วิชาวิทยาศาสตร์เพือ่ งานอาหารและโภชนาการ รหสั 3000-1307 ระดบั ปวส.
แนวคดิ * สมบัตทิ างเคมขี องสารท่วั ไป เป็ นสมบตั ขิ อง สารทตี่ อ้ งใช้การเปล่ยี นแปลงหรือปฏกิ ริ ิยาเคมี เป็ นตวั บง่ ชี้ เช่น เสถยี รภาพ ความว่องไวในเชงิ เคมี การรวมตวั กับออกซเิ จน ส่วนสมบตั ใิ นทาง เคมขี องสารอาหารท่วั ไป ทงั้ คารโ์ บไฮเดรต โปรตนี ไขมันและนา้ มัน วติ ามนิ และนา้ จะมี ความแตกต่างกันในแงก่ ารทา ปฏกิ ริ ิยาเคมี ซงึ่ จะนาไปสู่การ ทดสอบชนิดของสารอาหารได้
จุดประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม * เมอื่ ศกึ ษาจบแล้ว นักศกึ ษาสามารถ 1. อธบิ ายสมบัตทิ างเคมขี องสารอาหารท่วั ไปได้ 2. อธิบายการเกดิ สีนา้ ตาลในอาหารได้ 3. อธิบายสมบตั ใิ นการรีดวิ ซข์ องนา้ ตาลบาง ชนิดได้ 4. อธบิ ายกระบวนการหมักนา้ ตาล พร้อมทงั้ เขียนสมการประกอบได้
จุดประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม 5. บอกสาเหตุการเปล่ยี นสภาพของโปรตนี ได้ 6. อธิบายการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าไฮโดรลซิ สี ของไขมัน พร้อมทงั้ เขยี นสมการประกอบได้ 7. อธบิ ายการเกดิ เปฏกิ ิริยารดี ักชันของไขมันได้ 8. เขยี นสมการแสดงการรวมตวั ของไขมันไม่อม่ิ ตวั กับโบรมนี ได้ 9. บอกสมบตั ทิ างเคมขี อง วติ ามนิ บางชนิดได้
สมบตั ทิ างเคมขี องสารท่วั ไป (CHEMICAL PROPERTIES) สมบตั ทิ างเคมขี องสารท่วั ไป เป็ นสมบตั ขิ องสารทตี่ อ้ งใช้การ เปลยี่ นแปลงหรือปฏกิ ริ ิยาทางเคมี เป็ นตวั บง่ ชี้
สมบัตทิ างเคมขี องสารท่วั ไป (CHEMICAL PROPERTIES) มสี ารชนิดใหม่เกดิ ขึน้ เช่น สารนั้นจะ ทาปฏกิ ริ ิยาเคมกี ับสารอนื่ หรือไม่อย่างไร สมบตั ทิ างเคมซี ง่ึ มักจะศกึ ษากนั ท่วั ไปมี 5 ประการ ดงั นี้
1. เสถยี รภาพ (Stability) ถ้าสารใดสลายตวั เป็ นสารอนื่ ไดง้ า่ ยก็ เรียกว่า เป็ นสารทไ่ี ม่มเี สถยี รภาพหรือไม่ เสถยี ร (unstable) ยงิ่ ถ้าไดร้ ับความร้อนกย็ งิ่ ไม่เสถยี รภาพมากขึน้
1. เสถยี รภาพ (Stability) สารบางอยา่ งเสถยี รภาพหรืออยู่ตวั ดี (stable) เช่น แคลเซยี มออกไซด์ (CaO) แม้ จะไดร้ ับความร้อนสูง ๆ กไ็ ม่สลายตวั
2.ความวอ่ งไวในเชงิ เคมี ถา้ สารหนึ่งทาปฏกิ ริ ิยาเคมีไดง้ า่ ยหรือทา ปฏกิ ริ ิยาไดท้ นั ทกี ับสารอนื่ เมือ่ สภาพวะ แวดล้อมปกตเิ รียกว่า สารนั้นมคี วามว่องไวใน เชงิ เคมี (Chemically active) (Chemically inactive) เช่น ไนโตรเจน ฮเี ลียม เป็ นก๊าซ ทม่ี สี มบตั เิ ฉ่ือย เพราะรวมตวั กับสารอนื่ ไดย้ าก
2.ความว่องไวในเชิงเคมี เชน่ คลอรีน มคี วามวอ่ งไวในเชิงเคมกี บั ไฮโดรเจน และธาตุตา่ ง ๆ รวมทงั้ กับ สารประกอบหลายชนิด
