250px|thumb La química de los alimentos es la rama de la química que estudia los procesos e interacciones existentes entre los componentes biológicos (y no biológicos) que se dan en la industria cuando se manipulan alimentos. Las moléculas biológicas aparecen en algunos alimentos como las carnes y las verduras (y hortalizas), y en bebidas como la leche o la cerveza. Este estudio es muy similar al de la bioquímica desde el punto de vista de los ingredientes principales, como los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, etc. Además incluye el análisis de agua, las vitaminas, los minerales, las enzimas, los sabores, y el color.Se estudia principalmente en el procesado de alimentos, y en la nutrición.
Algunos autores definen la química de los alimentos como una ciencia interdisciplinaria entre la bacteriología y la química.Un ejemplo de estudio de la química de los alimentos se puede ver en la reacción de Maillard, que define el color tostado de ciertos alimentos.
Historia de la química de los alimentos La química de los alimentos Trata de los comienzos de la propia química, es decir, desde el en el que algunos investigadores empezaron a realizar estudios sobre ciertos productos alimenticios para consumo, entre los cae destacar a Sir Humphry Davy, que publicó el primer libro que relacionaba la química con la agricultura en 1813 titulado 'Elements of Agricultural Chemistry', en una serie de lecturas en el Reino Unido, este libro llegó hasta la quinta edición . En el año 1874 la "Society of Public Analysts" se formó dando lugar a estandarización de métodos analíticos. De todas formas la química de los alimentos no tomó una serie definitiva hasta entrando al . A pesar de todo existen puros estudios incipientes que se pueden categorizar dentro de lo que denominamos hoy en día química de los alimentos.
Entre 1780–1850 se hicieron numerosas contribuciones y los químicos de importancia desarrollaban trabajos dentro del área de los alimentos. Cabe destacar al químico sueco Carl Wilhelm Scheele que hizo descubrimientos relacionados con la química, siendo uno de los más importantes con el descubrimiento de las propiedades de la lactosa 1780, la oxidación del ácido láctico 1780, aisló el ácido cítrico del zumo de limón 1784 y aisló el ácido málico en las manzanas 1785
Elementos de estudio Los alimentos poseen ciertas características que dificultan su análisis desde el punto de vista de la química, en primer lugar contienen frecuentemente complejos moleculares, no están en equilibrio termodinámico y por lo tanto están sujetos a cambios en su composición, los alimentos suelen ser sistemas homogéneos.
Agua 250px|thumb|Uvas con agua congelada del rocío de la mañana. El agua juega un papel importante en la química de los alimentos.
El agua es un compuesto esencial de muchos alimentos. Puede encontrarse en los medios intracelulares o como un componente extracelular en los vegetales así como en los productos de origen animal. Se puede entender su función como la de favorecedor de la dispersión de diferentes medios así como la de un disolvente de una gran variedad de productos químicos. Es necesario el estudio del agua en los alimentos debido a su presencia en ellos, la comprensión de sus propiedades y concentración hace que se pueda controlar por ejemplo la química del deterioro y la microbiológica de los alimentos. Asimismo, la eliminación (secado) o la congelación de agua es esencial para algunos métodos de conservación de alimentos. La presencia de agua en algunos alimentos es entendida a veces como una parte determinante de su textura (en particular la denominada actividad acuosa),"Effect of water activity on texture profile parameters of apple flesh", Bourne, M.C. 1986. J. Texture Studies, 17:331-340. es por esta razón que su medida analítica en los alimentos es considerada de gran importancia. De la misma forma las propiedades del agua tienen un papel importante en la mecánica de congelación de alimentos, los cambios si no se controlan desde el procesado de alimentos pueden ser la desestabilización de emulsiones, la floculación de proteínas, pero también a macro escala los daños irreversibles en los tejidos de carne y vegetales. La analítica de contenido de agua permite detectar concentraciones "anómalas" de agua en los tejidos con el objeto de averiguar posibles fraudes alimentarios, en algunas ocasiones cuando los alimentos se comercializan 'al peso' la presencia de cantidades inusuales de agua permite sospechar de fraude, algunos casos conocidos son el de la comercialización de las carnes que se ve sometida a vigilancia intensiva por parte de las autoridades alimentarias.
Lípidos 250px|thumb|Mantequilla ejemplo de concentración elevada de grasas de origen animal.
Es difícil proporcionar una definición científica acerca de las sustancias denominadas lípidos. Antiguamente las definiciones se centraban en definir mediante la discriminación de aquellas sustancias que son solubles en solventes orgánicos como puede ser el benceno, el cloroformo y que no es soluble en agua (esta propiedad se emplea en la separación de los lípidos de las proteínas). Algunas de las definiciones hacen énfasis en el carácter central de los ácidos grasos, debido en parte a que los lípidos son compuestos derivados de estos últimos. Cada definición posee algunas limitaciones, por ejemplo los monoglicéridos de cadena corta son indudablemente lípidos, pero no se ajustan a la definición dada anteriormente sobre la solubilidad debido a que son más solubles en agua que en los disolventes orgánicos. No obstante se puede ver que la mayoría de los lípidos son ésteres de los ácidos grasos y del glicerol. Casi el 99% de los lípidos en las plantas y los animales consiste en este tipo de ésteres, denominados a veces de forma popular como grasas o también aceites animales. El contenido graso de los alimentos puede ir desde el más bajo hasta el más alto tanto en los alimentos de origen vegetal como aquellos de origen animal. En algunos alimentos puros (como puede ser la leche, los cereales, etc) el contenido de lípidos es una especie de mezcla, por ejemplo el procesado de algunos alimentos como puede ser el de las margarinas son una mezcla de diversos ácidos triglicéridos (esta es la definición popular de las grasas. Las grasas en los alimentos se pueden clasificar en "visibles" (visibles a simple vista) e "invisibles" (disueltas en las texturas del alimento), aunque la clasificación más empleada en nutrición es la que los clasifica en función de su origen: grasas procedentes de origen animal o bien de origen vegetal.
