食品风味化学my

1、1,食品风味,2,狭义:食品风味是食品的香气、滋味和入口获得的香味统称。 广义:食品风味是视觉、味觉和触觉等多方面感觉的综合反映。 食品的滋味与香味之间有密切的联系，食品的香气除了用鼻腔可以直接闻到外，在咀嚼食品中，香气进入鼻咽部与呼出的气体一起通过鼻小孔进入鼻腔。人们把鼻腔直接闻到的称香气；食物进入口腔后，进入鼻腔感觉到的称香味。,3,1 食品的滋味与呈味物质 2 食品的香气与呈香物质,4,1.食品滋味与呈味物质,一、食品滋味的形成 1.味觉的生理学,食品中的味是多种多样的，但都是由于食品中可溶性成分溶于唾液或食品的溶液刺激舌表面的味蕾，再经过味神经纤维送到大脑的味觉中枢，经过大脑的分析产生

2、味觉。,5,味蕾 味蕾是一种微结构，具有味孔，并与味觉神经相通。正常成人口腔中约有9千个味蕾，主要在舌头表面的乳头中，另有一个部分在上颚、咽喉、会咽等部位。它的味孔与口腔相通。 数目：成人约有九千多个味蕾。大部分布在舌头表面的味乳头中；少部分颁布在软颚、咽喉和会咽处。,6, 构成：味蕾由4060个椭圆形细胞构成细胞膜含蛋白质，是味觉感受器与呈味物质相互作用的部位。味觉感受器是由味蕾和味神经纤维构成，味蕾是一种微结构，具有味孔，并与味觉神经相通。 试验证明，从刺激味感受器开始至感受到味，需1.54.0毫秒。其中咸味感觉最快、苦味感觉最慢。所以苦味总是在最后才有感觉。但是人们对苦味物质的感觉比对甜

3、味物质敏感些。,7,舌头的部位有不同敏感性： 舌尖甜最敏感 舌尖和边缘咸味敏感 靠腮两边酸味 舌根苦味,8,.味觉的影响因素： 味觉与温度的关系； 最能刺激味觉在10-40 之间，其中以30时为最敏感。 味觉与时间的关系：易溶于水的物质产生味觉快、同时味觉消失也快，难溶于水的物质产生味觉慢，同时味觉消失也慢。,9, 各种味觉的相互作用 味的对比现象：两种以上适当物质混合时，会使其中一种单独的味觉都增强的现象。 如：蔗糖溶液中加入0.017%NaCl甜味反而加强了； 如：味精在有食盐存在时，其鲜味会增强。 味的消杀现象：两种以上适当浓度混合时，会使其中任何一种单独的味觉都减弱的现象。 味的变调现

4、象：当尝过食盐或奎宁后，即刻饮无味的清水，会感到清水有甜味。,10,二 、甜味及甜味物质 食物的甜味不但可以满足食用者的爱好，还能改进食品的可口性和其它工艺性质，以及提供人体一定量热能。 1.甜味与化学结构 甜味物质可分为天然和合成两大类，以前者较多，主要是几种单糖和低聚糖、糖醇等； 后者较少，只有几种合成甜味剂。一个化合物是否具有甜味与其化学结构有关。,11,Shallenberger学说： Shallenberger 等认为有甜味的化合物都具有一电负性原子A(通常是N、O)并共价连接氢，即存在一个OH， NH2或NH；同时有甜味的化合物还具有另外一个电负性原子B(通常是N，O) ；而甜味感

5、受器内这两类基团的距离约为0.3nm。所以AB基团接近0.3nm时才能产生味感。,12,Shallenberger的学说解释不了同样具有AH-B结构的化合物为什么甜味强度相差许多倍的原因，因而后来Kier等对AH-B学说进行了补充，他们认为在强甜味化合物中还具有第三个性征，即具有一个适当亲脂区域，通常是CH2CH3或C6H5等，可以增强甜度。补充后的学说称为AH-B-学说。,13,2.糖的甜味与化学结构的关系： 一般将蔗糖甜度定为100，其他糖和甜味剂的甜度为蔗糖的相对值。一般来讲糖的甜度与结构有以下关系： 葡萄糖的-异构体比-异构体甜，乳糖则相反； 多元醇具有甜味，如甘油、木糖醇及山梨糖醇等