2.ความว่องไวในเชิงเคมี ในทางกลับกัน ถ้าสารใดไมท่ าปฏกิ ิริยาเคมี หรือ ทาปฏกิ ริ ิยากับสารเคมอี น่ื ไดย้ าก เราเรียกสารนั้น ว่ามคี วามเฉื่อย (inert) หรอื ไม่วอ่ งไวในเชิงเคมี (Chemically inactive) เชน่ ไนโตรเจน ฮีเลยี ม เป็ นก๊าซ ทมี่ สี มบัตเิ ฉื่อย เพราะรวมตวั กับสารอนื่ ไดย้ าก
3.การรวมตัวกับออกซิเจน ธาตบุ างอยา่ ง ถา้ ทงิ้ ไวใ้ นอากาศจะทาปฏิกิรยิ า กบั ออกซเิ จน เชน่ เกิดสนมิ ไดง้ า่ ย ไดแ้ ก่ เหลก็ บางอยา่ งเกิดสนมิ ไดย้ าก เชน่ ทองคา บางอย่างไม่ เกิดสนมิ เลย เช่น กามะถนั คารบ์ อน เป็นตน้
4. ความเป็ นกรด-เบส การศกึ ษาสารตวั อยา่ งทเ่ี รายังไม่ทราบ วา่ เป็ นอะไร เรามักจะศกึ ษาสมบัตทิ างเคมี ด้วยการทดสอบความ เป็ นกรด-เบส เสียกอ่ น แล้วจึงวางแผนการ ทดลองหรือทดสอบ ทางเคมีประการอนื่ ๆ ตอ่ ไป
5. การเป็ นตัวออกซิไดส์ (OXIDIZING AGENT) หรือ ตัวรีดวิ ซ(์ reducing agent)ในปฏกิ ิรยิ า เคมีตา่ ง ๆ สารในปฏกิ ิรยิ าบางชนิดเป็นสารที่มี ความสามารถในการแยง่ อิเลก็ ตรอนจากสารอื่นไดด้ ี เรยี กสารเหลา่ นน้ั วา่ ตวั ออกซไิ ดส์
5. การเป็ นตวั ออกซิไดส์ (OXIDIZING AGENT) หรอื ตวั รดี ิวซ(์ reducing agent) เช่น คลอรนี หรอื โอโซน ตา่ งก็เป็นตวั ออกซิไดส์ เพราะเมอื่ ทาปฏกิ ิรยิ ากบั โพแทสเซยี มไอโอไดด์ และได้ ไอโอดนี เป็นผลของปฏกิ ิรยิ าเหมอื นกนั โพแทสเซยี มไอโอไดด์
5. การเป็ นตวั ออกซิไดส์ (OXIDIZING AGENT) หรือ ตวั รีดวิ ซ(์ reducing agent) สว่ นสารบางชนิดมีความสามารถท่ีจะให้ อเิ ลก็ ตรอนแก่สารอ่ืนไดด้ ี สารเหลา่ นีเ้ รยี กวา่ “ตวั รดี วิ ซ”์ เชน่ ไฮโดรเจนซลั ไฟด์ (H2S)และซลั เฟอรไ์ ดออกไซด์ (SO2) ตา่ งก็เป็นตวั รดี ิวซ์ เพราะเม่ือทาปฏิกิรยิ ากบั ดา่ งทบั ทมิ (KMnO4) ทาใหส้ ีของดา่ งทบั ทมิ ถกู ฟอกจางลง
นอกจากนีย้ งั มีสมบตั ิทางเคมี อ่ืน ๆ เชน่ ปฏิกิรยิ ากบั นา้ การตดิ ไฟ ไดข้ องก๊าซ การช่วยใหไ้ ฟติดของ ก๊าซ และสมบตั ทิ างเคมีเฉพาะอ่ืน ๆ อกี มาก
ปฏิกิริยาเคมีของสารอาหารท่วั ไป สารอาหารโดยท่วั ไปจะสามารถ เกิดปฏิกิรยิ าทางเคมี ได้ ดงั นี้
1. การหมัก (FERMENTATION) เชน่ enzyme in yeast C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 กลโู คส เอทานอล + คารบ์ อนไดออกไซด์
การหมัก (FERMENTATION) นา้ ตาลเม่ือนามาหมกั โดยผสมแปง้ ขา้ วหมากหรอื ยีสตแ์ หง้ นา้ ตาลจะถกู เปลย่ี นไปเป็นแอลกอฮอลแ์ ละ ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์
2. การเปลยี่ นแปลงของสารเพกทนิ ถา้ นาสารเพกทินมาทาปฏิกริ ยิ ากบั นา้ ตาลในภาวะกรดและใหค้ วามรอ้ น (ตม้ ) หลงั จากทิง้ ใหเ้ ยน็ เพกทินจะจบั ตวั กนั เป็น วนุ้ (gel) เพกทนิ เป็ นโพลีแซกคาไรดเ์ ชงิ ซ้อนในพชื เป็ นเฮเทอโรโพลแี ซกคาไรดท์ ซ่ี ับซ้อน
