第十章食品风味化学ppt课件.pptx

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1、,第十章 食品风味化学 Flavor Chemistry,一、风味的概念 狭义上的食品风味：食品的香气、滋味和入口后获得的香味。（味觉和嗅觉） 广义上的食品风味：指人以口腔为主的感觉器官对食品产生的综合感觉。（嗅觉，味觉，视觉及触觉）,第一节 概述,二、风味的评价 感官评定分析 现代分析技术：色谱、质谱、电子鼻、电子舌三、风味物质的特点：食品中的风味物质一般具有以下的特点：（1）种类繁多，相互影响。（2）含量极微，效果显著。 在水中乙酸异戊酯含量达到510-6mg/Kg，就会产生香蕉气味。（3）大多数是非营养物质。（4）呈味性能与其分子结构有高度特异性的关系。（5） 稳定性差，容易被破坏。,第

2、二节 滋味及呈味物质,一、滋味的概念 味感或味觉是食物在人的口腔内对味觉器官化学感应系统的刺激并产生的感觉。这种刺激有时是单一性的，但是多数情况下是复合性的。,Map of the tongues taste receptors.,二. 味觉生理学,味蕾分布舌头不同部位对味觉的敏感性阈值、绝对阈值,三. 影响味感的因素1.温度 在1040之间较敏感，在30时最敏感。 温度对味觉的影响 呈味物 味觉 阈值（%） 常温 0 盐酸奎宁 苦 0.0001 0.0003 食 盐 咸 0.05 0.25 柠檬酸 酸 0.0025 0.003 蔗 糖 甜 0.1 0.4,2. 时间 易溶解的物质呈味快，味感

3、消失也快； 慢溶解的物质呈味慢,但味觉持续时间长。3. 各种味觉的相互作用 （1）味的对比作用（2）味的变调作用 （3）味的消杀作用（4）味的相乘作用 （5）味的适应现象,四、味感的分类目前世界各国对味感的分类并不一致。日本：甜、苦、酸、咸、辣5类。欧美：甜、苦、酸、咸、辣、金属味6类。印度：甜、苦、酸、咸、辣、淡、涩、不正常味8类。我国：甜、苦、酸、咸、辣、鲜、涩7类。还有其它国家和地区的分类有凉、碱味等。,4种基本味：味觉感受器感受到的,辣味是食物刺激人的口腔粘膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种痛觉。涩味是口腔蛋白质受到刺激而凝固时产生的一种收敛的感觉，与触觉神经末梢有关。鲜味由于其

4、呈味物质与其他味感物质相配合时可以使食品的整个风味更为鲜美，在欧美各国将鲜味物质列为风味增效剂或强化剂，而不看作是一种独立的味感。但在我国食品调味的长期实践中，鲜味已形成一种独特的风味，故仍将鲜味作为一种单独的味感列出。,化学上的“酸”呈酸味，化学上的“糖”呈甜味，化学上的“盐”呈咸味，生物碱及重金属盐则呈苦味。,五. 呈味物质的特点,多为不挥发物，能溶于水，阈值比呈气味物高得多。,六、甜味与甜味物质 Sweet taste and sweet substance,席伦伯格(Shallenberger)的AHB理论,风味单位(flavor unit)是由共价结合的氢键键合质子和位置距离质子大约

5、3的电负性轨道产生的结合。 化合物分子中有相邻的电负性原子是产生甜味的必须条件。 其中一个原子还必须具有氢键键合的质子。 氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到这个作用，羟基氧原子可以在分子中作为AH或B。,（一） 呈甜机理,补充学说（科尔）： 甜味分子的亲脂部分通常称为 (-CH2-, -CH3, -C6H5)可被味觉感受器类似的亲脂部位所吸引，其立体结构的全部活性单位(AH、B和)都适合与感受器分子上的三角形结构结合， 位置是强甜味物质的一个非常重要的特征，但是对糖的甜味作用是有限的。,-D-吡喃果糖甜味单元中AH/B和r之间的关系,氯仿,邻磺酰苯亚胺,葡萄糖,局限性（1）不能解释多糖、多肽无

