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1、1 乙醛1.1 理化性质乙醛属羰基类化合物，在常温常压下为具有刺鼻水果气味的无色液体，密度比水小，能与水、 乙醇、乙醚以任意比例相溶，容易氧化或还原。乙醛的沸点是20.8 C,能放出刺激性蒸气， 极易挥发和燃烧,在空气中放置能自行氧化生成不稳定的过氧化物3。乙醛的化学结构式如 图1所示。I /H C CI乙廉的北学端构式1.2 形成机理果葡糖浆中乙醛的产生途径主要有3个:一是丙氨酸的斯特勒克降解，产生比丙氨酸少1个碳 原子的乙醛;二是美拉德反应产物类黑素和多酚物质引起的乙醇氧化4;三是微生物的生化 反应。其中微生物代谢途径对果葡糖浆质量的影响最大。在果葡糖浆的生产中,由于有微生 物以及某些酶的
2、存在，果糖被分解成乙醇，乙醇氧化生成乙醛。乙醛在果葡糖浆中以4,6-0- 乙缩醛-D-葡萄糖的形式存在,4,6-0 -乙缩醛-D-葡萄糖和磷酸在加热的状态下释放出乙醛。 因此，乙醛含量的多少可以反映出生产工艺的洁净程度5。1.3 影响因素(1) pH值。pH值降到5.0时开始产生乙醛,pH值为4.55.5生成加快,pH值为4.34.4时产 生速度最大,之后生成量逐渐减少,pH值为4.2时几乎不再产生乙醛6。(2) 温度。美拉德反应是果葡糖浆中产生乙醛的最主要原因。美拉德反应随着温度的升高而 加快，糖浆贮存温度较高会使乙醛的含量快速增加4。溶解氧。溶解氧含量高，糖浆中含有大量氧化态的类黑素和氧化
3、态的多酚物质，加速乙醇 的氧化反应，促使大量乙醛形成4。(4)抗氧化剂。在过滤时添加一定量的含硫化合物作抗氧化剂，含硫化合物分解成S02,S02 能与乙醛结合成稳定化合物，从而降低果葡糖浆中的乙醛含量7。(5)发酵单胞菌。发酵单胞菌通过ED途径进行酒精发酵，产生大量中间产物乙醛，进而导致果 葡糖浆中乙醛含量偏高。因此，在生产过程中控制微生物的污染，特别是发酵单胞菌的污染是 控制成品乙醛含量的措施之一7。2 异戊醛2.1 理化性质异戊醛在常温常压下是有刺激臭味的无色液体，能溶于乙醇、乙醚，微溶于水,密度为0.784 5 g/cm3，天然存在于薄荷油、丁香油、玉树油中。其化学结构式如图2所示。圉2
4、异戊廉的化学结椅式2.2 形成机理食品中的异戊醛通常认为是由美拉德反应体系中亮氨酸发生斯特勒克降解产生的8。2.3 影响因素(1) pH值。弱酸性或弱碱性的条件比中性的条件更有利于异戊醛的形成。斯特勒克降解反应 是氨基酸在a -二羰基类化合物的作用下发生脱氨和脱羧的反应,而美拉德反应体系中a -二 羰基类化合物的形成、脱氨和脱羧的反应都是酸碱催化的反应，因此中性的条件不利于异戊 醛的形成9。(2) 温度。反应温度对异戊醛的产率产生明显的影响，温度越高越有利于异戊醛的形成10。(3) 糖液组成。六碳糖(葡萄糖和果糖)比五碳糖(木糖和核糖)更有利于异戊醛的形成9。3 2-氨基乙酰苯3.1 理化性质
5、2-氨基乙酰苯(英文缩写为2AP或AAP)在常温常压下是黄色立方晶体或黄色油状液体，溶于 乙醚，不溶于水，熔点20 C,沸点为250252 C,能够随水蒸汽一起挥发，其化学结构式如图 3所示。1图4乙葩芸前化眾结构式3.2 形成机理目前，对于2-氨基乙酰苯的详细形成过程尚未彻底确定,但是大多数研究表明2-氨基乙酰苯 很可能通过以下2个途径产生。第1个途径是一种被称为吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的植物激素在特定环境下发生裂解反应。IAA主要来源于生产果葡糖浆的原料玉 米淀粉，在过氧化基存在的条件下先进行单电子氧化反应,IAA的吡咯环产生开环现象;然后 在过氧
