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1、Flavor Chemistry Zhang Dequan Content Introduction Taste chemistry of food Odor chemistry of food Analysis of flavor 一 概述 一 概念 风味 这个概念是在1986 年Hall R L 提 出的 是指摄入口腔的食物使人的感觉 器官 包括味觉 嗅觉 痛觉 触觉和 温觉等所产生的感觉印象 即食物客观 性使人产生的感觉印象的总和 根据风味产生的刺激方式不同可将其分为 化学感觉 物理感觉和心理感觉 二 食品中的感官刺激物和感觉类别 食品中刺激 物 感受器官刺激和感觉 的性质 风味分类 气
2、味物 挥 发物 嗅觉化学嗅感 气味 口味物 挥 发物 味觉化学味感 口味 质构成分与 质构 触觉物理触感 温感 色 形 表 面 品牌和 包装 视觉 听觉心理心理感觉 中国人的风味感觉 味感 触感 口感 滋味 温感 嗅感 三 风味化学知识的应用 使贮藏和加工后的食品恢复新鲜时的风味 促进优良风味在食品中产生和保持 稳定食品风味 改进原料风味 消除异味 二 味感及呈味物质 一 味感基础知识 1 味觉的概念与分类 2 味觉的生理基础 3 味觉阈值 4 影响味觉产生的因素 二 呈味物质 1 甜味物质 2 酸味物质 3 咸味物质 4 苦味物质 5 涩味物质 6 辛辣味物质 7 清凉味 8 鲜味及风味增强
3、剂 三 香气及香气物质 一 气味的基础理论 二 不同类型食品的风味 三 食品加工与风味控制 一 气味基础理论 1 嗅觉理论 1 概念 嗅觉是指挥发性物质刺激鼻腔的嗅觉神 经而在中枢引起的一种感觉 其中产生的令人 愉快的挥发性物质称为香气 而产生令人厌恶 的挥发性物质称为臭气 嗅觉是比味觉更为复 杂的感觉 人们从嗅到某种物质到产生感觉大 约需要0 2 0 3s 味觉为1 5 4 0s 香气是混 合物所致 一般用香气值来表示某种物质在香 气产生中的作用大小 香气值 嗅觉物质的浓度 阈值 若香气值小于1 则说明该物质在香气 产生中没有发生作用 2 嗅觉理论 立体化学理论 化合物立体分子的大小 形 状
4、及电荷有差异 人的嗅觉的空间位置 也有差别 微粒理论 振动理论 2 气味分类 通俗分类 科学分类 根据嗅盲 特异嗅觉缺失 进行分类 根据气味的嗅感与立体化学结构分类 心理学分类 香料工业分类 3 化合物结构与气味 发香团 原子 是指分子结构中对形成气味有 贡献的基团 原子 发香团 OH COOH C O R O R COOR C6H5 NO2 CN ONO RCOO 发香原子 位于元素周期表中 族 族 如 P As Sb S F 1 分子的几何异构和不饱和度对气味有较强影 响 2 大环酮碳数不同 气味不同 O C CH2 n n 4 7薄荷或杏仁香 n 8 11樟脑气味 n 13 17麝香 n
5、 17无气味 3 同类化合物取代基不同 气味不同 4 有些化合物的旋光异构体的气味不同 4 气味物质类别 1 脂肪族化合物 醇 C1 C3的醇有愉快的香气 C4 C6的醇有近似麻醉的气味 C7 C10醇呈芳香味 更长碳链醇气味逐渐减弱至无 多元醇一般无味 支链醇常有良好的风味 挥发性高的不饱和醇具有芳香风味 具有香气的脂肪醇 名称香气名称香气 赓醇葡萄香气香茅醇 3 7二甲 2 6辛二烯醇 玫瑰香气 辛醇蔷薇香气橙花醇 反 3 7二 甲 2 6辛二烯醇 玫瑰香气 壬醇蔷薇香气香叶醇 顺 3 7二 甲 2 6辛二烯醇 玫瑰香气 叶醇 3己烯醇 青草香沉香醇 3 7二甲 1 6辛二烯 3 醇 芳樟
