Історія кафедри розпочалася в 1935 р, коли в Одеському технологічному інституті консервної промисловості була створена кафедра біохімії та мікробіології, завідувачем якої став професор І.С. Розенблат. У 1937 р завідувачем кафедри став професор Олександр Тевьевіч Марх.

Під його керівництвом колективом кафедри проводились дослідження біохімічних процесів, що відбуваються в рослинній сировині при консервуванні. Другим народженням кафедри можна вважати 1969 року, коли в результаті масштабної міжвузівської реорганізації кафедра була переведена в Одеський технологічний інститут ім. М.В. Ломоносова. Багаторічні теоретичні та експериментальні дослідження А.Т. Марха були покладені в основу монографії "Біохімія консервування плодів та овочів" виданої в 1973 р і стала настільною книгою фахівців-практиків і науковців консервної галузі СРСР.

У 1985 р кафедру очолив професор Володимир Миколайович Голубєв. Продовжуючи наукову роботу в напрямку, розпочатому А.Т. Марха, В.Н. Голубєв доповнив його дослідженням впливу на біохімічний склад рослинної сировини нових методів технологічної обробки, зокрема методів концентрації і освітлення соків (мембранної технології, ультрафільтрації, зворотного осмосу).

З 1990 р кафедрою керує професор, д.т.н., Заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України Леонід Вікторович Капрельянц. Під його керівництвом проводиться розробка методів вилучення біологічно активних речовин з рослинної сировини і отримання з їх використанням функціонально фізіологічних інгредієнтів, які включаються до складу біологічно активних добавок і функціональних продуктів.

При цьому основна увага приділяється біотехнологічним методам, в тому числі ензиматичного спрямованого регулювання функціонально-технологічних властивостей біополімерів сировини. В2009 р Л.В. Капрельянц була видана монографія "Ферменти в харчових технологіях", в якій систематизовано і узагальнено інформації по харчовій ензимології із зарубіжних і вітчизняних джерел, в тому числі праці співробітників і аспірантів кафедри біохімії, мікробіології та фізіології харчування Одеської національної академії харчових технологій, які зробили істотний внесок у розвиток ферментних технологій переробки рослинної сировини в харчові продукти та інгредієнти.

Л.В. Капрельянц сформувався як вчений на кафедрі органічної хімії ОНАХТ під керівництвом професора М.С. Дудкіна і є одним з продовжувачів його наукового напрямку. Досягнення наукової школи М.С. Дудкіна і його учням  Н.К. Чорно, Л.В. Капрельянц і Л.Г. Вінникової в 2002 р була присуджена Державна премія України в галузі науки і техніки за цикл наукових праць "Наукові основи технологій отримання рослинних біополімерних комплексів  харчових волокон і їх використання в лікувально-профілактичному харчуванні".

У 2004 р колектив кафедри поповнився биохимиками, які працювали раніше на кафедрі біохімії зерна і зерноведенія, що входила до складу Одеського інституту технології зерна і борошна ім. І.В. Сталіна з 1938 р

У різні періоди на кафедрі вели наукову та викладацьку діяльність професора А.Л. Фельдман, О.А. Кириленко, Р.Ф. Ковбасюк, доценти О.І. Сурьянінова, С.І. Юрченко, Е.В. Щербакова, Т.Ф. Зикіна, Л.І. Петржіковская, Л.А. Бонев, Ю.Г. Скорикова, кандидати технічних наук Т.А. Лисогор, З.Д. Гусар, О.В. Реут, А.Р. Духанина, Л.І. Ірха, С.В. Кисельов, П.С. Губаренко, С.Л. Невмиванний, А.А. Колесник, Л.І. Пеструєва.

З 2004 р кафедра біохімії та мікробіології стала називатися кафедрою біохімії, мікробіології та фізіології харчування.

Кафедра здійснює підготовку фахівців з цілого ряду дисциплін: «Біологічна хімія», «Основи фізіології та гігієни харчування», «Біотехнологія», «Лікувальна харчування з основами дієтології», «Основи біології», «Технічна мікробіологія», «Мікробіологія зерна і продуктів його переробки »,« Мікробіологія гідробіонтів »,« Мікробіологія бродильного виробництва »,« Мікробіологія консервного виробництва »,« Мікробіологія хлібопекарського, макаронного і кондитерського виробництва »,« Мікробіологія харчових продуктів »,« Основи біобезопа ності та біоетики в галузі ».