食品風(fēng)味及其檢測方法.ppt

1、食品風(fēng)味及其檢測方法,上海海洋大學(xué)食品學(xué)院 王 錫昌,主要內(nèi)容,概述 味覺 嗅覺 風(fēng)味物質(zhì)檢測,一、概述,食品風(fēng)味的重要性 風(fēng)味的概念 風(fēng)味的分類,食品風(fēng)味的重要性,食品的功能 營養(yǎng)的功能 感官的功能 保健的功能,食品的感官功能,色澤 質(zhì)地 風(fēng)味 口感,指攝入口腔的食物使人的感覺器官，包括味覺、嗅覺、痛覺、觸覺和溫覺等所產(chǎn)生的感覺印象，即食物客觀性使人產(chǎn)生的感覺印象的總和。,風(fēng)味的概念,食物風(fēng)味的分類,根據(jù)風(fēng)味產(chǎn)生的刺激方式不同可將其分為化學(xué)感覺、物理感覺和心理感覺,二、味覺,味覺的概念與分類 味覺的生理基礎(chǔ) 味的閾值 影響味覺產(chǎn)生的因素,味覺的概念與分類,味覺是指食物在人的口腔內(nèi)對味覺器官化

2、學(xué)感受系統(tǒng)的刺激并產(chǎn)生的一種感覺。 不同地域的人對味覺的分類不一樣。 日本：酸、甜、苦、辣、咸 歐美：酸、甜、苦、辣、咸、金屬味 印度：酸、甜、苦、辣、咸、澀味、淡味、不正常味 中國：酸、甜、苦、辣、咸、鮮、澀 從味覺的生理角度分類，只有四種基本味覺：酸、甜、苦、咸 辣味與澀味,辣味和澀味,辣味：食物成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、 皮膚、和三叉神經(jīng)而引起的一種痛覺。 澀味：食物成分刺激口腔，使蛋白質(zhì)凝固時(shí)而產(chǎn)生的一種收斂感覺。,味覺的生理基礎(chǔ),味覺產(chǎn)生的過程 呈味物質(zhì)刺激口腔內(nèi)的味覺感受體，然后通過一個(gè)收集和傳遞信息的神經(jīng)感覺系統(tǒng)傳導(dǎo)到大腦的味覺中樞，最后通過大腦的綜合神經(jīng)中樞系統(tǒng)的分析，從而產(chǎn)

3、生味覺。不同的味覺產(chǎn)生有不同的味覺感受體，味覺感受體與呈味物質(zhì)之間的作用力也不相同。,味覺產(chǎn)生的神經(jīng)過程,味覺產(chǎn)生的器官過程,舌頭乳狀突起,菌狀乳頭,絲狀乳頭,味蕾 口腔內(nèi)感受味覺的主要是味蕾，其次是自由神經(jīng)末梢 味蕾數(shù)量隨年齡的增大而減少 味蕾一般有40-150個(gè)味覺細(xì)胞構(gòu)成，大約10-14天更換1次 舌頭不部位對不同味覺的敏感度不一樣 人對不同味覺的感覺速度不一樣,味蕾在舌頭上的分布,味蕾,味蕾示意圖1,支持細(xì)胞,味細(xì)胞,味孔,味蕾示意圖2,一般人的舌尖和邊緣對咸味比較敏感 舌的前部對甜味比較敏感 舌靠腮的兩側(cè)對酸味比較敏感 舌根對苦、辣味比較敏感。 在四種基本味覺中，人對咸味的感覺最快，

4、對苦味的感覺最慢，但就人對味覺的敏感性來講，苦味比其他味覺都敏感，更容易被覺察。,味的閾值,閾值：感受到某種呈味物質(zhì)的味覺所需要的該物質(zhì)的最低濃度。常溫下蔗糖（甜）為0.1%，氯化鈉（咸）0.05%，檸檬酸（酸）0.0025%，硫酸奎寧（苦）0.0001%。 閾值分為： 差別閾值：指人感覺某中物質(zhì)的味覺有顯著差別的刺激量的差值。 絕對閾值：指人從感覺某中物質(zhì)的味覺從無到有的刺激量。 最終閾值：指人感覺某中物質(zhì)的刺激不隨刺激量的增加而增加的刺激量。,影響味覺產(chǎn)生的因素,物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的水溶性 溫度 味覺的感受部位 味的相互作用,物質(zhì)的結(jié)構(gòu),糖類甜味 酸類酸味 鹽類咸味 生物堿苦味,物質(zhì)的水溶性

