chapter9风味(二)食品化学

1、Chapter 9 Flavor ChemistryFlavor Chemistry 食品的滋味化学食品的滋味化学 Taste chemistry of food风味化学风味化学( (二二) )本章提要本章提要重点：重点： 基本味的呈味机理，尤其是夏氏基本味的呈味机理，尤其是夏氏AH-B生甜团学说及补充理论；几类呈味物质生甜团学说及补充理论；几类呈味物质（如甜味剂、酸味剂、鲜味剂）及其在食（如甜味剂、酸味剂、鲜味剂）及其在食品加工中的应用。品加工中的应用。难点：难点： 呈味物的呈味机理。呈味物的呈味机理。9.1 Introduction 9.2 Sweet taste and sweet su

2、bstance9.3 Bitterness and bitterness substance9.4 Salty taste and salty substance9.5 Sourness and sourness substance9.6 Piquancy and piquancy substance9.7 Delicious taste and delicious substance9.8 Astringent taste and astringent substanceContent9.19.1 概概 述述Introduction1.原味原味 Original taste 酸、甜、苦、咸。

3、酸、甜、苦、咸。2.呈滋味的物质的特点呈滋味的物质的特点 Characteristic of taste compound多为不挥发物，多为不挥发物，能溶于水，能溶于水，阈值比呈气味物高得多。阈值比呈气味物高得多。 Map of the tongues taste receptors.3. 味觉生理学味觉生理学 Taste physiology4. 影响味觉的因素影响味觉的因素 Factors of effect on taste(1)(1)温度温度 在在1040之间较敏感，在之间较敏感，在30时最敏感。时最敏感。 温度对味觉的影响温度对味觉的影响 呈味物呈味物 味觉味觉 阈值（阈值（%） 常

4、温常温 0 盐酸奎宁盐酸奎宁 苦苦 0.0001 0.0003 食食 盐盐 咸咸 0.05 0.25 柠檬酸柠檬酸 酸酸 0.0025 0.003 蔗蔗 糖糖 甜甜 0.1 0.4 (2) 时间时间 易溶解的物质呈味快，味感消失也快；易溶解的物质呈味快，味感消失也快； 慢溶解的物质呈味慢慢溶解的物质呈味慢,但味觉持续时间长。但味觉持续时间长。(3) 各种味觉的相互作用各种味觉的相互作用 味觉的相乘效果味觉的相乘效果 味觉的相消效果味觉的相消效果 化学上的化学上的“酸酸”呈酸味，呈酸味，化学上的化学上的“糖糖”呈甜味，呈甜味，化学上的化学上的“盐盐”呈咸味，呈咸味，生物碱及重金属盐则呈苦味。生物

5、碱及重金属盐则呈苦味。 5. 物质的化学结构与味感的关系物质的化学结构与味感的关系 Relationship of structure with taste 9.2 甜味与甜味物质甜味与甜味物质 Sweet taste and sweet substance 夏伦贝格尔夏伦贝格尔(Shallenberger)的的AHB理论理论 风味单位风味单位(flavor unit)是由共价结合的氢键键合质是由共价结合的氢键键合质子和位置距离质子大约子和位置距离质子大约3的电负性轨道产生的结合。的电负性轨道产生的结合。 化合物分子中有化合物分子中有相邻的电负性原子相邻的电负性原子是产生甜味是产生甜味的必须条

6、件。的必须条件。 其中一个原子还必须具有其中一个原子还必须具有氢键键合的质子氢键键合的质子。 氧、氮、氯原子氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到这个作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用，羟基氧原子可以在分子中作为AH或或B。1.呈甜机理呈甜机理 Mechanism of sweet taste补充学说补充学说 甜味分子的甜味分子的亲脂部分亲脂部分通常称为通常称为r (-CH2-, -CH3, -C6H5)可被味觉感受器类似的亲脂部位所吸引，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其立体结构的全部活性单位(AH、B和和r)都适合与都适合与感受器分子上的三

7、角形结构结合，感受器分子上的三角形结构结合，r位置是强甜味位置是强甜味物质的一个非常重要的特征物质的一个非常重要的特征，但是对糖的甜味作，但是对糖的甜味作用是有限的。用是有限的。 -D-吡喃果糖甜味单元中吡喃果糖甜味单元中AH/B和和r r之间的关之间的关系系 氯仿氯仿 邻邻磺酰苯亚胺磺酰苯亚胺 葡萄糖葡萄糖 局限性局限性（1 1）不能解释多糖、多肽无味。不能解释多糖、多肽无味。（2 2）D型与型与L型氨基酸味觉不同型氨基酸味觉不同, D-缬氨酸呈甜味，缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味。缬氨酸呈苦味。（3 3）未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。2.甜度及

