เคมีอาหารคือการศึกษาเกี่ยวกับ กระบวนการ ทางเคมีและปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบทางชีวภาพและไม่ใช่ชีวภาพทั้งหมดของอาหาร^{[ 1 ] [ 2 ]}สารชีวภาพได้แก่เนื้อสัตว์สัตว์ปีก ผักกาดหอมเบียร์และนมเป็นต้นเคมีอาหารมีความคล้ายคลึงกับชีวเคมีในส่วนประกอบหลัก เช่นคาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีนแต่ยังรวมถึงสารต่างๆ เช่น น้ำวิตามินแร่ธาตุเอนไซม์สาร ปรุง แต่งอาหารรสชาติและสีสาขาวิชานี้ยังครอบคลุมถึงการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ภายใต้ เทคนิค การแปรรูปอาหาร บางอย่าง และวิธีการต่างๆ ทั้งในการเพิ่มหรือป้องกันการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น ตัวอย่างของการเพิ่มกระบวนการคือการกระตุ้นการหมักผลิตภัณฑ์นมด้วยจุลินทรีย์ที่เปลี่ยนแลคโตสเป็นกรดแลคติกตัวอย่างของการป้องกันกระบวนการคือการหยุดการเกิดสีน้ำตาลบนผิวของแอปเปิล ที่หั่นใหม่ โดยใช้ น้ำ มะนาวหรือน้ำที่เป็นกรด อื่นๆ

แนวทางทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอาหารและโภชนาการเกิดขึ้นจากการให้ความสนใจในเคมีเกษตรในผลงานของเจ.จี. วอลเลอริอุส , ฮัมฟรีย์ เดวีและคนอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เดวีได้ตีพิมพ์หนังสือ Elements of Agricultural Chemistry, in a Course of Lectures for the Board of Agriculture (1813) ในสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นรากฐานของวิชาชีพนี้ทั่วโลก และได้รับการตีพิมพ์ซ้ำถึงห้าครั้ง ผลงานก่อนหน้านี้รวมถึงผลงานของคาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอผู้แยกกรดมาลิก ออก จากแอปเปิลในปี 1785

ผลการค้นพบบางส่วนของLiebigเกี่ยวกับเคมีอาหารได้รับการแปลและตีพิมพ์โดยEben Horsfordในเมือง Lowell รัฐแมสซาชูเซตส์ในปี พ.ศ. 2491 ^{[ 3 ]}

ในปี พ.ศ. 2417 สมาคมนักวิเคราะห์สาธารณะได้ก่อตั้งขึ้นโดยมีเป้าหมายเพื่อนำวิธีการวิเคราะห์มาใช้เพื่อประโยชน์ของสาธารณชน^{[ 4 ]}การทดลองในช่วงแรกนั้นอิงจากขนมปัง นม และไวน์

นอกจากนี้ ยังมีความกังวลเกี่ยวกับคุณภาพของอาหาร โดยเฉพาะ ปัญหา การปลอมปนและการปนเปื้อนของอาหาร ซึ่งเริ่มแรกเกิดจากการปนเปื้อนโดยเจตนา ต่อมาจึงมีการใช้สารเคมีปรุงแต่งอาหารในช่วงทศวรรษ 1950 การพัฒนาของวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยทั่วโลก โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา จะช่วยขยายขอบเขตของเคมีอาหารและการวิจัยเกี่ยวกับสารอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลองธัญพืชชนิดเดียวในช่วงปี 1907-1911 การวิจัยเพิ่มเติมโดยHarvey W. Wileyที่กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 มีบทบาทสำคัญในการก่อตั้งสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาในปี 1906 สมาคมเคมีแห่งอเมริกาได้ก่อตั้งแผนกเคมีเกษตรและอาหารขึ้นในปี 1908 ในขณะที่สถาบันเทคโนโลยีอาหารได้ก่อตั้งแผนกเคมีอาหารขึ้นในปี 1995

แนวคิดทางเคมีอาหารมักได้มาจากเรโอโลยี ทฤษฎีปรากฏการณ์การขนส่งอุณหพลศาสตร์ทางกายภาพและเคมีพันธะเคมีและแรงปฏิสัมพันธ์กลศาสตร์ควอนตัมและจลนศาสตร์ปฏิกิริยา วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ชีวภาพปฏิสัมพันธ์ของ คอลลอยด์ การเกิดนิวเคลียสการเปลี่ยนสถานะแก้วและการแช่แข็ง/ของแข็งที่ไม่เป็นระเบียบหรือไม่เป็นผลึก ดังนั้นเคมีกายภาพอาหารจึงเป็นพื้นฐาน^{[ 5 ] [ 6 ]}