6、，若多元醇羟基间存在一个CH2基则甜味消失； 相邻的两个羟基在空间位置必须是位于差向位置，而位于反错位置或重叠位置则无甜味；,14,15,糖的C-l或C-2羟基脱氧，或者是C-1羟基转化为-OCH3均会使甜味失去。 单糖聚合物的甜度会随聚合度的增大而减弱，甚至完全消失，如-D-葡萄糖为74，麦芽糖为32-46，淀粉则为0； 与温度有关。在20时果糖水溶液中-D-吡喃果糖占70，而随着溶液温度的升高，-D-吡喃果糖量减少，-D-呋喃果糖量增多，所以甜度下降； 蔗糖的果糖部份上的羟基被Cl基取代后甜度增加，如1，6二氯代蔗糖或1，4，6三氯代蔗糖的甜度为蔗糖的400倍和2000倍，它们是可能的甜味

7、剂。,16,3.氨基酸和肽类： 通常L型氨基酸多为苦味，特别是L-亮氨酸、色氨酸，而D-型氨基酸则具有较强的甜味，如D-丙氨酸、亮氨酸。 这是由于L-型Aa中的R基很大，且影响了与位点的作用，因此具有大R基的L-a一般为苦味。目前许多国家已批准二肽甜味剂用于食品，它的商品名为Aspartame. 我国命名为甜味素，其甜度为蔗糖的200倍左右，是唯一的肽类甜味剂(L-天冬氨酰苯丙氨酸甲酯）。,17,.萜烯糖苷：一些萜烯糖苷类也具有甜味： 甘草苷(glycyrrhizin)是甘草的甜味成分，其甜味是蔗糖的200-300倍。在甘草的根部以盐的形式存在，可用于食品。 甜叶菊苷(stevioside)：

8、是甜叶菊中的甜味成分，甜度约为蔗糖的100-150倍，对热、酸碱都稳定，但产品不纯时可因其青草味而影响其适口性 。 二氢查尔酮类 ：甜度一般为蔗糖的950-2000倍 。,18,三、苦味(Bittertaste) 和苦味物质 .苦味机理 苦味物质的化学结构多种多样，生物碱类化合物一般多具有苦味，其中奎宁是典型的苦味代表物。苦味化合物与味觉感受器的位点之间的作用类似于甜味化合物，不过苦味化合物分子中的质子给体(DH)一般是-OH、-COHCOCH3、-CHCO2CH3，而质子受体(A)为CHO、COOH、COOCH3，并且DH和A之间距离只有0.15nm.,19,苦味物质的化学结构多种多样，一般

9、都含有下列任何一种原子团：-、 、-、-、 -、-、无机盐类：Ca2+、g2+、NH4+、生物碱、黄酮类、单宁类、蛋白质水解产生的苦肽、盐类、胆汗、脲类、蛇麻子等都是苦味物质。,20, 生物碱咖啡碱、可可碱、茶碱,它们都是嘌呤类衍生物，是食品中主要的苦味物质。,中,21, 苦肽：是由一些疏水Aa组成的低肽分子，如Val、Phe、Met、Pro、Trp等； 苦味盐类：一般是离子直径大于 0.65nm（直径较大）如MgCl2、CsCl2等 蛇麻子的苦味（啤酒花Hops）：此苦味是酿造啤酒中不可缺少的风味，此苦味是由蛇麻子中所含的嵂草香苦酮及其衍生物所提供的。,22,四、酸味与酸味物质 1.酸味机别