Las grasas de 'origen animal' que se componen por regla general de ácidos grasos polisaturados pueden ser subdivididas en:
Depósitos de mamíferos como puede ser el tocino, el beicon, etc. Grasas procedentes de la leche principalmente del ordeño de animales rumiantes Aceites de animales marinos por regla general de pescados y de ballenas. Las grasas de 'origen vegetal' se pueden subdividir a su vez en: Aceites de semillas como puede ser el aceite de soja o el de canola Aceites de cáscaras de frutas como puede ser el aceite de palma o el de oliva Aceites de huesos como pueden ser los aceites extraídos de los huesos del coco o de la palma.
Reacciones de los lípidos Hidrólisis: Reacción que se lleva a cabo por la ruptura de un enlace ácido graso, un glicerol y la aparición de ácidos grasos libres. Caracterizado por ser ligeramente tóxicos, irritantes y tener un mal sabor. Su origen puede ser químico o producido por enzimas. Un método para rebajar los ácidos grasos libres es el refinado el cual se realiza mediante un lavado con agua moderada alcalina.
Saponificación: Hidrólisis química provocada por la adición de una lejía o un cáustico, cuyo resultado es la ruptura de un enlace ester y la aparición de sales alcalinas mezcladas con glicerina cuyo producto es un jabón.
Pirólisis: Destrucción de un enlace ester y la volatilización de ácidos grasos, oxidaciones y la formación de acroleina provocada por altas temperaturas, por ejemplo el aceite quemado cuya característica es el desprendimiento de humo blanco.
Oxidación, peroxidación y polimerización: La oxidación se realiza principalmente con aceites insaturados ya que reaccionan fácilmente con el oxígeno, es una reacción radicalaria en presencia de luz. Los peróxidos pueden ser intramoleculares o intermoleculares, los primeros tiene un sabor rancio y los segundos son los que dan lugar a la polimerización cuyo producto es un gel.
Todas estas reacciones son importantes para saber como podríamos identificarlas ya sea por su olor o por el producto que se obtenga; además de las condiciones que se necesitan ya sea luz, calor o catalizadores para poder producir un gel, un jabón o simplemente para evitar por ejemplo quemar el aceite ya que es muy perjudicial para la calidad de las frituras. La misión nutricional de los lípidos es la de proporcionar calorías y ácidos grasos esenciales a las actividades nutricionales del organismo, siendo favorecedores del transporte de vitaminas a lo largo del cuerpo, incrementan la sensación de sabor de los alimentos y durante las últimas décadas del se han mantenido intensos debates acerca de su toxicidad y capacidad de generación de enfermedades.
Carbohidratos 250px|thumb|Sucrosa: se trata del azúcar ordinario y posiblemente uno de los carbohidratos más familiares.
Los hidratos de carbono son compuestos abundantes y disponibles en los alimentos con relativa facilidad además de ser de bajo costo. Se les considera como elementos comunes existentes en casi todos los alimentos, tanto de forma natural o como componentes y como ingredientes artificialmente añadidos. Su uso es muy grande y puede decirse que son muy consumidos. Tienen diferentes estructuras moleculares, tamaños y formas que exhiben una variedad de propiedades químicas y físicas. El almidón, la lactosa y la sacarosa (azúcar corriente) son carbohidratos digeribles por los humanos y ellos junto con la D-glucosa y la D-fructosa proporcionan casi el 70–80% de la calorías en la dieta humana a lo largo de todo el mundo. El término carbohidrato sugiere una composición del tipo Cx(H2O)y, lo que viene a significar que las moléculas contienen carbono en la misma porpoción que moléculas de agua. Sin embargo la mayoría de los carbohidratos naturales producidos por los seres vivos no muestran esta fórmula empírica simple, en su lugar la mayoría de los carbohidratos son oligómeros (oligosacárido) o polímeros (polisacáridos) de azúcares simples y modificados."Food Carbohydrates", Lineback, D. R., and G. E. Inglett, eds. (1982). AVI, Westport, CT. El contenido de sacarosa en los alimentos se mide en unidades de brix. Tienen un papel fundamentalmente energético por su facilidad de metabolización; carecen de cualquier papel estructural y están prácticamente ausentes de los tejidos animales.
No son compuestos esenciales, ya que el organismo humano tiene la capacidad de sintetizar todos los azúcares y polisacáridos que necesita a partir de piruvato. Sin embargo, debido a que el organismo humano es incapaz de convertir los ácidos grasos en azúcar, que los aminoácidos producen muchos desechos al ser convertidos en hidratos de carbono, se entiende que pese a que los hidratos de carbono no son compuestos esenciales en la dieta, en la práctica resulta imprescindible consumir una cantidad sustancial de estos. Actualmente, se considera que los hidratos de carbono deben ser la base energética de la alimentación. El cuerpo humano puede convertirlos en grasa. En la práctica, los hidratos de carbono se utilizan en la industria agroalimentaria como material de relleno barato, ya que se producen en el mundo en cantidades ingentes y a precios muy bajos.
Aminoácidos, péptidos y proteínas 250px|thumb|Cortes de carne, una de las fuentes principales de proteínas.