ส่วนประกอบหลักของอาหารคือน้ำ ซึ่งอาจมีปริมาณตั้งแต่ 50% ใน ผลิตภัณฑ์ เนื้อสัตว์ไปจนถึง 95% ในผักกาดหอม กะหล่ำปลีและผลิตภัณฑ์มะเขือเทศนอกจากนี้ยังเป็นแหล่งที่เหมาะสมสำหรับ การเจริญเติบโต ของแบคทีเรียและการเน่าเสียของอาหารหากไม่ได้รับการแปรรูปอย่างเหมาะสม วิธีหนึ่งในการวัดปริมาณน้ำในอาหารคือการวัดค่ากิจกรรมของน้ำซึ่งมีความสำคัญมากต่ออายุการเก็บรักษาของอาหารหลายชนิดในระหว่างการแปรรูป หนึ่งในกุญแจสำคัญในการถนอมอาหารในกรณีส่วนใหญ่คือการลดปริมาณน้ำหรือเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของน้ำเพื่อเพิ่มอายุการเก็บรักษา วิธีการดังกล่าวได้แก่การทำให้แห้งการแช่แข็งและการแช่เย็น^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}สาขานี้ครอบคลุม"หลักการทางกายภาพและเคมีของปฏิกิริยาและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต การจัดการ และการเก็บรักษาอาหาร " ^{[ 11 ]}

ซูโครสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่พบได้ทั่วไปในมนุษย์ โดยคิดเป็น 75% ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด และ 80% ของอาหารที่มนุษย์บริโภค คาร์โบไฮเดรตที่ง่ายที่สุดคือโมโนแซ็กคาไรด์ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนในอัตราส่วน 1:2:1 ภายใต้สูตรทั่วไป C H O โดยที่ n มีค่าอย่างน้อย 3 กลูโคสและฟรุกโตสเป็นตัวอย่างของโมโนแซ็กคาไรด์ เมื่อรวมกันในลักษณะดังภาพด้านขวา จะเกิดเป็น ซูโครส ซึ่งเป็น น้ำตาลชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปในพืช

โซ่ของโมโนแซ็กคาไรด์ก่อตัวเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ พอลิแซ็กคาไรด์ดังกล่าวได้แก่เพคตินเดกซ์แทรนอะการ์และแซนแทน [ ^{12 ] พอ}ลิแซ็กคาไรด์คาร์โบไฮเดรตบางชนิดเหล่านี้สามารถย่อยได้ด้วยเอนไซม์ของมนุษย์และดูดซึมได้ส่วนใหญ่ในลำไส้เล็ก ในขณะที่ใยอาหารจะผ่านไปยังลำไส้ใหญ่ ซึ่งพอลิแซ็กคาไรด์บางชนิดเหล่านี้จะถูกหมักโดยจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหาร^{[ 13 ]}

ปริมาณน้ำตาลมักวัดเป็นองศาบริกซ์

คำว่าลิปิดครอบคลุม โมเลกุลที่หลากหลายและในระดับหนึ่งเป็นคำรวมสำหรับสารประกอบ ที่ไม่ละลายน้ำหรือ ไม่มีขั้ว ซึ่งมีต้นกำเนิดทางชีวภาพ รวมถึง แว็ก ซ์ กรดไขมัน (รวมถึงกรดไขมันจำเป็น ) ฟอสโฟลิปิดที่ได้จากกรดไขมัน สฟิงโกลิปิด ไกลโคลิปิด และเทอร์พีนอยด์ เช่น เรตินอยด์และสเตีย รอยด์ ลิ ปิดบางชนิดเป็น โมเลกุล อะลิฟาติก เชิงเส้น ในขณะที่บางชนิดมีโครงสร้างเป็นวงแหวน บางชนิดเป็นอะโรมาติกในขณะที่บางชนิดไม่ใช่ บางชนิดมีความยืดหยุ่น ในขณะที่บางชนิดมีความแข็ง

ลิปิดส่วนใหญ่มี ลักษณะ เป็นขั้วอยู่ บ้าง นอกเหนือจากส่วนที่ไม่เป็นขั้วเป็นส่วนใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างส่วนใหญ่ของลิปิดจะเป็นส่วนที่ไม่เป็นขั้วหรือ ไม่ชอบน้ำ ( hydrophobic ) ซึ่งหมายความว่ามันจะไม่ทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายที่เป็นขั้ว เช่น น้ำ ได้ดี ในขณะเดียวกัน โครงสร้างอีกส่วนหนึ่งจะเป็นส่วนที่เป็นขั้วหรือ ชอบน้ำ ( hydrophilic ) และมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกับตัวทำละลายที่เป็นขั้ว เช่น น้ำ ทำให้ลิปิดเป็นโมเลกุลแอมฟิฟิลิก (มีทั้งส่วนที่ไม่ชอบน้ำและส่วนที่ชอบน้ำ) ในกรณีของคอเลสเตอรอลกลุ่มที่เป็นขั้วก็คือกลุ่ม -OH ( ไฮดรอกซิลหรือแอลกอฮอล์) เท่านั้น