10、 酸味是由舌粘膜受到氢离子刺激而引起的。因此，凡是在溶液中能离解出氢离子的化合物都具有酸味。 无机酸的酸味阈值约在pH3.43.5之间 有机酸的酸味阈值多在pH3.74.9之间,23, 酸味强度主要取决于呈味物质中阴离子的影响，在同一pH下，酸味强度的顺序为醋酸甲酸乳酸草酸盐酸。 可见酸味的强弱不能只从酸的离解常数的大小决定，还与酸的阴离子对味细胞显示的作用有关。通常以柠檬酸的酸度为标准，将其酸度定为100。,24,2.酸味物质 食醋：最常用的。含3-5左右的醋酸，还含其它有机酸、 Aa、糖等。以淀粉为原料发酵制成。 醋酸：无色刺激性的液体，浓度在98以醋酸能冻成冰状固体，称为冰醋酸。可用来调

11、酸合成醋。 乳酸：用作清凉饮料、酸乳饮料。 柠檬酸：因存在于柠檬酸、枸橼、柑桔等果实中较多而得名。它的酸味圆润、滋美。,25,五、咸味和咸味物质 .咸味 咸味在食品调味中颇为重要。咸味是中性盐所显示的味，只有氯化钠才产生纯粹的咸味。咸味是由盐类离解出的正负离子共同作用的结果。正离子和负离子对咸味味觉感受器的作用存在着依赖的关系，正离子被味觉感受器中蛋白质的羟基或磷酸基吸附，并产生咸味，而负离子只对咸味及副味的强弱产生影响。,26,2. 咸味物质 具有咸味的化合物主要是碱金属卤化物，如LiCI 、CuCl2、KCI、Kl 、NH4CI、Na2SO4等. 食品调味用的盐，是咸味纯正的食盐。食盐中常

12、混杂有KCl、MgCl2、MgSO4等其它盐类，造成盐中含有苦味。所以食盐需精制，除去有苦味的盐，使咸味纯正。,27,六、辣味和辣味物质 .辣味 辣味不属于食品的基本味觉，它是因一些具有辛辣味的调味料如花椒、辣椒、生姜、胡椒等的一些成分对舌、口腔和鼻腔产生的刺激作用，从而使人产生辛辣的感觉，一般来讲辛辣味具有促进消化液的分泌、促进食欲的功能，是日常生活中不可缺少的调味品。,28,(1)辣椒：辣椒中的辣味成分辣椒素有5种同系物：,结构强度名称 R=（CH2）4CH=CHCH（CH3）2 辣椒素 100 R=（CH2）6CH（CH3）2 氢辣椒素 100 R=（CH2）5CH（CH3）2 去二甲二

13、氢辣椒素 57 R=（CH2）5CH=CHCH（CH3）2 同辣椒素 43 R=（CH2）2CH（CH3）2 同二氢辣椒素 50,其辣味强度各不相同，以C9C10最辣，双键并非是辣味所必需的。在辣椒中前二种同系物占绝对多数。,29,(2) 花椒：花椒果精油中的辣味成分山椒醇，还有二种烯酸酰胺, 其它的辣味物质还有香茅醇等。 (3) 胡椒：最辣的化合物是胡椒碱和黑椒素. (4) 生姜：新鲜生姜中以姜醇为主，还有姜烯酚、摩洛哥豆蔻液、姜烯，不含姜酮，姜酮存在于陈姜中，是由姜烯酚转化而来的。姜醇和姜烯酚中以n=4时辣味最强。,30,31,(5)芥茉，山菜：其辣味主要成分是芥子酶分解异硫氰酸烯丙酯糖苷

