食品中的呈香物質(zhì)

1、第三節(jié)食品中的呈香物質(zhì)食品中香氣是由多種呈香的揮發(fā)性物質(zhì)所組成，是通過人的嗅覺來感知的。 嗅感即通常人們所說的氣味，是指揮發(fā)性分子或可隨呼吸氣流進(jìn)入鼻子的微粒子 刺激鼻腔嗅覺神經(jīng)而產(chǎn)生的一類感覺。香氣、臭氣和異味是通俗的氣味分類，它是根據(jù)大眾的感覺而進(jìn)行的分類。 在學(xué)術(shù)界，為了探討氣體的本質(zhì)，對氣體的分類作了許多研究，目前還尚未完全 成功。在食品界也未形成專門的氣味分類法，習(xí)慣上根據(jù)氣味的生物來源和食品 加工方法簡單分為水果香氣，蔬菜、茶葉、肉、烘烤、油炸、發(fā)酵香氣等。決定氣味物質(zhì)種類的主要因素是氣味物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。很早人們就發(fā)現(xiàn)，氣味物 質(zhì)的官能團(tuán)與氣味間有在某些相關(guān)性。如揮發(fā)性酯多帶有果味香氣

2、，將這類影響 呈香物質(zhì)的香氣基團(tuán)稱之為發(fā)香基團(tuán)。常用的發(fā)香基團(tuán)為羥基（一OH）、羧基（一 COOH）、醛基（一CHO）、醚基（一C 0 C）、酯基（一C00）、羰基（一 CO）、苯基、硝基（一no2）、亞硝基（一ONO）、酰胺基（一conh2）、異硫 氤基（一CNS）、內(nèi)酯基等。這些含有發(fā)香基團(tuán)的化合物由于分子的碳鏈長短、不飽和鍵種類多少與位 置、是否具有支鏈及取代基的位置等不同，其香味的強(qiáng)弱和有無都會有變化。同時分子的幾何異構(gòu)對氣味有著較強(qiáng)的影響，如順式脂肪烯醇多呈清香，而 反式異構(gòu)體常呈脂肪臭氣。食品中呈香物質(zhì)種類繁多，但含量極微，且多數(shù)為非營養(yǎng)物質(zhì)，根據(jù)其化學(xué) 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，常分為五類：脂

3、肪族化合物、芳香族化合物、環(huán)烴化合物、含硫化 合物、含氮化合物。一、植物性食品的香氣成分水果的香氣成分 此類香氣比較單純，是天然食品中具有高度爽快的香 氣，其香氣成分中主要為萜類、醇類、酯類和醛類。蘋果中的主要香氣成分包括 醇、醛和酯類。異戊酸乙酯，乙醛和反-2-己烯醛為蘋果的特征氣味物。香蕉的主要?dú)馕段锇ァ⒋?、芳香族化合物、羰基化合物。其中以乙酸?戊酯為代表的乙、丙、丁酸與c4c6醇構(gòu)成的酯是香蕉的特征風(fēng)味物，芳香族化 合物有丁香酚、丁香酚甲醚、欖香素和黃樟腦。菠蘿中的酯類化合物十分豐富，己酸甲酯和己酸乙酯是其特征風(fēng)味物。葡 萄中特有的香氣物是鄰氨基苯甲酸甲酯。西瓜、甜瓜等葫蘆科果實(shí)的