ไขมันในอาหาร ได้แก่ น้ำมันจากธัญพืช เช่นข้าวโพดถั่วเหลืองจากไขมันสัตว์ และเป็นส่วนประกอบของอาหารหลายชนิด เช่น นมชีสและเนื้อสัตว์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวนำวิตามินอีกด้วย

โปรตีนประกอบด้วยน้ำหนักแห้งมากกว่า 50% ของเซลล์ที่มีชีวิตโดยเฉลี่ยและเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนมาก พวกมันยังมีบทบาทพื้นฐานในโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์อีกด้วย[ ^{14 ] โดย}ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจนออกซิเจนและกำมะถันบางส่วนนอกจากนี้ยังอาจมีเหล็กทองแดงฟอสฟอรัสหรือสังกะสีด้วย

ในอาหาร โปรตีนมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตและการอยู่รอด และความต้องการโปรตีนจะแตกต่างกันไปตามอายุและสรีรวิทยา ของแต่ละบุคคล (เช่น ในระหว่างตั้งครรภ์) โดยทั่วไปแล้ว โปรตีนได้จากแหล่งอาหารจากสัตว์ เช่นไข่นมและเนื้อสัตว์ส่วนถั่ว ธัญพืชและพืชตระกูลถั่วเป็นแหล่งโปรตีนจากพืช และการผสมผสานโปรตีน จากพืชหลายชนิดเข้าด้วย กันจะช่วยให้ได้รับโปรตีนครบถ้วนตามปริมาณที่ร่างกายต้องการจากผัก

การแพ้โปรตีนซึ่งเป็นสาเหตุของอาการแพ้อาหารสามารถตรวจพบได้ด้วยการทดสอบELISA

เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทางชีวเคมีที่ใช้ในการเปลี่ยนสารหนึ่งไปเป็นอีกสารหนึ่ง นอกจาก นี้ยังช่วยลดเวลาและพลังงานที่จำเป็นในการทำให้กระบวนการทางเคมีเสร็จสมบูรณ์ อุตสาหกรรมอาหารหลายด้านใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เช่นการอบการผลิตเบียร์ผลิตภัณฑ์นมและน้ำผลไม้เพื่อทำชีสเบียร์และขนมปัง

วิตามินเป็นสารอาหารที่ร่างกายต้องการในปริมาณเล็กน้อยเพื่อปฏิกิริยาทางเมตาบอลิซึมที่สำคัญ วิตามินจะถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทในอาหาร คือ วิตามินที่ละลายในน้ำ ( วิตามินซี ) และ วิตามินที่ละลายใน ไขมัน ( วิตามินอี ) การได้รับวิตามินอย่างเพียงพอสามารถป้องกันโรคต่างๆ เช่นโรคเหน็บชาโรคโลหิตจางและโรคลักปิดลักเปิดในขณะที่การได้รับวิตามินมากเกินไปอาจทำให้เกิดอาการคลื่นไส้อาเจียนหรือถึงขั้นเสียชีวิตได้

แร่ธาตุในอาหารมีจำนวนมากและหลากหลาย โดยหลายชนิดจำเป็นต่อการทำงานของร่างกาย ในขณะที่แร่ธาตุบางชนิดอาจเป็นอันตรายได้หากบริโภคมากเกินไป แร่ธาตุหลักที่มีปริมาณอ้างอิงที่ควรได้รับต่อวัน (RDI หรือ Recommended Daily Allowance (RDA)) มากกว่า 200  มิลลิกรัมต่อวัน ได้แก่แคลเซียมแมกนีเซียมและโพแทสเซียมในขณะที่แร่ธาตุรองที่สำคัญ (RDI น้อยกว่า 200 มิลลิกรัมต่อวัน) ได้แก่ ทองแดง เหล็ก และสังกะสี แร่ ธาตุเหล่านี้พบได้ในอาหารหลายชนิด แต่ก็สามารถรับประทานได้จากผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเช่นกัน 