6、味。（2）D型与L型氨基酸味觉不同, D-缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味。（3）未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。,（二）.甜度及其影响因素1.甜度 甜味剂的相对甜度 甜味剂 乳糖 麦芽糖 葡萄糖 半乳糖 甘露糖醇 甘油 蔗糖 果糖相对甜度 0.27 0.5 0.50.7 0.6 0.7 0.8 1 1.11.5 甜味剂 甘草酸苷 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯 糖精 新橙皮苷二氢查耳酮相对甜度 50 100200 200700 15002000,2. 影响因素 （1）结构 A. 聚合度: 聚合度大则甜度降低； B. 异构体：葡萄糖： , 果糖： ； C. 环结构： -D-吡喃果糖 -D- 呋喃果糖

7、； D. 糖苷键： 麦芽糖( -1,4苷键）有甜味，龙胆二糖(-1,6苷键）苦味。,（2）温度 果糖随温度升高，甜度降低。（异构化）（3）结晶颗粒大小 小颗粒易溶解，味感甜。（4）不同糖之间的增甜效应 5%葡萄糖+10%蔗糖=15%蔗糖。（5）其它呈味物的影响,（三）. 甜味剂糖类 葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖等糖醇 木糖醇，麦芽糖醇等糖苷 甜叶菊苷(Stevioside)的甜度为蔗糖的300倍。稳定安全性好，无苦味，无发泡性，溶解性好。,4. 其它甜味剂(1) 甜蜜素(2) 甜味素（阿斯巴甜，二肽衍生物）(3) 二氢查耳酮衍生物(4) 糖精（Saccharin) (5) 三氯蔗糖,（一）呈苦机

8、理 AH/B理论：AH与B之间距离近 （0.15nm） 其它理论：盐、氨基酸等苦味形成,七、 苦味和苦味物质Bitterness and bitterness substance,嘌呤类衍生物是食品中重要的生物碱类苦味物质。咖啡碱存在于茶叶、咖啡和可可中；可可碱存在于可可和茶叶中。都有兴奋中枢神经的作用。,（二）苦味物质 1. 茶叶、可可、咖啡中的生物碱,（二）苦味物质 2. 啤酒中的苦味物质（萜类） 啤酒中的苦味物质主要源于啤酒花中的律草酮或蛇麻酮的衍生物（酸和异-酸），其中酸占了85%左右。 酸在新鲜酒花中含量在28%之间(质量标准中要求达7%），有强烈的苦味和防腐能力，久置空气中可自动氧

9、化，其氧化产物苦味变劣。,异律草酮（异-酸）,律草酮（酸）,啤酒花与麦芽汁共煮时，酸有4060%异构化生成异酸。控制异构化在啤酒加工中有重要意义。 核黄素存在时，异酸经光氧化分解，可产生老化风味。,柚皮苷生成无苦味衍生物的酶水解部位结构,3 柑橘中的苦味物（糖苷） 主要苦味物质：柚皮苷、新橙皮苷 脱苦的方法：酶制剂酶解糖苷，树脂吸附，-环糊精包埋等。,（1）肽类氨基酸侧链的总疏水性使蛋白质水解物和干 酪产生明显的非需宜苦味。 计算疏水值可预测肽类的苦味 （2） 肽的分子量影响产生苦味的能力 分子量低于6000的肽类才可能有苦味， 分子量大于6000的肽由于几何体积大，显然不能接近感受器位置。,

10、4. 氨基酸及多肽类,5. 盐类 苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关。 离子直径小于6.5的盐显示纯咸味 如：LiCl=4.98，NaCl=5.56，KCl=6.28 随着离子直径的增大盐的苦味逐渐增强 如：CsCl=6.96，CsI=7.74，MgCl=8.60,胆汁是动物肝脏分泌并贮存在胆囊中的一种液体，味极苦，胆汁中苦味的主要成分是胆酸、鹅胆酸和脱氧胆酸。在畜、禽、水产品加工中稍不注意，破损胆囊，即可导致无法洗净的苦味。,6、胆汁,28,阳离子产生咸味阴离子抑制咸味,八、 咸味和咸味物质,中性盐,钠离子和锂离子产生咸味，钾离子和其他阳离子产生咸味和苦味。,氯离子本身是无味，对咸味