4、氣味由兩大類氣味物質(zhì)組成，一是順式烯醇和 烯醛，二是酯類。柑橘果實(shí)中萜、醇、醛和酯皆較多，但萜類最突出，是特征風(fēng)味的主要貢獻(xiàn) 者。蔬菜的香氣成分蔬菜的總體香氣較弱，但氣味多樣。百合科蔬菜（蔥、 蒜、洋蔥、韭菜、蘆筍等）具有刺鼻的芳香，其主要的風(fēng)味物是含硫化合物，如 二丙烯基二硫醚（洋蔥氣味），二烯丙基二硫醚（大蒜氣味），2-丙烯基亞砜（催 淚而刺激的氣味），硫醇（韭菜中的特征氣味物之一）。十字花科蔬菜最主要的氣味物也是含硫化合物，如卷心菜中的硫醚、硫醇和 異硫氤酸酯及不飽和醇與醛為主體風(fēng)味物，異硫氤酸酯也是蘿卜、芥菜和花椰菜 中的特征風(fēng)味物；而在傘形花科的胡蘿卜和芹菜中，萜烯類氣味物突出，與醇

5、類 和羰化物共同形成有點(diǎn)刺鼻的氣味。黃瓜和番茄具青鮮氣味，其特征氣味物是C6或C9的不飽和醇與醛，如2, 6-壬二烯醛，2-壬烯醛，2-己烯醛。青椒、萵苣和馬鈴薯也具有青鮮氣味，其特 征氣味物為嗪類，如青椒中主要為2-甲氧基-3-異丁基毗嗪，馬鈴薯的特征氣味 物之一為3-乙基-2-甲氧基毗嗪，萵苣的主要香氣成分為2-異丙基-3-甲氧基毗 嗪和2-仲丁基-3-甲氧基毗嗪。青豌豆的主要成分為一些醇、醛、毗喃類。鮮蘑菇中以3-辛烯-1-醇或庚烯 醇的氣味最大，而香菇中以香菇精為最主要的氣味物。蔬菜中常見的風(fēng)味物質(zhì)見 表 3-2。表3-2蔬菜的香味物質(zhì)蔬菜類化學(xué)成分氣味蘿卜甲基硫醇、異硫氰酸丙烯酯刺激

6、氣味蒜二丙烯基二硫化物、甲基丙烯基二硫化物、丙烯硫 醚辣辛氣味蔥類丙烯硫醚、丙烯基二硫化物、甲基硫醇、二丙烷 基二硫化物、二丙基二硫化物香辛氣味姜姜醇、水芹烯、姜萜、烯香辛氣味花椒天竺葵醇、香茅醇薔薇香氣芥類硫氰酸酯、異硫氰酯、二甲基硫醚刺激氣味葉菜類葉醇青草氣黃瓜2, 6壬二烯醛、己烯一乙醛、壬烯一乙醛青香氣3.水果蔬菜中香氣物的產(chǎn)生 水果蔬菜中大部分風(fēng)味物都是經(jīng)生物合成而 產(chǎn)生，首先產(chǎn)生糖、糖苷、脂肪酸、氨基酸和色素等風(fēng)味物前體，然后在生物體 內(nèi)（特別是在成熟期內(nèi)）繼續(xù)經(jīng)生理生化作用而將前體轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)味物。因此成熟 度對風(fēng)味物影響很大。一般來說，水果的風(fēng)味在生理上充分成熟時最佳；蔬菜的 風(fēng)味

7、與不同生長期有關(guān)。果蔬在采收后貯藏和加工階段，其風(fēng)味物主要經(jīng)歷酶促 變化、微生物活動和一系列的化學(xué)變化，由少變多，即由各種前體向風(fēng)味物轉(zhuǎn)變， 然后由多變少，即風(fēng)味物揮發(fā)損失或轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)而失去。二、動物性食品的香氣成分（一）肉類的香氣生肉的風(fēng)味是清淡的，但經(jīng)加工，熟肉的香氣十分誘人，稱為肉香。組成肉 香的主要風(fēng)味物為內(nèi)酯、呋喃類、含氮化合物和含硫化合物，另外也有羰基化合 物、脂肪酸、脂肪醇、芳香族化合物等。牛肉的香氣，通過分析已檢出有700多種。豬與羊肉的風(fēng)味物質(zhì)種類少于牛 肉，已分別鑒定出了 300多種揮發(fā)物，因?yàn)樨i肉中脂肪含量及不飽和度相對更高， 所以豬肉的香氣物中Y-和8-內(nèi)酯、不飽和

