风味化学食品化学

风味化学食品化学第一节化合物的气味与分子结构一基本概念嗅感：是挥发性物质气流刺激鼻腔内嗅觉神经所发生的反映。令人喜爱的称为香气，令人生厌的称为臭气。嗅觉理论：1.立体化学理论：化合物立体分子的大小、形状及电荷有差异，人的嗅觉的空间位置也有差别。如果呈香物质与嗅觉的空间位置相匹配，则人体能感觉到气味。

第2页,共44页，2024年2月25日，星期天2微粒理论

动物的鼻腔中有嗅觉感受器，其中的嗅细胞发生直接感受。嗅细胞的表面为水样的分泌液的分子依极性按一定方向排列，当挥发性物质分子吸附到嗅细胞表面后就使表面的部分电荷发生改变，产生电流，使神经末梢接受刺激而兴奋，传递到大脑的嗅区。第3页,共44页，2024年2月25日，星期天

二

气味分类

基本气味与代表性化合物基本气味代表化合物薄荷香薄荷醇、环己酮、叔丁基甲醇花香香叶醇、

-紫罗酮、苯乙醇、松油醇焦糖香吡喃酮、呋喃酮、环酮麝香环十六烷酮、雄甾烷-3-

-醇樟脑香d-樟脑、桉树脑、龙脑、叔丁醇、戊基甲基乙醇鱼腥臭三甲胺、二甲基乙胺、N-甲基吡咯烷汗臭异戊酸、异丁酸腐烂臭戊硫醇、1,5-戊二胺、吲哚、3-甲基吲哚第4页,共44页，2024年2月25日，星期天三.化合物的气味与分子结构的关系：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Ⅳ族~Ⅶ族。如：P,As,Sb,S,F。第5页,共44页，2024年2月25日，星期天大环酮碳数不同，气味不同。

O=C(CH2)nn=4~7薄荷或杏仁香，n=8~11樟脑气味，n=13~17麝香，n>17无气味。同类化合物取代基不同，气味不同。有些化合物的旋光异构体的气味不同。分子的几何异构和不饱和度对气味有较强的影响。第6页,共44页，2024年2月25日，星期天四.化合物的类别与分子结构：脂肪族化合物：

醇类：C1~C3的醇有愉快的香气，C4~C6的醇有近似麻醉的气味,C7以上的醇呈芳香味。

CH3CH2CH=CHCH2CH2CH=CHCH2OH

黄瓜醇（壬二烯醇（2t,6c））有黄瓜香气

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHOHCH3

2-

辛醇有蘑菇香气

庚醇有葡萄香气。第7页,共44页，2024年2月25日，星期天酮类：丙酮有类似薄荷的香气；庚酮-[2]有类似梨的香气；低浓度的丁二酮有奶油香气，但浓度稍大就有酸臭味；茉莉花中的香气成分是茉莉酮；C10~C15的甲基酮有油脂酸败的哈味。醛类：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，但

,-不饱和醛有强烈的臭气。酯类：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。第8页,共44页，2024年2月25日，星期天

CH3(CH2)6CHCH2CH2C=O-十一内酯（桃香）

O

-壬内酯（椰子香）酸：低级脂肪酸有刺鼻的气味.2.芳香族化合物：此类化合物多有芳香气味。

CHOCHOCH=CHCHOH3CO-

苯甲醛OH桂皮醛（杏仁香气）香草醛（香草香气）（肉桂香气）第9页,共44页，2024年2月25日，星期天

OCH3OHCH=CHCH3CH2CH=CH2

茴香脑丁香酚（茴香香气）（丁香香气）

醚类及酚醚多有香辛料香气。3.萜类：

（开链单萜）（单环单萜）

香叶烯宁烯第10页,共44页，2024年2月25日，星期天O

紫罗酮（紫罗兰香气）水芹烯（香辛料香气）

4.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)2SCH2=CHCH2SSCH2CH=CH2

二烯丙基硫醚二硫化二烯丙基

第11页,共44页，2024年2月25日，星期天硫醇类（RSH）多有恶臭，且气味随分子量增大而增大。乙硫醇含量仅为3

10-7

g也能感觉到。硫甘醇(CH2OHCH2SH)具有蒜臭味。5.含氮化合物：

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。6.杂环化合物：

噻唑类化合物还具有米糠香气或糯米香气，维生素B1也有这种香气。有些杂环化合物有臭味。如：吲哚及

-甲基吲哚。第12页,共44页，2024年2月25日，星期天

气味物质的特性：

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脂膜）；

分子量在26~300之间，分子量太小，脂溶性不好，太大则挥发性不好。第13页,共44页，2024年2月25日，星期天

任何一种食品的香气都并非由一种呈香物质单独产生，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。第14页,共44页，2024年2月25日，星期天第二节食品中气味形成的途径

