食品风味化学（第二版） 课件 第3、4章 天然风味物质、合成风味物质

天然风味物质第三章第一节植物性食品风味成分水果风味的生物合成蔬菜风味的生物合成风味成分在植物中的分布风味形成与变异的关键影响因素水果风味的生物合成典型的水果风味在水果形成的早期并不存在，而完全是在一个相当短的成熟过程中形成的，如图所示：水果风味的生物合成（一）脂肪酸代谢生成的香气化合物主要途径包括：α-氧化β-氧化脂肪氧合酶催化的氧化（一）脂肪酸代谢生成的香气化合物苹果中直链酯挥发物的生物合成途径（[O]：脂肪氧合酶催化的氧化）破碎番茄中酰基脂类酶解形成短链羰基化合物的可能途径（一）脂肪酸代谢生成的香气化合物经由β-氧化途径的风味形成以梨风味物质的形成为例。梨中不饱和酯形成的可能途径E1,Δ3顺-Δ2反-烯酰基-CoA异构酶；E2,酰基-CoA脱氢酶水果风味的生物合成（二）氨基酸代谢生成的风味化合物：氨基酸代谢产生芳香族、脂肪族、支链的醇、酸类，羰基化合物以及酯类等物质，这些物质对于水果的风味非常重要。（二）氨基酸代谢生成的风味化合物亮氨酸转化为香蕉香气化合物香蕉组织切片分析表明，随着呼吸作用中水果成熟的过程，缬氨酸和亮氨酸转变为风味化合物，这些物质对于香蕉风味的产生是必须的。（二）氨基酸代谢生成的风味化合物香蕉中苯酚酸和苯酚酯的形成途径芳香族氨基酸也是形成水果风味的重要前体物质水果风味的生物合成（三）碳水化合物代谢生成的风味化合物由于所有风味物质前体来源于糖代谢，所以可以说几乎所有的风味物质都间接来源于碳水化合物代谢。然而，少量的风味组分是直接由碳水化合物代谢生成的。例如，萜烯类物质是由碳水化合物或脂类代谢生成的。（三）碳水化合物代谢生成的风味化合物二磷酸异戊烯酯的生物合成途径从通用前体二磷酸异戊烯酯（IPP）合成不同萜烯化合物（三）碳水化合物代谢生成的风味化合物碳水化合物还是植物中呋喃酮的前体。2,5-二甲基-4-羟基-2-氢-呋喃-3-酮（DMHF）就是一个例子，这种化合物及其各种衍生物是草莓香气的特征成分，其生物化学合成途径如图所示：草莓中呋喃醇及其衍生物的生物合成途径水果风味的生物合成几种重要水果的风味物质：柑橘类、苹果、葡萄、草莓、菠萝、香蕉、桃类、梨等蔬菜风味的生物合成蔬菜中风味物质形成的主要代谢途径如图所示：蔬菜风味的生物合成（一）脂类物质在蔬菜风味形成中的作用脂类物质主要经由脂肪氧合酶途径形成蔬菜风味物质。黄瓜中亚油酸通过脂肪氧合酶途径形成挥发性物质的示意图蔬菜风味的生物合成由半胱氨酸亚砜前体生成风味物质的最好案例是洋葱风味的形成。（二）由半胱氨酸亚砜衍生物形成的风味化合物洋葱中S-1-丙烯基半胱氨酸亚砜的生物合成及随后的风味物形成

洋葱中催泪因子（硫代丙醛-S-氧化物）的形成及其降解产物蔬菜风味的生物合成硫代葡萄糖苷是非挥发性风味前体，当其细胞结构被破坏时被酶促水解成挥发性风味物质。（三）硫代葡萄糖苷作为蔬菜风味前体黑芥子酶转化硫代葡萄糖苷为芳香化合物蔬菜风味的生物合成萜烯类物质在蔬菜中也相当普遍。它们的生成机制与水果中的生物合成相似。（四）蔬菜风味形成的其他途径常见蔬菜的风味物质百合科蔬菜：洋葱、大蒜、细香葱、韭菜、芦笋十字花科蔬菜：结球甘蓝、萝卜、芥菜和辣根、花椰菜葫芦科和茄科蔬菜：黄瓜、西红柿、马铃薯伞形花科蔬菜：胡萝卜、芹菜食用菌类蔬菜风味的生物合成第一节植物性食品风味成分风味成分在植物中的分布风味形成与变异的关键影响因素（一）遗传（二）环境和种植对植物风味变化的影响（三）成熟度和采后贮存对植物风味变化的影响第二节动物性食品风味成分畜禽肉制品水产品乳品生肉一般都带有畜禽原有的生臭气味和血样的腥膻气味，肉类只有在加热煮熟或烤熟后才具有本身特有的香气，特别是牛肉、鸡肉，其加热香气一般很好闻。肉香通常就是指加热香气。前体物生成肉香成分主要有三种途径：脂质的热氧化降解、维生素B1热解美拉德反应、Strecker降解、糖的热解以上两种途径生成的各物质之间的二次反应畜禽肉制品（一）肌肉加热时生成的香气成分去掉脂肪的肌肉在加热时，所产生的肉香成分非常类似。