第七章+食品风味化学

生命科学学院重点掌握食品的滋味、气味的产生机理及代表性物及加工与风味控制的关系。第一节引言第二节食品的滋味化学第三节食品的气味化学第四节不同来源的食品风味简介第五节食品风味化学的研究进展第一节概述1.食品风味概念狭义：食品的香气、滋味和入口后获得的香味。（味觉和嗅觉）广义(flavor)：指人以口腔为主的感觉器官对食品产生的综合感觉（嗅觉，味觉，视觉及触觉）。感觉现象：个人、民族、地域的倾向一、引言味觉（甜苦酸咸等）化学感觉触觉（硬粘热等）视觉（色形状等）食物分类嗅觉（香臭等）运动感觉（滑等）听觉（声音等）物理感觉心理感觉刺激物感官反应第一节概述2.风味物质一般具有下列特点第一节概述一、引言※成分多，含量甚微：如香蕉香味等；※大多是非营养物质※味感性能与分子结构有特异性关系※多为对热不稳定的物质：如茶香味易失※种类繁多，相互影响：如调配咖啡，500多种；味感——是食物在人的口腔内对味觉器官化学感系统的刺激并产生的一种感觉。•这种刺激有时是单一性的，但是多数情况下是复合性的。第一节概述一、引言3.味的概念和分类3.风味的分类风味(Flavor)、香味(Aroma)、口味(Taste)、物理味、化学味、心理味国别分类中国：酸、甜、苦、咸、辣、鲜、涩日本：酸、甜、苦、咸、辣印度：酸、甜、苦、咸、辣、淡、涩、不正常味欧美：酸、甜、苦、咸、辣、金属味第一节概述一、引言二、嗅觉理论(Theoryofolfaction)1.立体化学理论(Amoore,1964)化合物立体分子的大小、形状及电荷有差异，人的嗅觉的空间位置也有差别。2.膜刺激理论（Davis,1967）气味分子被吸附在受体柱状神经薄膜的酯质膜界面上。3.振动理论气味特性与气味分子的振动特性有关。第一节概述Introduction第一节概述Introduction三、风味化合物的分析1.感官分析食品风味的感官总体评价特征化学成分的感官评价2.仪器分析高效液相色谱、超临界二氧化碳萃取等风味仪器分析简介•前处理气质联用定性定量前处理即风味物质的提取气质联用（GC-MS），风味物质通过气相色谱逐一分离，再进入质谱检测器检测得到总离子流图和质谱图总离子流图通过归一化法用于定量（相对百分含量），质谱图通过与标准谱库比对或与标准物对照而定性风味物质的仪器测定各种前处理方法的优缺点方法优点缺点同时蒸馏萃取对样品的熟化作用，可表征熟的风味费时、费力且会造成风味物质较大损失吹扫捕集速度快，吸收完全，特别对于含量低的风味物质冷阱捕集时易发生结冰现象，因此不宜用于含水量大的样品，动态顶空速度较快，吸收较完全，特别对于含量低的风味物质萃取头对风味物质的选择性问题固相微萃取速度较快，吸收较完全，比动态顶空简便萃取头对风味物质的选择性问题溶剂萃取经济费时、费力且会造成风味物质很大损失，结果很不准确风味化合物的提取、分离、鉴定样品预处理SPME萃取GC分离、MS鉴定检索与鉴定气质联用仪（Finnigan公司）风味物质不稳定性风味风味特征可变性主导成分定性困难影响因素的复杂性各种成分的交互性风味研究中的主要问题第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood一、概述1、食品的基本味（原味）(origianltaste)酸、甜、苦、咸。2、呈滋味的物质的特点(characteristicoftastecompound)多为不挥发物；能溶于水；阈值比呈气味物高得多。只有甜、苦、酸、咸4种为基本味感。辣味仅是刺激口腔粘膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种痛觉；涩味则是口腔蛋白质受到刺激而凝固时所产生的一种收敛的感觉，与触觉神经末梢有关。鲜味由于其呈味物质与其他味感物质相配合时能使食品的整个风味更为鲜美，3.各类味感特点Tastechemistryoffood一、概述第二节食品的滋味化学产生味感的途径呈味物质溶液——口腔内味感受体——神经感觉系统——大脑味觉中枢——大脑综合神经中枢系统——产生味感。Tastechemistryoffood一、概述4.味觉生理学(tastephysiology)主要是味蕾，其次是自由神经末梢。第二节食品的滋味化学一、概述4.味觉生理学(tastephysiology)第二节食品的滋味化学•舌头各部对不同味感的感受能力也不同。第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood一、概述4.味觉生理学(tastephysiology)Mapofthetongue'stastereceptors第二节食品的滋味化学从人对4种基本味感的感觉速度来看，以咸味最快，苦味最慢。但从人们对味的敏感性来看，苦味却往往比其他味感受更大，更易被觉察到。说明不同的味有不同的强度。可用阈值来表示：阈值：是指能够感受到该物质的最低浓度（以mol/m3，%或mg/kg单位表示），一种物质的阈值越小，表明该物质的敏感性越强。Tastechemistryoffood一、概述味的阈值第二节食品的滋味化学几种物质的味的阈值名称味感阈值25℃0℃蔗糖甜0.10.4食盐咸0.050.25柠檬酸酸2.5×10-33.0×10-3硫酸奎宁苦1.0×10-43.0×10-4Tastechemistryoffood一、概述第二节食品的滋味化学温度：在10-40℃之间较敏感，在30℃时最敏感。Tastechemistryoffood一、概述5.影响味觉的因素(factorsofeffectontaste)阈值呈味物质味觉常温0℃盐酸奎宁苦0.00010.0003食盐咸0.050.25柠檬酸酸0.00250.003蔗糖甜0.10.4温度对味觉的影响第二节食品的滋味化学时间易溶解的物质呈味快，味感消失也快；慢溶解的物质呈味慢，但味觉持续时间长。Tastechemistryoffood一、概述5.影响味觉的因素(factorsofeffectontaste)第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood一、概述5.