第七章-風(fēng)味化學(xué)課件

第七章風(fēng)味化學(xué)

FlavorChemistry

食品的滋味化學(xué)

Tastechemistryoffood第一節(jié)概述第二節(jié)甜味和甜味物質(zhì)第三節(jié)苦味和苦味物質(zhì)第四節(jié)咸味和咸味物質(zhì)第五節(jié)酸味和酸味物質(zhì)第六節(jié)辣味和辣味物質(zhì)第七節(jié)鮮味和鮮味物質(zhì)第八節(jié)澀味和澀味物質(zhì)第一節(jié)概述一、食品風(fēng)味及風(fēng)味物質(zhì)

（一）食品風(fēng)味：食品成分作用于人的多種感覺器官所產(chǎn)生的各種感官反應(yīng)。食品的基本味（原味）(origianltaste)

酸、甜、苦、咸、鮮

。

Ohloff（1972）食品風(fēng)味分類：水果風(fēng)味柑橘型（萜烯類）柑橘、蘋果、葡萄漿果型（非萜烯類）草莓等蔬菜風(fēng)味各種蔬菜調(diào)味品風(fēng)味芳香型、辛辣型、催淚型生姜、辣椒、大蒜等飲料風(fēng)味非發(fā)酵型、發(fā)酵后型、復(fù)合型果汁、白酒、軟飲料等肉食風(fēng)味哺乳動(dòng)物、海產(chǎn)動(dòng)物牛肉、豬肉、魚、蝦等脂肪風(fēng)味奶油、花生油等烹調(diào)風(fēng)味肉湯、蔬菜、水果牛肉湯、青菜、柑橘醬等烘烤風(fēng)味煙熏、油炸、焙烤火腿、油條、咖啡等惡臭風(fēng)味臭豆腐、干酪等

（二）食品風(fēng)味物質(zhì)：能夠引起人多種感覺器官產(chǎn)生感官反應(yīng)的食品中所含的刺激物。如醋的酸味、蔗糖的甜味、食鹽的咸味、茉莉的香氣等。

食品風(fēng)味物質(zhì)的特點(diǎn)：

1、種類繁多，相互影響。如：經(jīng)過調(diào)配的咖啡已經(jīng)鑒定的風(fēng)味物質(zhì)達(dá)500多種，尚未鑒定的還有數(shù)百種；烤土豆香氣中已經(jīng)鑒定的風(fēng)味物質(zhì)200多種。食品的風(fēng)味是大量的風(fēng)味物質(zhì)相互協(xié)同或拮抗而形成的，如2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮單獨(dú)存在時(shí)并不產(chǎn)生嗅感，但當(dāng)以一定比例混合時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生明顯的嗅感。2、含量極微，效果顯著。食品中風(fēng)味物質(zhì)的含量一般在10-8～10-14％；馬錢子堿在食品中含量為7×10-7%時(shí)，就有明顯的苦味；水中乙酸異戊酯含量為5×10-6mg/kg時(shí)，就有明顯的水果香氣。

3、穩(wěn)定性差，易被破壞。4、風(fēng)味類型與風(fēng)味物質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)缺乏普遍的規(guī)律性。5、大多是非營養(yǎng)物質(zhì)。二、食品風(fēng)味化學(xué)（一）定義：利用化學(xué)的原理和方法研究食品中風(fēng)味物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分離提取及在食品中應(yīng)用的食品化學(xué)的學(xué)科分支。（二）食品風(fēng)味化學(xué)研究的意義：

1、發(fā)現(xiàn)新的食品風(fēng)味物質(zhì)，為食品開發(fā)提供依據(jù)；

2、對(duì)食品風(fēng)味進(jìn)行調(diào)整和控制；

3、闡明風(fēng)味產(chǎn)生的過程和機(jī)制，避免不良風(fēng)味的產(chǎn)生；4、有助于規(guī)定和控制食品的風(fēng)味質(zhì)量;5、幫助遺傳學(xué)家培育出具有更好風(fēng)味的原料新品種。（三）食品風(fēng)味化學(xué)的發(fā)展趨勢

