5大异味因子形成机理及控制

乙醛1.1 理化性质乙醛属羰基类化合物,在常温常压下为具有刺鼻水果气味的无色液体密度比水小,能与水、乙醇、乙醚以任意比例相溶，容易氧化或还原。乙醛的沸点是20.8℃,能放出刺激性蒸气，极易挥发和燃烧,在空气中放置能自行氧化生成不稳定的过氧化物［3］。乙醛的化学结构式如图1所示。I //HC-C,用I乙^的化学结构式形成机理果葡糖浆中乙醛的产生途径主要有3个:一是丙氨酸的斯特勒克降解，产生比丙氨酸少1个碳原子的乙醛;二是美拉德反应产物类黑素和多酚物质引起的乙醇氧化［4］;三是微生物的生化反应。其中微生物代谢途径对果葡糖浆质量的影响最大。在果葡糖浆的生产也由于有微生物以及某些酶的存在，果糖被分解成乙醇，乙醇氧化生成乙醛。乙醛在果葡糖浆中以4,6-O-乙缩醛-D-葡萄糖的形式存在,4,6-O-乙缩醛-D-葡萄糖和磷酸在加热的状态下释放出乙醛。因此,乙醛含量的多少可以反映出生产工艺的洁净程度［5］。影响因素(1)pH值。pH值降到5.0时开始产生乙醛,pH值为4.5〜5.5生成加快,pH值为4.3〜4.4时产生速度最大,之后生成量逐渐减少,pH值为4.2时几乎不再产生乙醛［6］。⑵温度。美拉德反应是果葡糖浆中产生乙醛的最主要原因。美拉德反应随着温度的升高而加快,糖浆贮存温度较高会使乙醛的含量快速增加［4］。⑶溶解氧。溶解氧含量高,糖浆中含有大量氧化态的类黑素和氧化态的多酚物质,加速乙醇的氧化反应,促使大量乙醛形成［4］。(4)抗氧化剂。在过滤时添加一定量的含硫化合物作抗氧化剂含硫化合物分解成SO2,SO2能与乙醛结合成稳定化合物,从而降低果葡糖浆中的乙醛含量［7］。⑸发酵单胞菌。发酵单胞菌通过ED途径进行酒精发酵,产生大量中间产物乙醛,进而导致果葡糖浆中乙醛含量偏高。因此,在生产过程中控制微生物的污染,特别是发酵单胞菌的污染是控制成品乙醛含量的措施之一［7］。异戊醛理化性质异戊醛在常温常压下是有刺激臭味的无色液体,能溶于乙醇、乙醚，微溶于水,密度为0.7845g/cm3,天然存在于薄荷油、丁香油、玉树油中。其化学结构式如图2所示。图2异成醒的化学结构式形成机理食品中的异戊醛通常认为是由美拉德反应体系中亮氨酸发生斯特勒克降解产生的［8］。影响因素⑴pH值。弱酸性或弱碱性的条件比中性的条件更有利于异戊醛的形成。斯特勒克降解反应是氨基酸在a-二羰基类化合物的作用下发生脱氨和脱羧的反应而美拉德反应体系中a-二羰基类化合物的形成、脱氨和脱羧的反应都是酸碱催化的反应因此中性的条件不利于异戊醛的形成［9］。⑵温度。反应温度对异戊醛的产率产生明显的影响,温度越高越有利于异戊醛的形成［10］。⑶糖液组成。六碳糖（葡萄糖和果糖）比五碳糖（木糖和核糖）更有利于异戊醛的形成［9］。2-氨基乙酰苯理化性质2-氨基乙酰苯（英文缩写为2AP或AAP）在常温常压下是黄色立方晶体或黄色油状液体,溶于乙醚，不溶于水，熔点20℃,沸点为250〜252℃,能够随水蒸汽一起挥发，其化学结构式如图3所示。