8、羰化物和吠喃類化合物比牛肉的含量 高，并且還具有由孕烯醇酮轉(zhuǎn)化而來的豬肉特征風(fēng)味：5a-雄甾-16-烯-3-酮和5a- 雄甾-16-烯-3-醇。羊肉中脂肪、游離脂肪酸和不飽和度都很低，并含有一些特 殊的帶支鏈的脂肪酸（如4-甲基辛酸，4-甲基壬酸和4-甲基癸酸），使羊肉有膻 氣。雞肉香氣是與中等碳鏈長度的不飽和羰化物如2-反-4-順-癸二烯醛和2-反 -5-順-十一碳二烯醛等相關(guān)。肉香氣中的主要化合物見表3-3。表3-3肉香氣中的主要化合物類別主要化合物內(nèi)酯Y-丁酸內(nèi)酯、Y-戊酸內(nèi)酯、Y-己酸內(nèi)酯、Y-庚酸內(nèi)酯2-戊基呋喃、5-硫甲基糠醛、4-羥基-2, 5-二甲基-2-二氫呋喃、4-呋喃類羥

9、基-5-甲基-2-二氫呋喃2-甲基毗嗪、2，5-二甲基毗嗪、2，3，5-三甲基毗嗪、2，3，5，毗嗪6-四甲基毗嗪、2， 5-二甲基-3-乙基毗嗪含硫化合 物甲硫醚、乙甲硫醚、甲基硫化氫、二甲基硫、2-甲基噻吩、四氫噻 吩-3-酮、2-甲基噻唑、苯并噻唑（二）乳品香氣新鮮優(yōu)質(zhì)的牛乳有一種鮮美可口的香味，其組成成分很復(fù)雜。主要是低級脂 肪酸、羰基化合物（如2-己酮，2-戊酮，丁酮，丙酮，乙酯，甲醛等），以及極 微量的揮發(fā)性成分（如乙醚，乙醇，氯仿，乙臘，氯化乙烯等）和微量的甲硫醚。 甲硫醚是構(gòu)成牛乳風(fēng)味的主體，含量很少。牛乳中的脂肪吸收外界異味的能力較 強(qiáng)，特別是在35 C，其吸收能力最強(qiáng)。因此

10、剛擠出的牛乳應(yīng)防止與有異臭氣味 的物料接觸。牛乳有時有一種酸敗味，主要是因?yàn)榕Ｈ橹杏幸环N脂酶，能使乳脂 水解生成低級脂肪酸（如丁酸）。牛乳及乳制品長時間暴露在空氣中因乳脂中不飽和脂肪酸自動氧化產(chǎn)生a， 0-不飽和醛，（如RCH = CHCHO）和兩個雙鍵的不飽和醛而出現(xiàn)氧化臭味。牛 乳在日光下也會產(chǎn)生日光臭（日曬氣味）。這是因?yàn)榈鞍彼釙到鉃椤?甲巰基丙 醛。奶酪的加工過程中，常使用了混合菌發(fā)酵。一方面促進(jìn)了凝乳，另一方面在 后熟期促進(jìn)了香氣物的產(chǎn)生。因?yàn)槟汤抑械娘L(fēng)味在乳制品中最豐富，包括游離脂 肪酸，。-酮酸，甲基酮，丁二酮，醇類，酯類，內(nèi)酯類和硫化物等。新鮮黃油的香氣主要由揮發(fā)性脂肪酸、異