6、化基及羟基(或游离羟基阴离子)的作用下进行第二步氧化反应，最终产生2AP11。 其反应过程如图4所示。第2个途径是色氨酸及其代谢物被氧化产生2AP12。在碱性条件 下，色氨酸上的氨基先被催化氧化，产生中间体化合物3-氨茴酰丙氨酸，这个中间体化合物 被进一步降解产生2AP13。色氨酸降解产生2AP的过程如图5所示。3.3 影响因素(1) 原料作物。生产淀粉的农作物若生长在低雨量地区，或者生产地区的日光非常强烈，农作 物体内就会发生有机氮营养缺失，导致“非典型老化”现象(Unty pical Aging,UTA)，最终使 生产出来的果葡糖浆具有不良风味。此外，过早收割未成熟的作物比晚收割的同类作物
7、发生 UTA现象的几率高很多，说明农作物生产条件的不利影响会导致2AP含量增多14。(2) pH值。生成2AP的2个途径都有0H-的参与，因此pH值较高的糖浆中2AP含量较多14。(3) 溶解氧浓度。果葡糖浆中的溶解氧浓度高会增加过氧化基的存在几率，促进IAA和色氨酸 的氧化分解，进而增加糖浆中的2AP含量12。4 糠醛4.1 理化性质糠醛学名a -咲喃甲醛，是一种淡黄色油状液体，具有类似杏仁油的味道，沸点161.7 C,相 对密度1.16,挥发性小，具有一定毒性,能溶于许多有机溶剂，与水部分互溶而且溶解度随温 度变化而改变15。糠醛具有醛基、二烯基醚官能团，因此具有醛、醚、二烯烃等化合物的性
8、质，特别与苯甲醛性 质相似。糠醛的化学性质非常活泼，可以通过氧化、缩合等反应制取大量衍生物15。其化 学结构式如图6所示。CH CHa(;ar国百 竦的化学结掏式4.2 形成机理糠醛的形成途径有2个:一是由果葡糖浆中的戊聚糖在酸的作用下水解产生戊糖，再用戊糖 脱水环化而成，也可以直接由戊糖酸化脱水产生;二是五碳糖参与的美拉德反应中首先形成 阿姆德瑞重排产物，然后通过1,2-烯醇化、脱氨和脱水反应产生糠醛15。4.3 影响因素(1) pH值。戊糖脱水生成糠醛是在酸性条件下发生的,pH值较低时糖浆中糠醛含量较高16。(2) 温度。糠醛浓度随着温度的上升而增加16。(3) 糖液组成。糠醛是五碳糖的脱
9、水产物，而果葡糖浆中的主要成分是果糖、葡萄糖等六碳糖, 五碳糖含量较少,因此一般来说，果葡糖浆中只含有极微量的糠醛17。5 5-羟甲基糠醛5.1 理化性质5-羟甲基糠醛又名5-羟甲基-2-糠醛或5-羟甲基咲喃甲醛，英文简称为HMF,其化学结构式如 图7所示。5-羟甲基糠醛的分子中含有1个醛基和1个羟基，可以发生加氢、氧化脱氢、酯 化、卤化、聚合、水解等多种化学反应18。iffEMM：/(：J(I图7 &控甲加糠敲的化学结掏式5.2 形成机理HMF的形成机理与糠醛相同,2种物质均为美拉德反应的中间产物，只是糠醛由戊糖生成，而 HMF由己糖生成16。5.3 影响因素(1) pH值。葡萄糖和果糖脱水
10、降解生成5-羟甲基糠醛是一个典型的酸催化反应，在酸性条件 下,HMF生成量较多19。(2) 温度。HMF含量随热处理时间的延长而升高，其上升速率随热处理温度的升高而加快20 o(3) 糖液组成。在酸性条件下，酮糖(果糖)比醛糖(葡萄糖)更容易发生脱水反应18。6 结语果葡糖浆中的异味化合物主要通过美拉德反应和热降解反应形成因此控制这2类反应可以 有效降低异味化合物的含量，改善产品风味。美拉德反应的机制十分复杂，不仅与参与的糖类 等羰基化合物及氨基酸等氨基化合物的种类有关，同时还受到温度、氧气、水分及金属离子 等环境因素的影响。目前来说，控制果葡糖浆美拉德反应和热降解反应较为有效的方法有去 除蛋白质、添加亚硫酸盐、去除金属离子、低温贮藏等。
