《食品风味化学》课件.ppt

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1、思考：1.香蕉去皮后，在空气中放置一段时间，颜色会发 生什么变化？2.食用生的香蕉，味觉如何？,1.香蕉去皮后，在空气中放置一段时间，颜色会发生什么变化？,颜色改变：褐变褐变机理：酶促褐变多酚类物质（单宁）多酚氧化酶、氧 邻苯醌 氧化聚合 褐色色素具体反应：,(1),(2),(3),(4),(5),(6),2.食用生的香蕉，味觉如何？,味觉：涩味 产生原因：多酚化合物(单宁)是主要的涩味化合物，口 腔黏膜的蛋白质被凝固时，所产生的收敛结果就会使人 感到涩味。,项目三 食品的色香味化学,子项目一 风味物质任务一 食品中单宁含量的测定,任务一 食品中单宁含量的测定,实训目标：通过测定典型食品中风味

2、物质多酚物质单宁的含量水平，掌握单宁的化学分析方法；进一步熟悉氧化还原滴定操作。,任务一 食品中单宁含量的测定,实训原理：单宁广泛存在于植物的叶、果实、树皮、根中，是一种重要的植物化学成分；单宁是多酚化合物，具有还原性。本实验以高锰酸钾为氧化剂，来氧化样品中的单宁物质，根据样品中单宁可以被活性炭吸附的特点，测定样品液在用活性炭吸附前后的氧化值之差，计算单宁物质的含量。,称取约6 g(记录数据),研钵中研磨匀浆,通过漏斗转移至100mL容量瓶，定容,滤纸过滤，保留滤液，待分析,实训过程：1.样品处理,20100mL,5.00mL 滤液(吸量管准确移取)10mL 蒸馏水5mL 2.5mol/L H

3、2SO4溶液混匀，微热,0.01mol/L KMnO4溶液(已标定),滴定至淡粉色维持其30s不褪色，记录消耗的体积V1平行测定一次。,实训过程：2.样品分析,0.01mol/L KMnO4溶液,利用活性炭吸附单宁：5.00mL 滤液3g活性碳水浴上加热搅拌10min过滤，残渣需洗净(用热的蒸馏水)收集滤液(总体积应小于25mL),滴定至淡粉色维持其30s不褪色，记录消耗的体积V2平行测定一次。,上述全部滤液5mL 2.5mol/L H2SO4,实训过程：2.样品分析,任务一 食品中单宁含量的测定,数据处理：,单宁%=,N(V1-V2)0.0416,B,b,a,100,N=0.01460mol

4、/LV1：滴定样品所消耗高锰酸钾溶液的毫升数 V2：活性炭吸附单宁后所消耗KMnO4的毫升数B=5 mLb=100 mLa：样品克数,任务一 食品中单宁含量的测定,思考与讨论：,1.滴定反应不用指示剂的原因？KMnO4溶液本身有色，当溶液中MnO4-的浓度约为210-6molL时，人眼即可观察到粉红色。故用KMnO4作滴定剂时，一般不加指示剂，而利用稍过量的MnO4-的粉红色的出现指示终点的到达。在这里KMnO4称作自身指示剂。2.不清洗活性炭残渣的结果？偏大,食品味觉,味觉是食品中的可溶成分与口腔舌头表面和上颚等部位的味觉感受器产生相互作用而引起的一种感觉。,乳突,味蕾,味蕾细胞,味觉受体,

5、食品味觉,食品的基本味觉有甜味、苦味、咸味、酸味四种。,甜味,苦味,咸味,酸味,食品的基本味觉的相互作用,食品味觉,对比现象：当食盐浓度约0.5%时会增加蔗糖的甜度，当食盐浓度达1%时则会降低蔗糖的甜度；相乘现象：酸味和咸味之间存在“相乘”作用，二者的调和会使味觉变得更酸及更咸；相杀现象：酸味和甜味之间存在着所谓“相杀”关系，二者之间的调和会使味觉强度降低并变得缓和；酸味和苦味之间的相互作用不大；高浓度的糖会掩盖食品中的苦味。,食品味觉,例1：味觉感受器只能同食品中的()作用并产生味觉。A.所有有机物 B.所有无机物 C.一些可溶性物质 D.所有物质,C,例2：冰糖雪梨配料表：水、白砂糖、浓缩