11、戊醛、3-羥基丁酮等組成。發(fā)酵乳 品是通過特定微生物的作用來制造的。如酸奶利用了嗜熱乳鏈球菌和保加利亞乳 桿菌發(fā)酵，產(chǎn)生了乳酸、乙酸、異戊醛等重要風(fēng)味成分，同時乙醇與脂肪酸形成 的酯給酸奶帶來了一些水果氣味，在酸奶的后熟過程中，酶促作用產(chǎn)生的丁二酮 是酸奶重要的特征風(fēng)味物質(zhì)。（三）魚類香氣魚香氣 魚類香氣成分研究較少。已經(jīng)測出其中以三甲胺為代表的揮發(fā) 性堿性物質(zhì)、脂肪酸、羰基化合物、二甲硫?yàn)榇淼暮蚧衔镆约捌渌镔|(zhì)。魚腥臭味 魚類具有代表性的氣味即為魚的腥臭味，它隨著鮮度的降低 而增強(qiáng)。魚類臭味的主要成分為三甲胺。新鮮的魚中很少含有三甲胺，而在陳放之后 的魚體中大量產(chǎn)生，這是由氧化三甲胺還

12、原而生成的。除三甲胺外，還有氨、硫 化氫、甲硫醇、吲噪、糞臭素以及脂肪氧化的生成物等。這些都是堿性物質(zhì)，若 添加醋酸等酸性物質(zhì)使溶液呈酸性，魚腥氣便可大減。海水魚含氧化三甲胺比淡水魚高，故海水魚比淡水魚腥味強(qiáng)。海參類含有壬二烯醇，具有黃瓜般的香氣。魚體表面的粘液中含有蛋白質(zhì)、 卵磷酯、氨基酸等，因細(xì)菌的繁殖作用即可產(chǎn)生氨、甲胺硫化氫、甲硫醇、吲噪、 糞臭素、四氫毗咯、四氫毗啶等而形成較強(qiáng)的腥臭味。此外鮮肉中還含有尿素， 在一定條件下分解生成氨而帶臭味。三、發(fā)酵食品的香氣成分發(fā)酵食品的香氣成分主要是由微生物作用于蛋白質(zhì)、糖、脂肪及其它物質(zhì)而 產(chǎn)生的，其成分主要是醇、醛、酮、酸、酯等。由于微生物代

13、謝產(chǎn)物繁多，各種 成分比例各異，遂使發(fā)酵食品的風(fēng)味各異。（一）酒類我國釀酒歷史悠久，名酒極多，如茅臺酒、五糧液、瀘州大曲等等。在各種 白酒中已鑒定出了 300多種揮發(fā)性成分，包括醇、酯、酸、羰基化合物、縮醛、 含氮化合物、含硫化合物、酚、醚等。其中醇、酯、酸和羰基化合物成分多樣， 含量也最多。醇是酒的主要香氣物質(zhì)，除乙醇之外，還有正丙醇、異丁醇、異戊 醇等，統(tǒng)稱為雜醇油或高級醇。如果酒中雜醇油含量高則使酒產(chǎn)生異雜味，含量 低則酒的香氣不夠。雜醇油主要來源于發(fā)酵原料中蛋白質(zhì)分解的氨基酸，經(jīng)轉(zhuǎn)氨 作用生成相應(yīng)的a-酮酸，a-酮酸脫羧后生成相應(yīng)的醛，醛經(jīng)還原生成醇。乙酸 乙酯、乳酸乙酯、乙酸戊酯是主

14、要的酯，乙酸、乳酸和已酸是主要的酸，乙醛、 糠醛、丁二酮是主要的羰基化合物。啤酒中也已鑒定出了 300種以上的揮發(fā)成分，但總體含量較低，對香氣貢獻(xiàn) 大的是醇、酯、羰基化合物、酸和硫化物，雙乙酰是啤酒特有的香氣成分之一。 發(fā)酵葡萄酒中香氣物更多（350種以上），除了醇、酯、羰基化合物外，萜類和 芳香族類物質(zhì)含量也較多。一般釀造酒中的香氣來源如下：原料中原有的物質(zhì)在發(fā)酵時轉(zhuǎn)入酒中。原料中揮發(fā)性化合物，經(jīng)發(fā)酵作用變成另一揮發(fā)性化合物。原料中所含的糖類、氨基酸類及其他原來無香味的物質(zhì)，經(jīng)發(fā)酵微生物 的代謝，而產(chǎn)生香味物質(zhì)。經(jīng)貯藏后熟階段殘存酶的作用以及長期而緩慢的化學(xué)變化而產(chǎn)生許多重 要的風(fēng)味成分。由