6、醇 百合花香 黄瓜醇 2 6壬二 烯醇 黄瓜香气 脂肪醛 低级脂肪醛有强烈的刺鼻的气味 随分子 量增大 刺激性减小 并逐渐出现愉快的 香气 C8 C12的饱和醛有良好的香气 挥发性不饱和醛具有强烈和特别的嗅感 不饱和醛有强烈的臭气 其他不饱和醛多 具有香味 名称嗅感名称嗅感 叶醛青草气味甜瓜醛甜瓜香气 黄瓜醛黄瓜香气香茅醛柠檬 蜂 花香气 香叶醛柠檬橙花醛柠檬 酮 低级脂肪酮香气弱 天然存在很微 丙酮有 类似薄荷的香气 C7 C12酮在食品中有一定量 也是天然香 气物质中的成分 如2 庚酮有类似香蕉的香 气 是丁香 肉桂等天然香料的成分 2 辛 酮有未成熟苹果气味 存在于水果中 2 十 一酮具
7、有芸香气味 存在芸香油中 低浓度的丁二酮有奶油香气 但浓度稍大就 有酸臭味 C10 C15的甲基酮有油脂酸败 的哈味 低级不饱和酮具有刺激性气味 高级挥发性 不饱和酮具有良好的气味 酯 由低级饱和脂肪酸和饱和脂肪醇形成的酯 具有各种水果香气 内酯 尤其是 内 酯有特殊香气 酸 低级脂肪酸有刺鼻的气味 脂肪族胺 低分子量胺气味腥臭 2 芳香族化合 此类化合物多有芳香气味 如苯甲醛 杏仁香气 桂皮醛 肉桂香气 香草 醛 香草香气 醚类及酚醚多有香辛 料香气 如 茴香脑 茴香香气 丁 香酚 丁香香气 脂肪烃基取代苯 对异丙基甲苯 类似胡萝卜气味 苯乙烯 刺激性芳香 酚 酚醚和酚酯 丁香酯 丁香香气
8、百里香酚 白里香香气 对甲基茴香醚 强依兰花香 乙酸异丁香酚 丁香 番石竹香 芳香族醇 醛和酮 香草醛 香草香气 茴香酮 似茴香香气 覆盆子酮 甜浆果香气 芳香族酯 名称香气名称香气 苯甲酸甲酯 冬青油和水 果香气 苯甲醛苦杏仁香气 苯甲酸异丁 酯 似玫瑰和香 叶香气 桂皮醇风信子香气 苯乙酸甲酯 茉莉和蜂蜜 样香气 苯乙醇蔷薇香气 3 环烃族化合物 环烃族化合物是重要的食品气味物 在水果 蔬菜 调料 及合成香料中多呈特殊的清香 该类化合物多数是环萜 化合物 环烃族含氧衍生物具有与母体类似的气味 气味物质气味物质 柠檬 萜品烯 萜品烯 薄荷薄荷醇 酮 香芹酮 醇 胡椒醇 酮松木 蒎烯 蒎烯 丁
9、香和松香 水芹烯 水芹烯 樟脑气 味 樟脑 龙脑 莰酮 醇 莰烯树脂清香 石竹烯 4 杂环化合物 呋喃类 噻吩类 噻唑类 吡嗪类 吡咯类 吡啶类 多硫杂环类 5 含硫化合物 硫化丙烯化合物多具有香辛气味 如 葱 蒜 韭菜等蔬菜中的香辛成分的主体是硫化物 CH2 CHCH2 2S CH2 CHCH2SSCH2CH CH2 二烯丙基硫醚 二硫化二烯丙基 6 含氮化合 食品中低碳原子数的胺类 几乎都有恶臭 多为食 物腐败后的产物 如 甲胺 二甲胺 丁二胺 腐 胺 戊二胺 尸胺 等 且有毒 7 有气味物质的一般特征 具有挥发性 既具有水溶性 才能透过嗅觉感受器的粘膜层 又具有脂溶性 才能通过感受细胞的
10、脂膜 分子量在26 300之间 任何一种食品的香气都并非由一种呈物质单独产生 而是多种呈香物质的综合反映 对香气贡献大的 物质 被称为 头香物 呈香与否还与呈香物的含量有关 5 食品中气味形成的途径 生物合成 酶直接作用 酶间接作用 加热分解 微生物作用 二 不同类型食品风味 植物性食品 动物性食品 发酵食品 焙考食品 1 植物性食品风味 1 蔬菜的香气成 蔬菜中风味物质的形成途径主要是生物 合成 A葫芦科和茄科 具有显著的青鲜气味 特征气味物有C6或C9的不饱和醇 醛及吡 嗪类化合物 如 黄瓜 青椒 番茄等 B伞形花科蔬 具有微刺鼻的芳香 头香物有萜烯类化合物 如 胡萝卜 芹菜 香菜等 C
11、百合科蔬菜 具有刺鼻的芳香 风味成分主要是含硫化合物 硫醚 硫醇 如 大蒜 洋葱 葱 韭菜等 D十字花科蔬 具有辛辣气味 最重要的气味物也是含硫化合物 硫醇 硫醚 异硫氰酸酯 如 卷心菜 萝卜 花椰菜 芥菜等 E 其它 蘑菇主香成分有 肉桂酸甲酯 1 辛烯 3 醇 香 菇精 海藻香气的主体成分是甲硫醚 还有一定量的萜 类化合物 其腥气来自于三甲胺 烤紫菜的香气的产生有麦拉德反应参与 2 水果的香气成分 主要是以亚油酸和亚麻酸为前体物经生 物合成途径产生的 有酶催化 水果中的香气成分主要为C6 C9的醛类 和醇类 此外还有酯类 萜类 酮类 挥发酸等 3 果蔬风味形成途径 脂肪酸 氧化途径产生风味