6、梨汁、冰糖、葡萄浓缩汁、柠檬酸、柠檬酸钠、D-异抗坏血酸钠、CMC、植酸、食用香精、食用盐。请问配料中添加食用盐的作用是什么？,食品味觉,1.1 甜味糖一定具有甜味吗？具有甜味的物质一定是糖吗？多糖不具有甜味。糖精具有甜味，属于人工合成甜味剂，具有甜味。,食品味觉,1.1 甜味(1)席伦伯格-科尔学说 甜味化合物具有一电负性原子A(通常是N、O)并以共价连接氢，即存在AH；同时它还具有另外一个电负性原子B(通常是N，O)，与AH基团的距离约在0.35 nm；它还具有具有一个适当的亲脂区域，通常是CH2CH3或C6H5等疏水性基团，区域与AH、B两个基图在空间位置有一定的要求，它的存在可以增强甜

7、味剂的甜度。,B,AH,0.35nm,0.55nm,0.3nm,B,AH,B,AH,食品味觉,1.1 甜味(1)席伦伯格科尔学说 人体的甜味感受器内存在着类似的AH-B-结构；甜味化合物的AH-B-结构通过氢键与甜味感受器中的AH-B-结构结合时，便对味神经产生刺激，从而产生了甜味。,食品味觉,1.1 甜味(1)席伦伯格-科尔学说例3：糖精结构如下所示，解释合成甜味剂糖精之所以具有甜味的原因。,糖精结构,B,AH,0.35nm,0.3nm,0.55nm,食品味觉,1.1 甜味(2)甜度甜味的强弱称作甜度。将最常用的天然甜味剂蔗糖的甜度定为100（或定义为1），作为各种糖和甜味剂的甜度比较标准，

8、通过感官评定来确定其它的糖或甜味剂的相对甜度。,食品味觉,1.1 甜味甜味剂：糖类甜味剂、非糖天然甜味剂、天然衍生物甜味剂、人工合成甜味剂 一些甜味剂的相对甜度（蔗糖100）,食品味觉,1.2 苦味 有机物产生苦味的机制与甜味化合物相同，苦味化合物与味觉感受器的位点之间的作用也为AHB结构。有机物中奎宁是典型的苦味代表物，而番木碱是目前已知的最苦的物质。,食品味觉,1.2 苦味,奎宁的结构,食品味觉,1.3 酸味 酸味是对人类具有较强刺激性的一种味感，可以给人一种爽快感并促进食欲。其典型代表物是柠檬酸。产生酸味的主要原因是酸味化合物离解出的氢离子，它同味觉感受器上的磷脂头部发生作用，从而引起酸

9、味感。,食品味觉,1.3 酸味 常见酸味剂的相对酸度(柠檬酸100),食品味觉,1.3 酸味柠檬酸、Vc和葡萄糖酸的酸味爽快且葡萄糖酸具有柔和的口感，乳酸具有刺激性的臭味，磷酸则有涩辣味(适用于可乐)。苹果酸与人工合成甜味剂共用时，可以很好的掩盖其后苦味，并可以在饮料中产生调香的作用。,食品味觉,1.4 咸味咸味化合物的代表物是NaCl。咸味是由盐类离解出的正负离子共同作用的结果。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。,食品味觉,1.4 咸味过量摄入食盐的危害和食盐替代物过量摄入食盐会带来健康方面的不利影响，如美国FDA已经认可在食品标

10、签中可以表示食盐与高血压之间的关系。作为食盐替代物的化合物主要有KCl，20%的KCl与80%的NaCl 混合所组成的低钠盐，其风味、咸度和食盐相同。苹果酸钠的咸度约为NaCl咸度的1/3，也可以部分替代食盐。,食品味觉的阈值,2.1 阈值阈值是指某一化合物能被人的感觉器官(味觉或嗅觉)所辨认时的最低浓度。感觉器官对味觉化合物感受敏感性及阈值各不相同。甜味蔗糖，阈值一般为0.3%(w/w)。咸味氯化钠，阈值一般为0.2%(w/w)。酸味柠檬酸，阈值一般为0.02%(w/w)。苦味奎宁，阈值一般约为16 mg/kg。,练习题,1.食品褐变是食品加工过程中普遍存在的一种现象，请各举出一例说明褐变的