影响味觉的因素(factorsofeffectontaste)③如谷氨酸钠与肌苷酸、麦芽酚、食盐增强味精鲜味等砂糖、柠檬酸、食盐和奎宁减弱匙羹藤酸，使甜或苦味感觉不出，非洲神秘果碱性蛋使酸味变甜等第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood一、概述5.影响味觉的因素(factorsofeffectontaste)第二节食品的滋味化学化学上的“酸”呈酸味，化学上的“糖”呈甜味，化学上的“盐”呈咸味，生物碱及重金属盐则呈苦味。6.物质的化学结构与味感的关系(relationshipofstructurewithtaste)Tastechemistryoffood一、概述第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)夏伦贝格尔(Shallenberger)的AH／B理论风味单位(flavorunit)是由共价结合的氢键键合质子和位置距离质子大约3Å的电负性轨道产生的结合。化合物分子中有相邻的电负性原子是产生甜味的必须条件。其中一个原子还必须具有氢键键合的质子。氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到这个作用，羟基氧原子可以在分子中作为AH或B。呈甜机理第二节食品的滋味化学补充学说甜味分子的亲脂部分通常称为γ(-CH2-,-CH3,-C6H5)可被味觉感受器类似的亲脂部位所吸引，其立体结构的全部活性单位(AH、B和γ)都适合与感受器分子上的三角形结构结合，γ位置是强甜味物质的一个非常重要的特征，但是对糖的甜味作用是有限的。Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)夏伦贝格尔(Shallenberger)的AH／B理论呈甜机理第二节食品的滋味化学ß-D-吡喃果糖甜味单元中AH/B和γ之间的关系氯仿邻—磺酰苯亚胺葡萄糖夏伦贝格尔(Shallenberger)的AH／B理论的局限性不能解释多糖、多肽无味。D型与L型氨基酸味觉不同，D-缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味。未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)呈甜机理第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)甜度及其影响因素1.甜度甜味剂的相对甜度甜味剂乳糖麦芽糖葡萄糖半乳糖甘露糖醇甘油蔗糖果糖相对甜度0.270.50.5~0.70.60.70.811.1~1.5甜味剂甘草酸苷天冬氨酰苯丙氨酸甲酯糖精新橙皮苷二氢查耳酮相对甜度50100~200500~7001000~1500第二节食品的滋味化学2.影响因素A、聚合度:聚合度大则甜度降低；B、异构体：葡萄糖：，果糖：；C、环结构：-D-吡喃果糖-D-呋喃果糖；D、糖苷键：麦芽糖(-1,4苷键）有甜味，龙胆二糖(-1,6苷键）苦味。结构Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)甜度及其影响因素第二节食品的滋味化学温度：果糖随温度升高，甜度降低。（异构化）结晶颗粒大小：小颗粒易溶解，味感甜。不同糖之间的增甜效应：5%葡萄糖+10%蔗糖=15%蔗糖。其它呈味物的影响Tastechemistryoffood二、甜味与甜味物质(Sweettasteandsweetsubstance)甜度及其影响因素2.影响因素第二节食品的滋味化学甜味剂1.糖类葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖等2.糖醇木糖醇，麦芽糖醇等3.糖苷甜叶菊苷(Stevioside)的甜度为蔗糖的300倍。稳定安全性好，无苦味，无发泡性，溶解性好。Tastechemistryoffood第二节食品的滋味化学其它甜味剂(1)甜蜜素(2)甜味素（阿斯巴甜，二肽衍生物）(3)二氢查耳酮衍生物(4)糖精（Saccharin)(5)三氯蔗糖Tastechemistryoffood第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood三、苦味与苦味物质(Bitternessandbitternesssubstance)（一）苦味机理大多数苦味物质具有与甜味物质同样的AH/B模型及疏水基团。受体部位的AH/B单元取向（即如果一个分子的几何形状使它取向与苦或甜味受体部位相匹配）决定了分子的甜味和苦味。第二节食品的滋味化学Tastechemistryoffood三、苦味与苦味物质(Bitternessandbitternesssubstance)（一）苦味机理沙氏理论认为苦味来自呈味分子的疏水基，AH与B的距离近，可形成分子内氢键，使整个分子的疏水性增强，而这种疏水性是与脂膜中多烯磷酸酯组成的苦味受体相结合的必要条件。第二节食品的滋味化学苦味本身并不是令人愉快的味感，但当与甜、酸或其他味感恰当组合时却形成了一些食物的特殊风味。食物中的天然苦味物质中，植物来源的有两大类：生物碱及一些糖苷；动物来源的主要是胆汁。苦味基准物是奎宁。(二）常见苦味物质Tastechemistryoffood三、苦味与苦味物质(Bitternessandbitternesssubstance)第二节食品的滋味化学1.茶叶、可可、咖啡中的生物碱：都是嘌呤衍生物，有兴奋中枢神经的作用。2.啤酒中的苦味物质（萜类）啤酒中的苦味物质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。(二）常见苦味物质Tastechemistryoffood三、苦味与苦味物质(Bitternessandbitternesssubstance)异律草酮（-酸）律草酮（–酸）第二节食品的滋味化学3.柑橘中的苦味物（糖苷）主要苦味物质：柚皮苷、新橙皮苷、苦杏仁苷脱苦的方法：酶制剂酶解糖苷，树脂吸附，-环糊精包埋等。Tastechemistryoffo