8、其影响因素甜度及其影响因素Sweet degree and its influence factor(1)甜度甜度 甜味剂的相对甜度甜味剂的相对甜度 甜味剂甜味剂 乳糖乳糖 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖 甘露糖醇甘露糖醇 甘油甘油 蔗糖蔗糖 果糖果糖相对甜度相对甜度 0.27 0.5 0.50.7 0.6 0.7 0.8 1 1.11.5 甜味剂甜味剂 甘草酸苷甘草酸苷 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯天冬氨酰苯丙氨酸甲酯 糖精糖精 新橙皮苷二氢查耳酮新橙皮苷二氢查耳酮相对甜度相对甜度 50 100200 500700 10001500 (2) 影响因素影响因素 结构结构 A. 聚合度聚合度:

9、 聚合度大则甜度降低；聚合度大则甜度降低； B. 异构体：异构体：葡萄糖：葡萄糖： , 果糖：果糖： ； C. 环结构：环结构： -D-吡喃果糖吡喃果糖 -D- 呋喃果糖；呋喃果糖； D. 糖苷键：糖苷键： 麦芽糖麦芽糖( -1,4苷键）有甜味，龙胆苷键）有甜味，龙胆二糖二糖( -1,6苷键）苦味。苷键）苦味。 温度温度 果糖随温度升高，甜度降低。（异构化）果糖随温度升高，甜度降低。（异构化） 结晶颗粒大小结晶颗粒大小 小颗粒易溶解，味感甜。小颗粒易溶解，味感甜。 不同糖之间的增甜效应不同糖之间的增甜效应 5%葡萄糖葡萄糖+10%蔗糖蔗糖=15%蔗糖。蔗糖。 其它呈味物的影响其它呈味物的影响3

10、. 甜味剂甜味剂 Sweeterness(1)糖类糖类 葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖等葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖等(2)糖醇糖醇 木糖醇，麦芽糖醇等木糖醇，麦芽糖醇等(3)糖苷糖苷 甜叶菊苷甜叶菊苷(Stevioside)的甜度为蔗糖的的甜度为蔗糖的300倍。稳倍。稳定安全性好，无苦味，无发泡性，溶解性好。定安全性好，无苦味，无发泡性，溶解性好。 (4) 其它甜味剂其它甜味剂 甜蜜素甜蜜素 甜味素（阿斯巴甜，二肽衍生物）甜味素（阿斯巴甜，二肽衍生物） 二氢查耳酮衍生物二氢查耳酮衍生物 糖精（糖精（Saccharin) 三氯蔗糖三氯蔗糖 9.3 苦味和苦味物质苦味和苦味物质Bitterness a

11、nd bitterness substance1.呈苦机理呈苦机理 Mechanism of bitterness 大多数苦味物质具有与甜味物质同样的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。模型及疏水基团。 受体部位的受体部位的AH/B单元取向决定了分子的甜单元取向决定了分子的甜味和苦味。味和苦味。 沙氏理论认为苦味来自呈味分子的疏水基，沙氏理论认为苦味来自呈味分子的疏水基，AH与与B的距离近，可形成分子内氢键，使整个分的距离近，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。

12、磷酸酯组成的苦味受体相结合的必要条件。2. 苦味物质苦味物质 Bitterness substance (1) 茶叶、可可、咖啡中的生物碱茶叶、可可、咖啡中的生物碱(2) 啤酒中的苦味物质（萜类）啤酒中的苦味物质（萜类） 啤酒中的啤酒中的苦味物质苦味物质主要源于啤酒花中的主要源于啤酒花中的律草酮律草酮或蛇麻酮的衍生物或蛇麻酮的衍生物（ 酸和酸和 -酸酸），其中，其中 酸占酸占了了85%左右。左右。 酸酸在新鲜酒花中在新鲜酒花中含量在含量在28%之间之间(质量标准质量标准中要求达中要求达7%），有），有强烈的苦味和防腐能力强烈的苦味和防腐能力，久置，久置空气中空气中可自动氧化，其氧化产物苦味变劣

13、。可自动氧化，其氧化产物苦味变劣。 异律草酮（异律草酮（ -酸）酸）律草酮（律草酮（ 酸酸） 啤酒花与麦芽汁共煮时，啤酒花与麦芽汁共煮时， 酸有酸有4060%异异构化生成异构化生成异 酸。酸。控制异构化控制异构化在啤酒加工中有重在啤酒加工中有重要意义。要意义。 核黄素存在时，异核黄素存在时，异 酸经光氧化分解，酸经光氧化分解，可产可产生老化风味。生老化风味。 柚皮苷生成无苦味衍生物的酶水解部位结构柚皮苷生成无苦味衍生物的酶水解部位结构 (3) 柑橘中的苦味物（糖苷）柑橘中的苦味物（糖苷） 主要苦味物质：主要苦味物质：柚皮苷、新橙皮苷柚皮苷、新橙皮苷 脱苦的方法：脱苦的方法：酶制剂酶解糖苷，树脂