11、利与弊。2.食用生的香蕉，会有涩味，请阐述涩味产生的原因；设计实验测定其中主要的涩味化合物，说明测定原理。3.什么是味觉？食品的基本味觉及其代表物？4.食品基本味觉之间的相互作用如何？,项目三 食品的色香味化学,子项目一 风味物质任务二 食品的香味,任务二 食品的香味,气味是构成食品风味品质的另外一个重要方面，它是由挥发性物质刺激人的嗅觉器官产生的相应嗅觉，所以不挥发性化合物对风味的产生是无助的。一种化合物可能在某种食品中产生典型的代表气味，为我们所喜欢时为香味（Aromas），但是可能在另外一种食品中产生某种不为我们所喜欢的异味（off-flavor）或臭味。,任务二 食品的香味,2.1 嗅

12、觉和挥发性化合物嗅觉感受器由嗅觉细胞组成，分布于鼻黏膜内并通向大脑中枢神经。挥发性化合物进入鼻腔后对嗅觉细胞产生刺激，信号便被传递到大脑中枢神经，从而产生某种嗅觉。嗅觉器官可以在极低浓度下察觉某化合物的存在。,任务二 食品的香味,2.1 嗅觉和挥发性化合物特征效应化合物就是对食品的风味起着决定作用的某种或某些挥发性化合物，它或它们的含量水平不一定是最高的。一些化合物本身没有气味，但在一定条件下可转化为香味物质，这些化合物通常称为风味前体。,任务二 食品的香味,2.2 食品中的香味化合物食品中的香味化合物的生成途径,任务二 食品的香味,2.2 食品中的香味化合物2.2.1 水果的香气主要成分一般

13、是低级脂肪酸、酯类、醛类、醚类和几种单萜烯类化合物。2.2.2 蔬菜的香气总体来讲蔬菜的气味较水果弱，但各种蔬菜的气味仍然是相差甚大。,任务二 食品的香味,2.2 食品中的香味化合物2.2.2 蔬菜的香气不饱和脂肪酸在脂氧合酶的作用下生成过氧化物，过氧化物分解后生成醛、酮、醇等产生了青草味。葱属植物如洋葱、大蒜的刺激性气味一般是风味前体含硫化合物经过酶的作用所产生。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，异硫氰酸酯是风味前体。,任务二 食品的香味,2.2 食品中的香味化合物2.2.3 动物性食品的香气物质含硫化合物是肉类香气的最重要成分，去掉含硫化合物后几乎没有肉的香味。

14、维生素B1在加热时分解生成含硫化合物，在肉类香味中发挥重要的作用。对于羊肉，产生羊膻气味的一个重要化合物是4-甲基-辛酸，它是羊肉和羊羔肉的特征气味，是通过生物途径合成的。,任务二 食品的香味,2.3 热加工中生成的挥发性化合物2.3.1 美拉德反应产生的香味化合物吡嗪类化合物的产生2.3.2 挥发性化合物之间的相互作用力食品热加工过程中风味化合物的反应性增强，它们相互间的作用可以导致新的香味化合物生成，和香味的改变。,任务二 食品的香味,2.3 热加工中生成的挥发性化合物2.3.3 氨基酸衍生物的分解CH3SCH3不仅是加热后牛乳的风味化合物，也是新鲜或罐装甜玉米、番茄汁等的典型香味化合物。

15、是对热不稳定的S-甲基化蛋氨酸磺酸盐分解产物。2.3.4 糖类的分解糖类在适当加热后能产生宜人的焦糖香味，主要是加热时糖分子发生脱水反应。,任务二 食品的香味,2.4 食品赋香剂2.4.1 香料香料是制作香精的原料，有时可以直接用于食品中赋香，有时需要和其它物质以一定的比例混合后方可在食品中使用。一般为低分子量的挥发性物质，多为脂溶性化合物。,任务二 食品的香味,2.4 食品赋香剂2.4.2 风味增效剂把能够直接用于食品中能显著增强或改善原有风味的香料叫做 风味增效剂。麦芽酚、乙基麦芽酚等除助香的效果之外，还有一些特殊作用，如可显著地增加饮料、酒等食品的原有风味（尤其是甜味和香味），同时又能掩

