第十章 食品的风味物质.ppt

第10章食品的风味物质10 1概述10 2食品的味感10 3食品的滋味和呈味物质10 4嗅觉10 5嗅感物质10 6各类食品的香气及其香气成分10 7食品中香气的形成途径10 8食品加热形成的香气物质10 9食品加工与香气控制10 10小结 10 1概述10 1 1风味的概念食品的香气 香味和滋味称为食品的风味 主要包括两个方面 滋味和香气味感是食物在人的口腔内对味觉器官的刺激而产生的感觉 一般是包括心理味觉 形状 色泽 物理味觉 温度 硬度 口感等 化学味觉 酸 甜 苦 咸 鲜 辣 涩味 味的敏感性用呈味阈值表示 被人的感觉器官能够辨认时的最低浓度 如蔗糖0 3 食盐0 2 柠檬酸0 02 食品香气是由多种呈香物质综合产生 用香气值表示 香气值 呈香物质的浓度 阈值风味是评定食品感官质量的重要内容 10 1 2风味物质的特点 1 种类繁多 相互之间影响作用明显 2 含量微小 效果明显 3 稳定性差 4 风味物质的分子结构具有高度特异性 缺乏普遍规律性 5 风味物质受到其浓度 介质等因素的影响 10 2食品的味感10 2 1味感的生理基础味感 食品中呈味物质的溶液刺激口腔内的味觉感受器 再通过味神经感觉系统传导到大脑的味觉中区神经 从而产生味感 口腔内的味觉感受器主要是味蕾 其次是自由神经末梢 一般有9000 10000个味蕾 味蕾由40 150个椭圆形的味细胞组成 是味觉感受器与呈味物质相互作用的部位 味细胞6 8d更新一次 处于变化状态 味蕾顶端有微绒毛 2 m 微绒毛迅速吸收呈味物质 而产生味觉 味细胞后连着神经纤维 集成小束通向大脑 味蕾10 14d更新一次 味细胞表面由蛋白质 脂质 核酸 糖类 无机离子等组成 呈味物质对应受体物质 如 甜味 蛋白质 不同的呈味物质在味蕾上有不同的结合部位 图10 3溶的呈味物质才能进入味细胞 味觉感觉快 神经细胞产生电位 传导 10 2 2影响味感的主要因素1 结构影响味感的内因2 温度相同数量的同一种物质 温度不同其阈值不同 一般10 40 温度不同 感觉的甜度不同 如冰淇淋在常温感觉太甜 3 浓度和溶解度物质味感在不同浓度的感觉是不同的 如酸味 咸味在浓度高时使人感到不愉快 4 年龄 性别 生理状态年龄超过60的味感敏感性显著降低 因为味蕾减少 性别不同 有一定影响 甜味女的敏感 身体有疾病时 味感敏感性显著降低 人在饥饿时 味感敏感性显著提高 10 2 3呈味物质的相互作用味的相乘作用 一种物质的味感因为另一种味感物质的存在而显著增强的现象 如5 肌苷酸与谷氨酸钠相互增强鲜味 味的消杀作用 一种物质的味感因为另一种味感物质的存在而减弱或抑制的现象 如蔗糖 食盐 柠檬酸 奎宁之间 在适当浓度下 两两混合 会使任何一种味感减弱 味的疲劳作用 在较长时间受到某种味感物质的刺激 再吃时就会感到味感强度下降的现象 味的变调作用 两种物质相互影响会使味感改变的现象 如吃酸味的橙子 有时会有甜的感觉 10 3食品的滋味和呈味物质10 3 1甜味和甜味物质10 3 1 