สีผสมอาหารถูกเติมลงไปเพื่อเปลี่ยนสีของอาหารทุกชนิด โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อการวิเคราะห์ทางประสาทสัมผัส สามารถใช้เพื่อจำลองสีธรรมชาติของผลิตภัณฑ์ตามที่ลูกค้าเห็น เช่น สีแดง (เช่น FD&C Red No.40 Allura Red AC) ในซอสมะเขือเทศ หรือเพื่อเพิ่มสีที่ไม่เป็นธรรมชาติให้กับผลิตภัณฑ์ เช่น ซีเรียลKellogg's Froot Loopsคาราเมลเป็นสีผสมอาหารจากธรรมชาติ ส่วนคาราเมลในรูปแบบอุตสาหกรรมนั้นเป็นสีผสมอาหารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด และพบได้ในอาหารหลากหลายชนิด ตั้งแต่เครื่องดื่มไปจนถึงซอสถั่วเหลืองขนมปัง และผักดอง

รสชาติในอาหารมีความสำคัญต่อกลิ่นและรสชาติของอาหารที่ผู้บริโภครับรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์ทางประสาทสัมผัส รสชาติบางอย่างเกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่นเกลือและน้ำตาลแต่เคมีภัณฑ์ปรุงแต่งรสชาติ (เรียกว่า "นักปรุงแต่งรสชาติ ") เป็นผู้พัฒนารสชาติเหล่านี้ขึ้นมาสำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร รสชาติสังเคราะห์เหล่านี้รวมถึงเมทิลซาลิไซเลตซึ่งให้ กลิ่น วินเทอร์กรีนและกรดแลคติกซึ่งทำให้รสชาติของนมเปรี้ยว

สารปรุงแต่งอาหารคือสารที่เติมลงในอาหารเพื่อรักษารสชาติ หรือปรับปรุงรสชาติ รูปลักษณ์ กลิ่น และความสดใหม่ กระบวนการเหล่านี้มีมานานแล้ว เช่น การเติมน้ำส้มสายชูเพื่อดองหรือใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์สำหรับ ส่วนผสม ที่เป็นอิมัลชันเช่นมายonnaiseโดยทั่วไปแล้ว สารปรุงแต่งอาหารเหล่านี้จะระบุด้วย " หมายเลข E " ในสหภาพยุโรปหรือGRAS (" ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย ") โดย สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา

• เคมีกายภาพของอาหาร
• ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
• วารสารเทคโนโลยีอาหารและกระบวนการทางชีวภาพ
• เคมีอาหาร (วารสาร)
• องค์ประกอบของอาหาร
• วิศวกรรมอาหาร
• การเสริมคุณค่าทางโภชนาการในอาหาร
• จุลชีววิทยาอาหาร
• บรรจุภัณฑ์อาหาร
• การถนอมอาหาร
• พลศาสตร์ของอาหาร
• ความปลอดภัยด้านอาหาร
• วิทยาศาสตร์การอาหาร
• การเก็บรักษาอาหาร
• ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
• เทคโนโลยีอาหาร
• ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
• การเสริมคุณค่าทางโภชนาการ (เรียกอีกอย่างว่า การเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการหรือการเสริมสารอาหารในอาหาร)

• Fennema, OR, Ed. (1985). เคมีอาหาร - ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง ปรับปรุงและขยายความ.นิวยอร์ก: Marcel Dekker, Inc.
• ฟรานซิส, เอฟ.เจ. (2000). "ฮาร์วีย์ ดับเบิลยู. ไวลีย์: ผู้บุกเบิกด้านวิทยาศาสตร์และคุณภาพอาหาร" ในหนึ่งศตวรรษแห่งวิทยาศาสตร์อาหารชิคาโก: สถาบันเทคโนโลยีอาหาร หน้า 13–14.
• Potter, NN และ JH Hotchkiss. (1995). วิทยาศาสตร์การอาหาร ฉบับที่ห้า.นิวยอร์ก: Champman & Hall. หน้า 24–68.
• สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (1993). ทุกสิ่งที่เติมลงในอาหารในสหรัฐอเมริกาโบคา ราตัน รัฐฟลอริดา: ซีเค สโมลีย์ (ในนามของ CRC press, Inc.)

• สมาคมเคมีแห่งอเมริกา – แผนกเคมีเกษตรและอาหาร
• สถาบันนักเทคโนโลยีอาหาร แผนกเคมีอาหาร
• มหาวิทยาลัยเพนน์สเตท สาขาวิชาเคมีอาหาร สหรัฐอเมริกา
• มหาวิทยาลัยวาเกนิงเงน ห้องปฏิบัติการเคมีอาหาร ประเทศเนเธอร์แลนด์