14、所产生，白芥子中的辣味主要是异硫氰酸对羟基苄酯，而其它的一般均是异硫氰酸烯丙酯。 (6)大蒜：大蒜中的辛辣成分是硫醚化合物，它们是由蒜氨酸分解产生的，主要有二烯丙基二硫化合物。,32,七、鲜味与鲜味物质 鲜味是食品中一种能引起强烈食欲且可口的滋味。鲜味剂也称之为呈味剂、风味增强剂，使之呈现鲜味感的一些物质，典型的有L-谷氨酸一钠，5-次黄苷酸(5-IMP)、5-鸟苷酸(5-GMP)、琥珀酸一钠，它们的阈值浓度分别为140ppm、120ppm、35ppm和150ppm，分别代表着肉类、鱼类、香菇类和贝类的鲜味。,33,1.-谷氨酸钠 俗称味精，具有强烈的肉鲜味。它存在于植物蛋白中，尤其是麦谷蛋白

15、。过去一直用面筋生产-Glu-Na，后来采用发酵法。,34,它的熔点202-203 （分解），中性时鲜味最高。Glu或其钠盐的水溶液加热到120 以上或长时间加热，发生分子内失水生成变性Glu（也称羧基吡啶酮）不仅鲜味消失，而且对人体健康不利。在碱性中加热（引起外消旋），鲜味降低。,35,.鲜味核苷酸 -次黄嘌呤核苷酸（-） -（-）,5-黄苷酸（-xmp) 5-核苷酸,36,八、涩味与涩味物质 .当口腔粘膜蛋白质被凝固，就会引起收敛，这时的滋味便是涩味，涩味并非是作用于味蕾产生的，而且由于刺激触觉神经末梢所产生。 .引起食品涩味的主要化学成分是：多酚化合物 （主要）、铁金属、明矾、醛类等物质

16、，另外草酸、香豆素、奎宁酸也会引起涩味。,37,2 食品的香味和呈香物质,香味是构成食品风味的另一个重要方面，它是由挥发性香味物质刺激人的嗅觉感受器，由嗅觉细胞产生刺激后传递到大脑中枢神经而产生的反应。 挥发性香味物质 嗅觉感受器 嗅觉 大脑中枢神经 反应,38,一、阈值（threshlod） 绝大多数食品均含有多种不同的呈香物质，任何一种食品的香气都是由多种呈香物质相互作用的结果。（配合恰当诱人的香气；配合不当异常气味） 香气值：判断一种呈香物质在食品香气中起作用的数值，也叫发香值，香气值是呈香物质的浓度与它的阈值之比，即:,39,挥发性化合物（香味）的阈值远远小于味觉的阈值，但各种香味化合

17、物的阈值相差很大（可达几个数量级）。香味阈值的确定受到蒸汽压、温度、介质的影响，也受到鉴定方法、评判者嗅觉敏感性的影响。,40,二、挥发性化合物（呈味物质） 几乎都是有机化合物（烷烃、烯烃、芳香烃醇类、酚类、醛类、酮类、酯类、还有有机酸、杂环化合物、有机胺）,41,无机化合物大部分无气味：只有、 、有强烈刺激味。 有机化合物大部分有气味：有香味物质的分子 中存在形成香气的原子或原子团称为发香 原子或发香团。,1. 化合物的香味与分子结构的关系,42,43,.决定化合物气味本质的因素 偶极矩、空间位阻、红外光谱、拉曼光谱、氧化性能等。 有人认为有气味的化合物：折射率在.5左右、拉曼光谱吸收波长在

18、140-350mn，红外线吸收波长在750-1400nm。,44,3.决定化合物气味强度的因素 蒸气压、表面张力、溶解性、扩散性、吸附性等。如：有气味的物质只有挥发性，才能被鼻粘膜吸附而感觉到；有气味的物质既能溶于脂（才能通过感受细胞的脂膜）；也能溶于水（才能透过嗅觉感受器的粘膜层）。,45,三、特征效应化合物 1. 特征效应化合物 定义：只有某种或某些挥发性化合物才能使食品产生特征风味，这种或这些挥发性化合物称为特征效应化合物。只有它们才会对食品的风味起着决定作用。 异味或香气缺陷：食品中特征效应化合物的损失或组成改变均能引起食品气味异常。,46,某些香味化合物的气味阈值(mgL),47,.