食品中香气形成的途径大体分为：生物合成、酶直接作用、酶间接作用、加热分解、微生物作用等。生物合成：直接由生物体合成形成的香气成分，如：萜类，酯类。人工催熟的水果的香气不如自然成熟的水果香。

第15页,共44页，2024年2月25日，星期天

由脂肪酸经脂肪氧合酶酶促生物合成的挥发物具有独特的芳香。作为前体物的脂肪酸多为亚油酸和亚麻酸，产物为C6和C9的醇、醛类以及由C6、C9脂肪酸所生成的酯。

例如：己醛是苹果、葡萄、草莓、菠萝、香蕉和桃子中的嗅味物；2t-壬烯醛(醇)和3c-壬烯醇则是香瓜、西瓜等的特征香味物质。第16页,共44页，2024年2月25日，星期天

例如：以脂肪酸为前体物的生物合成第17页,共44页，2024年2月25日，星期天酶直接作用：

酶直接作用于香味前体物质形成的香气成分。芦笋的香气形成途径如下。

CH3

酶CH3CH3S+CH2CH2COOHCH3S+CH2=CHCOOH+H+

二甲基--硫代丙酸二甲基硫丙烯酸

风味前体物

香气物香气物第18页,共44页，2024年2月25日，星期天

大蒜中气味的形成途径是蒜甘酶作用于蒜氨酸，产生大蒜素。ONH2

蒜甘酶

OCH2=CHCH2SHCH2=CHCH2SCH2CHCOOHH2OCH2=CHCH2SH[H]+

蒜氨酸

[O]OCH2=CHCH2SOHCH2=CHCH2S=OCH2=CHCH2S大蒜素第19页,共44页，2024年2月25日，星期天四.加热分解：

麦拉德反应、焦糖化反应、Strecker降解反应可产生风味物质。此外油脂，含硫化合物等的热分解也能生成各种特有的香气。芝麻焙炒风味物质（含硫化合物）花生焙烤风味物质（吡咯，吡嗪，呋喃及其衍生物）蘑菇中的香气的形成既有加热的作用，也有酶的作用。三.酶间接作用：

酶促反应的产物再作用于香味前体，形成香气成分。

第20页,共44页，2024年2月25日，星期天OOOOOCH3SCH2SCH2SCH2SCH2CHNH--CCH2CH2CHCOOH蘑菇氨酸

OCOOHNH2

火烤或晒干

-谷氨酰胺水解酶谷氨酸

+OOOONH2CH3SCH2SCH2SCH2S--CH2CHCOOHOC-S裂解酶丙酮酸+NH3+SSOOOOCH2CH2CH2CH3SCH2SCH2SCH2SHSSSS香菇精

OS

第21页,共44页，2024年2月25日，星期天五.微生物作用：

发酵食品的风味形成的途径是：微生物可产生丰富的酶（氧化还原酶、水解酶、异构化酶、裂解酶、转移酶、连接酶等），使原料成分生成小分子，这些分子经过不同时期的化学反应生成许多风味物质。发酵食品的后熟阶段对风味的形成有较大的贡献。例如：啤酒中酯类的形成。

微生物代谢→酸+乙醇+胞外酶体外酶促反应酯第22页,共44页，2024年2月25日，星期天第三节植物性食品的风味水果的香气成分：

主要通过生物合成途径产生香气成分，如：酯类、萜类、醛类，此外还有醇类，酮类，挥发酸等。

各种水果中的香气成分中大多含有C6~C9的醛类和醇类，是以亚油酸和亚麻酸为前体物经生物合成而得（有酶催化）。第23页,共44页，2024年2月25日，星期天①桃的香气成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各种酯类，内酯及

-宁烯等；

②红苹果则以正丙~己醇和酯为其主要的香气成分；③柑橘以萜类为主要风味物；④菠萝中酯类是特征风味物（己酸甲酯、己酸乙酯）；⑤哈密瓜的香气成分中含量最高的是3t,6c壬二烯醛（阈值为3

10-6）；西瓜和甜瓜的香气成分中含量最高的是3c,6c壬二烯醛（阈值为10-5）。第24页,共44页，2024年2月25日，星期天二.蔬菜的香气成分：蔬菜中风味物质的形成途径主要是生物合成。葫芦科和茄科中的黄瓜、青椒、番茄等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。