主要有C1～C4的脂肪酸、甲（乙或丙）醛、异丁（戊）醛、丙（丁）酮、硫化氢、甲（乙）硫醇、二甲硫醚、氨、甲胺、甲（乙）醇等一般挥发性化合物，以及噻吩类、呋喃类、吡嗪类化合物等几种代表性肉类香味物质牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉肉类风味形成的途径畜禽肉制品（二）熏肉的香气成分熏肉制品的风味一般包括两部分：肉类受热时产生的香气；肉制品表面所吸附的成分（与熏烟成分及熏制方法有关）。几种代表性肉类香味物质火腿、香肠畜禽肉制品（三）脂肪受热时的嗅感成分牛脂肪加热风味物质形成猪脂肪加热风味物质形成畜禽肉制品（一）鱼类的风味成分生鱼的风味成分冷冻鱼和干鱼的风味成分油炸鱼、烤鱼和煎鱼、熏烤干鱼（干松鱼）（二）其他水产品的风味成分牡蛎和哈蜊、青虾等水产品（一）乳制品的风味特征乳制品特征风味的形成鲜乳香气的再分配加工过程中生成新的香气成分：酶促反应、加热反应、氧化反应和微生物作用。乳品（二）饮用乳的风味成分新鲜制品的风味成分酸类化合物羰基化合物酯类化合物硫化物不良风味的形成酸败味的形成、氧化臭的形成、日光臭味的形成、旧胶皮味的形成乳品第三节发酵食品风味成分发酵食品风味的生物合成几种常见发酵食品的风味成分（一）酯酯无论是对天然食品风味还是对发酵食品风味都相当重要。在发酵食品中，酯对一些酒精类饮料的风味尤其重要。发酵食品风味的生物合成（二）酸微生物产生的酸对很多发酵食品的风味是非常重要的。对发酵乳品风味最重要的酸是乳酸。乳酸是一种旋光活性酸，以D和L两种方式存在或者呈旋光外消旋混合物，这取决于合成过程的微生物。发酵食品风味的生物合成乳糖和柠檬酸盐发酵形成各种不同的风味化合物（三）羰基化合物发酵食品风味的生物合成羰基化合物对发酵乳制品的风味具有特别大的贡献。丁二酮具有类似黄油和坚果类的芳香味，是这类产品风味中最重要的羰基化合物之一。乳制品培养发酵过程中丁二酮的形成（四）醇发酵食品风味的生物合成醇一般对风味不起重要的作用，除非是有相对高的浓度（ppm）或是不饱和的（1-辛烯-3-醇）。醇通过微生物的初级代谢活动产生或还原羰基化合物为相应的醇。威士忌酒中主要醇类物质合成的可能代谢途径（四）醇发酵食品风味的生物合成另一种生产醇的代谢途径为相应的羰基化合物的还原。甲基酮和相应醇的形成（五）萜烯单萜烯和倍半萜烯与柑橘类产品、香料和香草风味密切相关，它们是以五个碳的异戊二烯为基本结构单元的烃类化合物。虽然已经发现许多萜烯可通过微生物生产，但目前商业上还没有具有萜烯特征风味的发酵食品。。发酵食品风味的生物合成（六）内酯发酵食品风味的生物合成内酯对一些发酵食品的风味具有重要的作用，尤其是乳制品和酒精饮料。通过微生物形成内酯（七）吡嗪发酵食品风味的生物合成通过微生物形成吡嗪（八）含硫化合物吡嗪通常和非酶褐变相关，但也发现吡嗪可以通过微生物作用产生。（一）酒类几种常见发酵食品的风味成分中国白酒的香气成分醇类化合物酯类化合物酸类化合物羰基化合物酚类化合物（一）酒类几种常见发酵食品的风味成分啤酒的风味成分啤酒的香气啤酒的苦味黄酒的香气酯类、醇类、酸类、羰基化合物、芳香族化合物、其他风味成分果酒的香气酯类、醇类、羰基化合物、酸类及其他化合物（二）干酪（三）酸奶（四）红茶（五）乌龙茶（六）酱油几种常见发酵食品的风味成分合成风味物质第四章概述天然风味物质是在动植物来源的食品原材料的加工或预处理过程中，在物理，酶或化学作用下产生的。人们目前能够支配使用200多种高纯度的天然风味物质，其中大约有100种是酯类。科技工作者已用人工合成的方法创制出和天然风味物质结构完全相同的化合物，把它们称为天然等同风味物质，广泛用于食品加工中。同时，采用现代生物技术制取风味物质，可不受天然原料的限制，其风味与天然风味物质相同，具有很好的发展前景。合成风味物质的优势：天然风味物质资源有限，提取分离过程复杂、成本高。天然等同风味物质没有受到农药和重金属污染。合成风味物质的结构特征种类化合物烃脂肪烃芳香烃环状萜烯（单环萜烯和双环萜烯）倍半萜烯（单环、双环和三环倍半萜烯）醇脂肪族醇（饱和、不饱和及萜烯醇）芳香族醇环萜烯醇倍半萜烯醇醛脂肪醛芳香醛环萜烯醛杂环醛乙缩醛酸脂肪酸芳香酸酸酐

