第九章-食品風味09

1、1,第九章 食品風味化學 Flavor Chemistry,吉林農(nóng)業(yè)科技學院食品科學系 陳福玉 ,2,第一節(jié) 引言,一、食品風味的含義 風味(flavor)是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。,二、風味物質(zhì)一般具有下列特點 (1)、成分多，含量甚微; (2)、大多是非營養(yǎng)物質(zhì); (3)、味感性能與分子結構有特異性關系; (4)、多為對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)。,風：飄逸的，揮發(fā)性物質(zhì)，引起嗅覺反應， 味：水溶性或油溶性物質(zhì)，在口腔引起的反應。,3,味覺生理,味覺是指食物在人的口腔內(nèi)對味覺器官化學感受系統(tǒng)的刺激并產(chǎn)生的

2、一種感覺。 不同地域的人對味覺的分類不一樣_味的國別分類 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,4,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)凝固時而產(chǎn)生的一種收斂感覺。,食品的基本味（原味）(origianl taste) 酸、甜、苦、咸。 呈滋味的物質(zhì)的特點(characteristic of taste compound),多為不揮發(fā)物； 能溶于水； 閾值

3、比呈氣味物高得多。,5,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。,三、風味的分類,6,嗅感的化學基礎 嗅感現(xiàn)象 嗅感是指揮發(fā)性物質(zhì)刺激鼻腔嗅覺神經(jīng)而引起的一類生理感覺。令人喜愛的為香氣，令人生厭的為臭氣。 香氣是混合物所致,五、嗅覺理論的研究進展,7,嗅感信息分類： 基本特征類 有占優(yōu)勢的一種嗅感 綜合特征類 多個互不占優(yōu)勢的嗅感信息的復合氣味, 背景特征類 多種低強度嗅感的組合 信息圖形非常復雜 信息結構與“噪音本底”的概念類似,（2）香氣值（Flavor unit） FU= 嗅感物質(zhì)的濃度 / 閾值。 氣味的閾值 人的嗅覺器官能感受到某種氣味的最低濃度 FU小于1，不能產(chǎn)生嗅感

4、，則說明該物質(zhì)在香氣產(chǎn)生中沒有發(fā)生作用.FU越大，說明是該體系的特征嗅感成分含量高。,任何一種食品的香氣都并非由一種呈香物質(zhì)單獨產(chǎn)生，而是多種呈香物質(zhì)的綜合反映。對香氣貢獻大的物質(zhì)，被稱為“頭香物”。 呈香與否還與呈香物的含量有關。,8,六、嗅覺理論的研究進展,1、鎖-鑰理論(立體化學),2、膜刺激理論(微粒理論),3、振動理論,化合物的氣味與分子結構的關系 發(fā)香團（原子）：是指分子結構中對形成氣味有貢獻的基團 （原子) 。 發(fā)香團： -OH, -COOH, C=O, R-O-R, -COOR, -C6H5,-NO2, -CN, -ONO, -RCOO。 發(fā)香原子：位于元素周期表中族 族。如：

5、P, As, Sb, S, F。,氣味分子被吸附在受體柱狀神經(jīng)薄膜的酯質(zhì)膜界面上,氣味特性與氣味分子的振動特性有關,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,9,10,11,嗅覺生理學,12,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。,七、影響味覺的因素,1

6、3,Map of the tongues taste receptors.,14,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個味覺細胞構成，大約10-14天更換1次 舌頭不同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,15,16,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 0.00005,17,味覺感受

7、部位,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，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。,18,七、影響味覺的因素,1、溫度：在1040之間較敏感，在30時最敏感。,19,2、溶解性：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)時間長。,3、 各種味覺的相互作用,味覺的相乘效果 味覺的相消效果 味覺的對比效果 味覺的變調(diào)效果 味覺的綜合效果,20,味的變調(diào)作用,指兩種呈味物質(zhì)相互影響而導致其味感發(fā)生改變的現(xiàn)象。 剛吃過苦味的東

8、西，喝一口水就覺得水是甜的。 刷過牙后吃酸的東西就有苦味產(chǎn)生。,21,味的相乘作用,指兩種具有相同味感的物質(zhì)進入口腔時，其味覺強度超過兩者單獨使用的味覺強度之和，又稱為味的協(xié)同效應。 甘草銨本身的甜度是蔗糖的50倍，但與蔗糖共同使用時末期甜度可達到蔗糖的100倍。 味精與核苷酸（I+G）。,22,味的對比現(xiàn)象,指兩種或兩種以上的呈味物質(zhì)，適當調(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%氯化鈉，會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使鮮味更加突出。,23,味的拮抗作用,指一種呈味物質(zhì)能夠減弱另外一種呈味物質(zhì)味

