食品风味学之化学篇课件

1、食品风味学化学篇Taste chemistry of food22022/9/13讲义提要1、食品风味学的基础知识1.1、食品的滋味及呈味物质1.2、食品的香气及呈香物质2、食品风味学的应用2.1、蔬菜、水果的风味2.2、乳的风味2.3、食用香料及香精(自学）32022/9/13食品风味狭义的：滋味食品的香气入口后获得的香味广义的：以人口腔获得的感觉为主的多种感觉的综合反应。食品风味学的概念回顾感觉印象：甜、酸、苦、咸、香、臭、硬、软、粘、热、滑、干、颜色、形状、声音根据风味产生的刺激方式不同,可将其分为化学感觉、物理感觉和心理感觉。42022/9/13食品风味分类：水果风味 柑橘型（萜烯类）

2、 柑橘、苹果、葡萄 浆果型（非萜烯类） 草莓等蔬菜风味 各种蔬菜调味品风味 芳香型、辛辣型、催泪型 生姜、辣椒、大蒜等饮料风味 非发酵、发酵后、复合 果汁、白酒、软饮料等肉食风味 哺乳动物/海产动物 牛肉、猪肉、鱼、虾等脂肪风味 奶油、花生油等烹调风味 肉汤、蔬菜、水果 牛肉汤、青菜、柑橘酱等烘烤风味 烟熏、油炸、焙烤 火腿、油条、咖啡等恶臭风味 臭豆腐、干酪52022/9/13人们是如何感受食物的风味的？鼻腔粘膜的嗅觉细胞对衡量挥发性气体具有察觉能力；口腔中的味蕾主要分布于舌表面的味乳头中。（其中一小部分在软腭、咽喉与咽部）三叉神经系统不但能感觉辣、冷、美味等属性，还可以感觉到化学物质引起的

3、现在不清楚的风味。非化学的或间接感觉（视觉、听觉、触觉、心理暗示等）也会影响味觉和嗅觉的感觉。62022/9/131 食品风味学的基础知识1.1 食品的滋味及呈味物质1.2 食品的香气及呈香物质72022/9/131 滋味甜、苦、咸、酸、涩、辣、清凉、鲜等2 呈滋味物质的特点多为不挥发物能溶于水阈值比呈气味物质高得多（感觉阈值：指从刚能引起感觉至刚好不能引起感觉刺激强度的一个范围，分绝对阈和差别阈。）3 味觉生理学4 味觉研究的初衷人们对糖代用品需求的增加 新的甜味剂 1.1 食品的滋味及呈味物质人们讨厌苦味味觉与甜味物质的分子结构有密切的关系，所以对苦味机理的研究放到甜味上蛋白质水解物、成熟

4、干酪中都有苦味苦肽学研究102022/9/13呈味物味觉阈值（g/100mL）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（1）温度 在10-40之间较敏感，在30最敏感差别阈：指感官所能感受到的刺激的最小变化量。112022/9/13（2）时间易溶解的物质呈味快，味感消失也快难溶解的物质呈味慢，味觉持续时间长 实验证明，从刺激味觉感受器开始到味觉形成，需要1.54.0毫秒。其中，咸味感觉最快，苦味感觉最慢，所以，苦味总是在最后才有感觉！（3）味觉的相互作用 疲劳现象、对比现象、变调现象、相乘作用、阻碍作用 122022/9/1

5、36 物质的化学结构与味感的关系“酸”呈酸味“糖”呈甜味“盐”呈咸味生物碱及金属盐呈苦味162022/9/13局限性不能解释多糖、多肽无味D型氨基酸和L型氨基酸味觉不同， D-氨基酸呈甜味， L型呈苦味未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应172022/9/132 甜度及其影响因素（1）甜度甜味剂乳糖葡萄糖麦芽糖半乳糖相对甜度0.270.5-0.70.50.6甜味剂甘露糖醇甘油蔗糖果糖相对甜度0.70.81.01.0-1.5甜味剂甘草酸苷天冬氨酰苯丙氨酸甲酯糖精新橙皮柑二氢查尔酮相对甜度50100-200500-7001000-1500甜度：果糖蔗糖葡萄糖麦芽糖半乳糖182022/9/13（2）

6、影响因素结构聚合度 聚合度大则甜度降低异构体 葡萄糖： 果糖： 环结构 -D-吡喃果糖 -D-呋喃果糖糖苷键 麦芽糖（-1，4键）有甜味，龙胆二糖（-1，6键）有苦味192022/9/13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232022/9/132 苦味化合物（1）苯基硫脲（PTC）（2）肌酸肌肉食品中的一种成分，每克瘦肉中含肌酸达到5g时，则使人对某些肉汤感到苦味。（3）奎宁一种广泛作为苦味标准的生物碱。（4）萜类茶叶、咖啡、可可中的生物碱啤酒中的苦味物质啤酒中的苦味物质主要源于啤酒花中的

