Kimia pangan
Kimia pangan adalah studi mengenai proses kimia dan interaksinya dengan komponen biologis dan non-biologis bahan pangan. Substansi biologis misalnya produk daging, sayuran, produk susu, dan sebagainya. Mirip dengan biokimia dengan komponen utamanya yaitu karbohidrat, lemak, dan protein namun juga mempelajari komponen lain seperti air, vitamin, mineral, enzim, zat aditif, perasa, dan pewarna
makanan. Ilmu ini juga meliputi bagaimana suatu produk pangan mengalami perubahan akibat berbagai metode pemrosesan makanan dan cara untuk meningkatkan maupun mencegah terjadinya perubahan itu.
Sejarah mengenai kimia pangan dimulai pada tahun 1700an ketika para ahli kimia terlibat dalam penemuan senyawa kimia penting dalam bahan pangan, termasuk Carl Wilhelm Scheele yang mengisolasi asam malat dari buah apel pada tahun 1785, dan Sir Humphry Davy yang mempublikasikan buku "Elements of Agricultural Chemistry, in a Course of Lectures for the Board of Agriculture" pada tahun 1813 yang dikatakan sebagai buku tentang pertanian dan pangan pertama.
Komponen utama dari bahan pangan adalah air. 50% massa produk daging adalah air, dan 95% dari massa sayuran segar (misalnya selada, kol, tomat) adalah air. Air juga tempat utama perkembangan bakteri pada bahan pangan dan penyebab utama berbagai kerusakan bahan pangan. Aktivitas air ("water activity") adalah salah satu cara dalam menentukan usia simpan suatu produk pangan. Salah satu
kunci pengawetan bahan pangan adalah dengan mengurangi kadar air atau mengubah karakteristik dari air tersebut, misalnya dengan dehidrasi, pembekuan, dan pendinginan.
Terdiri dari 80% total konsumsi manusia, karbohidrat yang paling umum dikenal manusia adalah pati. Jenis karbohidrat yang paling sederhana adalah dari jenis monosakarida, yaitu glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa, sorbosa, dan sebagainya. Rangkaian monosakarida akan membentuk sakarida lain yang lebih besar, yaitu polisakarida (rantai panjang), oligosakarida (rantai pendek), dan disakarida (dua molekul monosakarida).
Nilai kalori karbohidrat adalah 4 kilokalori per gram. Karbohidrat dapat digunakan sebagai sumber energi setelah melalui proses kimia di dalam tubuh yang memecah karbohidrat rantai panjang (polisakarida) menjadi monosakarida, mislanya glukosa. Glukosa dibakar di dalam tubuh untuk menghasilkan energi, dengan reaksi CHO + 6O  6CO + 6HO. Reaksi ini tidak terjadi secara langsung, melainkan melalui kurang lebih 50 tahap reaksi.
Monosakarida merupakan karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida yang paling penting yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Glukosa merupakan monosakarida yang paling umum dan terdapat pada seluruh bagian tanaman sebagai pati dan selulosa. Galaktosa merupakan monosakarida yang tidak terdapat di alam, melainkan melalui proses hidrolisis dari laktosa. Fruktosa adalah glukosa dengan gugus keton yang didapatkan dari proses hidrolisis sukrosa.
Merupakan karbohidrat yang tersusun atas dua molekul monosakarida. Ada 3 disakarida yang paling umum, yaitu maltosa, laktosa, dan sukrosa. Maltosa tersusun atas dua molekul glukosa. Laktosa tersusun atas glukosa dan fruktosa. Sukrosa tersusun atas fruktosa dan glukosa.
Oligosakarida merupakan karbohidrat rantai pendek, sedangkan polisakarida merupakan karbohidrat rantai panjang. Ikatan rantai yang terbentuk bisa berupa rantai linier tanpa cabang (misalnya amilosa dan selulosa) maupun rantai linier dan bercabang (misalnya amilopektin dan glikogen).
Lipid jika didefinisikan cakupannya cukup luas, yaitu segala komponen biologis nonpolar yang tidak larut, dan itu termasuk lilin, asam lemak, fosfolipid, terpentin, dan sebagainya. Sebagian lipid berbentuk linear alifatik, sebagian lagi siklik. Sebagian lipid adalah aromatik sebagian lain bukan. Strukur sebagian lipid fleksibel, sebagian lagi kaku.