5、,完全不溶于水的物質(zhì)是無味的，溶解度小于閾值的物質(zhì)也是無味的； 水溶性越高，味覺產(chǎn)生的越快，消失的也越快； 一般呈現(xiàn)酸味、甜味、咸味的物質(zhì)有較大的水溶性，而呈現(xiàn)苦味的物質(zhì)的水溶性一般。,溫度,一般隨溫度的升高，味覺加強(qiáng)，最適宜的味覺產(chǎn)生的溫度是10-40，尤其是30最敏感，大于或小于此溫度都將變得遲鈍。 溫度對呈味物質(zhì)的閾值也有明顯的影響。 25：蔗糖0.1%，食鹽0.05%，檸檬酸0.0025%，硫酸奎寧0.0001% 0：蔗糖0.4%，食鹽0.25%，檸檬酸0.003%，硫酸奎寧0.0003%。,味覺的感受部位,舌尖 舌邊 舌根 氯化鈉（咸味）： 0.25 0.24-0.25 0.28 鹽

6、酸（酸味）： 0.01 0.006-0.007 0.016 蔗糖（甜味）： 0.49 0.72-0.76 0.79 硫酸奎寧（苦味）： 0.00029 0.0002 0.00005,味感的生理學(xué)(taste physiology),Map of the tongues taste receptors,味的相互作用,兩種相同或不同的呈味物質(zhì)進(jìn)入口腔時(shí)，會(huì)使二者呈味味覺都有所改變的現(xiàn)象，稱為味覺的相互作用。 味的對比現(xiàn)象、味的相乘作用、味的消殺作用、味的變調(diào)作用、味的疲勞作用,味的對比現(xiàn)象,指兩種或兩種以上的呈味物質(zhì)，適當(dāng)調(diào)配，可使某中呈味物質(zhì)的味覺更加突出的現(xiàn)象； 如在10%的蔗糖中添加0.15

7、%氯化鈉，會(huì)使蔗糖的甜味更加突出； 在醋中添加一定量的氯化鈉可以使酸味更加突出； 在味精中添加氯化鈉會(huì)使鮮味更加突出。,味的相乘作用,指兩種具有相同味感的物質(zhì)進(jìn)入口腔時(shí)，其味覺強(qiáng)度超過兩者單獨(dú)使用的味覺強(qiáng)度之和，又稱為味的協(xié)同效應(yīng)。 甘草銨本身的甜度是蔗糖的50倍，但與蔗糖共同使用時(shí)末期甜度可達(dá)到蔗糖的100倍。 味精與核苷酸（I+G）。,味的消殺作用,指一種呈味物質(zhì)能夠減弱另外一種呈味物質(zhì)味覺強(qiáng)度的現(xiàn)象，又稱為味的拮抗作用。 如蔗糖與硫酸奎寧之間的相互作用。,味的變調(diào)作用,指兩種呈味物質(zhì)相互影響而導(dǎo)致其味感發(fā)生改變的現(xiàn)象。 剛吃過苦味的東西，喝一口水就覺得水是甜的。 刷過牙后吃酸的東西就有苦

