食品风味化学-嗅感及嗅感物质(一)PPT课件

.1，6/12/2020，3嗅觉和嗅觉物质(1)，2，6/12/2020，3，6/12/2020，3.1嗅觉和生理学3.2嗅觉理论3.3嗅觉分子的结构关系化学结构中嗅觉分子的结构关系研究嗅觉研究分子的化学结构3.5食品中嗅觉物质形成的基本途径之一3.6食品中嗅觉物质形成的基本方法中的两个学习目标：嗅觉感觉和生理学，嗅觉，4，6/12/2020，第一，嗅觉的概念嗅觉是挥发性物质刺激鼻腔的嗅觉神经，导致中枢神经产生的感觉之一。其中产生喜欢的感觉的挥发性物质称为香。产生恶心感觉的挥发性物质叫做恶臭。嗅觉是比气味更复杂、更灵敏的感觉。从人闻味道到感觉只有0.20.3s。食品的嗅觉气味不是嗅觉物质的100%成分，也是由阈值大小决定的。3-1嗅觉和它的生理学。5，6/12/2020，2，气味分类(1)物理，化学分类在此分类中，Amoore的分类最为有名。他总结了600多种物质气味的说明、分析、归纳、刺激的气味、乙醚的气味、花的香味、薄荷的香气、麝香、恶臭(腐败的气味)的7种“原气味”术语(以后第8种称为檀香)。6，6/12/2020，哈珀等是水果味，肥皂味，醚味，樟脑味，香，香料，薄荷味，柠檬味，杏仁味，花味，甜味，麝香味，大蒜味，大蒜味，7，6/12/2020，(2)心理学分类，这一分类首先以人们闻到很多味道后对自己感觉的印象的某种标准来判断表现，然后根据分析结果找出气味的本质性质。使用的基准主要有两种，一种是使用语言描述方法，另一种是不使用语言作为媒介的配置文件方法。8，6/12/2020，例如：Schutz为了评价气味的性质，以“快温和”为标准，用多变量解释法分析结果。最后综合九个因子。a因子是新乡，是对三叉神经刺激的不饱和化合物。b因子是香气。c因子是醚味、氧含量、植物味。d因子是甜的味道、运动和植物气味的组合。e因子是油的味道，含氮的元素，动物的气味。f因子是焦点。燃烧硫磺的g因子；h因子是臭树脂的味道。I元素是金属味道等。9，6/12/2020，同年，Wright等因50种气味，与几个参考物比较，获得了8个因子：刺激三叉神经的a因子；香料b因子；树脂相似c因子；药味等d因子；苯并噻唑样e因子；乙酸己酯f因子；不快的g因子；柠檬般的h因子等。10，6/12/2020，(3)作为嗅觉盲分类，也称为盲目嗅觉缺乏，对某些气味没有感觉，对其他气味和一般人一样。这是受色盲测试的三原色基础启发的，有人推断，嗅出的人感觉不到的气味也有可能是“原气味(基本气味)”。因此，Amoore发现了8种“原始气味”(表3-3，p105)。(甜汗、精液、腥味、麦芽、薄荷、尿液气味、麝香、樟脑味道)。11，6/12/2020，在这8种“原气味”中，它们都是具有特殊作用机理的结构紧密的极性分子。在异戊酸、1-二氢吡咯、三甲胺、异丁醛四个分子中，其官能团绝对不能替代。薄荷香和有尿味的分子在结构上更重要，能强行替代二次醇。剩下的两个分子的嗅觉似乎主要依赖于分子的大小和形状，其他很多作用机理也可以代替该分子内的作用机理满足嗅觉的要求。12，6/12/2020，第三，嗅觉生理学，(a)嗅觉的特性，(1)灵敏的人的嗅觉有些灵敏，有些动物像狗一样有更好的嗅觉，鳗鱼的嗅觉比一般人的嗅觉灵敏约100万倍。，13，6/12/2020，(2)容易疲劳，适应，熟悉香水后，长时间感觉不到这种香气；粪便虽臭，但长时间也能忍受。嗅觉细胞很容易产生疲劳，对气味不敏感，但对其他气味不累。嗅觉中枢神经因气味的长期刺激而陷入否定的反馈状态，感觉受到抑制，产生适应性。另外，如果人的注意力分散了，就不会感觉到味道，过了一段时间就会习惯那种味道。疲劳、适应、习惯这三种现象共同作用，很难区分。14，6/12/2020，(3)性格差异大的人嗅觉差异大，嗅觉灵敏的人也能根据气味变化。对气味不敏感的极端情况下会形成嗅觉失明，这也是遗传的结果。有些人认为女性的嗅觉比男性灵敏，但也有其他看法。(4)阈值可以根据人体状态而变化。如果身体疲劳或营养不良，嗅觉就会减少。生病的时候会觉得食物迟钝。女性在月经、怀孕或更年期会发生嗅觉减退或过敏现象，15，6/12/2020，(2)嗅觉受体在人的鼻腔前庭部分具有嗅觉上皮部位，也称为嗅觉粘膜。