11、抑制最小，较复杂的阴离子不但抑制阳离子的味道，而且 它们本身也产生味道。,NaCl产生咸味：阈值为0.2%，液态食品中最适浓度0.8%-1.2%。,（一）呈酸机理1. 酸味是由H+刺激舌粘膜而引起的味感，H+是定味剂，A-是助味剂。2. 酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系。,九、 酸味和酸味物质Sourness and sourness substance,3. 酸味物质的阴离子对酸味强度有影响 有机酸根A-结构上增加羟基或羧基，则亲脂性减弱，酸味减弱； 增加疏水性基团，有利于A-在脂膜上的吸附，酸味增强。,（二）主要酸味剂 1.食醋 2. 乳酸 3. 柠檬酸 4.葡萄糖酸 -D-葡萄糖内酯的

12、水溶液加热可转变成葡萄糖酸。,（一）辣味的呈味机理 辣味刺激的部位在舌根部的表皮，产生一种灼痛的感觉，严格讲属触觉。 辣味物质的结构中具有起定味作用的亲水基团和起助味作用的疏水基团。,十、 辣味和辣味物质Piquancy and piquancy substance,1. 热辣味（hotness） 口腔中产生灼烧的感觉，常温下不刺鼻（挥发性不大），高温下能刺激咽喉粘膜。 如：红辣椒主要呈辣成分有辣椒素、二氢辣椒素。胡椒中的胡椒碱。2. 辛辣味（pungency） 冲鼻的刺激性辣味，对味觉和嗅觉器官有双重刺激，常温下具有挥发性。 如：姜、葱、蒜等。,（二）辣味物质 辣味料的辣味强度排序： 辣椒、

13、胡椒、花椒、姜、葱、蒜、芥末 热辣 辛辣,鲜味物的呈鲜机理 相同类型的鲜味剂共存时，与受体结合时有 竞争作用。 不同类型的鲜味剂共存时，有协同作用。 如：味精与肌苷酸按1:5比例混合，其鲜味 提高6倍。,十一、鲜味和鲜味物质 Delicious taste and delicious substance,（二）呈鲜物质 1. 味精 (谷氨酸钠) L - 型谷氨酸钠是肉类鲜味的主要成分， D - 型异构体则无鲜味。 其鲜味与其离解度有关。,2. 鲜味核苷酸 主要的呈鲜核苷酸：肌苷酸，鸟苷酸。 肉中鲜味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而产生。 存放时间过长，肌苷酸变成无味的肌苷，进而变为呈苦味的次

14、黄嘌呤。 酵母水解物也是鲜味剂，其呈鲜成分是5-核糖核苷酸。,3. 其它鲜味剂天然存在的有些肽类如：谷胱甘肽、谷谷丝三肽植物蛋白质和微生物核酸水解产生的鲜味剂,涩味 涩味通常是由于单宁或多酚与唾液中的蛋白质缔合而产生沉淀或聚集体而引起的。 难溶解的蛋白质与唾液的蛋白质和粘多糖结合也产生涩味。,十二、涩味和涩味物质 Astringent tast and astringent substance,二. 涩味成分 主要涩味物质是多酚类的化合物。 单宁是最典型的涩味物： 缩合度适中的单宁具有涩味， 缩合度超过8个黄烷醇单体后，其溶解度大为降低，不再呈涩味。 明矾、醛类也具有涩味。,常用脱涩方法：（1

15、）焯水处理； （2）在果汁中加入蛋白质，使单宁沉淀。（3）提高原料采用时的成熟度。,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，人的嗅觉受体的空间位置也有差别，呈香分子嵌入受体，产生信号，从而产生特征气味。2.膜刺激理论 3.振动理论,第三节 气味与呈味物质,二、有气味物质的一般特征： 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26300之间。,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。,（一）水果的香气

16、成分 主要是以亚油酸和亚麻酸为前体物经生物合成途径产生的（有酶催化）。 水果中的香气成分主要为C6C9的醛类和醇类，此外还有酯类、萜类、酮类，挥发酸等。,三、植物性食品的风味,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； 红苹果则以正丙己醇和酯为其主要的香气成分； 柑橘以萜类为主要风味物； 菠萝中酯类是特征风味物； 哈密瓜的香气成分中含量最高的是3t, 6c 壬二烯醛（阈值为310-6）；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）。,（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 具有显著的青鲜气味。 特征气味物有C6