14、吸附，酶制剂酶解糖苷，树脂吸附， -环糊环糊精包埋等。精包埋等。肽类氨基酸侧链的总疏水性肽类氨基酸侧链的总疏水性使蛋白质水解物和干使蛋白质水解物和干 酪产生明显的非需宜苦味。酪产生明显的非需宜苦味。 计算疏水值可预测肽类的苦味计算疏水值可预测肽类的苦味 蛋白质子蛋白质子平均疏水值的计算平均疏水值的计算： Q=g/n g表示每种氨基酸侧链的疏水贡献；表示每种氨基酸侧链的疏水贡献； n是氨基酸残基数。是氨基酸残基数。 Q值大于值大于1400的肽可能有苦味，低于的肽可能有苦味，低于1300的的 无苦味。无苦味。 (4) 氨基酸及多肽类氨基酸及多肽类 各种氨基酸的计算各种氨基酸的计算g值值氨基酸氨基酸

15、g值值(卡卡/摩尔摩尔)氨基酸氨基酸g值值(卡卡/摩摩尔尔)氨基酸氨基酸g值值(卡卡/摩摩尔尔)甘甘 氨氨 酸酸0精精 氨氨 酸酸730脯脯 氨氨 酸酸2620丝丝 氨氨 酸酸40丙丙 氨氨 酸酸730苯丙氨苯丙氨酸酸2650苏苏 氨氨 酸酸440蛋蛋 氨氨 酸酸1300酪酪 氨氨 酸酸2870组组 氨氨 酸酸500赖赖 氨氨 酸酸1500异亮氨异亮氨酸酸2970天冬氨天冬氨酸酸540缬缬 氨氨 酸酸1690色色 氨氨 酸酸3000谷谷 氨氨 酸酸550亮亮 氨氨 酸酸2420 s1酪蛋白在残基酪蛋白在残基144145和残基和残基150151之间之间断裂得到的断裂得到的一种短肽一种短肽Phe-

16、Tyr-Pro-Glu-Leu-Phe，计计算算Q值为值为2290，这种肽非常苦。从，这种肽非常苦。从s1酪蛋白得到强酪蛋白得到强疏水性肽，是成熟干酪中产生苦味的原因。疏水性肽，是成熟干酪中产生苦味的原因。强非极性强非极性S1酪蛋白衍生物的苦味肽酪蛋白衍生物的苦味肽 肽的分子量影响产生苦味的能力肽的分子量影响产生苦味的能力 分子量低于分子量低于6000的肽类才可能有苦味，的肽类才可能有苦味， 分子量大于分子量大于6000的肽由于几何体积大，显的肽由于几何体积大，显然不能接近感受器位置。然不能接近感受器位置。 (5) 盐类盐类 苦味与盐类阴离子和阳离子的离子苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和

17、直径之和有关。有关。 离子直径小于离子直径小于6.5的盐显示纯咸味的盐显示纯咸味 如：如：LiCl=4.98，NaCl=5.56，KCl=6.28 随着随着离子直径的增大离子直径的增大盐的苦味逐渐盐的苦味逐渐增强增强 如：如：CsCl=6.96，C CsI=7.74，MgClMgCl= =8.60阳离子产生咸味阳离子产生咸味阴离子抑制咸味阴离子抑制咸味9.4 咸味和咸味物质咸味和咸味物质Salty taste and salty substance咸味1. 阳离子产生咸味阳离子产生咸味当盐的原子量增大，有苦味增大的倾向。当盐的原子量增大，有苦味增大的倾向。氯化钠和氯化锂氯化钠和氯化锂是典型咸味

18、的代表。是典型咸味的代表。钠离子和锂离子产生咸味，钠离子和锂离子产生咸味，钾离子和其他阳离子产生咸味和苦味。钾离子和其他阳离子产生咸味和苦味。2. 阴离子抑制咸味阴离子抑制咸味 氯离子氯离子本身是无味，对本身是无味，对咸味抑制最小。咸味抑制最小。 较较复杂的阴离子复杂的阴离子不但抑制阳离子的味道，不但抑制阳离子的味道，而且而且 它们它们本身也产生味道。本身也产生味道。 长链脂肪酸或长链烷基磺酸钠盐中长链脂肪酸或长链烷基磺酸钠盐中阴离子阴离子所产生的肥皂味所产生的肥皂味可以完全掩蔽阳离子的味道。可以完全掩蔽阳离子的味道。9.5 酸味和酸味物质酸味和酸味物质Sourness and sournes