种类化合物酯脂肪酯芳香酯萜烯酯醚酮脂肪族酮芳香族酮环萜烯酮紫罗兰酮鸢尾酮杂环类缩酮内酯酚酚醚含氮类氨基化合物亚胺化合物吡嗪硫化物

合成风味物质的结构特征风味轮与各类风味化合物的合成途径风味轮青草风味类酯水果风味柑橘风味薄荷樟脑风味花香风味香辛料草本风味木质烟熏风味烘烤焦香风味坚果焦糖风味肉汤HVP风味肉香风味脂肪酸败风味奶油黄油风味蘑菇土腥风味芹菜汤风味含硫葱蒜风味风味增效剂风味增效剂的定义及风味增效作用风味化合物被定义为一种通过对混合物风味轮廓的直接贡献来赋予某种滋味或风味的化学物质，而风味修饰剂能够影响另一种风味或滋味化合物的风味或滋味强度，或者改变其品质，从而充当间接贡献者。同时，风味修饰剂可以表现出与受影响方向不同的固有的风味或滋味轮廓。自古以来，以鱼露或酱油形式应用的谷氨酸盐，还有氯化钠及甘甜的碳水化合物因其本身固有的强烈滋味而被用于调节食品风味，是典型的风味修饰剂，但由于这些物质实际上发挥的修饰作用主要是风味增效，因此是风味增效剂。风味增效剂咸味增效剂氨基酸与5'-核苷酸谷氨酸口蘑氨酸鹅膏蕈氨酸风味增效剂咸味增效剂呈味氨基酸与呈味肽单体氨基酸中的L-谷氨酸和L-天冬氨酸水溶液具有一定鲜味茶氨酸是茶叶表现鲜味和持久感的主要原因含有谷氨酸和天冬氨酸残基的短肽也可以诱发鲜味的产生，Glu-Glu、Glu-Thr、Glu-Ser和Glu-Asp等二肽就具有典型的牛肉鲜味。分子量较大的肽Ser-Ser-Arg-Asn-Glu-Gln-Ser-Arg（963.595Da）和Glu-Gly-Ser-Glu-Ala-Pro-Asp-Gly-Ser-Ser-Arg（1091.419Da）也被证实具有明显的鲜味特征L-赖氨酸、L-精氨酸和一些肽如L-精氨酸二肽、L-鸟氨酰牛磺酸和L-鸟氨酰基-β-丙氨酸等肽可以提高咸味食源性蛋白质酶解产物中含有多种氨基酸和多肽，是重要的咸鲜味强化剂风味增效剂咸味增效剂氨基酸和肽的衍生物谷氨酸盐的反应产物有鲜味作用，如谷氨酸和乳酸的脱水缩合产物N-乳酰-L-谷氨酸盐，可以刺激味觉感受器产生鲜味感觉，具有和谷氨酸钠相似的肉汤鲜味。谷氨酸的糖基化产物（美拉德反应产物）N-1-葡萄糖基-L-谷氨酸和N-1-脱氧-1-D-果糖基-L-谷氨酸也都具有感觉阈值接近于谷氨酸钠的强烈鲜味。风味增效剂咸味增效剂阿拉吡啶盐阿拉吡啶盐（Alapyridaine）本身没有任何味道，却是一种能同时提高咸、甜、鲜三种味觉的化合物，化学名为N-(1-羧乙基)-6-羟甲基-吡啶-3-醇内盐（[+]-[s]构型）。这种化合物是从牛肉原料里提取出来的，也可以从葡萄糖/丙氨酸混合溶液热反应产物中分离得到，是人类所知的第一种可同时提高多种味觉的化合物，这与谷氨酸钠、IMP、GMP等风味增效剂单独增加食物的某一种风味（只增强咸味范畴的风味）有着明显的区别。风味增效剂甜味增效剂麦芽酚和乙基麦芽酚麦芽酚和乙基麦芽酚是一种广谱的香甜增效剂，化学名称分别为2-甲基-3-羟基-4-呋喃酮和2-乙基-3-羟基-4-吡喃酮，具有增香、固香和增甜作用。白色结晶粉末，焦糖气味，在20℃的水中，麦芽酚的感觉阈值为35mg/kg。添加5～75mg/kg麦芽酚可以使食品中糖的用量减少15%。风味增效剂甜味增效剂香兰素和乙基香兰素香兰素，又名香草醛，化学名3-甲氧基-4-羟基苯甲醛，白色或浅黄色针状或结晶状粉末，是人们普遍喜爱的奶油香草香精的主要成分，具有香兰豆香气及浓郁的奶香，20℃时在水中的感觉阈值是0.02mg/L。香兰素乙基香兰素风味增效剂甜味增效剂呋喃酮4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮（HDMF，商品名：