12、物 脂肪受酶促氧化后裂分产生风味物 氨基酸受转氨酶和脱羧酶作用转化为风味物 蔬菜中2 甲氧基 3 烷基吡嗪产生 莽草酸合成途径生成风味物 合成萜类风味物 含硫化物的合成途径 其他 2 动物性食品风味 1 肉类风味 肉品风味物质 肉香形成的前体物有氨基酸 多肽 核酸 糖类 脂质 维生素等 肉香中的主要化合物有内酯类 呋喃衍生物 吡嗪衍生 物及含硫化合物等 肉类的风味产生途径 非酶褐变途径 Maillard 反应 糖热降解 Strecker降解等是熟肉香味产生的主要 途径 脂肪氧化途径 是肉香气产生的重要反应 之一 肉的热分解产物间二次反应产生风味物 2 乳品风味 乳品风味物质 新鲜乳香气的主体成
13、分是二甲基硫醚 阈 值12ppb 含量稍高就会产生异味 此 外 还有低级脂肪酸 醛 酮等 乳中分离出的 癸酸内酯具有乳香气 现 已用作人工合成的调香剂和增香剂 酸奶中丁二酮是其特征风味成分 奶酪的风味在乳制品中是最丰富的 有酯 类 羰基化合物 游离脂肪酸等 形成乳制品不良风味的途径 乳脂氧化形成的氧化臭 其主体是C5 C11的 醛类 尤其是2 4 辛二烯醛和2 4 壬二烯醛 牛乳在脂水解酶的作用下 水解成低级脂肪酸 产生酸败味 牛乳在日光下日照 会产生日光臭味 牛乳长期贮存产生旧胶皮味 其主要成分是邻 氨基苯乙酮 乳品中一些风味物质产生的途径 二甲硫醚产生途径 乳品受热产生风味物 发酵乳中丁二
14、酮 乙醛 乙酸 乙醇和 乳酸产生途径 干酪脂肪酸产生途径 3 水产品风味 新鲜鱼的淡淡的清鲜气味是内源酶作用 于多不饱和脂肪酸生成中等碳链不饱和 羰化物所致 熟鱼肉中的香味成分是由高度不饱和脂 肪酸转化产生的 淡水鱼的腥味的主体成分是哌啶 存在 于鱼腮部和血液中的血腥味的主体成分 是 氨基戊酸 主要是微生物和酶的作用 鱼 贝类死后其体内的赖氨酸逐步酶促分解 鲜鱼肉内中约2 的尿素 在一定条件下可分 解生成NH3 鱼体表面粘液中的蛋白质 氨基酸等被细菌分 解 鱼油氧化分解生成的甲酸 丙酸 丙烯酸 丁 酸 戊酸等 鱼中令人不愉快的气味形成途径 3 发酵食品风味 主要是微生物作用于蛋白质 脂类 糖
15、等产生的 1 酒类 主要是酵母菌发酵 白酒中的香气成分有300多种 呈香物 质以各种酯类为主体 而羰基化合物 羧酸类 醇类及酚类也是重要的芳香成 分 2 酱油 酱类利用曲霉 乳酸菌和酵母菌发酵 酱油香气的主体是酯类 甲基硫是构成酱 油特征香气的主要成分 3 食醋 是酵母菌和醋酸菌发酵 乙酸含量高达 4 香气成分以乙酸乙酯为主 4 焙烤食品风味 1 风物物质 多富含呋喃 吡嗪 吡咯 含硫噻吩 噻 唑等化合物 2 产生途径 三 食品加工与风味控制 1 食品加工中风味生成与损失 2 食品风味的控制 1 酶的控制 加入特定的香酶 加入特定的去臭酶 2 微生物控制 3 风味的稳定与隐蔽 4 风味增强 增
16、强香味的方法 添加食用香精和香味 增强剂 香味增强剂 能显著增加食品香味的物 质 其本身不一定有香味 但通过对嗅 觉神经的刺激 可以大大提高和改善食 品的香味 目前广泛使用的香味增强剂主要有麦芽 酚 乙基麦芽酚 麦芽酚 具有焦糖香气 在酸性条件下 增香和调香效果 好 麦芽酚在自然界中广泛存在 可从天然植物中提 取 如烘烤过的麦芽 咖啡豆 可可豆 工业生产的麦芽酚一般是由大豆蛋白发酵制备的 麦芽酚一般用于甜味食品中 如 巧克力 糖果 果酒 饮料 冰淇淋 冰棍 糕点等食品 中 由于酚遇铁离子呈色 故会影响食品的白度 一 般用量为0 02 麦芽酚和氨基酸合用还能产生肉类香味 乙基麦芽酚 增香能力为麦芽酚的六倍 1份乙基麦芽酚可代替24份香豆素 在食品中用量一般为0 4 100ppm 有 明显的水果香味 四 风味分析 一 风味物提取分离方法 1 溶剂提取 2 蒸馏法 3 顶空法 4 气体提取 5 超临界法 二 风味物分析方法 1 色谱法 2 质谱法 3 感官分析法 一 风味物提取分离方法 1 溶剂提取法 不含油脂食品或水溶液中的风味成分可 用有机溶剂提取的方法 固体样品索是提取 液体样品采用连