1、新食品風(fēng)味物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)研究；

2、食品風(fēng)味物質(zhì)的分離、鑒定方法研究；

3、食品風(fēng)味物質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系研究；

4、食品風(fēng)味物質(zhì)的作用機(jī)制及表征方法研究。三、嗅覺及嗅覺理論（一）嗅覺生理學(xué)（二）嗅覺的基本特點(diǎn)：

敏銳性；易疲勞性；適應(yīng)性；習(xí)慣性；個(gè)體差異性；隨身體狀況變動(dòng)性。（三）氣味對(duì)身體的影響

1、對(duì)呼吸器官的影響：香氣→深長吸氣；可疑氣味→短促呼吸；惡嗅氣味→暫停呼吸。2、對(duì)消化器官的影響：香氣→促進(jìn)胃腸運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生饑餓感；腐敗臭氣→抑制胃腸運(yùn)動(dòng)，喪失食欲，惡心嘔吐；3、對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響：香氣→血管擴(kuò)張、血壓下降；4、對(duì)生殖器官的影響；5、對(duì)精神活動(dòng)的影響：香氣→身心愉快、神清氣爽，可解除精神緊張、身心疲勞癥狀；惡臭→心煩、焦躁、喪失活動(dòng)欲望。（四）嗅覺理論即關(guān)于嗅感物質(zhì)產(chǎn)生嗅感機(jī)理的理論。

1、立體化學(xué)理論：Amoore(1964)

化合物立體分子的大小、形狀及電荷有差異，人的嗅覺的空間位置也有差別。2、膜刺激理論：Davis(1967)

氣味分子刺激受體柱狀神經(jīng)。3、振動(dòng)理論：人的嗅覺受體感受氣味分子的振動(dòng)，產(chǎn)生信號(hào)。（五）嗅感物質(zhì)1、嗅感物質(zhì)結(jié)構(gòu)和氣味的關(guān)系基本氣味與代表性化合物基本氣味代表化合物薄荷香薄荷醇、環(huán)己酮、叔丁基甲醇花香香葉醇、α-紫羅酮、苯乙醇、松油醇焦糖香吡喃酮、呋喃酮、環(huán)酮麝香環(huán)十六烷酮、雄甾烷-3-α-醇樟腦香d-樟腦、桉樹腦、龍腦、叔丁醇、戊基甲基乙醇魚腥臭三甲胺、二甲基乙胺、N-甲基吡咯烷汗臭異戊酸、異丁酸腐爛臭戊硫醇、1,5-戊二胺、吲哚、3-甲基吲哚發(fā)香團(tuán)：是指分子結(jié)構(gòu)中對(duì)形成氣味有貢獻(xiàn)的基團(tuán)

