بشكل عام، فإن معظم غلافها غير قطبي أو كاره للماء (“يخشى الماء”).
هذا يعني أنه لا يتفاعل بشكل جيد مع المذيبات القطبية مثل الماء، وجزء آخر من بنيته قطبي أو محب للماء (“محبة للماء”).
تميل إلى الارتباط بالمذيبات القطبية مثل الماء، وهذا يجعلها جزيئات برمائية (مع أجزاء كارهة للماء).
في حالة الكوليسترول، فإن المجموعة القطبية هي ببساطة OH (هيدروكسيل أو كحول).
اقرأ أيضًا: ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
البروتينات الغذائية في الحميات الغذائية
تشكل البروتينات أكثر من 50٪ من الوزن الجاف للخلية الحية النموذجية [بحاجة لمصدر]إنها جزيئات كبيرة معقدة للغاية تلعب دورًا مهمًا في بنية ووظيفة الخلايا.
يتكون عادةً من الكربون والنيتروجين والهيدروجين والأكسجين وبعض الكبريت، وقد يحتوي أيضًا على الحديد أو النحاس أو الفوسفور أو الزنك.
البروتينات ضرورية للنمو وبقاء الغذاء، وتختلف المتطلبات حسب عمر الشخص وعلم وظائف الأعضاء (مثل الحمل).
عادة ما يتم الحصول على البروتين من مصادر حيوانية: البيض والحليب واللحوم والمكسرات والحبوب والبقوليات توفر مصادر البروتين النباتي.
يستخدم مزيجًا من البروتين من مصادر نباتية، للحصول على وجبات بروتينية كاملة من الخضروات.
تم الكشف عن حساسية البروتين، مثل حساسية الطعام، باستخدام اختبار ELISA.
إنزيمات الغذاء
الإنزيمات عبارة عن محفزات كيميائية حيوية تُستخدم لتحويل العمليات من مادة إلى أخرى، كما أنها تشارك في تقليل مقدار الوقت والطاقة اللازمين لإكمال عملية كيميائية.
تستخدم العديد من جوانب صناعة الأغذية المحفزات، بما في ذلك الطهي والتخمير ومنتجات الألبان وعصائر الفاكهة لصنع الجبن والبيرة والخبز.
الفيتامينات في الحميات الغذائية
الفيتامينات هي عناصر غذائية مطلوبة بكميات صغيرة لتفاعلات التمثيل الغذائي الأساسية في الجسم.
يتم تقسيمها أيضًا عن طريق التغذية على أنها قابلة للذوبان في الماء (فيتامين ج) أو قابلة للذوبان في الدهون (فيتامين هـ).
يمكن أن يمنع الإمداد الكافي من الفيتامينات أمراضًا مثل البري بري وفقر الدم والاسقربوط.
في حين أن جرعة زائدة من الفيتامينات يمكن أن تسبب الغثيان والقيء أو حتى الموت.
المعادن في الغذاء
المعادن الغذائية في الأطعمة كبيرة ومتنوعة، وكثير منها مطلوب للعمل بينما العناصر النزرة الأخرى، يمكن أن تكون خطيرة إذا استهلكت بكميات زائدة.
المعادن الأكثر شيوعًا ذات المدخول اليومي المرجعي (RDI، البدل اليومي الموصى به سابقًا)، التي تزيد عن 200 مجم / يوم هي الكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم.
في حين أن المعادن النزرة المهمة (أقل من 200 ملغ / يوم) هي النحاس والحديد والزنك، فهي موجودة في العديد من الأطعمة.
المضافات الغذائية
المضافات الغذائية هي مواد تضاف إلى الطعام للحفاظ على النكهات، أو لتحسين المذاق أو المظهر. هذه العمليات عفا عليها الزمن.
كإضافة إلى الخل للتخليل أو كمستحلب لاستحلاب الخلائط مثل المايونيز، غالبًا ما يتم إدراجه في “رقم E” الخاص بالاتحاد الأوروبي.
أيضًا GRAS (“معترف بها عمومًا على أنها آمنة”)، من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية.
اخترنا لك: موضوع حول العنصر الأول في الجدول الدوري في الكيمياء
وهكذا نناقش هنا الكيمياء والأطعمة واستخداماتها، وبعض المكونات التي تدخل في كيمياء الغذاء وما هي الأشياء المتعلقة بكيمياء الغذاء. موقع المادة!