15、此可見，酒類的香氣成分與釀酒的原料種類、生產(chǎn)工藝有密切的關(guān)系，由 于釀造的方法和釀酒菌種及其條件不同，其香氣物質(zhì)的含量比例也不相同，因而 酒類具有不同的香型。如白酒有醬香型、濃香型、清香型、米香型和其它香型之 分。（二）醬類醬制品是以大豆、小麥為原料，由霉菌、酵母菌和細(xì)菌綜合發(fā)酵生成的調(diào)味 品，其中的香味成分十分復(fù)雜，主要是醇類、醛類、酚類、酯類和有機(jī)酸等。其 中醇類的主要成分為乙醇、正丁醇、異戊醇、。-苯乙醇（酪醇）等；羰基化合物 中構(gòu)成醬油芳香成分主要有乙醛、丙酮、丁醛、異戊醛、糠醛、不飽和酮醛等。 縮醛類有a-羥基異已醛、二乙縮醛和異戊醛二乙縮醛；酚類以4-乙基愈創(chuàng)木酚、 4-乙基苯酚、

16、對羥基苯乙醇為代表；酯類中的主要成分是乙酸戊酯，乙酸丁酯及 酪醇乙酸酯；酸類主要有乙酸，丙酸，異戊酸，已酸等。醬油中還由含硫氨基酸 轉(zhuǎn)化而得的硫醇、甲基硫等香味物質(zhì)，其中甲基硫是構(gòu)成醬油特征香氣的主要成 分。四、加熱食品產(chǎn)生的香氣許多食品在加熱時會形成特有的香氣。首先糖類是生成香味物質(zhì)的重要前驅(qū) 物，糖單獨(dú)加熱就會生成多種香味物質(zhì)，如呋喃衍生物、酮類、醛類、丁二酮等； 同時，糖與氨基酸經(jīng)過美拉德反應(yīng)后形成了棕色并伴隨著多種香味物質(zhì)的生成， 因?yàn)樘穷惻c氨基酸反應(yīng)之后生成的醛和烯醇進(jìn)而環(huán)化生成毗嗪，隨著溫度的不 同，生成的毗嗪也不同，因而香味的種類也不同。此外，香氣的生成與氨基酸的 種類和pH也有

17、關(guān)系。不同的糖類與氨基酸的反應(yīng)能力大小也不同，其順序?yàn)樯?梨糖果糖葡萄糖蔗糖鼠李糖。氨基酸與葡萄糖共熱在不同溫度下可產(chǎn)生 香氣和臭氣，并隨比例不同而異。纈氨酸、賴氨酸、脯氨酸與葡萄糖一起加熱至 適度時都產(chǎn)生美好的氣味，而胱氨酸及色氨酸則產(chǎn)生臭氣。肉類加熱產(chǎn)生的主體香氣成分是1-甲硫基-1 -乙硫醇、4-羥基-5-甲基-2 （2H）-呋喃酮，以及相對分質(zhì)量低的醛、酮、硫醇等。其中1-甲硫基-1 -乙硫 醇是由丙氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸與雙羰基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)后，經(jīng)系列降 解，化合而成；其它香氣物質(zhì)是由糖類，脂質(zhì)加熱分解而成。面包香氣一方面來自于用酵母發(fā)酵時生成的醇類和酯類，另一方面主要來自 于