。發(fā)香團(tuán)：-OH,-COOH,C=O,R-O-R′,-COOR,-C6H5,-NO2,-CN,-ONO,-RCOO。發(fā)香原子：位于元素周期表中Ⅳ族~Ⅶ族。如：P,As,Sb,S,F。(1)分子的幾何異構(gòu)和不飽和度對(duì)氣味有較強(qiáng)的影響。反式異構(gòu)體氣味順式異構(gòu)體氣味香葉醇玫瑰香橙花醇更細(xì)膩的玫瑰香反－茉莉酮茉莉花香順－茉莉酮更誘人的玫瑰香反－靈貓酮似靈貓香氣順－靈貓酮優(yōu)雅靈貓香氣反－2－甲基－丁酸食品香氣，刺鼻順－2－甲基－丁酸食品香氣反－葉醇不可食用的青香順－葉醇可食用的青香反－玫瑰醚玫瑰花香順－玫瑰醚更細(xì)妍反－2，3，8－三甲基－2，7－壬二烯醇玫瑰香反－2，3，8－三甲基－2，7－壬二烯醇較反式優(yōu)雅反－對(duì)叔丁基環(huán)己醇乙酸酯玫瑰花香順－對(duì)叔丁基環(huán)己醇乙酸酯香氣更佳反－3－己烯醛油脂青氣順－3－己烯醛青氣相似的分子排列，分子中有不飽和鍵的化合物的氣味較強(qiáng)，有些化合物由于不飽和度的增加，香氣變得優(yōu)美。(2)大環(huán)酮碳數(shù)不同，氣味不同。O=C(CH2)nn=4~7薄荷或杏仁香，n=8~11樟腦氣味，n=13~17麝香，n>17無氣味。(3)同類化合物取代基不同，氣味不同?；衔锂悩?gòu)體的香味薄荷醇（﹣）－異構(gòu)體有清涼感（﹢）－異構(gòu)體有很弱的清涼感圓柚酮（﹢）、（﹣）－異構(gòu)體都有圓柚的香氣，但（﹢）比（﹣）異構(gòu)體香氣強(qiáng)巖蘭酮兩種異構(gòu)體均為木香香氣，但（﹢）比（﹣）異構(gòu)體香氣強(qiáng)檸檬烯（﹢）－異構(gòu)體有橙油香氣（﹣）－異構(gòu)體有石油樣氣息香芹酮（﹢）－異構(gòu)體有蒖蒿樣氣味（﹣）－異構(gòu)體有留蘭香樣香氣芳樟醇（﹢）－異構(gòu)體有橙葉兼熏衣草香（﹣）－異構(gòu)體有木香兼熏衣草香(4)有些化合物的旋光異構(gòu)體的氣味不同。2、有氣味化合物的呈味特點(diǎn)(1)脂肪族化合物：①醇類C1~C3的醇有愉快的香氣，C4~C6的醇有近似麻醉的氣味,C7以上的醇呈芳香味。②酮類丙酮有類似薄荷的香氣；庚酮-[2]有類似梨的香氣；低濃度的丁二酮有奶油香氣，但濃度稍大就有酸臭味；C10~C15的甲基酮有油脂酸敗的哈味。③醛類低級(jí)脂肪醛有強(qiáng)烈的刺鼻的氣味。隨分子量增大，刺激性減小，并逐漸出現(xiàn)愉快的香氣。C8~C12的飽和醛有良好的香氣，但α，β-不飽和醛有強(qiáng)烈的臭氣。⑤酸低級(jí)脂肪酸有刺鼻的氣味。④酯類由低級(jí)飽和脂肪酸和飽和脂肪醇形成的酯，具有各種水果香氣。內(nèi)酯、尤其是γ-內(nèi)酯有特殊香氣。(2)芳香族化合物：此類化合物多有芳香氣味。如:苯甲醛（杏仁香氣）,桂皮醛（肉桂香氣）,香草醛（香草香氣）醚類及酚醚多有香辛料香氣。如：茴香腦（茴香香氣），丁香酚（丁香香氣）。(3)萜類化合物:如紫羅酮（紫羅蘭香氣）;水芹烯（香辛料香氣）。(4)含硫化合物：多數(shù)有強(qiáng)烈的臭味；硫化丙烯化合物多具有香辛氣味。如：蔥、蒜、韭菜等蔬菜中的香辛成分的主體是硫化物。(CH2=CHCH2)2S二烯丙基硫醚CH2=CHCH2SSCH2CH=CH2二硫化二烯丙基。（5）含氮化合物：食品中低碳原子數(shù)的胺類，幾乎都有惡臭且有毒，多為食物腐敗后的產(chǎn)物。如：甲胺，二甲胺，丁二胺（腐胺），戊二胺（尸胺）等。(6)雜環(huán)化合物噻唑類化合物具有米糠香氣或糯米香氣，維生素B1也有這種香氣。有些雜環(huán)化合物有臭味。如：吲哚及β-甲基吲哚。（3）有氣味物質(zhì)的一般特征：①具有揮發(fā)性；只有能揮發(fā)的物質(zhì)分子方能到達(dá)鼻粘膜，從而產(chǎn)生氣味。無機(jī)鹽、堿及大多數(shù)酸是不揮發(fā)的，有機(jī)高分子化合物也是非揮發(fā)性的，所以它們不能產(chǎn)生氣味。②既具有水溶性（才能透過嗅覺感受器的粘膜層），又具有脂溶性（才能通過感受細(xì)胞的脂膜）；③分子量在26（有些書29）~300之間。④分子中具有某些原子或原子團(tuán)（發(fā)香原子或發(fā)香團(tuán)）；（4）食品中香氣形成的主要途徑：生物合成；酶直接作用；酶間接作用；加熱分解；微生物作用。