19、s substance1.呈酸机理呈酸机理 Mechanism of sourness(1) 酸味是由酸味是由H+刺激舌粘膜而引刺激舌粘膜而引 起的味感，起的味感，H+是定味剂，是定味剂，A-是助味剂。是助味剂。(2) 酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系。酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系。 (3) 酸味物质的阴离子对酸味强度有影响酸味物质的阴离子对酸味强度有影响 有机酸根有机酸根A-结构上结构上增加羟基或羧基，增加羟基或羧基，则亲则亲脂性减弱，脂性减弱，酸味减弱；酸味减弱； 增加疏水性基团，增加疏水性基团，有利于有利于A-在脂膜上的吸在脂膜上的吸附，附，酸味增强。酸味增强。 2. 主要酸味剂

20、主要酸味剂 Main sourness product(1)食醋食醋 (2)乳酸乳酸(3)柠檬酸柠檬酸(4)葡萄糖酸葡萄糖酸 -D-葡萄糖内酯葡萄糖内酯的水溶液的水溶液加热加热可转变成可转变成葡葡萄糖酸。萄糖酸。 O=C COOH O=C HCOH HCOH HCOH HOCH O H2O HOCH H2O HOCH O HCOH HCOH HC HC HCOH HCOH CH2OH CH2OH CH2OH -D-葡萄糖内酯葡萄糖内酯 D-葡萄糖酸葡萄糖酸 -D-葡萄糖内酯葡萄糖内酯 9.6 辣味和辣味物质辣味和辣味物质Piquancy and piquancy substance1.辣味的呈

21、味机理辣味的呈味机理 Mechanism of Piquancy 辣味刺激的部位在舌根部的表皮，产生一种灼辣味刺激的部位在舌根部的表皮，产生一种灼痛的感觉，严格讲属触觉。痛的感觉，严格讲属触觉。 辣味物质的结构中具有起定味作用的亲水基团辣味物质的结构中具有起定味作用的亲水基团和起助味作用的疏水基团。和起助味作用的疏水基团。 (1) 热辣味热辣味（hotness） 口腔中产生灼烧的感觉，常温下不刺鼻（挥发口腔中产生灼烧的感觉，常温下不刺鼻（挥发性不大），高温下能刺激咽喉粘膜。性不大），高温下能刺激咽喉粘膜。 如：红辣椒主要呈辣成分有辣椒素、二氢辣椒如：红辣椒主要呈辣成分有辣椒素、二氢辣椒素。胡椒

22、中的胡椒碱。素。胡椒中的胡椒碱。(2) 辛辣味辛辣味（pungency） 冲鼻的刺激性辣味，对味觉和嗅觉器官有双重冲鼻的刺激性辣味，对味觉和嗅觉器官有双重刺激，常温下具有挥发性。刺激，常温下具有挥发性。 如：姜、葱、蒜等。如：姜、葱、蒜等。2. 辣味物质辣味物质 Piquancy substance 辣味料的辣味强度排序：辣味料的辣味强度排序： 辣椒、胡椒、花椒、姜、葱、蒜、芥末辣椒、胡椒、花椒、姜、葱、蒜、芥末 热辣热辣 辛辣辛辣 9.7 鲜味和鲜味物质鲜味和鲜味物质 Delicious taste and delicious substance1.鲜味物的呈鲜机理鲜味物的呈鲜机理 Mech

23、anism of Delicious taste 相同类型相同类型的鲜味剂共存时，与受体结合时有的鲜味剂共存时，与受体结合时有 竞争竞争作用。作用。 不同类型不同类型的鲜味剂共存时，有的鲜味剂共存时，有协同协同作用。作用。 如：味精与肌苷酸按如：味精与肌苷酸按1:5比例混合，其鲜味提高比例混合，其鲜味提高6倍。倍。2.呈鲜物质呈鲜物质 Delicious substance (1) 味精味精 (谷氨酸钠谷氨酸钠) L - 型谷氨酸钠是肉类鲜味的主要成分，型谷氨酸钠是肉类鲜味的主要成分， D - 型异构体则无鲜味。型异构体则无鲜味。 其鲜味与其离解度有关。其鲜味与其离解度有关。 (2) 鲜味核苷