<1E33-签鬲乙戢莘的化学结构式形成机理目前,对于2-氨基乙酰苯的详细形成过程尚未彻底确定，但是大多数研究表明2-氨基乙酰苯很可能通过以下2个途径产生。第1个途径是一种被称为吲哚-3-乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)的植物激素在特定环境下发生裂解反应。IAA主要来源于生产果葡糖浆的原料玉米淀粉,在过氧化基存在的条件下先进行单电子氧化反应,IAA的吡咯环产生开环现象;然后在过氧化基及羟基(或游离羟基阴离子)的作用下进行第二步氧化反应,最终产生2AP[11]。其反应过程如图4所示。第2个途径是色氨酸及其代谢物被氧化产生2AP[12]。在碱性条件下,色氨酸上的氨基先被催化氧化,产生中间体化合物3-氨茴酰丙氨酸,这个中间体化合物被进一步降解产生2AP[13]。色氨酸降解产生2AP的过程如图5所示。3.3影响因素⑴原料作物。生产淀粉的农作物若生长在低雨量地区,或者生产地区的日光非常强烈,农作物体内就会发生有机氮营养缺失，导致“非典型老化”现象(UntypicalAging,UTA),最终使生产出来的果葡糖浆具有不良风味。此外,过早收割未成熟的作物比晚收割的同类作物发生UTA现象的几率高很多,说明农作物生产条件的不利影响会导致2AP含量增多［14］。⑵pH值。生成2AP的2个途径都有OH-的参与，因此pH值较高的糖浆中2AP含量较多［14］。⑶溶解氧浓度。果葡糖浆中的溶解氧浓度高会增加过氧化基的存在几率促进IAA和色氨酸的氧化分解,进而增加糖浆中的2AP含量［12］。糠醛理化性质糠醛学名a-呋喃甲醛,是一种淡黄色油状液体,具有类似杏仁油的味道,沸点161.7℃,相对密度1.16,挥发性小,具有一定毒性,能溶于许多有机溶剂,与水部分互溶而且溶解度随温度变化而改变［15］。糠醛具有醛基、二烯基醚官能团，因此具有醛、醚、二烯烃等化合物的性质，特别与苯甲醛性质相似。糠醛的化学性质非常活泼，可以通过氧化、缩合等反应制取大量衍生物［15］。其化学结构式如图6所示。CHC2Har图木糠酸的化学结掏式形成机理糠醛的形成途径有2个:一是由果葡糖浆中的戊聚糖在酸的作用下水解产生戊糖再用戊糖脱水环化而成,也可以直接由戊糖酸化脱水产生;二是五碳糖参与的美拉德反应中首先形成阿姆德瑞重排产物,然后通过1,2-烯醇化、脱氨和脱水反应产生糠醛［15］。影响因素⑴pH值。戊糖脱水生成糠醛是在酸性条件下发生的,pH值较低时糖浆中糠醛含量较高［16］。⑵温度。糠醛浓度随着温度的上升而增加［16］。⑶糖液组成。糠醛是五碳糖的脱水产物,而果葡糖浆中的主要成分是果糖、葡萄糖等六碳糖,五碳糖含量较少,因此一般来说,果葡糖浆中只含有极微量的糠醛［17］。5-羟甲基糠醛理化性质5-羟甲基糠醛又名5-羟甲基-2-糠醛或5-羟甲基呋喃甲醛,英文简称为HMF,其化学结构式如图7所示。5-羟甲基糠醛的分子中含有1个醛基和1个羟基，可以发生加氢、氧化脱氢、酯化、卤化、聚合、水解等多种化学反应［18］。（I图7外捶甲基舞醍的化学结构式形成机理HMF的形成机理与糠醛相同,2种物质均为美拉德反应的中间产物,只是糠醛由戊糖生成,而HMF由己糖生成［16］。影响因素⑴pH值。葡萄糖和果糖脱水降解生成5-羟甲基糠醛是一个典型的酸催化反应，在酸性条件下,HMF生成量较多［19］。⑵温度。HMF含量随热处理时间的延长而升高,其上升速率随热处理温度的升高而加快［20］。⑶糖液组成。在酸性条件下,酮糖（果糖）比醛糖（葡萄糖）更容易发生脱水反应［18］。结语果葡糖浆中的异味化合物主要通过美拉德反应和热降解反应形成因此控制这2类反应可以有