Mapofthetongue'stastereceptors

四、

味覺生理學(xué)(tastephysiology)舌尖-甜、咸，舌兩側(cè)-咸、酸，舌根-苦（一）

影響味覺的因素1、溫度

在10~40℃之間較敏感，在30℃時(shí)最敏感。

溫度對(duì)味覺的影響

呈味物

味覺

閾值（%）

常溫

0℃

鹽酸奎寧

苦

0.00010.0003

食

鹽

咸

0.050.25

檸檬酸

酸

0.00250.003

蔗

糖

甜

0.10.4

2、時(shí)間易溶解的物質(zhì)呈味快，味感消失也快；慢溶解的物質(zhì)呈味慢，但味覺持續(xù)時(shí)間長。3、各種味覺的相互作用

（1）味覺的相乘效果：(A+B)〉A(chǔ)+B兩種呈味物質(zhì)同時(shí)刺激，會(huì)比單一刺激強(qiáng)。

（2）味覺的相消效果：與相乘效果相反，兩種呈味物質(zhì)同時(shí)刺激，一個(gè)味的刺激會(huì)抑制另一個(gè)，刺激會(huì)變?nèi)酢?/p>

（3）對(duì)比現(xiàn)象

一種呈味物質(zhì)具有較強(qiáng)的味道，加入少量另一種呈味物質(zhì)后能使原來呈味物質(zhì)的味道變得更強(qiáng)。

（4）變味現(xiàn)象

先攝取的食物的味對(duì)后吃的食物的味帶來質(zhì)的影響，叫變味現(xiàn)象。（5）順應(yīng)效果

長時(shí)間嘗一種味道后，再品嘗同一味道感覺會(huì)減弱，閾值會(huì)提高的現(xiàn)象?；瘜W(xué)上的“酸”呈酸味，化學(xué)上的“糖”呈甜味，化學(xué)上的“鹽”呈咸味，生物堿及重金屬鹽則呈苦味。

（二）

物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)與味感的關(guān)系第二節(jié)甜味和甜味物質(zhì)

Sweettasteandsweetsubstance沙倫伯格(Shallenberger)的AH／B理論

所有的甜味物質(zhì)都有氫的供體（A-H），相距0.3nm處有氫的受體(B)，相應(yīng)的味感受體上存在氫的受體(B)，相距0.3nm處有氫的供體(A-H)，彼此間以氫鍵連接，氫鍵強(qiáng)弱決定甜味的大小。一、呈甜機(jī)理化合物分子中有相鄰的電負(fù)性原子是產(chǎn)生甜味的必須條件。

其中一個(gè)原子還必須具有氫鍵鍵合的質(zhì)子。

氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到這個(gè)作用，羥基氧原子可以在分子中作為AH或B。補(bǔ)充學(xué)說

甜味分子的親脂部分通常稱為r(-CH2-,-CH3,-C6H5)，可被味覺感受器的親脂部位所吸引，其立體結(jié)構(gòu)的全部活性單位(AH、B和r)都適合與感受器分子上的三角形結(jié)構(gòu)結(jié)合，r位置是強(qiáng)甜味物質(zhì)的一個(gè)非常重要的特征，但是對(duì)糖的甜味作用有限。?-D-吡喃果糖甜味單元中AH/B和r之間的關(guān)系

氯仿

鄰—磺酰苯亞胺

葡萄糖

AH／B理論的局限性（1）不能解釋多糖、多肽無味。（2）D型與L型氨基酸味覺不同，D-纈氨酸呈甜味，L-纈氨酸呈苦味。（3）未考慮甜味分子在空間的卷曲和折疊效應(yīng)。二、甜度及其影響因素1、甜度