7、律草酮或蛇麻酮的衍生物（-酸和-酸），其中-酸占85%-酸在新鲜酒花中含量在2-8%，有强烈的苦味和防腐能力，久置空气自动氧化，其氧化产物苦味变劣242022/9/13啤酒瓶为什么不用白色透明玻璃瓶？麦芽汁煮沸时，异构化反应转变成异葎草酮。光照下产生臭鼬鼠臭味或日晒化合物的前体。252022/9/13律草酮（-酸）异律草酮（-酸）262022/9/13（5）柑橘中的苦味物质（糖苷）主要苦味物质：柚皮苷，新橙皮苷脱苦方法：酶制剂酶解糖苷，树脂吸收，环糊精包埋柚皮苷生成无苦味衍生物的酶水解部位272022/9/13（6）氨基酸及多肽类多肽类氨基酸侧链的总疏水性使蛋白质水解物和干酪产生明显的苦味肽的

8、分子量影响产生苦味的能力分子量低于6000的肽类可能有苦味分子量大于6000的肽由于几何体积大，显然不能接近感受器位置282022/9/13（7）盐类 苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关离子直径之和小于6.5A的盐显示纯咸味如：LiCl=4.98A，NaCl=5.56A，KCl=6.28A随离子直径增大，盐的苦味逐渐增强如：CsCl=6.96A，CsI=7.74A，MgCl2=8.60A292022/9/131.1.3 咸味和咸味物质咸味阳离子产生咸味阴离子抑制咸味302022/9/131 阳离子产生咸味当盐的原子量增大，有苦味增大的倾向氯化钠和氯化锂是典型咸味的代表钠离子和锂离子产生

9、咸味钾离子和其它阳离子产生咸味和苦味312022/9/132 阴离子抑制咸味氯离子本身无味，对咸味抑制最小较复杂阴离子不但抑制阳离子的味道，而且本身也产生味道长链脂肪酸或长链烷基磺酸钠中阴离子产生的肥皂味可完全掩蔽阳离子的味道342022/9/131.1.5 涩味和涩味物质1 涩味 涩味可以使口腔有干燥感觉，同时能使口腔组织粗糙收缩。涩味通常是由于单宁或多酚与唾液中蛋白质缔合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也产生涩味352022/9/132 涩味成分主要涩味物质是多酚类的化合物单宁是最典型的涩味物缩合度适中的单宁具有涩味缩合度超过8个黄烷醇单体后，其溶解度大为

10、降低，不再呈现涩味明矾、醛类也具有涩味362022/9/13小问号为什么有些人分不清涩味和苦味？许多酚或单宁都可以引起涩味和苦味的感觉涩味都是不好的吗？涩味在特定的食物里也是一种不可缺少的风味（茶）为什么奶茶里没有涩味？（多酚和牛乳结合，涩味消失）常用脱涩方法焯水处理在果汁中加入蛋白质，使单宁沉淀提高原料采收时的成熟度372022/9/131.1.6 辣味和辣味物质一般调味料和蔬菜中存在某些化合物能引起特征的辣刺激感觉，这就是辣味。1 辣味的呈味机理辣味的刺激部位在舌根部的表皮，产生一种灼痛的感觉，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和起助味作用的疏水基团。382022/9/

11、13（1）热辣味（hotness）口腔中产生灼烧的感觉，常温下不刺鼻（挥发性不大），高温下能刺激咽喉黏膜如：红辣椒主要呈辣成分有辣椒素，二氢辣椒素，胡椒中的胡椒碱（2）辛辣味（pungency）冲鼻的刺激性辣味，对味觉和嗅觉器官有双重刺激，常温下具有挥发性如：姜、葱、蒜392022/9/132 辣味物质辣味料的辣味强度排序辣椒、胡椒、花椒、姜、葱、蒜、芥末热辣辛辣辣味成分非挥发性的：红辣椒、黑辣椒、生姜挥发性的：芥末、辣椒、小萝卜、洋葱、水田芥菜、丁香402022/9/13人可以吃下多辣的辣椒？咖喱和辣椒中的活跃成分是辣椒素，理论上，人吃下辣椒的最大极限是5克辣椒素。辣椒素不会直接对人体造成烧