17、或C9的不饱和醇、醛及吡嗪类化合物。 如:黄瓜、青椒、番茄等,2.伞形花科蔬菜 具有微刺鼻的芳香， 头香物有萜烯类化合物。 如：胡萝卜、芹菜、香菜等。3. 百合科蔬菜 具有刺鼻的芳香， 风味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。 如:大蒜、洋葱、葱、韭菜等。,4.十字花科蔬菜 具有辛辣气味， 最重要的气味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、异硫氰酸酯）。 如：卷心菜、萝卜、花椰菜、芥菜等 。5. 其 它 蘑菇主香成分有：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。 烤紫菜的香气的产生有麦拉德反应参与。,（三）发酵食品的香气成分 主要是

18、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。,2. 酱油 酱类利用曲霉、乳酸菌和酵母菌发酵。 酱油香气的主体是酯类，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%， 香气成分以乙酸乙酯为主。,（四）茶叶的香气成分,（1）绿茶：不发酵茶，有典型的烘炒香气和鲜青香气。在杀青过程中，鲜茶叶中低沸点的青叶醇、青叶醛挥发，同时使部分青叶醇、青叶醛异构化生成具有清香的反式青叶醇（醛），成为茶叶清香的主体。高沸点的芳香物质如芳樟醇、苯甲醇、苯

19、乙醇、苯乙酮等，随着低沸点物质的挥发而显露出来，这类高沸点的芳香物质具有良好香气，是构成绿茶香气的重要成分。 （2）半发酵茶：半发酵茶的香气特点介于绿茶与红茶之间。乌龙茶是半发酵茶的代表，其茶香成分主要是香叶醇、顺-茉莉酮、茉莉内酯、茉莉酮酸甲酯、橙花叔醇、苯甲醇氰醇、乙酸乙酯等。 （3）红茶：红茶是发酵茶，生成红茶风味化合物的前体主要有类胡萝卜素、氨基酸、不饱和脂肪酸等。红茶的加工中，-胡萝卜素氧化降解产生紫罗酮等化合物，再进一步氧化生成二氢海葵内酯和茶螺烯酮，后两者是红茶香气的特征成分。,（一）水产品的气味 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。

20、熟鱼肉中的香味成分是由高度不饱和脂肪酸转化产生的。 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。,四、动物性食品的风味,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。鱼、贝类死后其体内的赖氨酸逐步酶促分解。鲜鱼肉内中约2%的尿素，在一定条件下可分解生成NH3。鱼体表面粘液中的蛋白质，氨基酸等被细菌分解。鱼油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸戊酸等。,新鲜的畜肉一般都带有腥膻气味，风味物质主要由硫化氢、硫醇、醛类、甲（乙）醇和氨等挥发性化合物组成，有典型的血腥味。生猪肉中有三百多种挥发性物质，主要物质种类包括碳氢化合物、醛、酮、醇、酯、呋喃化

21、合物、含氮化合物和含硫化合物。羊肉有膻味与肉中的甲基支链脂肪酸如4-甲基辛酸、4-甲基壬酸、4-甲基癸酸有关。狗肉有腥味与所含的三甲胺、低级脂肪酸有关。性成熟的公畜由于性腺分泌物而含有特殊的气味，如没有阉割的公猪肉有强烈的异味，产生这种异味的是5-雄-16-烯-3-酮和5-雄-16-烯-3-醇两种化合物。,（二）肉类的风味物质,（二）肉类的风味物质 熟肉香气的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。 肉香形成的前体物有氨基酸、多肽、核酸、糖类、脂质、维生素等。 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。,前体物生成肉香成分的主要三种途径：,（1）脂质的

22、热氧化降解、硫胺素热解。 （2）麦拉德反应、Strecker降解、糖的热解。 （3） （1）和（2）生成的各物质之间的二次反应。 根据这些研究成果，可配制各种肉类食用香精。,（三）乳及乳制品的气味 新鲜乳香气的主体成分是二甲基硫醚（阈值12 ppb），含量稍高就会产生异味。此外, 还有低级脂肪酸、醛、酮等。 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。 酸奶中丁二酮是其特征风味成分。 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。,形成乳制品不良风味的途径: 乳脂氧化形成的氧化臭，其主体是C5C11的醛类，尤其是2,4-辛二烯醛和2,4-壬二烯醛。

23、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。 牛乳长期贮存产生旧胶皮味，其主要成分是邻氨基苯乙酮。,增强香味的方法：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。,五、香味增强,（一）麦芽酚(matol)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，可从天然植物中提取,如:烘烤过的麦芽，咖啡豆，可可豆。3. 工业生产的麦芽酚一般是由大豆蛋白发酵制备的。麦芽酚一般用于甜味食品中，

