食品是多組分、多相、非均質,而且物理化學性質不穩定的復雜物質系統。
1.多組分食品組分一般分蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(包括微量元素)和水六大類。以面包為例,其成分主要是面粉(wheat flou)和水,并含有少量的空氣、食鹽、糖、酵母和發酵的醇。面粉的主要成分是面筋(gluten)、蛋白質、淀粉、脂肪和其他多糖等。
2.多相食品中有氣、固、液三相存在,其中的氣相有空氣、水蒸氣和多種揮發物;其中的固相有結晶的、非結晶的。如新鮮面包中少量的淀粉是晶狀的;隨著存放時間的增長,其晶狀的數量也要增多。面包中的蛋白質組分大多是非晶態的。面包中也存在著液相,面筋蛋白質的核磁共振
(protein NMR)研究發現,某些和面筋蛋白質結合的脂質的性質更似液相,而非固相。
3.非均質的系統大部分食品是非均質系統,不同部位的物理化學性質是不完全相同的,包括組成成分及化學性質的差異,并且這種非均質在微小尺度范圍內也是存在的。
從不同尺寸來分析,面包都是非均質系統(圖2-1)。先就整條面包而言【圖2-1(a)】,其表面是部分焦化(partial carbonization)含
水量低的面包皮(crust),而中間是含水量較高的面包心(crumb);如觀察到毫米級,就會看到脂質、淀粉和面筋蛋白質,其中間有一些空間,內含有空氣和水蒸氣【圖2-1(b)】;如果觀察尺寸縮小到微米、納米級,就會看到更復雜的多組分、非均質的結構【圖2-1(c)、(d)】。
4.物理化學性質不穩定的系統食品組成成分多,營養豐富,物理化學性質會隨著貯藏時間而變化,是物理化學性質不穩定的系統。當然,這些變化與貯藏溫度、濕度等條件有很大關系。例如,當新鮮面包被放置一段時間后,其結構要發生變化。面包內水的狀態會隨著存放條件和存放時間的長短發生明顯的變化。