12、伤或是破坏其他组织，但是它对人类神经系统造成的影响相当于过敏反应，会让你不自觉地流泪、鼻涕，甚至出现身体痉挛或呼吸困难。印度一位62岁的老人不久前挑战吃下上百个印度东北部山区盛产的一种红辣椒，这种魔鬼辣椒普通人添一下就感觉脑袋被炸掉一样，比普遍认为最辣的墨西哥红辣椒辣度高100倍！时尚健康412022/9/131.1.6 鲜味和鲜味物质1 鲜味物的呈鲜机理相同类型的鲜味物共存时，与受体结合时有竞争作用不同类型的鲜味物共存时，有协同作用如：味精和肌苷酸按1:5比例混合，其鲜味提高6倍422022/9/132 呈鲜物质（1）味精（谷氨酸钠）L-型谷氨酸钠是肉类鲜味的主要成分D-型异构体则无鲜味鲜味

13、与其解离度无关（2）鲜味核苷酸主要的呈鲜核苷酸：肌苷酸，鸟苷酸肉中鲜味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而产生存放时间过长，肌苷酸变成无味的肌苷，进而变成呈苦味的次黄嘌呤酵母水解物也是鲜味剂，其呈鲜成分是5-核糖核苷酸432022/9/13（3）其它鲜味剂天然存在的某些肽类如：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442022/9/131.1.7 清凉和清凉物质当某些化学物质接触鼻腔或口腔组织刺激专门的味觉感受器时，会产生清凉的感觉，效果很类似薄荷、留兰香卷（叶）薄荷和冬青油等薄荷风味。天然薄荷的芳香成分是樟脑樟脑能产生薄荷味，特有樟脑味物质吸热溶解产生清凉感452022/9

14、/131.2 食品的香气及呈香物质香味是构成食品风味的另一个重要方面，它是由挥发性香味物质刺激人的嗅觉感受器，由嗅觉细胞产生刺激后传递到大脑中枢神经而产生的反应。挥发性香味物质 嗅觉感受器 嗅觉 大脑中枢神经 反应1、阈值（threshlod） 绝大多数食品均含有多种不同的呈香物质，任何一种食品的香气都是由多种呈香物质相互作用的结果。（配合恰当诱人的香气；配合不当异常气味）香气值：判断一种呈香物质在食品香气中起作用的数值，也叫发香值，香气值是呈香物质的浓度与它的阈值之比，即:462022/9/13挥发性化合物（香味）的阈值远远小于味觉的阈值，但各种香味化合物的阈值相差很大（可达几个数量级）。香

15、味阈值的确定受到蒸汽压、温度、介质的影响，也受到鉴定方法、评判者嗅觉敏感性的影响。1、挥发性化合物（呈味物质）几乎都是有机化合物（烷烃、烯烃、芳香烃醇类、酚类、醛类、酮类、酯类、还有有机酸、杂环化合物、有机胺）化合物的香味与分子结构的关系472022/9/13无机化合物大部分无气味：只有、有强烈刺激味。有机化合物大部分有气味：有香味物质的分子中存在形成香气的原子或原子团称为发香原子或发香团。482022/9/13.决定化合物气味本质的因素偶极矩、空间位阻、红外光谱、拉曼光谱、氧化性能等。有人认为有气味的化合物：折射率在.5左右、拉曼光谱吸收波长在mn，红外线吸收波长在nm。.决定化合物气味强度

16、的因素蒸气压、表面张力、溶解性、扩散性、吸附性等。如：有气味的物质只有挥发性，才能被鼻粘膜吸附而感觉到；有气味的物质一役即能溶于脂（才能通过感受细胞的脂膜）；也能溶于水（才能透过嗅觉感受器的粘膜层）。492022/9/13三、特征效应化合物.牲效应化合物定义：只有某种或某些挥发性化合物才能使食品产生特征风味，这种或这些挥发性化合物称为特征效应化合物。只有它们才会对食品的风味起着决定作用。异味或香气缺陷：食品中特征效应化合物的损失或组成改变均能引起食品气味异常。 需要注意的是香味和异味(臭味)之间有时只是由浓度的不同来决定的，吲哚类化合物具有粪便臭味，但是在极低浓度却呈茉莉花香；还有就是像麝香、

17、灵猫香等通常是臭味，只有在稀释后才能产生香味。502022/9/13食品种类异味原因牛奶日哂味在VB2的光敏氧化作用下蛋氨酸光氧化生成蛋氨醛奶粉豆腥味空气中氧气将异亚油酸氧化生成了6反壬烯醛乳脂金属味脂肪酸氧化生成了顺1，5辛二烯3酮乳制品麦芽味乳酸链球菌变种的劣质发酵使苯丙氨酸变为苯乙醛和2苯基乙醇。 冷冻豌豆干草味饱和醛和不饱和醛，辛3，5二烯2酮、己醇等。橙汁葡萄柚味朱栾倍半萜金属催化光氧化生成努特卡酮。啤酒日晒味 酚味嵂草香酮光解产物与H2S反应生成3甲基2丁烯1硫醇，不良发酵羊肉甜味、酸味4甲基壬酸，4甲基辛酸512022/9/13.风味前体定义：有些化合物本身没有风味，但是在一定条