1呈甜机理夏氏学说 0 25 0 4nm氢键基团 质子供给基团 AH B质子接受基团 O N 补充学说 AB B X X 疏水基团 10 3 1 2甜度强度及其影响因素甜度 以10 蔗糖水溶液在20 时的甜度为1 0 或者100 一些糖和糖醇的比甜度见表10 1甜度影响因素 1 浓度一般浓度增加 甜度增加 但不成正比 2 温度见图10 8 3 溶解在溶解状态下才能产生作用 4 相互作用 10 3 1 3常见甜味剂及其应用1 单糖和双糖葡萄糖 有凉爽感 可直接食用及注射果糖 代谢不需要胰岛素 适应糖尿病人食用木糖 不被微生物发酵 不产生热能 适应糖尿病人 高血压患者食用蔗糖 甜味纯正 用量最大麦芽糖 甜味爽口温和 营养价值高乳糖 促进钙的吸收2 淀粉糖浆由淀粉经过不完全水解而得到 用葡萄糖DE值表示淀粉转化的程度 指淀粉转化液中含葡萄糖干物质的百分率 3 甘草苷4 甜菊苷适用于糖尿病人食用的甜味剂5 糖醇有木糖醇 山梨糖醇 甘露醇 麦芽糖醇不受胰岛素控制 不被微生物发酵 糖尿病人食用 防龋齿6 糖精比甜度300 500 后味微苦7 甜蜜素比甜度30 50 应用广泛8 甜味素蛋白糖阿斯巴甜 比甜度100 200 10 3 2酸味及酸味物质酸味是舌黏膜受到氢离子刺激而产生的一种化学味感 不同的酸有不同的味感 影响酸味的因素 1 氢离子浓度 2 总酸度和缓冲作用 3 酸味剂阴离子的性质 4 其它因素10 3 2 1呈酸机理H 是酸味剂HA的定味基 阴离子A 是助味基 定味基H 在味蕾受体的磷脂头部相互发生交换反应 从而产生酸味感 助味基A 在味蕾的磷脂受体的表明有较强的吸引力 影响酸的风味 一般有机酸具有爽快的酸味 10 3 2 2重要的酸味料及其应用1 食醋2 柠檬酸3 苹果酸4 酒石酸5 乳酸6 抗坏血酸7 葡萄糖酸8 磷酸9 琥珀酸及延胡索酸 10 3 3苦味及苦味物质10 3 3 1呈苦机理1 空间位阻学说2 内氢键学说相距0 15nm的内氢键的分子具有苦味 3 三点接触学说苦味分子与苦味受体通过三点接触而产生 4 诱导适应学说 1 苦味受体是多烯磷脂在膜表面形成的 水穴 为苦味物质和蛋白质之间的偶联提供了一个 巢穴 肌醇磷脂与Cu2 等离子结合形成穴位的 盖子 苦味分子必须先揭开盖子 才能与苦味受体作用 2 由多烯磷脂组成的受体穴可组成不同的多极结构而与不同的苦味剂作用 3 多烯磷脂组成的受体穴可与蛋白质 脂质作用 通过盐桥转换 氢键的破坏 疏水键的生成等作用方式而改变磷脂的构象 产生苦味信息 10 3 3 2常见苦味剂及其应用1 咖啡因和可可碱2 苦杏仁苷3 柚皮苷 橙皮苷4 胆汁5 奎宁6 苦味酒花7 蛋白质水解物的某些肽8 羟基化脂肪酸9 某些盐类的苦味 10 3 4咸味与咸味物质10 3 4 1咸味模式氯化钠具有纯正的咸味 阳离子是呈味基 阴离子是助味基 阳离子易被味感受器的蛋白质的羧基或磷酸基吸附而呈酸味 咸味强弱与味神经对阴离子感应的相对大小有关 一般来说 盐的阳 阴离子半径 原子量小的有咸味 大的呈现苦味 10 3 4 2常见的咸味物质氯化钠 