24、如：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。,（二）乙基麦芽酚(ethylmatol)增香能力为麦芽酚的六倍。 1份乙基麦芽酚可代替24份香豆素。 在食品中用量一般为0.4100ppm。有明显的水果香味。,（一）酶促反应： 脂肪氧合酶途径 支链氨基酸的降解途径 莽草酸合成途径 萜类化合物的合成 乳酸-乙醇发酵中的风味,六、 风味化合物的形成途径,（二）非酶促反应： 加热产生风味物质 脂肪氧化,1、脂肪氧合酶途径 前体物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

25、肪酸所生成的酯。通常C6化合物产生青草的香味，C9化合物产生类似黄瓜和西瓜香味，C8化合物有蘑菇或紫罗兰的气味,（一）酶促反应,2、支链氨基酸的降解途径 支链氨基酸为前体物质，在酶的催化下生成特征支链羧酸酯，如乙酸异戊酯、3-甲基丁酸乙酯 （香蕉香味） （苹果香味）,3、莽草酸合成途径 在莽草酸合成途径中能产生与莽草酸有关的芳香化合物，如苯丙氨酸和其他芳香氨基酸。,4、萜类化合物的合成 在柑橘类水果中，萜类化合物是由异戊二烯途径合成。萜类化合物中，二萜分子大，不挥发，不能直接产生香味。倍半萜中甜橙醛、努卡酮分别是橙和葡萄柚特征芳香成分。单萜中柠檬醛和苧烯分别具有柠檬和酸橙特有的香味。,5、乳酸

26、-乙醇发酵中的风味 微生物产生的酶（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。,1、加热产生风味物质美拉德反应：吡嗪类化合物焙烤食品重要风味物碳水化合物和蛋白质的降解反应维生素的降解反应：B1含硫化合物、呋喃、噻吩,（二）非酶促反应,2、脂肪氧化： 脂肪非酶促氧化醛、酮化合物哈败味。,第四节 现代食品风味化学瓶颈,1.现有的分析仪器很难对风味物质的呈味类型和呈味强度进行准确的分析。2.食品中的风味成分数量繁多，类群复杂，许多含量较低的风味成分分散在大量的对风味并不

27、重要的介质中。3.对同一种风味成分来说，在不同的浓度或不同的介质中，可能呈现不同的风味特征。,72,第四节 现代食品风味化学前景,1.进一步研究食物的风味成分和风味成分的形成机理。2.将风味化学和人体生理学两个领域结合起来，进一步研究物质的呈香机理和呈味机制。 余德寿等人对麻油的呈香成分采取了感观评价与仪器测定相结合的方法，将两种方法的数值用三元回归方程计算，得出一个较能说明麻油香味浓淡的分值。 3.研究烹调过程与风味形成的关系,73,思考题,一、名词解释题笼形水合物、水分活度、滞后现象、转化糖、 糊化温度、美拉德反应、酸价、同质多晶现象、乳化活力指数、酶促褐变、固定化酶、焦糖色素、味的对比作

28、用、味的消杀作用、味的相乘作用、风味、食品的味、相对甜度、阈值,二、分析题1.在用回吸法和解吸法绘制MSI时，二者图形为什么不能互相重叠？2.怎样控制面包表面色泽的深浅。3.实验室检测中发现：正常的食用油脂的过氧化值几乎无法测得，而从抽油烟机接油槽中获得的油脂的过氧化值则高得多，请分析其原因。4.分析苹果汁加工过程中褐变的主要原因是什么？如何控制褐变？5.腌肉时常使用亚硝酸钠为发色剂，请分析其发色机理；如果亚硝酸钠使用过量会怎样？6.分析啤酒和柑橘汁中的苦味及苦味物质，如何改善风味？,三、论述题1.论述水分活度与食品稳定性之间的联系。2.试述非酶褐变对食品质量的影响。3.试述美拉德反应的历程。4.请论述油脂的塑性的主要影响因素。5.请论述蛋白质的表面性质并且请举例说明食品加工对这些表面性质的利用。6.请论述在绿色蔬菜罐头生产过程中护绿的方法及其机理。7.论述茶叶中的香气成分？,