膜上有很多嗅觉细胞密排列成嗅觉受体。它由嗅觉纤毛、嗅觉小细胞、细胞树突、嗅觉小器官等组成。16，6/12/2020，17，6/12/2020，人类鼻腔的各个侧面约有2000万个嗅觉细胞，兔子有5000万个。嗅觉细胞及其周围支持细胞、分泌颗粒并行形成嗅觉粘膜。细胞上的分泌蛋分泌嗅觉粘液，包括嗅觉粘膜表面、液层厚度约100m，具有保护嗅觉纤毛、嗅觉细胞组织和溶解Na、k、Cl-、Ca2等的功能。人得萎缩性鼻炎与粘膜缺乏粘液，干燥状态有关。脐带小细胞上有几个到十多个不断自动移动的纤毛，脐带纤毛。像生长在水中的水草一样，最初生长在粘液表面，一直延伸到液体水平。在18，6/12/2020的情况下，在正常呼吸期间，具有挥发性嗅觉分子的空气流通过外部鼻子进入鼻腔，与嗅觉粘膜的嗅觉细胞接触，然后气流通过内部鼻子进入肺部。因此，嗅觉物质分子必须溶解在粘液中，才能与嗅觉纤毛相遇，并吸附在嗅觉细胞上。19，6/12/2020，(3)气味对身体的影响，(1)对呼吸系统的影响主要是改变呼吸类型。例如：闻到香味的时候，人们会不由自主地深深地呼吸。闻到可疑的气味时，为了确认气味，短而有力地呼吸。恶臭会不由自主地停止呼吸，再诱惑一点。闻到辣味就咳嗽等。20，6/12/2020，(2)对消化系统有良好影响的食物香气促进消化系统运动和胃分泌，引起腹部声音或饥饿；坏的腐败臭味可以抑制伪装活动，失去食欲，或者恶心呕吐。同样，增加饲料的味道，也有助于动物快速成长和发胖。21，6/12/2020，(3)对循环器官有良好影响的气味会使血管膨胀，血压下降。心脏冠状动脉狭窄患者用戊基硫酸抢救，主要除药理作用外，对气味也有影响。22，6/12/2020，(4)生殖系统的影响气味和性关系受到关注，这更明显是动物中很多动物通过信息素的气味寻找配偶。实验结果表明，有些气味可以促进子宫运动，有些气味可以抑制，甚至引起流产。23，6/12/2020，(5)精神活动的好气味使身心愉快，心情舒畅，给人以过度紧张、解除疲劳的感觉；臭味使人生气，烦躁，失去活动欲望。当人们集中在工作上的时候，气味的影响并不严重，但当精神放松时，它会加强。24，6/12/2020，3-2嗅觉理论1，关于气味本质的学说(1)振动学嗅觉分子的固有振动频率与受体膜分子的振动频率相匹配时，受体获得气味信息。另一种观点是，有效的刺激是分子内的振动，例如嗅觉分子中价电子，只有分子实际接触受体膜，才会产生嗅觉信息。他们认为每个气味分子的振动频率不同，所以气味不同。，25，6/12/2020，(2)酶理论认为，少数人认为嗅觉分子刺激嗅觉粘膜中的酶，通过改变酶的催化能力、变异传递能力、酶蛋白的变性力等引起。气味的不同在于分子对酶的影响不同。26，6/12/2020，(3)化学学说认为嗅觉分子以微粒的形式扩散，进入鼻腔，在脐带细胞和之间发生某种化学反应或理化反应，如吸附和解吸。这些学说中更有名的有三个：27，6/12/2020，第一是立体结构论，它由嗅觉有限的几种原气味组成，每种原气味都有特定的嗅觉细胞受体。二是嗅觉细胞能被气味的硬分子渗透和极化的渗透及穿刺学说，定向双脂质膜暂时穿孔，以离子交换产生神经脉冲。第三是形状-功能团学说，气味分子的形状、大小和功能团的特性、位置不同，因此吸附在嗅觉粘膜后面的顺态也不同，嗅觉细胞产生不同的刺激，形成嗅觉感。28，6/12/2020，其次，Amoore发现的三维结构理论也被称为“锁和钥匙理论”。曾成功说明酶反应机制、抗原和抗体的弹性反应、DNA和mRNA的耦合作用等。29，6/12/2020，Amoore发现具有相同气味的分子在其外形上也有很大的共同点；分子的形状发生很大变化，嗅觉也发生了变化。例如，两种光学异构体，如果形状不同，可能会有不同的气味。如果改变苯环上置换的位置，其嗅觉感也可能发生很大的变化。当对包含14至19个碳原子的大环化合物进行相当大的改造时，对气味的特性也没有太大的影响，等等。所以他说：30，6/12/2020，我认为决定物质气味的主要因素是整个分子的几何形状，与分子结构或成分的细节无关。部分原始气味取决于分子携带的电荷。利用31，6/12/2020，X射线衍射，红外光谱，电子束探针等研究手段，对一些结构已知分子的三维空间模型进行了探索，然后提出了多种原气味分子空间模型。