葡萄糖酸钠 苹果酸钠 氯化钾 10 3 5鲜味与鲜味物质10 3 5 1呈鲜机理鲜味剂通用结构式 O C n O n 3 9 两端都带有负电荷 n 4 6时鲜味最强 C可以被O N S P取代 HOOC CH2 CH2 CH NH2 COOH 谷氨酸 n 510 3 5 2常见鲜味剂L 谷氨酸 钠 味精 L 天冬氨酸 钠 核苷酸 5 肌苷酸 5 IMP 5 鸟苷酸 5 GMP 谷氨酸与核苷酸有协同效应 食盐是味精的助鲜剂 琥珀酸 钠 贝类鲜味剂 乙基 麦芽酚为风味增效剂 10 3 6辣味与辣味物质10 3 6 1呈辣机理辣味是由香辛料中的一些成分所引起的尖利的刺痛感和特殊的灼烧感的总称 辣椒素 胡椒碱 生姜素 丁香 大蒜素 芥子油等都是双亲分子 其极性头部是定味基 非极性尾部是助味基 分子的辣味随着其非极性尾链增长而增加 以C9最辣 P354图10 3 6 2常见辣味物质1 火辣味物质 辣椒 胡椒 花椒2 辛辣味物质 芳香辣 姜 肉豆蔻 丁香 芥子苷3 刺激辣味物质 蒜 葱 韭菜 芥末 萝卜10 3 7其它味感10 3 7 1清凉味 薄荷醇 薄荷脑10 3 7 2涩味 未成熟柿子 茶叶 含草酸高的蔬菜10 3 8 3金属味 10 4嗅觉嗅觉是指食品中的挥发性物质刺激鼻腔内的嗅觉神经细胞而在中区神经中引起的一种感觉 10 4 1嗅觉产生的生理基础气味物质通过刺激鼻腔后上部的嗅觉上皮内含有的嗅觉受体的嗅细胞而产生嗅觉的 气味物质作用于嗅细胞 产生的神经冲动经嗅神经多级传导 而形成嗅觉 嗅觉器官示意图见图10 14 图10 15 图10 16 10 4 2嗅觉理论嗅觉立体化学理论 不同物质的气味是几种主导气味的不同组合 而每一种主导气味可以被鼻腔内的一种相互各异的主导气味受体感知 有7种主导气味 清淡 樟脑 发霉 花香 薄荷 辛辣 腐烂气味 嗅觉振动理论 气味受体分子与气味分子发生共振 10 4 3嗅觉的特点及分类10 4 3 1嗅觉的特点敏锐 易疲劳 易适应 个体差异大 阈值会随着人的身体状态变动 10 4 3 2嗅觉的分类Amoore 清淡 樟脑 发霉 花香 薄荷 辛辣 腐烂气味 另 龙涎香 苦杏仁 麝香 檀香气味 10 5嗅感物质一种食物的气味是由很多种挥发性物质共同作用的结果 而某种食品的气味往往是由主要的少数几种香气成分所决定的 称为主香成分 用香气值表示香气形成中的作用大小 香气值越大 香气形成中的贡献越大 食品的气味物质种类繁多 含量极微 稳定性差 大多为非营养成分 气味物质可分为 醇 酯 酮 酸 萜烯 杂环 芳烃 含硫化合物等 10 6各类食品的香气及其香气成分10 6 1果蔬的香气及其香气成分水果的香气成分 有机酸酯类 醛类 萜类 挥发性酚类 醇类 酮类 挥发性酸类 苹果 小分子酯类占78 92 以乙酸 丁酸 己酸分别与乙醇 丁醇 己醇形成的酯类 如 乙酸 3 甲基丁酯 3 甲基丁酸乙酯 3 甲基丁酸丁酯 草莓 乙酯 甲酯 甲硫基酯 甜瓜 甲硫基乙酸乙酯 甲硫基乙酸甲酯 乙酸 2 甲硫基乙酯等六种葡萄 苯甲醇 苯乙醇 香草醛 