食品物理化学
Branch of food chemistry

食品物理化学は食品化学の一分野と考えられており[1] [2]、食品系に適用される物理的・化学的原理、および食品研究のための物理的/化学的技術と機器の応用の観点から、食品における物理的および化学的相互作用の研究に関係しています。[3] [4] [5] [6]この分野は、「食品の製造、取り扱い、および保管中に起こる反応と変換の物理化学的原理」を網羅しています。[7]

食品物理化学の概念は、レオロジー、輸送現象の理論、物理的および化学的熱力学、化学結合と相互作用力、量子力学と反応速度論、生体高分子科学、コロイド相互作用、核形成、ガラス転移、凍結、[8] [9]無秩序/非結晶固体から引き出されることが多い。

利用される技術は、動的レオメトリー、光学顕微鏡、電子顕微鏡、AFM、光散乱、X線回折/中性子回折、[10]からMRI、分光法（NMR、[11] FT- NIR / IR、NIRS、ESRおよびEPR、[12] [13] CD/ VCD、[14] 蛍光、FCS、[15] [16] [17] [ 18] [19] HPLC、GC-MS、[20] [21]およびその他の関連分析技術まで多岐にわたります。

食品加工プロセスと食品特性を理解するには、物理​​化学に関する知識と、それが特定の食品や食品加工プロセスにどのように適用されるかを理解することが必要です。食品物理化学は、食品の品質、安定性、そして食品製品開発の向上に不可欠です。食品科学は学際的な分野であるため、食品物理化学は、食品分析化学、食品プロセス工学／食品加工、食品およびバイオプロセス技術、食品押出成形、食品品質管理、食品包装、食品バイオテクノロジー、食品微生物学など、食品化学および食品科学の他の分野との相互作用を通じて発展しています。

食品物理化学のトピック

以下は、食品業界と食品科学の両方に興味深い食品物理化学のトピックの例です。

デンプン、偏光下、800倍拡大
マカロニは押し出された中空のパスタです。
  • 食品中の水分
    • 液体の水の局所構造
    • アイスクリームエマルジョンの微結晶化
  • 食品における分散と表面吸着プロセス
  • 水分とタンパク質の活動
  • 食品の水分補給と保存期間
  • 食品における疎水性相互作用
  • 食品中の水素結合とイオン相互作用
  • 食品中のジスルフィド結合の切断と形成
  • 食品の分散
  • 食品の構造と機能性
  • 食品のマイクロ構造とナノ構造
  • 食品ゲルとゲル化メカニズム
  • 食品中の架橋
  • デンプンの糊化と老化
  • 炭水化物の物理化学的修飾
  • 食品配合における物理化学的相互作用
  • 食品への凍結の影響と液体の凍結濃度
  • 小麦グルテンと小麦生地のガラス転移
  • 食品や作物の乾燥
  • 小麦生地、チーズ、肉のレオロジー
  • 押出プロセスのレオロジー
  • 食品酵素の動態
  • 固定化された酵素と細胞
  • マイクロカプセル化
  • 炭水化物の構造と水およびタンパク質との相互作用
  • メイラード褐変反応
  • 脂質の構造と水および食物タンパク質との相互作用
  • 食品タンパク質の構造、水分、機能性
  • 食品タンパク質の変性
  • 食品酵素と反応メカニズム
  • 食品加工中のビタミン相互作用と保存
  • 塩分およびミネラルと食品タンパク質および水の相互作用
  • 色の決定と食品グレードの着色料
  • 食品の風味と感覚的知覚
  • 食品添加物の特性
タンパク質間の相互作用を示す青い線（点として表される）によるヒトインタラクトームネットワークトポロジーの視覚化

技術ギャラリー: 高磁場NMR、CARS（ラマン分光法）、蛍光共焦点顕微鏡、ハイパースペクトルイメージング

  • ストークスシフトと反ストークスシフト
    ストークスシフトと反ストークスシフト
  • CARSラマン分光法
    CARSラマン分光法
  • ハイパースペクトルイメージングキューブ
    ハイパースペクトルイメージングキューブ
  • マルチスペクトルイメージング原理
    マルチスペクトルイメージング原理
  • 共焦点イメージングの原理
    共焦点イメージングの原理
  • 蛍光顕微鏡
    蛍光顕微鏡
  • 酵母膜タンパク質イメージング
    酵母膜タンパク質イメージング
  • 分裂細胞の蛍光
    分裂細胞の蛍光
  • HeLa癌細胞
    HeLa癌細胞
  • FISH蛍光法
    FISH蛍光法
  • 赤血球病理学
    赤血球病理学
  • カルボキシゾーム
    カルボキシゾーム