甜味劑的相對(duì)甜度

甜味劑

乳糖麥芽糖葡萄糖半乳糖甘露糖醇甘油蔗糖果糖相對(duì)甜度

0.270.50.5~0.70.60.70.811.1~1.5

甜味劑

甘草酸苷天冬氨酰苯丙氨酸甲酯糖精新橙皮苷二氫查耳酮相對(duì)甜度

50100~200500~7001000~1500

2、影響因素

（1）結(jié)構(gòu)

A.聚合度:

聚合度大則甜度降低；

B.異構(gòu)體：葡萄糖：>,果糖：>；

C.環(huán)結(jié)構(gòu)：

-D-吡喃果糖>-D-呋喃果糖；D.糖苷鍵：

麥芽糖(-1,4苷鍵）有甜味，龍膽二糖(-1,6苷鍵）苦味。（2）溫度

果糖隨溫度升高，甜度降低。（異構(gòu)化）（3）結(jié)晶顆粒大小

小顆粒易溶解，味感甜。（4）不同糖之間的增甜效應(yīng)

5%葡萄糖+10%蔗糖=15%蔗糖。（5）其它呈味物的影響三、甜味劑1、糖類

葡萄糖，果糖，蔗糖，麥芽糖等2、糖醇

木糖醇，麥芽糖醇等3、糖苷

甜葉菊苷(Stevioside)的甜度為蔗糖的300倍。穩(wěn)定安全性好，無苦味，無發(fā)泡性，溶解性好。

4、其它甜味劑(1)甜蜜素(2)甜味素（阿斯巴甜，二肽衍生物）(3)二氫查耳酮衍生物(4)

糖精（Saccharin)(5)三氯蔗糖第三節(jié)苦味和苦味物質(zhì)Bitternessandbitternesssubstance一、呈苦機(jī)理

大多數(shù)苦味物質(zhì)具有與甜味物質(zhì)同樣的AH/B模型及疏水基團(tuán)；受體部位的AH/B單元取向決定了分子的甜味和苦味；沙氏理論認(rèn)為苦味來自呈味分子的疏水基，AH與B的距離近，可形成分子內(nèi)氫鍵，使整個(gè)分子的疏水性增強(qiáng)，而這種疏水性是與脂膜中多烯磷酸酯組成的苦味受體相結(jié)合的必要條件。二、苦味物質(zhì)

1、茶葉、可可、咖啡中的生物堿

2、啤酒中的苦味物質(zhì)（萜類）

啤酒中的苦味物質(zhì)主要源于啤酒花中的律草酮或蛇麻酮的衍生物（–酸和-酸），其中–酸占了85%左右。

異律草酮（-酸）律草酮（–酸）

–酸在新鮮酒花中含量在2~8%之間(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求達(dá)7%），有強(qiáng)烈的苦味和防腐能力，久置空氣中可自動(dòng)氧化，其氧化產(chǎn)物苦味變劣。

啤酒花與麥芽汁共煮時(shí)，–酸有40~60%異構(gòu)化生成異–酸。控制異構(gòu)化在啤酒加工中有重要意義。3、柑橘中的苦味物（糖苷）

主要苦味物質(zhì)：柚皮苷、新橙皮苷

脫苦的方法：酶制劑酶解糖苷，樹脂吸附，-環(huán)糊精包埋等。

柚皮苷生成無苦味衍生物的酶水解部位結(jié)構(gòu)