黄瓜：清香味，因含有少量有机酸使口感清爽，还含有萜类，香气的主要成分有黄瓜醇，堇菜醇。西红柿的香气成分仅有2~5ppm，其中青草气味主要是青叶醇，青叶醛的贡献。

青椒、马铃薯、莴苣的特征气味物是吡嗪。第25页,共44页，2024年2月25日，星期天2.伞形花科蔬菜（胡萝卜、芹菜、香菜等）具有微刺鼻的芳香，头香物有萜烯类化合物。3.百合科蔬菜（大蒜、洋葱、葱、韭菜等）具有刺鼻的芳香，其中的风味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。4.十字花科蔬菜（卷心菜、萝卜、花椰菜、芥菜等）具有辛辣气味，其中最重要的气味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、异硫氰酸酯）。

第26页,共44页，2024年2月25日，星期天蘑菇的香气成分有20余种，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。烤紫菜的香气有麦拉德反应的贡献。这是因为紫菜中含有较多的游离氨基酸的缘故。

CH3

酶

CH3-S+-CH=CHCOOHCH3-S-CH3+CH2=CHCOOH

（海藻中的风味前体物）（香气成分）

第27页,共44页，2024年2月25日，星期天

三.发酵食品的香气成分：主要是微生物作用于蛋白质、脂类、糖等产生的。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。烹调时加酒的作用（1）酒中的风味成分本身就具有调香作用（2）利用乙醇将不良气味物抽取挥发（3）降低香气物质的蒸气分压。第28页,共44页，2024年2月25日，星期天2.酱油：

酱类利用曲霉、乳酸菌和酵母菌发酵。酱油的香气主体是酯类，此外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%，其香气成分以乙酸乙酯为主，由于酯化反应速度慢，故陈醋香气浓郁。此外发酵的面食如：馒头等的清淡香气其主香成分是醇，有机酸，也有少量的酯。第29页,共44页，2024年2月25日，星期天第四节动物性食品的风味水产品的气味：鱼的气味：

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。

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。

鱼中令人不愉快的气味形成途径主要是微生物和酶的作用。第30页,共44页，2024年2月25日，星期天鱼、贝类死后，体内的赖氨酸逐步酶促分解，生成各种臭气成分。鲜鱼肉内还含有2%的尿素，在一定条件下可分解生成NH3，而带有臭味。鱼油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸、戊酸等也构成鱼臭气的一部分。第31页,共44页，2024年2月25日，星期天二.肉类的气味：熟肉诱人的香气，其生成途径主要是加热分解。因加热温度不同，香气成分有所不同。

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。肉香的前体物有氨基酸、多肽、核酸、糖类、脂质、维生素等。第32页,共44页，2024年2月25日，星期天这些前体物通过如下三种途径生成肉香成分：

（1）脂质的热氧化降解、硫胺素热解（2）麦拉德反应、Strecker降解、糖的热解（3）由（1）和（2）生成的各物质之间的二次反应。其中（2）起主要作用。如：含硫氨基酸与糖之间的麦拉德反应导致了肉香的主要成分三噻烷和噻啶等的生成。根据这些研究成果，配制出各种肉类食用香精。

第33页,共44页，2024年2月25日，星期天

鸡肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物构成，因此鸡汤具有很弱的硫化物的气味，若除去2t,4c-癸二烯醛、2t,5c-十一碳二烯醛，鸡肉的独特香气就失去了。

牛、羊肉的膻气源于脂质中特有的脂肪酸。如：羊肉中含有4-甲基辛酸和4-甲基壬酸。

猪肉中的5

–雄甾-16-烯-3-酮（醇）具有尿臭味。第34页,共44页，2024年2月25日，星期天三.乳及乳制品的气味：

新鲜乳的香气的主体成分是二甲基硫醚（阈值很低，12ppb），含量稍高就会产生异味。从乳中分离出的

-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。香气成分还有低级脂肪酸、醛、酮等。酸奶和奶酪属发酵食品，丁二酮是酸奶的特征风味成分。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。第35页,共44页，2024年2月25日，星期天

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。CH3SCH2CH2CHCOOHVB2CH3SCH2CH2CHO+CO2+NH3NH2日光极稀浓度时有日晒味牛乳长期贮存会产生旧胶皮味，其主要成分是邻氨基苯乙酮。第36页,共44页，2024年2月25日，星期天第五节香味增强

香味的增强一般采用：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。

第37页,共44页，2024年2月25日，星期天麦芽酚：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，存在于烘烤过的麦芽，咖啡豆，可可豆中。可从天然植物中提取，

工业生产的麦芽酚一般是以大豆蛋白发酵生产的。麦芽酚一般用于甜味食品中，有增香增甜作用。可用于巧克力、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。第38