9、覺強度的現(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。,24,味的疲勞作用,當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度減小的現(xiàn)象。 連續(xù)的吃糖。,25,4、年齡 5、粘度 6、顆粒度 7、質(zhì)構 8、顏色 9、嗜好與風俗 10、習慣,26,第二節(jié) 呈味物質(zhì),一、甜味,1、呈甜機理：這里介紹夏倫貝格爾(Shallenberger)的AHB理論。 該理論認為，甜味物質(zhì)分子中有一電負性的原子A并與氫生成AH基團； 同時在AH基團0.3nm左右處有另一個電負性原子B（如下列分子式）。 在人的甜味受體上也有相應的AH和B基團，若兩者空間形成氫鍵，便產(chǎn) 生甜味。,氯仿,鄰磺酰苯亞胺

10、,葡萄糖,27,-D-呋喃果糖呈甜味示意圖 -D-呋喃果糖甜味單元中AH/B和受體之間的關系,化合物分子中有相鄰的電負性原子是產(chǎn)生甜味的必須條件。 其中一個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作用，羥基氧原子可以在分子中作為AH或B。,28,該理論 的局限 性,不能解釋多糖、多肽無味,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,未考慮甜味分子在空間的卷曲和折 疊效應,29,2、甜度及其影響因素,1）、相對甜度的概念,2）、常用甜味劑的相對甜度,30,3）、影響甜度的因素,（1）結構 A.聚合度: 聚合度大則甜度降低； B.異構體：葡萄糖：

11、 ,果糖： ； C.環(huán)結構： -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。,31,（2）溫度 果糖隨溫度升高，甜度降低。 （3）結晶顆粒大小 小顆粒易溶解，味感甜。 （4）不同糖之間的增甜效應 5%葡萄糖+10%蔗糖=15%蔗糖。 （5）其它呈味物的影響,32,3、目前常用的甜味劑,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

12、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；（6）嗦嗎甜,33,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。 受體部位的AH/B單元取向決定了分子的甜味和苦 味。 沙氏理論認為苦味來自呈味分子的疏水基，AH與B 的距離近，可形成苦味分子內(nèi)氫鍵，使整個分子的疏水性 增強，而這種疏水性是與味蕾細胞脂膜中多烯磷酸酯組成 的苦味受體相結合的必要條件。,1、呈苦機理,二、 苦味和苦味物質(zhì) Bitterness and bitterness substance,34,2、常見的苦味物質(zhì),1）、生物堿類：奎寧、番木堿、咖啡堿、可可

13、堿、茶堿等,2）、糖苷類：苦杏仁苷、新橙皮苷等,對于糖苷類脫苦的方法：樹脂吸附，-環(huán)糊精包埋，酶 制劑酶解糖苷（如下式）等。,柚皮苷生成無苦味衍 生物的酶水解部位結 構,35,3）、氨基酸及多肽類,（1）、肽類氨基酸側(cè)鏈的總疏水性使蛋白質(zhì)水解物和干酪產(chǎn) 生明顯的非需宜苦味。,計算疏水值可預測肽類的苦味 蛋白質(zhì)子平均疏水值的計算： Q=g/n g表示每種氨基酸側(cè)鏈的疏水貢獻；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。,36,各種氨基酸的計算g值,37,（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

14、積大， 顯然不能接近感受器位置。,38,4）、萜類,一般含有內(nèi)酯、內(nèi)縮醛等能形成螯合物的結構具有 苦味。葎草酮、蛇麻酮、膽酸、檸檬苦素、南瓜苦素等,常見的葎草酮和蛇麻酮都是啤酒花的苦味成分。葎草 酮的結構如下：,39,5）、鹽類,苦味與鹽類陰離子和陽離子的離子直徑之和 有關。 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 如：CsCl=6.96，CsI=7.74，MgCl2=8.60,40,三、咸味和咸味物質(zhì) Salty taste and salty substance,咸 味,陽離子產(chǎn)生咸味 陰離子抑制咸

15、味,41,1、陽離子產(chǎn)生咸味,當鹽的原子量增大，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，對咸味抑制最小。 較復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。,42,四、酸味和酸味物質(zhì) Sourness and sourness substance,1、呈酸機理,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。酸味的強度與酸的強度不呈正相關關 系。,2）、酸味

