Пищевая физическая химия - Food physical chemistry

Пищевая физическая химия считается филиалом Пищевая химия[1][2] занимается изучением как физических, так и химических взаимодействий в пищевых продуктах с точки зрения физических и химических принципов, применяемых к продовольственным системам, а также применения физических / химических методов и приборов для изучения пищевых продуктов.[3][4][5][6] Это поле включает в себя «физико-химические принципы реакций и преобразований, которые происходят во время производства, обработки и хранения пищевых продуктов»[7]

Концепции физической химии пищевых продуктов часто берутся из реология, теории явлений переноса, физическая и химическая термодинамика, химические связи и силы взаимодействия, квантовая механика и кинетика реакций, биополимерная наука, коллоидные взаимодействия, зародышеобразование, стеклование и замерзание,[8][9] неупорядоченные / некристаллические твердые тела.

Используемые методы широко варьируются от динамической реометрии до оптическая микроскопия, электронная микроскопия, AFM, рассеяние света, дифракция рентгеновских лучей /нейтронография,[10] к МРТ, спектроскопия (ЯМР,[11] FT-NIR /ИК, NIRS, СОЭ и ЭПР,[12][13] CD/VCD,[14] Флуоресценция, FCS,[15][16][17][18][19] ВЭЖХ, ГХ-МС,[20][21] и другие связанные аналитические методы.

Понимание пищевых процессов и свойств пищевых продуктов требует знания физической химии и ее применения к конкретным продуктам питания и процессам питания. Физическая химия пищевых продуктов имеет важное значение для улучшения качества пищевых продуктов, их стабильности и разработка пищевых продуктов. Потому что наука о еде является междисциплинарной областью, физическая химия пищевых продуктов развивается в результате взаимодействия с другими областями пищевой химии и пищевой науки, такими как: пищевая аналитическая химия, инженерия пищевых продуктов /переработка пищевых продуктов, пищевая и биотехнологическая промышленность, пищевая экструзия, контроль качества продуктов питания, упаковка для еды, пищевая биотехнология и пищевая микробиология.

Темы в пищевой физической химии

Ниже приведены примеры тем по физической химии пищевых продуктов, которые представляют интерес как для пищевой промышленности, так и для пищевой науки:

Пищевая физическая химия
Итальянское мороженое.jpg
Мороженое или мороженое в Рим, Италия
Альтернативные названияДжелато, сорбет, замороженный заварной крем
КурсДесерт
Основные ингредиентыМолоко / сливки, водяной лед, сахар
Крахмал, увеличение 800x, в поляризованном свете
Макароны представляет собой полые экструдированные макаронные изделия.
  • Вода в продуктах питания
    • Локальная структура в жидкой воде
    • Микрокристаллизация в эмульсиях мороженого
  • Дисперсионные и поверхностно-адсорбционные процессы в пищевых продуктах
  • Вода и белки
  • Увлажнение пищевых продуктов и срок хранения
  • Гидрофобные взаимодействия в продуктах питания
  • Водородные связи и ионные взаимодействия в продуктах питания
  • Разрыв и образование дисульфидных связей в продуктах питания
  • Пищевые дисперсии
  • Структура-функциональность в продуктах питания
  • Микро- и наноструктура пищи
  • Пищевые гели и механизмы гелеобразования
  • Сшивка в продуктах питания
  • Желатинизация и ретроградация крахмала
  • Физико-химическая модификация углеводов
  • Физико-химические взаимодействия в пищевых рецептурах
  • Эффект замораживания пищевых продуктов и замораживание жидкостей
  • Стеклование в пшеничной клейковине и пшеничном тесте
  • Сушка продуктов и урожая
  • Реология пшеничного теста, сыра и мяса
  • Реология процессов экструзии
  • Кинетика пищевых ферментов
  • Иммобилизованные ферменты и клетки
  • Микрокапсулирование
  • Структура углеводов и взаимодействие с водой и белками
  • Реакции Майяра подрумянивания
  • Структура липидов и взаимодействие с водой и пищевыми белками
  • Структура пищевых белков, гидратация и функциональность пищевых продуктов
  • Денатурация пищевых белков
  • Пищевые ферменты и механизмы реакции
  • Взаимодействие с витаминами и их сохранение во время обработки пищевых продуктов
  • Взаимодействие солей и минералов с пищевыми белками и водой
  • Определение цвета и пищевой краситель
  • Ароматизаторы и сенсорное восприятие продуктов
  • Свойства пищевых добавок

Связанные поля

Визуализация человека интерактом топология сети с синими линиями между белками (обозначенными точками), показывающими белок-белковые взаимодействия.