16、盖和除去食品中的一些异味如苦味、腥臊味。,任务二 食品的香味,2.4 食品赋香剂2.4.3 香精香精又称调合香料，是由几种或几十种香料混合而成的，它可有四种形态：（1）水溶香精；（2）油溶香精；（3）乳化香精；（4）粉末香料。,任务二 食品的香味,2.4 食品赋香剂2.4.3 香精不论何种香型或形态，食用香精一般由四部分组成：主香体：是显示香型特征的主体，是构成香气和香味的基本原料，其量不一定最大，由一种或几种相应的特征效应化合物构成。助香体：调节香气、香味作用，使香气和香味变得柔和或清新，使香料具有特殊的风韵。定香剂：即保香剂，能使香料中的易挥发成分不能过快挥发，能较长时间保持原有风味。稀释

17、剂：一般是乙醇，也有用水或水、醇同用。,项目三 食品的色香味化学,子项目二 食用色素任务一 青菜叶中叶绿素含量的测定,1.1 基本概念色素（pigment）是指具有色泽的天然物质，它们是动植物的细胞或组织中的正常成分。着色剂（colorant）是指加入到食品中具有色泽的任何一种化学物质，着色剂可以是天然物质，也可以是人工合成的物质。染料（dye）是指用于纺织工业上的着色剂，它们不能用于食品工业中。色淀（lake）则是指吸附于惰性载体表面上的食品着色剂，它们可以分散于食品之中并达到着色的目的。,1.2 食品色素的分类食品色素根据其来源分为：天然色素（包括加工中生成的色素）合成色素,1.2 食品色

18、素的分类天然色素根据其化学结构分为四大类：（1）四吡咯化合物类：如血红素、叶绿素和胆汁色素等，特征是含吡咯环；（2）异戊二烯衍生物类：如类胡萝卜素，结构特征是结构单元为异戊二烯；（3）苯并吡喃衍生物类：如花青苷类和类黄酮化合物，结构特征是含有苯并吡喃环；（4）其它天然色素：如甜菜红、姜黄、红曲色素等。,1.2.1 四吡咯色素(1)血红素血红素是高等动物血液、肌肉中的红色色素，动物肉的颜色是由于存在着两种色素，肌红蛋白和血红蛋白所致。肌红蛋白是由1分子血红素和1条肽链组成，相应的分子量约为17,000，是动物肌肉色泽最重要的色素物质，对色泽的贡献达到90%以上。血红蛋白则是由4分子血红素同4个肽

19、链分别结合而成，相应的分子量约为67,000，是血液中最重要的色素物质。,1.2.1 四吡咯色素(1)血红素,1.2.1 四吡咯色素(1)血红素加热对肉色泽的影响,1.2.1 四吡咯色素(1)血红素加热对肉色泽的影响新鲜肉的红色是由于氧合肌红蛋白（MbO2）存在而呈红色，在有氧气参与下，加热氧合肌红蛋白，可使蛋白质变性，亚铁离子变成铁离子，形成的高铁肌红蛋白(MetMb）是褐色的。,1.2.1 四吡咯色素(2)叶绿素叶绿素广泛存在于植物组织尤其是叶片中，此外也在海洋藻类、光合细菌中存在。叶绿素在植物中以两种形式存在，叶绿素a和叶绿素b，它们分别呈蓝绿色和黄绿色。色素中的吡啉由4个吡咯环构成，在

20、环的中心与镁螯合。,1.2.1 四吡咯色素(2)叶绿素叶绿素是不溶于水但溶于极性有机溶剂丙酮、甲醇、乙醇的色素，非极性有机溶剂对叶绿素的溶解能力较差。叶绿素对热、光、酸等因素敏感，极易发生多种反应，如叶绿素的脱镁反应，即酸性条件下叶绿素中心镁离子被H+取代生成暗褐色的脱镁叶绿素，加热可以促使脱镁反应的进行。,1.2.1 四吡咯色素(2)叶绿素叶绿素护色技术 中和酸：罐藏蔬菜加入适量的碱性物质将pH调介质中性附近。高温瞬时杀菌：可以有效保护叶绿素与维生素不被大量破坏，但护色效果在2个月后消失。叶绿素转化：加入少量的锌离子将叶绿素转化为锌盐可以提高色素的稳定性。气调：属于生理护色，要通过延缓生物体

