เคมีอาหาร (Food Chemistry) คือ การศึกษาสมบัติทางเคมีของอาหาร สารประกอบทางเคมีที่พบในอาหาร และปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในอาหาร
สารประกอบทางเคมีในอาหาร
สารประกอบทางเคมีในอาหารสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก ๆ คือ
- สารประกอบอินทรีย์ เป็นส่วนประกอบหลักของอาหาร ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน และกรดนิวคลีอิก
- สารประกอบอนินทรีย์ เป็นส่วนประกอบรองของอาหาร ประกอบด้วยแร่ธาตุ วิตามิน และสารอาหารอื่นๆ
คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ในสัดส่วน 1:2:1 คาร์โบไฮเดรตมี 3 ประเภทหลัก ๆ คือ
- น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (Monosaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดเล็กที่สุด ตัวอย่างเช่น กลูโคส ฟructose
- น้ำตาลโมเลกุลคู่ (Disaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 ตัว ตัวอย่างเช่น ซูโครส แลคโตส
- น้ำตาลโมเลกุลรวม (Polysaccharides) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหลายตัว ตัวอย่างเช่น เซลลูโลส ไกลโคเจน
โปรตีน (Proteins) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน โปรตีนประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่ากรดอะมิโน กรดอะมิโนแต่ละตัวมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกันคือ มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และหมู่แอมโมเนียม (-NH2) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนตัวเดียวกัน โปรตีนมีโครงสร้างและหน้าที่ที่แตกต่างกันไป ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง พลังงาน เอนไซม์ ฮอร์โมน และภูมิคุ้มกัน
ไขมันและน้ำมัน (Lipids) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไขมันและน้ำมันมีโครงสร้างหลักเป็นไขมัน (lipid) ซึ่งประกอบด้วยกรดไขมันและไกลเซอรอล กรดไขมันเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนปลายด้านหนึ่งและกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนปลายอีกด้านหนึ่ง ไกลเซอรอลเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิล 3 หมู่ ไขมันและน้ำมันมีสมบัติเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้ว ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง พลังงาน และสารสื่อสัญญาณ
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acids) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยน้ำตาล หมู่ฟอสเฟต และนิวคลีโอฐาน กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิดหลัก ๆ คือ
- ดีเอ็นเอ (DNA) เป็นกรดนิวคลีอิกที่มีหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม
- อาร์เอ็นเอ (RNA) เป็นกรดนิวคลีอิกที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน
ปฏิกิริยาเคมีในอาหาร
ปฏิกิริยาเคมีในอาหารเกิดขึ้นได้หลายประเภท ตัวอย่างเช่น
- ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน เกิดขึ้นระหว่างสารประกอบที่มีอิเล็กตรอนให้ (รีดิวเซอร์) กับสารประกอบที่ต้องการอิเล็กตรอน (ออกซิไดเซอร์) ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลของผลไม้
- ปฏิกิริยาเอนไซม์ เกิดขึ้นระหว่างสารประกอบอินทรีย์กับเอนไซม์ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาย่อยอาหาร
- ปฏิกิริยาการสุก เกิดขึ้นระหว่างสารประกอบอินทรีย์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการหมัก
ประโยชน์ของเคมีอาหาร
เคมีอาหารมีประโยชน์หลายประการ ดังนี้
- ช่วยในการปรับปรุงคุณภาพของอาหาร เช่น การทำให้อาหารมีรสชาติดี คงทนต่อการเก็บรักษา และปลอดภัยต่อการบริโภค
- ช่วยในการค้นพบสารอาหารใหม่ ๆ เช่น วิตามิน แร่ธาตุ และสารต้านอนุมูลอิสระ
- ช่วยในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารใหม่ ๆ เช่น อาหารเสริม อาหารสุขภาพ และอาหารเพื่อการควบคุมน้ำหนัก
ตัวอย่างการนำเคมีอาหารไปใช้