8、味產(chǎn)生。,味的疲勞作用,當(dāng)長期受到某中呈味物質(zhì)的刺激后，就感覺刺激量或刺激強(qiáng)度減小的現(xiàn)象。 連續(xù)的吃糖,三、嗅覺,嗅覺：指揮發(fā)性物質(zhì)刺激鼻腔的嗅覺神經(jīng)而在中樞引起的一種感覺 其中產(chǎn)生的令人愉快的揮發(fā)性物質(zhì)稱為香氣 產(chǎn)生令人厭惡的揮發(fā)性物質(zhì)稱為臭氣 香氣是混合物所致 一般用香氣值來表示某種物質(zhì)在香氣產(chǎn)生中的作用大小。香氣值=嗅覺物質(zhì)的濃度/閾值，若香氣值小于1，則說明該物質(zhì)在香氣產(chǎn)生中沒有發(fā)生作用。,I 嗅覺 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、氣味對身體的影響 1.對呼吸器官的影響：香氣 深長吸氣；可疑氣味 短促呼吸；惡嗅

9、氣味 暫停呼吸。 2.對消化器官的影響：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.對循環(huán)系統(tǒng)的影響：香氣 血管擴(kuò)張、血壓下降； 4.對生殖器官的影響； 5.對精神活動(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。,II 嗅覺理論 即關(guān)于嗅感物質(zhì)產(chǎn)生嗅感機(jī)理的理論。 一、立體化學(xué)理論：Amoore(1964),二、膜刺激理論：Davis(1967) 氣味分子刺激受體柱狀神經(jīng)。 三、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。,III 嗅感物質(zhì) 1 氣味物質(zhì)結(jié)構(gòu)和氣味的關(guān)系,2 Beets理論,食品中

10、香氣形成的途徑,生物合成 直接由生物體合成形成的香氣成分。主要是由脂肪酸經(jīng)脂肪氧合酶酶促生物合成的揮發(fā)物。 酶直接作用 酶直接作用于香味前體物質(zhì)形成的香氣成分。 酶間接作用（氧化作用） 酶促反應(yīng)的產(chǎn)物再作用于香味前體，形成香氣成分。 高溫分解作用 美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、Strecker降解反應(yīng)可產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)。油脂，含硫化合物等的熱分解也能生成各種特有的香氣。 發(fā)酵作用 調(diào)香作用,1.水果的香氣成分 主要是以亞油酸和亞麻酸為前體物經(jīng)生物合成途徑產(chǎn)生的（有酶催化）。 水果中的香氣成分主要為C6C9的醛類和醇類，此外還有酯類、萜類、酮類，揮發(fā)酸等。 桃的香氣成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各種酯類，內(nèi)酯

11、及-寧烯等； 紅蘋果則以正丙己醇和酯為其主要的香氣成分； 柑橘以萜類為主要風(fēng)味物； 菠蘿中酯類是特征風(fēng)味物； 西瓜和甜瓜的香氣成分中含量最高的是3c, 6c 壬二烯醛（閾值為10-5）。,植物性食品的香味成分,2. 蔬菜中風(fēng)味物質(zhì)的形成途徑主要是生物合成 (1)葫蘆科和茄科 具有顯著的青鮮氣味。 特征氣味物有C6或C9的不飽和醇、醛及吡嗪類化合物。 如:黃瓜、青椒、番茄等 (2)傘形花科蔬菜 具有微刺鼻的芳香，頭香物有萜烯類化合物。如：胡蘿卜、芹菜、香菜等。 (3) 百合科蔬菜 具有刺鼻的芳香，風(fēng)味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。如:大蒜、洋蔥、蔥、韭菜等。 (4)十字花科蔬菜 具有辛辣氣

12、味，最重要的氣味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、異硫氰酸酯）。 如：卷心菜、蘿卜、花椰菜、芥菜等。,植物性食品的香味成分,3、簟類的香味氣成分 蘑菇主香成分有：肉桂酸甲酯，1-辛烯-3-醇，香菇精。 4、茶葉的香氣成分,植物性食品的香味成分,1.水產(chǎn)品的氣味 新鮮魚的淡淡的清鮮氣味是內(nèi)源酶作用于多不飽和脂肪酸生成中等碳鏈不飽和羰化物所致。 熟魚肉中的香味成分是由高度不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的。 魚中令人不愉快的氣味形成途徑： 主要是微生物和酶的作用。魚、貝類死后其體內(nèi)的賴氨酸逐步酶促分解。鮮魚肉內(nèi)中約2%的尿素，在一定條件下可分解生成NH3。魚體表面粘液中的蛋白質(zhì)，氨基酸等被細(xì)菌分解。魚油氧化分解生