参照

GC-MS装置の例
FTIR干渉縞。中央のピークはゼロ遅延（ZPD）の位置にあり、干渉計を通過して検出器に到達する光量が最大になります。

参考文献

  1. ^ John M. de Man.1999.食品化学の原理（食品科学テキストシリーズ）、Springer Science、第3版
  2. ^ John M. de Man. 2009. 食品プロセス工学と技術、Academic Press、Elsevier：ロンドンおよびニューヨーク、第1版。
  3. ^ ピーター・ヴァルストラ著. 2003.『食品の物理化学』 . マルセル・デッカー社: ニューヨーク, 873ページ
  4. ^ 食品プロセスの物理化学：基礎的側面.1992. ヴァン・ノストランド・ラインホールド第1巻、第1版、
  5. ^ Henry G. Schwartzberg, Richard W. Hartel. 1992. Physical Chemistry of Foods . IFT Basic Symposium Series, Marcel Dekker, Inc.:New York, 793ページ
  6. ^ 食品プロセスの物理化学、高度な技術、構造、応用。1994年。ヴァン・ノストランド＝ラインホールド著、第1-2巻、第1版、998ページ。第3版。ミニッツマン・プレス、2010年。第2-3巻、第5版（印刷中）
  7. ^ ピーター・ヴァルストラ著. 2003.『食品の物理化学』 . マルセル・デッカー社: ニューヨーク, 873ページ
  8. ^ ピーター・ヴァルストラ著. 2003.『食品の物理化学』 . マルセル・デッカー社: ニューヨーク, 873ページ
  9. ^ 食品プロセスの物理化学：基礎的側面.1992.ヴァン・ノストランド・ラインホールド第1巻、第1版、
  10. ^ 食品プロセスの物理化学、高度な技術、構造および応用.1994. van Nostrand-Reinhold vols.1-2.、第1版、998ページ; 第3版。Minuteman Press、2010年; vols.2-3、第5版（印刷中）
  11. ^ https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1952/ 1952年、物理学におけるNMRの最初のノーベル賞
  12. ^ http://www.ismrm.org/12/aboutzavoisky.htm 1941年のESR発見
  13. ^ Abragam, A.; Bleaney, B.遷移イオンの電子常磁性共鳴クラレンドン・プレス：オックスフォード、1970年、1,116ページ。
  14. ^ 食品プロセスの物理化学、高度な技術、構造および応用.1994. van Nostrand-Reinhold vols.1-2.、第1版、998ページ; 第3版。Minuteman Press、2010年; vols.2-3、第5版（印刷中）
  15. ^ Magde D.; Elson EL; Webb WW (1972). 「反応系における熱力学的変動：蛍光相関分光法による測定 (1972)」. Phys Rev Lett . 29 (11): 705– 708. doi :10.1103/physrevlett.29.705.
  16. ^ Ehrenberg, M., Rigler, R. (1974). 「回転ブラウン運動と蛍光強度変動」. Chem Phys . 4 (3): 390– 401. Bibcode :1974CP......4..390E. doi :10.1016/0301-0104(74)85005-6. ISSN  0301-0104.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  17. ^ Elson EL, Magde D. (1974). 「蛍光相関分光法 I. 概念的基礎と理論 (1974)」. Biopolymers . 13 : 1– 27. doi :10.1002/bip.1974.360130102. S2CID  97201376.
  18. ^ Magde D.; Elson EL; Webb WW (1974). 「蛍光相関分光法 II. 実験的実現 (1974)」. Biopolymers . 13 (1): 29– 61. doi :10.1002/bip.1974.360130103. PMID  4818131. S2CID  2832069.
  19. ^ Thompson NL 1991 蛍光分光法技術のトピックス第1巻、JR Lakowicz編（ニューヨーク：Plenum）pp 337–78
  20. ^ Gohlke, RS (1959). 「飛行時間型質量分析法とガス-液体分配クロマトグラフィー」.分析化学. 31 (4): 535– 541. doi :10.1021/ac50164a024.
  21. ^ Gohlke, R; McLafferty, Fred W. (1993). 「初期のガスクロマトグラフィー／質量分析法」. Journal of the American Society for Mass Spectrometry . 4 (5): 367– 71. doi :10.1016/1044-0305(93)85001-E. PMID  24234933.

ジャーナル

ウィキメディア コモンズには、食品物理化学に関連するメディアがあります。
  • ACS 農業・食品化学部門 (AGFD)
  • アメリカ化学会（ACS）
  • 食品科学技術研究所（IFST）（旧IFT）
  • 酪農科学と食品技術
  • 物理化学（キース・J・レイドラー、ジョン・H・マイザー、ブライアン・C・サンクチュアリ）
  • 物理化学の世界（キース・J・レイドラー、1993年）
  • オストワルドからポーリングまでの物理化学（ジョン・W・サーボス、1996年）
  • 物理化学の100年（王立化学協会、2004年）
  • ケンブリッジ科学史：近代物理学と数学（メアリー・ジョー・ナイ、2003年）
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