Dalam bahan pangan, lipid termasuk minyak yang didapatkan dari biji-bijian seperti jagung, kacang kedelai, lemak hewani, dan sebagainya. Lipid dalam bahan pangan adalah pelarut vitamin; lipid membawa vitamin sejak berada di dalam bahan pangan hingga diserap di dalam tubuh.
Lemak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Lemak umumnya dibedakan menjadi lemak hewani dan lemak nabati. Lemak hewani mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, dan pada temperatur kamar berbentuk padat. Lemak nabati memiliki asam lemak tak jenuh lebih banyak, dan dalam temperatur kamar berbentuk cair. Dalam mengukur derajat ketidakjenuhan suatu lemak,
digunakan bilangan iod, yaitu jumlah iodium yang digunakan untuk mengadisi ikatan rangkap dari 100 gram lemak.
Lemak bersifat tidak larut dalam air, namun larut dalam pelarut organik seperti karbon tetraklorida, eter, dsb. Total energi yang diberikan lemak adalah 9 kilokalori per gram. Lemak berguna untuk membentuk sel otak dan membran sel, sebagai cadangan energi, pengatur suhu tubuh, dan pelindung organ.
Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak memiliki ikatan ganda antara 2 atom karbon. Titik lebur asam lemak jenuh tinggi. Contoh asam lemak jenuh adalah asam butirat, asam kaproat, asam laurat, asam miristat, asam palmitat, dan asam stearat.
Asam lemak tak jenuh adalah asam lemak yang memiliki ikatan rantai ganda antara 2 atom karbon, serta memiliki titik lebur yang relatif rendah. Contohnya adalah asam palmitoleat, asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat.
Protein merupakan makromolekul yang sangat kompleks dan menyusun sekitar 50% dari berat kering sel hidup. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi sel. Protein tersusun atas karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, dan beberapa jenis memiliki sulfur dan mineral seperti besi, tembaga, fosfor, dan seng. Satu rantai protein merupakan rangkaian dari ribuan unit asam amino.
Terdapat 20 sampai 26 jenis asam amino (tergantung definisi yang digunakan), namun hanya 9 yang tidak bisa disintesis oleh tubuh sehingga diperlukan suplai dari luar untuk kebutuhan metabolisme dan pertumbuhan. 9 asam amino tersebut yaitu histidina, isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina, yang disebut sebagai asam amino esensial.
Protein dalam tubuh berfungsi sebagai zat pembentuk jaringan tubuh, pengatur, dan sebagai sumber energi. Selain itu, protein juga berguna sebagai bahan pembentuk membran sel dan sebagai pembentuk enzim.
Dalam bahan pangan, protein merupakan zat yang penting dalam pertumbuhan dan ketahanan hidup. Kebutuhan terhadap protein berbeda bagi setiap orang tergantung keadaan fisiologisnya (kebutuhan protein bagi balita berbeda dengan kebutuhan protein bagi ibu hamil, baik jenis maupun kuantitasnya). Protein dalam bahan pangan umumnya ditemukan pada kacang-kacangan, produk daging, dan makanan laut.
Enzim adalah katalis biokimia yang berperan dalam proses konversi dari satu zat ke zat lainnya. Sebagai katalis, enzim berperan penting dalam mengurangi waktu reaksi kimia di dalam tubuh. Banyak industri pangan yang memanfaatkan enzim dalam prosesnya, seperti pembuatan bir, industri susu, dan sebagainya. Dalam industri-industri tersebut, enzim
didapatkan dari aktivitas mikroba yang ditambahkan di dalam bahan pangan sehingga zat yang terdapat dalam bahan pangan mengalami perubahan.
Vitamin adalah molekul organik yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk reaksi metabolit yang esensial bagi tubuh. Jumlah yang cukup dapat melindungi tubuh dari berbagai penyakit, namun overdosis dapat memberikan masalah bagi kesehatan, bahkan kematian.
Seluruh vitamin, kecuali vitamin A dan D, tidak dapat diproduksi oleh tubuh sehingga dibutuhkan suplai dari bahan pangan. Untuk sintesis vitamin A dan D, diperlukan provitamin A dan D yang didapatkan dari bahan pangan.