（1）肽類氨基酸側(cè)鏈的疏水性使蛋白質(zhì)水解物和干酪產(chǎn)生明顯的非需宜苦味。計(jì)算疏水值可預(yù)測肽類的苦味。

4、氨基酸及多肽類苦味蛋白質(zhì)子平均疏水值的計(jì)算：

Q=∑△g/n

△g表示每種氨基酸側(cè)鏈的疏水貢獻(xiàn)；

n是氨基酸殘基數(shù)。

Q值大于1400的肽可能有苦味，低于1300的無苦味。

各種氨基酸的計(jì)算△g值氨基酸△g值(卡/摩爾)氨基酸△g值(卡/摩爾)氨基酸△g值(卡/摩爾)甘

氨

酸0精

氨

酸730脯

氨

酸2620絲

氨

酸40丙

氨

酸730苯丙氨酸2650蘇

氨

酸440蛋

氨

酸1300酪

氨

酸2870組

氨

酸500賴

氨

酸1500異亮氨酸2970天冬氨酸540纈

氨

酸1690色

氨

酸3000谷

氨

酸550亮

氨

酸2420

αs1酪蛋白在殘基144-145和殘基150-151之間斷裂得到的一種短肽Phe-Tyr-Pro-Glu-Leu-Phe，計(jì)算Q值為2290，這種肽非?？?。從αs1酪蛋白得到強(qiáng)疏水性肽，是成熟干酪中產(chǎn)生苦味的原因。強(qiáng)非極性αS1酪蛋白衍生物的苦味肽

（2）肽的分子量影響產(chǎn)生苦味的能力

分子量低于6000的肽類才可能有苦味，

分子量大于6000的肽由于幾何體積大，顯然不能接近感受器位置。

5、鹽類苦味

苦味與鹽類陰離子和陽離子的離子直徑之和有關(guān)。

離子直徑小于6.5?的鹽顯示純咸味如：LiCl=4.98?，NaCl=5.56?，KCl=6.28?

隨著離子直徑的增大鹽的苦味逐漸增強(qiáng)如：CsCl=6.96?，CsI=7.74?，MgCl=8.60?第四節(jié)咸味和咸味物質(zhì)Saltytasteandsaltysubstance咸味陽離子產(chǎn)生咸味陰離子抑制咸味1、陽離子產(chǎn)生咸味當(dāng)鹽的原子量增大，有苦味增大的傾向。氯化鈉和氯化鋰是典型咸味的代表。鈉離子和鋰離子產(chǎn)生咸味，鉀離子和其他陽離子產(chǎn)生咸味和苦味。2、陰離子抑制咸味氯離子本身是無味，對(duì)咸味抑制最小。

較復(fù)雜的陰離子不但抑制陽離子的味道，而且它們本身也產(chǎn)生味道。

長鏈脂肪酸或長鏈烷基磺酸鈉鹽中陰離子所產(chǎn)生的肥皂味可以完全掩蔽陽離子的味道。第五節(jié)酸味和酸味物質(zhì)Sournessandsournesssubstance一、呈酸機(jī)理1、酸味是由H+刺激舌粘膜而引起的味感，H+是定味劑，A-是助味劑。2、酸味的強(qiáng)度與酸的強(qiáng)度不呈正相關(guān)關(guān)系。

3、酸味物質(zhì)的陰離子對(duì)酸味強(qiáng)度有影響

有機(jī)酸根A-結(jié)構(gòu)上增加羥基或羧基，則親脂性減弱，酸味減弱；增加疏水性基團(tuán)，有利于A-在脂膜上的吸附，酸味增強(qiáng)。

二、主要酸味劑

1、食醋

2、乳酸

3、檸檬酸

4、葡萄糖酸

-D-葡萄糖內(nèi)酯的水溶液加熱可轉(zhuǎn)變成葡萄糖酸。

O=CCOOHO=CHCOHHCOHHCOHHOCHOH2OHOCHH2OHOCHOHCOHHCOHHCHCHCOHHCOHCH2OHCH2OHCH2OH

-D-葡萄糖內(nèi)酯

D-葡萄糖酸

-D-葡萄糖內(nèi)酯

第六節(jié)辣味和辣味物質(zhì)Piquancyandpiquancysubstance一、辣味的呈味機(jī)理

辣味刺激的部位在舌根部的表皮，產(chǎn)生一種灼痛的感覺，嚴(yán)格講屬觸覺。

辣味物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中具有起定味作用的親水基團(tuán)和起助味作用的疏水基團(tuán)。

1、熱辣味（hotness）

口腔中產(chǎn)生灼燒的感覺，常溫下不刺鼻（揮發(fā)性不大），高溫下能刺激咽喉粘膜。如：紅