13、成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸戊酸等。,動(dòng)物性食品的香氣成分,2. 肉類的氣味 熟肉香氣的生成途徑主要是加熱分解。因加熱溫度不同，香氣成分有所不同。肉香形成的前體物有氨基酸、多肽、核酸、糖類、脂質(zhì)、維生素等。肉香中的主要化合物有內(nèi)酯類，呋喃衍生物，吡嗪衍生物及含硫化合物等。 3. 乳及乳制品的氣味 新鮮乳香氣的主體成分是二甲基硫醚，含量稍高就會(huì)產(chǎn)生異味。此外， 還有低級脂肪酸、醛、酮等。 乳中分離出的-癸酸內(nèi)酯具有乳香氣，現(xiàn)已用作人工合成的調(diào)香劑和增香劑。 酸奶中丁二酮是其特征風(fēng)味成分。 奶酪的風(fēng)味在乳制品中是最豐富的，有酯類、羰基化合物、游離脂肪酸等。,動(dòng)物性食品的香氣成分,主要是微生物作用于

14、蛋白質(zhì)、脂類、糖等產(chǎn)生的。 發(fā)酵食品風(fēng)味形成的途徑是：微生物產(chǎn)生的酶（氧化還原酶、水解酶、異構(gòu)化酶、裂解酶、轉(zhuǎn)移酶、連接酶等），使原料成分生成小分子，這些分子經(jīng)過不同時(shí)期的化學(xué)反應(yīng)生成許多風(fēng)味物質(zhì)。發(fā)酵食品的后熟階段對風(fēng)味的形成有較大的貢獻(xiàn)。,發(fā)酵食品的香氣成分,1、酒類 主要是酵母菌發(fā)酵。白酒中的香氣成分有300多種，呈香物質(zhì)以各種酯類為主體，而羰基化合物、羧酸類、醇類及酚類也是重要的芳香成分 。 2、醬及醬油類 利用曲霉、乳酸菌和酵母菌發(fā)酵。醬油香氣的主體是酯類，甲基硫是構(gòu)成醬油特征香氣的主要成分。 3、食醋 食醋是酵母菌和醋酸菌發(fā)酵，乙酸含量高達(dá)4%，香氣成分以乙酸乙酯為主。,風(fēng)味物質(zhì)的

15、檢測方法,一種食品具有良好的風(fēng)味，不僅能引起人們的食欲，而且還能帶來很高的經(jīng)濟(jì)利益，因此對食品風(fēng)味物質(zhì)的分離與鑒定有很大的意義。但食品中的風(fēng)味成分十分復(fù)雜，因?yàn)樵诟叨葟?fù)雜的混合物中只存在很少量的溶質(zhì)，因此如何有效的提取出我們所需要的目標(biāo)溶質(zhì)成為當(dāng)前研究的前提。,分離技術(shù),溶劑萃取和蒸餾-萃取技術(shù) 超臨界流體萃取技術(shù) 頂空采樣技術(shù) 固相微萃取技術(shù),溶劑萃取和蒸餾-萃取技術(shù),非揮發(fā)性的殘留物中分離出所萃取的揮發(fā)性物質(zhì) 方法一：通過水蒸氣蒸餾、高真空蒸餾或是動(dòng)態(tài) 頂空取樣法來實(shí)現(xiàn) 方法二：同時(shí)水蒸氣蒸餾提取法 + 溶劑萃取 應(yīng)用,應(yīng)用,植物油脂、蜂蜜、茶、蛋品、乳品、肉類食品以及各種果蔬風(fēng)味物質(zhì)的生