19、风味前体 定义：有些化合物本身没有风味，但是在一定条件下可转化为风味化合物，这些化合物称为风味前体。 如VB加热（开环）肉香味, VB是风味前体。,48,四、食品香味化合物 这里我们只是简单地介绍一下常见的一些食品(水果、蔬菜、肉类、乳、水产品等)的风味化合物和食品在加工过程中可能产生的风味化合物。 （一）水果的香气成分 水果中的香气主要成分一般是低级脂肪酸、酯类和几种单萜烯类化合物，单萜烯主要有：,49,50,还有一些水果中醛、内酯也是其主要的香气成分几种重要的水果如： (1)苹果：已鉴定出70多种挥发性化合物，但以2-甲基丁酸乙酯、乙醛和反-己烯-2-醛为代表香气成分； (2)柑桔：柑桔中

20、萜烯类是最重要的香气成分，橙类中还有一些醛类等； (3)香蕉：挥发性成分非常多，但特征香气化合物一般是酯类，如乙酸异戊酯、戊醇的酯和乙酸、丙酸、丁酸的酯等；,51,(4)梨：重要的香气成分是不饱和脂肪酸的酯类，如顺-2-反-4-癸二烯酸的甲酯、 乙酯； (5)葡萄：重要的特征香气化合物是邻氨基苯甲酸甲酯； (6)菠萝：特征香气是由丁酸乙酯、己酸乙酯和呋喃酮化合物产生； (7)桃：与其它水果不同，香气主要是由C6C12脂肪酸的内酯组成；,52,（二）蔬菜的香气成分 1. 存在于许多新鲜蔬菜的清新泥土香味主要由甲氧烷基吡嗪化合物产生，它们一般是在植物组织中以亮氨酸等为前体经生物合成而形成的。 另外

21、蔬菜中的不饱和脂肪酸易在脂氧合酶的作用下生成过氧化物，而过氧化物分解后生成醛、酮、醇等产生了青草味。,53,2. 葱属植物如洋葱、大蒜(Garlic)等的刺激性气味一般是含硫化合物，是其风味前体经过酶的作用而转变来的.,大蒜的风味前体是蒜氨酸，其风味化合物的形成途径：,54,3.十字花科植物如芥茉、甘蓝、辣根等的香气主要是由异硫氰酸酯产生，异硫氰酸酯是由硫代葡萄糖苷经酶水解产生，这种水解在前面辛辣味一部分中已有介绍，所以存在于十字花科植物中的硫代葡萄糖苷为风味前体。,55,（三）动物性食品的香气物质 1.乳及乳制品的香气成分 鲜牛乳的香气成分：低级脂肪酸、丁酮、丙酮、乙醛、丁酸、甲基硫化物（甲

22、硫醚）等。 发酵乳制品： a、发酵奶油 丁二酮 b、干酪酮酸、醛、醇、挥发性硫化物 （由微生物分解氨基酸、肽、蛋白质）,56,.畜肉脂肪酸、酚类、醇类 新鲜畜肉：一般都带有家畜原有的生臭气味，主要由H2S、CH3SH、C2H5SH、CH3CHO、CH3COCH3、CH3OH、C2H5OH、CH3CH2COCH3和NH3等组成；经过烹调、加工以后畜肉能产生特有的香气，并且香气的组成与烹调加工的温度有关，因此肉汤、烤肉和用油煎炒的肉香味不同 。,57, 加热肉含有脂肪的牛肉加热时产生的挥发性化合物中有脂肪酸、醛、酮、醇、醚、烃和芳香族化合物；挥发性化合物中已被鉴定出200多种，可将它们分为酸性、中性、碱性三个部分。 烤肉烤肉时生成碱性(吡嗪类)化合物 。 烟熏肉熏烟中含有酚类、甲醛、乙醛、丙酮、甲酚、脂肪酸、醇、糖醛、愈创木酚等主要