21、的成熟过程降低叶绿素的分解速度。,1.2.2 异戊二烯衍生物类(1)类胡萝卜素 类胡萝卜素是广泛存在于自然界的脂溶性色素，为许多动物、植物食品提供红色或黄色的色泽，根据其化学组成特征分为两大类即胡萝卜素类和叶黄素类。,1.2.2 异戊二烯衍生物类 胡萝卜素类胡萝卜素类包括有四个化合物，分别是番茄红素、-、-、-胡萝卜素。,1.2.2 异戊二烯衍生物类 叶黄素类,1.2.2 异戊二烯衍生物类 叶黄素类,1.2.2 异戊二烯衍生物类 食品中的类胡萝卜素红色、橙色、黄色的植物中类胡萝卜素的含量较高，食品中类胡萝卜素有时是几种的混合物，有时则为许多种的混合物；它们或以游离态存在于脂质中，或与碳水化合物

22、、蛋白质等结合以结合态存在，还可以与脂肪酸结合以酯类的形式存在。结合后的类胡萝卜素比游离态稳定性增加，且颜色也可能发生变化，虾青素与蛋白结合后为蓝色，加热后蛋白质变性，色素被氧化为红色的虾红素。,1.2.2 异戊二烯衍生物类 食品中的类胡萝卜素 类胡萝卜素具有抗氧化性，在低氧浓度（分压）下可以防止脂肪氧化（作用于单重态氧），是生物体内的活性氧清除剂。有研究报告称类胡萝卜素具有抗衰老、抗白内障、抗动脉粥样硬化和抑制肿瘤的作用，所以类胡萝卜素是一种功能性食品原料。,1.2.3 苯并吡喃衍生物类 花青苷花青苷类是一类水溶性的红色色素，赋予许多植物的花、果实、叶子具有鲜艳的颜色。花青苷一般是由花青素同

23、糖基结合以糖苷的形式存在，糖基可以是葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖或阿拉伯糖。花青素的基本化学结构是一个苯并吡喃的鎓盐（阳离子），它们因而是水溶性很好的化合物，并且它们在甲醇、乙醇中的溶解性更好。,1.2.3 苯并吡喃衍生物类 花青苷,1.2.3 苯并吡喃衍生物类花青苷的色泽pH要维持花青苷的正常色泽(红色)，必须使其保持在酸性条件下，而在中性或碱性条件下它均能降解变化成查尔酮的形式，使红色褪去。,1.2.3 苯并吡喃衍生物类花青苷的色泽金属离子由于具有酚羟基，可与一些多价的金属离子Fe 2+、Cu 2+、Al 3+等形成配合物，配合物一般为蓝色化合物。,1.2.3 苯并吡喃衍生物类花青苷的色泽

24、亚硫酸盐亚硫酸盐可使花青苷褪色作用的机制是亚硫酸氢根在花青苷的2-位上发生加成反应，生成的产物是无色的，导致花青苷的褪色。,1.2.3 苯并吡喃衍生物类 类黄酮类黄酮是一种多种多样的、广泛存在着的、色泽为无色至黄色的水溶性色素。类黄酮与花青苷最近成为植物化学成分研究的重点，一些研究结果表明它们对人体健康具有重要功能，如延缓衰老、抗氧化、抑制肿瘤、调节生理机能等。,1.2.4 其它天然色素 红曲色素 甜菜红 虫胶红 胭脂虫红 姜黄红 可可色素、焦糖色素,1.2 食品色素的分类合成色素指以煤焦油为原料人工合成的食用色素，在化学结构上许多是偶氮化合物，我国允许使用的合成色素只有八种。它们是苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、靛蓝。,1.2 食品色素的分类天然色素与合成色素比较：天然色素具有安全性高、色素比较自然的优点，但它不易纯化、着色力差、易产生沉淀、可带有臭味和异味、稳定性差、不同色素难以混合难以进行调色。合成色素价格低廉、稳定性及水溶性好、着色力强、可进行配色，但它的安全性低，氧化还原能力较差。,