16、物質(zhì)的陰離子對酸味強度有影響：有機酸根A - 結 構上增加羥基或羧基，則親脂性減弱，酸味減弱；增加疏水性基 團，有利于A - 在脂膜上的吸附，酸味增強。,43,2、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） 5、酒石酸 6、蘋果酸 7、磷酸,44,五、 辣味和辣味物質(zhì) Piquancy and piquancy substance,1、辣味的呈味機理,辣味刺激的部位在舌根部的表皮，產(chǎn)生一種灼痛的感覺，嚴格講屬觸 覺，又稱辛辣感。 辣味物質(zhì)的結構中具有起定味作用的親水基團和起助味作用的疏水基 團。,2、辣味的類型,1）、熱辣味（

17、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：紅辣椒主要呈辣成分有辣椒素、二氫辣椒素。胡椒 中的胡椒堿。,45,2）、辛辣味（pungency） 沖鼻的刺激性辣味，對味覺和嗅覺器官有雙重刺激，常 溫下具有揮發(fā)性。如：姜、肉桂、丁香、蔥、蒜、辣根、蘿 卜等。,3、辣味物質(zhì),辣味料的辣味強度排序： 辣椒、胡椒、花椒、姜、蔥、蒜、芥末 熱辣 辛辣,46,六、鮮味和鮮味物質(zhì) Delicious taste and delicious substance,鮮味劑：,1、味精 (谷氨酸鈉MSG) ：L - 型谷氨酸鈉是肉類鮮味的主要成 分；D - 型異構體

18、則無鮮味。其鮮味與其離解度有關。,2、核苷酸：呈鮮味的核苷酸主要有： 肌苷酸，鳥苷酸。 肉中鮮味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而產(chǎn)生。存放時 間過長，肌苷酸變成無味的肌苷，進而變?yōu)槌士辔兜拇吸S嘌呤。 酵母水解物也是鮮味劑，其呈鮮成分是5-核糖核苷酸。,3、某些肽類：谷胱甘肽、谷谷絲三肽,47,4、氨基酸 5、琥珀酸 鮮味劑的增效作用,48,七、澀味和澀味物質(zhì) Astringent taste and astringent substance,1、澀味的形成,澀味通常是由于像單寧等多酚類化合物與口腔粘膜上 或唾液中的蛋白質(zhì)締合而產(chǎn)生沉淀或聚合物而引起的感受 （收斂及干燥），因此又稱澀感。,2、

19、澀味成分,主要澀味物質(zhì)是多酚類的化合物。某些金屬、明礬、醛類也 具有澀味。,49,八、氣味,1、分類 ：樟腦臭、刺激臭、醚臭、花 香、薄荷香、麝香、惡臭、甜香。其他 分類方法 2、嗅盲 3、氣味作用（調(diào)味、呼吸、治療、精神 等）,50,舉例-清涼風味,1、清涼感的形成,2、清涼感的物質(zhì),當某些化學物質(zhì)接觸鼻腔或口腔組織刺激專門的味感 受器時，會產(chǎn)生清涼感覺,效果很類似薄荷、冬青油等。,雖然許多化合物都能引起這種感覺，但以天然形式(L異構體)存 在的-(-)薄荷醇是最常用的，對此芳香成分總的感覺還是樟腦味。樟 腦除產(chǎn)生清涼感覺外，還具有一種由D-樟腦產(chǎn)生的特有樟腦氣味。與 薄荷有關的化合物所產(chǎn)生

20、的清涼作用和結晶多元醇甜味劑(例如木糖 醇)所產(chǎn)生的涼味機理有稍許不同，后者一般認為是物質(zhì)吸熱溶解所 產(chǎn)生。,51,食品中香氣形成的主要途徑： 1、生物合成 2、酶直接作用 3、酶間接作用 4、加熱分解 5、微生物作用,第三節(jié) 食品中氣味形成的途徑 Formative approachs of food odor,52,一、生物合成(biosynthesis) 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。 前體物多為亞油酸和亞麻酸， 產(chǎn)物為C6和C9的醇、醛類以及由C6、C9脂肪酸所生成的酯。 例如：己醛是蘋果、葡萄、草莓、菠蘿、香蕉和桃子中的嗅味物；2t-壬烯醛(醇)和3c-壬烯醇則是香瓜、西瓜等的特征香味物質(zhì)。,53,以脂肪酸為前體物的生物合成,54,酶直接作用(direct action of Enzyme) 酶直接作用于香味前體物質(zhì)形成的香氣成分。 蘆筍的香氣形成途徑如下： CH3 酶 CH3 CH3S+CH2CH2COOH CH3S + CH2=CHCOOH + H+ 二甲基-硫代丙酸 二甲基硫 丙烯酸 風味前體物 香氣物 香氣物,55,四. 加熱分解(decomposability of heating ) 麥拉德反應