Галерея методов: высокопольный ЯМР, CARS (рамановская спектроскопия), флуоресцентная конфокальная микроскопия и гиперспектральная визуализация

  • Стоксов и антистоксов сдвиги

  • Рамановская спектроскопия CARS

  • Куб гиперспектральной визуализации

  • Принцип мультиспектральной визуализации

  • Принцип конфокальной визуализации

  • 3D-SIM-1 NPC Confocal vs 3D-SIM detail.jpg
  • Tirfm.svg
  • Инвертированный микроскоп.jpg

  • Флуоресцентный микроскоп

  • Флуоресцентные фильтры 2008-09-28.svg
  • FluorescentCells.jpg

  • Визуализация белков мембран дрожжей

  • Флуоресценция делящихся клеток

  • Раковые клетки HeLa

  • Метод флуоресценции FISH

  • Патология красных кровяных телец

  • Карбоксизом

Смотрите также

Пример прибора ГХ-МС
Интерферограмма FTIR. Центральный пик находится при нулевом замедлении, ZPD), где максимальное количество света проходит через интерферометр к детектору.

Примечания

  1. ^ Джон М. де Ман, 1999. Принципы пищевой химии (Серия текстов по пищевой науке), Springer Science, третье издание
  2. ^ Джон М. де Ман. 2009. Технологии и технологии пищевых процессов, Academic Press, Elsevier: London and New York, 1st edn.
  3. ^ Питер Вальстра. 2003 г. Физическая химия продуктов питания. Marcel Dekker, Inc .: Нью-Йорк, 873 стр.
  4. ^ Физическая химия пищевых процессов: фундаментальные аспекты.1992. ван Ностранд-Рейнхольд, том 1, 1-е издание,
  5. ^ Генри Г. Шварцберг, Ричард В. Хартель. 1992 г. Физическая химия продуктов питания. Серия базовых симпозиумов IFT, Marcel Dekker, Inc.: Нью-Йорк, 793 страницы
  6. ^ Физическая химия пищевых процессов, передовые методы, структуры и приложения. 1994. van Nostrand-Reinhold, т. 1-2., 1-е издание, 998 страниц; 3-е изд. Minuteman Press, 2010; тт. 2-3, пятое издание (в прессе)
  7. ^ Питер Вальстра. 2003 г. Физическая химия продуктов питания. Marcel Dekker, Inc .: Нью-Йорк, 873 стр.
  8. ^ Питер Вальстра. 2003 г. Физическая химия продуктов питания. Marcel Dekker, Inc .: Нью-Йорк, 873 стр.
  9. ^ Физическая химия пищевых процессов: фундаментальные аспекты.1992. van Nostrand-Reinhold vol.1., 1st Edition,
  10. ^ Физическая химия пищевых процессов, передовые методы, структуры и приложения.1994. ван Ностранд-Рейнхольд, т. 1-2., 1-е издание, 998 страниц; 3-е изд. Minuteman Press, 2010; тт. 2-3, пятое издание (в прессе)
  11. ^ https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1952/ Первая Нобелевская премия по ЯМР по физике, 1952 г.
  12. ^ http://www.ismrm.org/12/aboutzavoisky.htm Открытие ЭПР в 1941 г.
  13. ^ Abragam, A .; Блини, Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Clarendon Press: Oxford, 1970, 1116 страниц.
  14. ^ Физическая химия пищевых процессов, передовые методы, структуры и приложения.1994. ван Ностранд-Рейнхольд, т. 1-2., 1-е издание, 998 страниц; 3-е изд. Minuteman Press, 2010; тт. 2-3, пятое издание (в прессе)
  15. ^ Magde D .; Elson E.L .; Уэбб В. У. (1972). «Термодинамические флуктуации в реагирующей системе: измерение с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии, (1972)». Phys Rev Lett. 29 (11): 705–708. Дои:10.1103 / Physrevlett.29.705.
  16. ^ Эренберг, М., Риглер, Р. (1974). «Вращательное броуновское движение и флуктуации интенсивности флуоресценции». Chem Phys. 4 (3): 390–401. Дои:10.1016/0301-0104(74)85005-6. ISSN  0301-0104.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  17. ^ Элсон Э. Л., Магде Д. (1974). "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия I. Концептуальные основы и теория (1974)". Биополимеры. 13: 1–27. Дои:10.1002 / bip.1974.360130102. S2CID  97201376.
  18. ^ Magde D .; Elson E.L .; Уэбб В. У. (1974). "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия II. Экспериментальная реализация, (1974)". Биополимеры. 13 (1): 29–61. Дои:10.1002 / bip.1974.360130103. PMID  4818131. S2CID  2832069.
  19. ^ Томпсон Н. Л. 1991 «Темы методов флуоресцентной спектроскопии», том 1, изд. Дж. Р. Лакович (Нью-Йорк: Пленум), стр. 337–78
  20. ^ Гольке, Р. С. (1959). «Времяпролетная масс-спектрометрия и газожидкостная разделительная хроматография». Аналитическая химия. 31 (4): 535–541. Дои:10.1021 / ac50164a024.
  21. ^ Gohlke, R; Маклаферти, Фред В. (1993). «Ранняя газовая хроматография / масс-спектрометрия». Журнал Американского общества масс-спектрометрии. 4 (5): 367–71. Дои:10.1016 / 1044-0305 (93) 85001-Е. PMID  24234933.

Журналы

внешняя ссылка