18、件下可转化为风味化合物，这些化合物称为风味前体。如加热（开环）肉香味是风味前体。四、食品香味化合物这里我们只是简单地介绍一下常见的一些食品(水果、蔬菜、肉类、乳、水产品等)的风味化合物和食品在加工过程中可能产生的风味化合物。（一）水果的香气成分 水果中的香气主要成分一般是低级脂肪酸、酯类和几种单萜烯类化合物，单萜烯主要有：522022/9/13532022/9/132、食品风味学的应用2.1、蔬菜、水果的风味2.2、乳的风味2.3、食用香料及香精542022/9/132.1、蔬菜、水果的风味葱属类中的含硫挥发物代表物：葱头、大蒜、细香葱、青葱等。风味来源：丙酮酸 风味前体是：S-(1-丙烯基）

19、-L-半胱氨酸亚砜； 催泪物质：硫代丙醛-S-氧化物 这种风味只有在植物组织收到破碎和酶作用时，它们才有强烈的特征香味大蒜的风味 大蒜的风味形成机理与葱头相同。 不过它还有蒜素体现其特征风味，另外他不能形成葱头中具有催泪作用的S氧化物。552022/9/13十字花科中的含硫挥发物代表物：甘蓝、龙眼包心菜、黑芥子、小萝卜等风味来源：硫葡糖苷这种特征风味在组织破碎以及烹煮时作用更明显香菇类蘑菇中特有的硫化物代表物：香菇风味来源：蘑菇香精这种特征风味在植物组织干燥和复水或新鲜组织短时间浸渍时出现的。562022/9/13蔬菜中的甲氧基烷基吡嗪挥发物代表物：生土豆、青豌豆风味来源：甲氧基烷基吡嗪类（泥

20、土香味）脂肪酸的酶作用产生的挥发物支链氨基酸产生的挥发物挥发性萜类化合物莽草酸合成途径中产生的风味柑橘类风味草本香料和调味料风味判断植物是否新鲜的依据572022/9/132.3、乳的风味乳的风味来源脂肪发酵得到的乳酸乙醇发酵酵母发酵特异发酵（利用菌）582022/9/132.4、食用香料及香精 香是食品中的一项重要的感官指标，为人们所重视。但是，有些食品本身没有香味或香味不足，常需要添加适当的食用香料或香精来改善或增强其香味，来满足人们的嗜好、要求。一、香料定义：是指能够增加食品香气和香味的食品添加剂。一般为低分子量的挥发性物质，多为脂溶性化合物。分类：根据来源和制造方法香料可以分为：592

21、022/9/13香料的发香机理食用香料是由一种或多种有机物组成。其分子中含有一个或数个能够发香的原子团（发香团），这些发香团在分子内以不同方式结合，使食用香料具有不同多型的香气和香味。602022/9/13天然香料的来源和特点来源：植物的天然香料多来自于植物组织中的花、叶、茎、皮、树干、根、球茎、果实、种子和树脂等中；动物性的天然香料则较少，一般不在食品中应用，名贵香水中有其应用。不同物质的发香团：612022/9/13特点：天然香料安全性高，具有特定的定香作用、协同作用和天然香韵，合成香料难以在此上与之媲美，但它们的原料来源受到限制，精制过程繁重，香味物质含量较低，生产成本高，而且使用时的稳定性差，不似合成香料可大量生产并生产成本低，价格便宜。合成香料还有一个明显的特征就是可以提供天然香料不能产生的香气和香味，可弥补天然香料的不足。天然香料的生产方法： 水蒸汽蒸馏；压榨法；萃取法：挥发性溶剂、非挥发性溶剂和超临界浸取。 常用几种天然香料 甜橙油：黄色、橙色或深橙黄色的油状液体。有橙子果香味，主要成分为柠檬烯（以上）广泛用于桔子、甜橙等高档饮料中。 622022/9/13桔子油：主要成分是柠檬烯，和邻甲基邻氨基苯甲酸甲酯。有清香桔子香气，用于浓缩桔子汁、柑桔酱等。 柠檬油：主要成分柠檬烯和柠檬醛、柠檬香气用于糖果、糕点、饼干、冷饮等。 留兰香