24、酸鲜味核苷酸 主要的呈鲜核苷酸：主要的呈鲜核苷酸：肌苷酸，鸟苷酸。肌苷酸，鸟苷酸。 肉中鲜味核苷酸肉中鲜味核苷酸主要是由肌肉中的主要是由肌肉中的ATP降解而降解而产生。产生。 存放时间过长，肌苷酸存放时间过长，肌苷酸变成无味的变成无味的肌苷肌苷，进而，进而变为呈苦味的次黄嘌呤。变为呈苦味的次黄嘌呤。 酵母水解物酵母水解物也是鲜味剂，其呈鲜成分是也是鲜味剂，其呈鲜成分是5-核糖核糖核苷酸。核苷酸。 (3) 其它鲜味剂其它鲜味剂天然存在的有些肽类天然存在的有些肽类如：谷胱甘肽、谷谷丝三肽如：谷胱甘肽、谷谷丝三肽植物蛋白质和微生物核酸水解产生的鲜味剂植物蛋白质和微生物核酸水解产生的鲜味剂 9.8 涩

25、味和涩味物质涩味和涩味物质 Astringent taste and astringent substance1.涩味涩味 Astringent taste 涩味涩味通常是由于通常是由于单宁或多酚与单宁或多酚与唾液中的唾液中的蛋白质蛋白质缔合缔合而产生沉淀或聚集体而引起的。而产生沉淀或聚集体而引起的。 难溶解的蛋白质与唾液的蛋白质和粘多糖结合难溶解的蛋白质与唾液的蛋白质和粘多糖结合也产生涩味。也产生涩味。 2. 涩味成分涩味成分 Astringent substance 主要主要涩味物质是涩味物质是多酚类的化合物。多酚类的化合物。 单宁单宁是最典型的涩味物：是最典型的涩味物： 缩合度适中的单宁

26、具有涩味，缩合度适中的单宁具有涩味， 缩合度超过缩合度超过8个黄烷醇单体后，其溶解个黄烷醇单体后，其溶解度大为降低，不再呈涩味。度大为降低，不再呈涩味。 明矾、醛类明矾、醛类也具有涩味。也具有涩味。 常用脱涩方法：常用脱涩方法：（1）焯水处理；）焯水处理； （2）在果汁中加入蛋白质，使单宁沉淀。在果汁中加入蛋白质，使单宁沉淀。（3）提高原料采用时的成熟度提高原料采用时的成熟度。 1. 食品的基本味食品的基本味（原味原味）：）： 酸、甜、苦、咸。酸、甜、苦、咸。2. 呈滋味的物质的特点呈滋味的物质的特点：(1)多为不挥发物多为不挥发物 (2)能溶于水能溶于水 (3)阈值比呈气味物高得多。阈值比呈

27、气味物高得多。3. 影响味觉的因素影响味觉的因素:（1）温度温度 (2) 时间时间 (3) 各种味觉的相互作用各种味觉的相互作用4. 呈甜机理：呈甜机理：夏伦贝格尔夏伦贝格尔(Shallenberger)曾首先提曾首先提出关于风味单位的出关于风味单位的AH/B理论，对能引起甜味感觉理论，对能引起甜味感觉的所有化合物都适用。的所有化合物都适用。小结小结5. 影响甜度的因素：影响甜度的因素：（1）结构（）结构（2）温度）温度 （3）结晶颗粒大小）结晶颗粒大小（4）不同糖之间的增甜效应）不同糖之间的增甜效应（5）其它呈味物的影响）其它呈味物的影响6. 呈苦机理呈苦机理:沙氏理论认为苦味来自呈味分子的

28、疏水沙氏理论认为苦味来自呈味分子的疏水基，基，AH与与B的距离近，可形成分子内氢键，使整的距离近，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。多烯磷酸酯组成的苦味受体相结合的必要条件。7. 食品中重要的苦味化合物食品中重要的苦味化合物:(1)茶叶、可可、咖啡中的生物碱。茶叶、可可、咖啡中的生物碱。(2)啤酒中的苦味物质（萜类）。啤酒中的苦味物质（萜类）。(3)柑橘中的苦味物（糖苷）。柑橘中的苦味物（糖苷）。(4) 氨基酸及多肽类的苦味主要是肽类氨基酸氨基酸及多肽类的苦味主要是肽类氨基酸侧链的总疏水性所引起的。侧链的总疏水性所引起的。(5) 盐类苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直盐类苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关。径之和有关。8. 呈酸机理呈酸机理:酸味是由酸味是由H+刺激舌粘膜而引起的刺激舌粘膜而引起的味感，味感，H+是定味剂，是定味剂，A-是助味剂是助味剂;酸味的强度酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系。与酸的强度不呈正相关关系。 9