Từ xưa đến nay thực phẩm đóng vai trò thiết yếu đối với con người. Ở mỗi giai đoạn phát triển của lịch sử loài người, sự phát triển thực phẩm sẽ khác nhau dựa vào số lượng và chất lượng sản xuất. Trong quá trình phát triển đó, hóa học trong thực phẩm đóng một vai trò quan trọng.
Lịch sử hình thành và phát triển của hóa học trong thực phẩm sẽ liên quan đến ba yếu tố sau: lên men, nấu thực phẩm và bảo quản. Thực tế ở mỗi giai đoạn phát triển của loài người, thực phẩm luôn đóng một vai trò quan trọng. Sự phát triển này đều gắn liền với số lượng và chất lượng thực phẩm mà con người có thể mua hoặc sản xuất.
Tổng quan về sản xuất thực phẩm
Về phương tiện mua sắm và sản xuất thực phẩm, lịch sử loài người có thể được chia thành các giai đoạn phát triển chính sau:
- Giai đoạn săn bắn hái lượm: Vào khoảng 200.000 năm trước, để có thức ăn con người phải săn bắt và hái lượm. Lúc này, hình thái xã hội đơn giản chỉ gói gọn trong các gia đình hay bộ lạc. Con người ở giai đoạn này sống kiểu du mục vì nguồn thức ăn của họ khác nhau và tùy thuộc theo mùa.
- Giai đoạn nông nghiệp: Giai đoạn này phát triển vào 12.000 năm trước, ngoài việc săn bắt hái lượm con người đã biết trồng trọt và thuần hóa động vật. Đây cũng được xem là thời kỳ mở ra ngành nông nghiệp. Con người đã biết định cư gần các nguồn nước ngọt để thuận tiện cho việc tưới tiêu. Là tiền đề của các nền văn minh khi các thị trấn, thành phố, quốc gia, vương quốc dần hình thành và phát triển.
- Giai đoạn công nghiệp: Giai đoạn này hình thành cách đây chưa đầy 300 năm. Với phát minh máy chạy bằng hơi nước đã giúp việc sản xuất mọi thứ dễ dàng hơn, bao gồm cả thực phẩm. Đây cũng là giai đoạn khởi đầu của việc áp dụng rộng rãi các kỹ thuật hóa học trong chế biến, bảo quản và sản xuất thực phẩm. Giai đoạn này chứng kiến sự bùng nổ của chủ nghĩa tư bản và toàn cầu hóa.
Thức ăn lên men
Trước khi khoa học hóa học được ra đời, con người đã biết cách áp dụng các kỹ thuật sinh hóa tự nhiên để tạo ra thực phẩm lên men. Lên men là một trong những phương pháp phổ biến để thay đổi nguyên liệu thực phẩm thành các dạng khác nhau. Các nhà khoa học đã phát hiện dấu tích của phương pháp lên men rượu vang tại Trung Quốc cách đây 9.000 năm. Phương pháp lên men sữa để chuyển thành phô mai cũng được phát hiện cách đây 8.000 năm.
Nấu thức ăn
Con người đã biết nấu thức ăn từ 20.000 năm trước. Nấu thức ăn là quá trình hóa học liên quan đến sự thay đổi cấu trúc của các phân tử và thành phần hóa học trong thực phẩm.
Một ví dụ dễ hiểu cho quá trình này là luộc trứng, trong quá trình đun sôi các cấu trúc ba chiều phức tạp của protein sẽ được mở ra, làm xảy ra các biến đổi hóa học trong trứng. Nấu thực phẩm, thực chất là quá trình làm chín thực phẩm dẫn đến sự thay đổi về mặt hóa học được hỗ trợ bởi nhiệt.
Bảo quản thực phẩm
Để bảo quản thực phẩm được lâu, chúng ta thường thấy phương pháp đơn giản nhất là bổ sung muối. Muối được cho vào thực phẩm như thịt xông khói và giăm bông, chúng giúp loại bỏ nước từ thịt. Tương tự, đường cũng có tác dụng bảo quản khi cho vào trái cây.
Bảo quản thực phẩm là phương án tối ưu nhất giúp con người dự trữ thức ăn. Chúng phát huy hiệu quả, khi giúp các nhà thám hiểm khám phá vùng đất mới trong nhiều tháng liền, mà không bị thiếu lương thực. Tương tự, các hoạt động của quân đội kéo dài nhiều tháng liền cũng phụ thuộc ít nhiều vào chất bảo quản thực phẩm. Năm 1809, đồ hộp được phát minh bởi Nicolas Appert (Pháp), những đồ hộp này được cung cấp cho hải quân.
Trong Thế chiến I và Thế chiến II, công nghệ đóng hộp được cải thiện đáng kể với việc sử dụng lon kim loại thay vì lọ thủy tinh. Khả năng cơ động nhanh chóng của quân đội trong hai cuộc chiến tranh thế giới phần lớn được thực hiện nhờ việc cung cấp hàng hóa đóng hộp.
Thực phẩm tiệt trùng
Ngay cả trước khi con người có kiến thức chính xác về sự hư hỏng thực phẩm do vi khuẩn gây ra, một số phương pháp bảo quản thực phẩm đã được phát triển. Chúng bao gồm muối, sấy khô, đóng hộp và sưởi ấm. Ngay từ năm 1117 sau Công nguyên, quy trình đun nóng rượu cho mục đích bảo quản đã được thực hiện.
Tuy nhiên, chính Louis Pasteur đã chứng minh một cách khoa học rằng quá trình gia nhiệt có thể tiêu diệt các vi sinh vật không mong muốn trong thực phẩm. Quá trình này cũng làm biến tính các enzyme góp phần làm hỏng.
Thanh trùng đòi hỏi nhiệt độ và thời gian chính xác tùy thuộc vào loại thực phẩm cần chế biến. Chẳng hạn, sữa tươi được tiệt trùng ở 135°C trong một đến hai giây. Điều này giúp kéo dài thời hạn sử dụng của sữa tươi đông lạnh thêm vài tuần.
Thức ăn tổng hợp
Tính đến nay, con người đã tổng hợp được hương vị nhân tạo trong ít nhất 170 năm. Hương vị nhân tạo được ghi nhận đầu tiên được trưng bày vào năm 1851 tại London trong Triển lãm Crystal Palace. Du khách được thưởng thức kẹo có hương vị trái cây như lê, táo và nho. Những hương vị này đã được tạo ra trong các phòng thí nghiệm hóa học.
Mặc dù có nhiều điều đáng sợ về hóa chất trong thực phẩm, nhiều sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn có ngày nay về mặt kỹ thuật không phải là nhân tạo, mặc dù có trong danh sách thành phần phụ gia hóa học mở rộng. Những sản phẩm thực phẩm này, từ hotdogs đến mì, vẫn được làm từ nguyên liệu thực vật như ngũ cốc, hoặc thịt động vật.
Tuy nhiên, thịt nhân tạo thực sự đầu tiên đã được giới thiệu ra công chúng vào năm 2013. Chúng được nuôi trong phòng thí nghiệm từ tế bào gốc với sự trợ giúp của enzyme. Thịt tổng hợp này trị giá 300.000 đô, nhưng hy vọng, nó sẽ trở nên rẻ hơn trong tương lai khi công nghệ này có sẵn để sản xuất hàng loạt.
Linh Như