例如，如果。32，6/12/2020，乙醚气味分子呈棒状，厚度约0.5nm；樟脑气味船分子约球形，直径0.75nm是。麝香气味分子呈盘状，直径约0.9nm是。花香的分子由圆盘和尾部一个接一个，头部直径为0.9nm，尾部为0.4nm是。薄荷味分子在楔形分子边缘形成氢键的强电负性组。33，6/12/2020，后来Amoore在1967年确认了第八种原始气味甜香。他们还认为，根据嗅觉粘膜，不同形状的各种凹嗅细胞也像“锁孔”。气味分子像“钥匙”一样插入时，嗅觉细胞受到刺激，产生嗅觉。对于本来不属于气味的其他气味，我认为多个气味分子同时刺激不同形状的嗅觉细胞而产生的复合气味的结果。34，6/12/2020，实验论证：(1)，根据该学说的分子空间形状，与气味非常相关的观点是，如果一个分子的形象已知，就可以预测其气味。(a)与分子一样，适合于风筝形状的嗅觉细胞受体，能散发花香，适合于楔形嗅觉细胞受体，能产生薄荷香，或利用分子的侧链，使棒状嗅觉细胞受体产生乙醚气味。35，6/12/2020。因此，理论上可以预测，该化合物必须具有这3种嗅觉的水果香。用甲基取代手性碳原子的氢，成为(b)分子，分子的空间形态不再容易进入联形或楔形受体，但仍能刺激棒状嗅觉细胞受体。因此理论上可以预见的(b)分子的气味主要是乙醚的气味。上述预测已被实验证明。36，6/12/2020，(2)，该学说认为自然存在的任何复杂的气味来自多个原始气味分子共同作用，闻细胞的气味。像雪松油的主要嗅觉物质一样，按照其分子空间形状适合樟脑气味、麝香、花、薄荷气味4种气味受体，在乔斯顿主持的过程中，经过了86次测试，终于利用这4种原气味分子的不同数量组合复制了天然雪松油气味的绵羊组合。此外，为了制作具有天然檀香味的组合，我们使用了这四种烃源化合物。37，6/12/2020，(3)为了直接证明嗅觉粘膜实际上有不同形状的受体，青蛙嗅觉细胞用微电极测量对不同气味反应的电信号，结果表明青蛙不同的嗅觉细胞对不同的气味分子具有选择性。他总共找到了8种不同的嗅觉细胞受体，其中5种与人类的原气味(樟脑气味、麝香、乙醚气味、刺激气味、腐败气味)有关。38，6/12/2020，第三，外形-功能团学说于1957年问世。他相信嗅觉作用和分子识别是基于模型识别原理和潜意识分析原理的。人类的嗅觉没有特殊的受体部位，嗅觉分子和庞大数量的各种受体细胞膜通过可逆的物理吸附相互作用。有受体功能的部位就位于细胞周围膜上，使嗅觉细胞能够生成信息并传递到嗅觉系统。39，6/12/2020，Beets提出嗅觉过程包括连续的普及和吸收阶段。起初，气流中包含的气味分子以混乱的位置和结构接近嗅觉粘膜。当两者到达化学转移状态，分子吸附在界面上时，分子可以是方向和对齐状态(大部分是极性分子)，也可以是混乱状态(大部分是非极性分子)。只有定向有序的分子与嗅觉细胞起作用。40，6/12/2020的一种气味的形成是嗅觉过程的最终结果，其过程包括一系列刺激和传递阶段，每个阶段都是由于嗅觉分子对嗅觉粘膜特征结构的作用。因此，我们可以假定属于同一类别并与嗅觉细胞起作用的所有嗅觉分子都可以生成相同类型的信息，称为基本模式或信息单位。41，6/12/2020，嗅觉及其识别基于对由不连续的有限基本模式组成的人脑的信息图形的下意识认识和认识。也就是说，基本模型是信息图形的基因，嗅觉是这些基本模型的组合。42，6/12/2020，气味的基本模式是一系列相似的气味分子和嗅觉细胞的终结信息起作用的最基本单位。如果由于任何原因，例如受体蛋白引起遗传缺陷，就不能识别任何基本模式，从而导致嗅觉失明。43，6/12/2020，气味分子能否与界面的嗅觉细胞膜相互作用取决于两者之间的相互作用效率。两者相互作用效率的大小由气味分子的两个特性决定，一个是分子的形状和体积，另一个是分子功能团的本质和位置。如果宇宙障碍阻止分子的相关结构部位和受体结合的部分之间的相互作用，没有功能团，或者有一个功能组，存在空间障碍的分子，那么相互作用的效率最低，没有嗅觉。44，6/12/2020，Beets为了支持这一学说，广泛研究了嗅觉分子的参数。关于嗅觉分子的结构-性关系，本章稍后将进一步讨论。45，6/12/2020，要指出到目前为止，没有任何嗅觉学