香草酮 36种萜类物质 沉香醇 牦牛儿醇香蕉 丁香醇 丁香醇甲酯及其衍生物蔬菜 组织细胞受损时 风味酶释出 与香味前体底物结合产生挥发性香气物质 如番茄 醇 酮 醛类物质为主 己烯醛 醇 庚烯酮 醛 3 甲基丁醇 醛 10 6 2肉的香气及其香气成分香气前体在烧烤过程中通过美拉德褐变反应形成许多 非 挥发性化合物的综合 肉汁中含有的氨基酸 肽 核酸 酸 糖等与其它化合物混合就形成肉香 由于肉类的脂肪不同 而生成不同的肉香 有甲基硫醇 乙醛 丙醛 2 甲基丙醇 3 甲基丁醇 丙酮 丁酮 环己醇 甲基丁酮等 10 6 3乳品的香气及其香气成分牛乳香气 主要是低级脂肪酸和羰基化合物 如 2 己酮 2 戊酮 丁酮 丙酮 乙醛 甲醛 以及微量的甲硫醚 乙醚 乙醇 氯仿 氯化乙烯牛乳可发生氧化酸败气味牛乳日晒可产生日晒味 甲硫醇和二甲基二硫化物 10 6 4烘烤食品的香气及其香气成分加热过程中发生糖类热解 羰氨反应 油脂分解 含硫化合物分解的产物 综合而成的各类食品的特有焙烤香气 糖类是形成香气的重要前体 热解香气 呋喃衍生物 醛类 酮类 丁二酮 羰氨反应 产生吡嗪类化合物 面包香气 发酵产生醇 酯 焙烤产生70多种羰基化合物花生 芝麻香气 花生加热产生羰基化合物 5种吡嗪类化合物 甲基吡咯 芝麻特征成分 含硫化合物 10 6 5发酵食品的香气及其香气成分发酵食品的香气成分主要有醇 醛 酮 酸 酯类物质 10 6 5 1酒类的香气芳香成分复杂 数十种 主要呈香成分为 乙酸乙酯 乳色乙酯 己酸乙酯 乙醛 异戊醇 10 6 5 2酱及酱油的香气醇类 乙醇 正丁醇 异戊醇 苯乙醇酸类 乙酸 丙酸 异戊酸 己酸酚类 4 乙基愈创木酚 4 乙基苯酚 对羟基苯乙醇酯类 乙酸戊酯 乙酸丁酯 苯乙醇乙酸酯羰基化合物 乙醛 丁醛 丙酮 酮醛 糠醛 异戊醇含硫化合物 硫醇 甲硫醇 10 6 6水产品的香气及其香气成分广泛 复杂 研究比较少 10 6 7茶叶的香气及其香气成分600多种 醇 醛 酮 酸 酯 含氮化合物 含硫化合物 新茶只有80多种 其余主要是加工产生绿茶 吡嗪 吡咯类化合物蒸青茶 芳樟醇及其氧化物红茶 花果香气 香叶醇 芳樟醇及其氧化物 苯乙醇 水杨酸甲酯乌龙茶 茉莉酮酸甲酯 吲哚 芳樟醇及其氧化物 苯甲醇 苯乙醇 茉莉酮 茉莉内酯 橙花树醇 香叶醇 10 7食品中香气的形成途径途径 生物合成 酶的作用 发酵作用 高温加热 食物调香10 7 1生物合成作用10 7 1 1以氨基酸为前体的生物合成1 支链氨基酸苹果 香蕉以支链氨基酸L 亮氨酸为前体合成醋酸异戊酯 马铃薯 豌豆以支链氨基酸L 亮氨酸为前体合成吡嗪类化合物 2 芳香族氨基酸某些果蔬以芳香族氨基酸 苯丙氨酸 酪氨酸 为前体合成香气成分 酚 醚 醛类化合物 3 含硫氨基酸洋葱 大蒜 香菇等以含硫氨基酸 半胱氨酸 蛋氨酸 合成S 氧化硫代丙醛 香菇酸 甲硫醚 10 7 1 2以脂肪酸为前体的生物合成1 由脂肪氧合酶产生的香气成分以脂肪酸 亚油酸 亚麻酸 为前体 在脂肪氧合酶作用下 合成香气成分 P370图10 