3. การเกดิ สีนา้ ตาลในอาหาร (BROWNING) มี 3 ชนิดย่อย ๆ ชนิดแรก คอื 3.1 เม่ือกรดอะมิโนทาปฏกิ ริ ยิ ากบั นา้ ตาล จดั อยู่ ในพวก non-enzymatic browning The Maillard reaction is a chemical reaction between an amino acid and a reducing sugar
ปฏกิ ริ ิยาเมลลารด์ (MAILLARD REACTION ) การเปลีย่ นแปลงท่ีซบั ซอ้ น เรม่ิ จาก 1, 2 - อนี อลฟอรม์ เปลีย่ นเป็นสารหลายชนิด เชน่ เฟอรฟ์ รู ลั หรอื รดี กั โตน รวมตวั กบั เอมนี เป็นสารพอลเิ มอร์ เรยี กวา่ เมลานอยดิน (Melanoidins) และเรยี กปฏิกิรยิ านีว้ า่ Maillard reaction (ปฏกิ ิรยิ าเมลลารด์ )
3. การเกดิ สนี า้ ตาลในอาหาร (BROWNING) มี 3 ชนิดย่อย ๆ คอื 3.1 หรอื ถา้ เก็บนมขน้ หวานไวน้ าน ๆ จะมีสี นา้ ตาลเกิดขนึ้
3. การเกดิ สีนา้ ตาลในอาหาร (BROWNING) ชนิดยอ่ ย ที่ 2 คือ 3.2 การเกิดปฏิกิรยิ าระหวา่ ง เอนไซม์ กบั ออกซิเจน จดั เป็น enzymatic browning เชน่ เม่ือปอกกลว้ ยหรอื แอปเปิล จะมีสนี า้ ตาลเกิดขนึ้
ปฏิกิรยิ าการเกิดสีนา้ ตาลท่ีเก่ียวกบั เอนไซมน์ ีเ้ ป็นปฏิกรยิ า ออกซเิ ดชนั (oxidation) จะเกิดขนึ้ เม่ือเซลลข์ องสิ่งมีชีวติ เกิดการชา้ ฉีก ขาด เม่ือถกู กระแทก บด ห่นั หรอื สบั ทาให้ เอนไซม์ สารท่ีทาปฏิกิรยิ า (substrate) และออกซเิ จนเขา้ มา สมั ผสั กนั
สาร monophenol (ไมม่ ีสี) จะถกู ออกซไิ ดซ์ เป็นไดฟี นอล (diphenol) ซง่ึ ไมม่ ีสี และถกู ออกซไิ ดซต์ อ่ เป็น o-quinone ซง่ึ จะทาปฏิกิรยิ าตอ่ กบั กรดแอมโิ นหรอื โปรตีนไดเ้ ป็นสารสี นา้ ตาล และจะรวมตวั กนั เป็นพอลเิ มอรท์ ่ีมีโมเลกลุ ใหญ่และ มีสนี า้ ตาล เชน่ เมลานิน (melanin)
3. การเกดิ สนี า้ ตาลในอาหาร (BROWNING) ชนิดย่อยที่ 3 คือ 3.3 เกิดการเปล่ยี นแปลงของ นา้ ตาลเม่ือถกู ความรอ้ นสงู ๆ เรยี กว่า Caramelization
คาราเมลไรซเ์ ซชัน CARAMELIZATION การเปลย่ี นแปลงเม่ือถกู ความรอ้ น นา้ ตาลเม่ือถกู ความรอ้ น สงู จะหลอมเหลวและไหมเ้ กิดสนี า้ ตาลไหม้ (Caramel) ซง่ึ ใชผ้ สมในอาหารได้ เชน่ เตมิ ในนา้ ปลาผสม ใชท้ าขนม คสั ตารด์ แตถ่ า้ ไดร้ บั ความรอ้ นสงู มาก ๆ ก็จะไหม้ กลายเป็นถ่านสดี ามีรสขม
4. การเหมน็ หนื (RANCIDITY) เกิดจากการสลายตวั ของไขมนั หรอื นา้ มนั จะทาใหเ้ กิดสารท่ีมีกลน่ิ ตา่ ง ๆ เชน่ สารพวกกรด อินทรยี ์ หรอื แอลดไี ฮด์ ทาใหอ้ าหารนนั้ มีกลน่ิ และรสท่ีไมต่ อ้ งการ
4. การเหม็นหนื (RANCIDITY) ตวั เรง่ ปฏกิ ิรยิ านี้ ไดแ้ ก่ โลหะทองแดง (Cu) สงั กะสี (Zn) แสงและความรอ้ น ปัจจบุ นั นิยมเตมิ สารกนั หืนลงไปในไขมนั หรอื นา้ มนั (Antioxidants) เชน่ วิตามนิ อี (Tocopherols)
5. ความสามารถในการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาไฮโดรจเี นชัน(HYDROGENATION) เป็ นกระบวนการเตมิ กา๊ ซไฮโดรเจนลงไปใน นา้ มัน โดยมีโลหะนิกเกลิ (Ni) เป็ น ตวั เร่งปฏกิ ริ ิยา (Catalyst)
ปฏกิ ริ ิยาไฮโดรจเี นชัน (Hydrogenation) การเติมไฮโดรเจน ผลิตภณั ฑน์ า้ มัน ปาลม์ ผลิตภณั ฑอ์ าหารทม่ี กี ารเตมิ ไฮโดรเจนนา้ มันปาลม์ มาการนี ตดิ แครกเกอรข์ นม, คุกก,ี้ ขนมขบเคยี้ ว, อาหารทอด, โดนัท, ขนมอบสูตรเบเกอร่ีและไอซงิ่ และ ขนมอบ
6. การจับตวั เป็ นก้อนแขง็ ของโปรตนี (COAGULATION OF PROTEIN) โปรตนี ในธรรมชาติสามารถเปล่ยี นสมบตั ิไปจาก เดมิ ไดเ้ ม่ือไดร้ บั ความรอ้ น กรด เบส การกวน ความดนั สงู
6. การจบั ตวั เป็ นก้อนแข็งของโปรตนี (COAGULATION OF PROTEIN) เม่ือโปรตนี เกิดการเปล่ยี นแปลงไปจากเดมิ เรยี ก โปรตีนท่ีเปลย่ี นไปวา่ Denatured protein
6. การจับตัวเป็ นกอ้ นแข็งของโปรตนี (COAGULATION OF PROTEIN) เช่น การทอดไขด่ าว (ไขข่ าวเปล่ยี นแปลงไป จากเดิม)
6. การจบั ตัวเป็ นก้อนแข็งของโปรตนี (COAGULATION OF PROTEIN) เช่น การบบี นา้ มะนาวลงในกงุ้
7. ค่า PH ของสารอาหาร ใชบ้ อกความสดหรอื ไม่สดของอาหาร บางอยา่ งได้ เช่น - ไขข่ าวสด pH = 7.6 – 8.0 ถา้ เก่า (ไม่สด) pH จะสงู ขนึ้ ระหวา่ ง 8.5 – 9.0
7. ค่า PH ของสารอาหาร ใชบ้ อกความสด - เนือ้ สด pH = 7.0 แตเ่ ม่ือทิง้ ไว้ (ไมส่ ด) pH จะมีคา่ สงู กวา่ 7 ขนึ้ ไป
8. การเกดิ ปฏิกริ ยิ าออกซเิ ดชัน – รดี ักชัน (OXIDATION – REDUCTION) เชน่ เม่ือปอกสม้ ทงิ้ ไวจ้ ะสญู เสยี วิตามนิ ซีไปสว่ นหน่งึ เน่ืองจากวิตามนิ ซีเกิดปฏิกิรยิ ากบั ออกซเิ จน การสัมผัสกับแสง และออกซเิ จน ส่งผลให้ วติ ามินซี เกิดการ สลายตวั จงึ ควรเกบ็ รักษาไว้ ในบรรจุภัณฑท์ บึ แสง
8. การเกดิ ปฏิกิริยาออกซเิ ดชัน – รดี ักชัน (OXIDATION – REDUCTION) ไขมนั หรอื นา้ มนั เม่ือทิง้ ไวจ้ ะเกิดการเหมน็ หืน เน่ืองจากนา้ มนั หรอื ไขมนั เกิดปฏิกิรยิ ากบั ออกซเิ จนในอากาศ
9. ปฏกิ ริ ิยาไฮโดรลิซสิ (HYDROLYSIS) ไฮโดรไลซสิ คอื ปฏิกิรยิ าท่ีมีนา้ เขา้ ไปสลายพนั ธะ ทาใหส้ าร โมเลกลุ ใหญ่ แตกตวั เป็นสารท่ีมีโมเลกลุ เลก็ ลง ปฏิกิรยิ าไฮโดรไลซสิ ท่ีสาคญั ในอาหาร การไฮโดรไลซแ์ ปง้ (starch) ทาใหโ้ มเลกลุ เลก็ ลง เรยี กวา่ starch hydrolysate
ไฮโดรลิซิส (HYDROLYSIS) การไฮโดรไลซไ์ ตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ใหเ้ ป็นโมเลกลุ ของกลเี ซอรอล และกรดไขมนั อสิ ระ (free fatty acid)
Search