18、焙烤時氨基酸與糖反應(yīng)生成的約20多種羰基化合物。生花生的香味成分為已醛和壬烯醛，加熱后產(chǎn)生的香氣，除羰基化合物外， 特有的香氣成分已知有5種毗嗪類化合物和N-甲基氮雜茂。其中以對-二甲基毗 嗪和N-甲基氮雜茂為最多。五、食品加工與香氣成分的控制與增強(qiáng)食品中香氣成分的形成途徑，一部分是由生物體直接生物合成而得，另一部 分是通過貯藏和加工中酶促反應(yīng)或非酶反應(yīng)而成。因此，食品在貯藏與加工過程 中不僅會損失部分生物內(nèi)自身合成的香氣物質(zhì)，同時也會生成許多新的風(fēng)味成 分。從營養(yǎng)學(xué)角度考慮，生成香味物質(zhì)是不利的，因?yàn)樗鼈兊那绑w大多數(shù)為食品 中的營養(yǎng)成分（糖類、蛋白質(zhì)、脂肪以及核酸、維生素等），生成風(fēng)味物質(zhì)后

19、會 喪失其營養(yǎng)價值，特別是那些自身不能或不易合成的氨基酸、脂肪酸和維生素不 能得到充分利用；若從工藝的角度來看，也有有利的一面，它增強(qiáng)了食品的多樣 性、提高了商品價值。因此，對食品加工過程中香氣的控制、穩(wěn)定和增強(qiáng)是個重 要的課題。（一）食品香氣的控制香氣回收 天然水果富含許多特有的天然香氣物質(zhì)，在進(jìn)行果汁濃縮汁 生產(chǎn)過程中，因加熱、濃縮等工藝過程，會大量損失香氣物質(zhì)。因此，在果汁濃 縮之前，往往對香氣物質(zhì)進(jìn)行回收，即先通過蒸餾、分餾等物理方法將果汁的揮 發(fā)性香氣物質(zhì)收集起來，再進(jìn)行濃縮。然后，視生產(chǎn)工藝的要求，可將這些回收 的香氣添加回果汁中，以減少香氣物質(zhì)在加工過程中的損失。酶的控制 酶對食

20、品尤其是植物性食品香氣的形成有十分重要的作用。 在食品加工貯藏過程中除了采取加熱或冷凍方法來抑制酶的活性外，還可以利用 酶的活性來控制香氣的形式，如添加特定的產(chǎn)香酶或去臭酶。在蔬菜脫水干燥時， 蔬菜中產(chǎn)生特定香味的酶會失去活性，即使將干制蔬菜復(fù)水也難再現(xiàn)原來的香 味，若將黑芥子硫苷酸酶(產(chǎn)生香味的一種)添加到干制的卷心菜中，就能得到 和新鮮卷心菜大致相同的香氣；又如，為了提高某些乳制品的香氣特征，有人利 用特定的脂酶，使乳脂肪更多地分解出有特征香氣的脂肪酸。有些食品往往含有 少量不良?xì)馕冻煞侄绊戯L(fēng)味，如大豆制品中含有一些中長碳鏈的醛類而產(chǎn)生豆 腥味，有人認(rèn)為，利用醇脫氫酶和醇?xì)浠竵韺⑦@些醛類氧化，可除去豆腥味。微生物的控制 發(fā)酵香氣主要來自微生物的代謝產(chǎn)物。通過選擇和純化 菌種并嚴(yán)格控制工藝條件可以控制香氣的產(chǎn)生。如發(fā)酵乳制品的微生物有3種類 型：其一是只產(chǎn)生乳酸的；其二是產(chǎn)生檸檬酸和發(fā)酵香氣的；其三種是產(chǎn)生乳酸 和香氣的，第三種類型的微生物在氧氣充足時能將檸檬酸在代謝過程中產(chǎn)生的 a-乙酰乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂邪l(fā)酵乳制品特征香氣的丁二酮，在缺氧時則生成沒有香氣 的丁二醇。香氣的穩(wěn)定 為了減少香氣