16、產(chǎn)研究中,超臨界流體萃取技術(shù)(SFE),原理及流體特點(diǎn) 流體類型 應(yīng)用,在食品香料中的應(yīng)用 在油脂中的應(yīng)用,超臨界流體特點(diǎn),SCF對某些物質(zhì)具有特殊的溶解能。SCF的性質(zhì)介于液體和氣體之間，其密度接近于液體，而粘度和擴(kuò)散系數(shù)又很接近氣體。因而，SCF具有良好的傳遞性能以及高的溶解能力。SCF溶解能力的大小與密度直接相關(guān)，而密度又取決于溫度(t)和壓力(p)。因此，利用改變溫度和壓力的方法就能夠方便地改變?nèi)苜|(zhì)在SCF中的溶解度。,在食品香料中的應(yīng)用,香料工業(yè)中的重要原料是精油。它主要來源于植物中揮發(fā)性成分。這些成分多是不穩(wěn)定的物質(zhì)，易受熱變質(zhì)或揮發(fā)，因此操作溫度低的SFE就成了水蒸氣蒸餾和有機(jī)溶

17、劑萃取的理想替代，并且精油在CO2中的溶解度較大，與液態(tài)CO2，也完全相溶，所以精油的SFE研究一直很活躍。,在油脂中的應(yīng)用,SFE在食品領(lǐng)域最廣泛的應(yīng)用就是用于測定食品中的脂肪含量。由于脂肪酶可以直接加入萃取池中與樣品進(jìn)行甲基化反應(yīng)所以SFE和氣相色譜可以測定樣品中脂肪酸甲酯的含量，進(jìn)一步確定脂肪酸的含量 膽固醇能夠被超臨界CO2選擇性濃縮萃取這項(xiàng)技術(shù)成功地用于從牛肉、雞蛋、牛奶等物質(zhì)中脫除膽固醇和其它脂類化合物,頂空采樣技術(shù),靜態(tài)頂空技術(shù) 動(dòng)態(tài)頂空技術(shù),靜態(tài)頂空技術(shù),原理 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),靜態(tài)頂空技術(shù),SHS在原理上講是最簡單的一種頂空技術(shù)，在SHS中食物樣品被置于一個(gè)密閉的容器中，揮發(fā)性成分

18、得以在樣品基質(zhì)和周圍頂空物之間達(dá)到平衡，該平衡受到容器溫度、樣品尺寸、平衡時(shí)間等因素的影響,靜態(tài)頂空技術(shù)(SHS),SHS的優(yōu)點(diǎn)在于樣品制備簡單，不用其他試劑，造成假象的危險(xiǎn)性小 主要缺點(diǎn)是樣品的蒸汽體積過大，影響色譜柱的分離效能，蒸汽中大量水分也往往有損于柱的壽命,動(dòng)態(tài)頂空技術(shù),動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)（吹掃冷阱捕集技術(shù)，Purg and Trap）其原理就是在對樣品進(jìn)行分析之前，通過利用中間體捕集步驟富集揮發(fā)性物質(zhì) ，這樣可使頂空取樣效率大幅度的提高 ，這種方法比靜態(tài)法優(yōu)越，因它不僅適用于揮發(fā)性較高的組分，而且也可用于較難揮發(fā)及濃度較低的組分，對組分復(fù)雜含量又低的樣品也很有效 。,固相微萃取技術(shù),裝置簡圖 原理與特點(diǎn) SPME操作條件的優(yōu)化控制 應(yīng)用,裝置圖,SPME,原理與特點(diǎn),在固相微萃取操作過程中，樣品中待測物的濃度或頂空中待測物濃度與涂布在熔融硅纖維上的聚合物中吸附的待測物濃度間建立了平衡 無需有機(jī)溶劑、簡單方便、測試快、費(fèi)用低, 集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，能夠與氣相或液相色譜聯(lián)用,SPME操作條件的優(yōu)化控制,纖維頭極性、多孔性或表面積 纖維頭涂膜厚度 樣品的攪拌程度 萃取方式，鹽濃度和pH效應(yīng) 其它影響因素,纖維頭極性、多孔性或表面積,主要依據(jù)分析物質(zhì)的分子量(揮發(fā)性)與極性。非極性纖維頭膜對萃取非極性組分最有效 在SPME中固定相極性的