26 2 由脂肪 氧化产生的香气成分梨 杏 桃等水果由脂肪 氧化产生香气成分 如癸二烯酸乙酯 梨 P371图10 28 10 7 1 3以羟基酸为前体的生物合成柑橘类水果以羟基酸为前体生物合成烯萜类化合物 图10 30 10 7 1 4以糖苷为前体的生物合成以单糖前体生物合成醇 醛 酸 酯类化合物 图10 31 10 7 1 5以色素为前体的生物合成番茄以色素 番茄红素 为前体的生物合成6 甲基 5 庚烯 2 酮 法尼基丙酮 图10 32 10 7 2酶的作用酶催化下 香气物质前体物质直接或者间接形成香气成分 直接 葱 蒜 卷心菜 间接 红茶10 7 3发酵作用由微生物作用于发酵基质中的营养物质而产生的发酵食品和调味料 主要有醇 醛 酮 酸 酯等类化合物 如乳酸发酵 图10 33 10 7 4食物调香使用香气增强剂 异味掩蔽剂来显著增加原有食品的香气强度或者掩蔽原有食品不愉快的气味 主要有味精 麦芽酚 乙基麦芽酚 食醋掩蔽鱼腥味 10 7 5食品加热作用 10 8食品加热形成的香气物质10 8 1加热食品中的香气成分 加热方式 烹煮 烘烤 油炸 1 烹煮中形成香气物质烹煮条件下发生非酶反应 羰氨反应 维生素和类胡萝卜素的分解 多酚化合物的氧化 含硫化合物的降解2 烘烤中形成香气物质烘烤条件下发生非酶反应 羰氨反应 维生素的分解 油脂 氨基酸 单糖的降解 胡萝卜素 儿茶酚的热降解面包 异丁醛 丁二酮 炒米 面 大豆 花生 瓜子 芝麻等 吡嗪类化合物 含硫化合物3 油炸形成香气物质烘烤反应 油脂热降解 2 4 癸二烯醛 吡嗪类化合物 酯类化合物 10 8 2加热食品香气形成的机理10 8 2 1通过Maillard美拉德反应形成香气物质 图10 34 吡嗪衍生物 呋喃衍生物 吡咯衍生物 吡啶衍生物不同的糖和氨基酸作用时 会产生不同的香气物质 如 麦芽糖与苯丙氨酸反应产生焦糖甜香 美拉德反应形成的香气物质主要有 吡嗪 吡咯 吡咯啉 咪唑 氧杂茂 硫杂茂 P376 377图10 35 39 10 8 2 2通过食品基本成分热降解反应形成香气物质1 糖的热降解生成以呋喃类化合物为主的香气成分 还有内酯类 环二酮类 醛类 焦糖素2 氨基酸的热降解含硫氨基酸产生噻唑类 噻吩类 含硫化合物杂环氨基酸 脯氨酸 羟脯氨酸产生吡咯 吡啶类化合物苏氨酸 丝氨酸产生吡嗪化合物赖氨酸产生吡啶类 吡咯类 内酰胺类化合物3 脂肪的热氧化降解脂肪烃 醇 醛 酮 酸 酯类 10 8 2 3由食品其它组分热降解反应形成的香气物质1 硫胺素的热降解 图10 41 产生呋喃类 嘧啶类 噻吩类 含硫化合物2 抗坏血酸的热降解生成糠醛 小分子醛类化合物3 类胡萝卜素和叶黄素的氧化降解 P380图10 42 产生紫罗兰酮 顺 茶螺烷 10 9食品加工与香气控制10 9 1食品加工中香气的生产与损失食品加工中一般伴有香气的生产与损失 如巴氏杀菌有烹煮味 过熟的焦煳味 10 9 2食品香气的控制1 原料的选择选择合适的原料是确保食品良好香气的途径 呼吸高峰期的水果香气好 2 加工工艺食品加工工艺对