食品风味化学-6食品风味的调整和香味料

贵州大学科技学院

裴占阳

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食品风味学

FoodFlavorChemistry

第一节食品的加工与风味第二节食品香气的控制与增强第三节食用香味料第四节各种食品的调味

第六章

食品风味的调整和香味料一、在食品加工中风味与营养的关系

食品风味物质(主要是香气成分)形成的基本途径，除了一部分是由生物体直接生物合成之外，其余都是通过在贮存和加工过程中的酶促反应或非酶反应而生成。这些反应的前体物质，大多来自于食品中的营养成分，如糖类、蛋白质、脂肪以及核酸、维生素等。第一节食品的加工与风味因此，从营养学的观点来考虑，食品在贮存加工过程中发生生成风味成分的反应是不利的。这些反应不但使食品的营养成分受到损失，尤其使那些人体必需而自身不能或不易合成的氨基酸、脂肪酸和维生素得不到充分利用。当反应控制不当时，甚至还会产生抗营养的或有毒性的物质，如黑色素、稠环化合物等。若从食品工艺的角度看，食品在加工过程中产生风味物质的反应，既有有利的一面，也有不利的一面。前者如增加食品的多样性和商业价值等；后者如降低食品的营养价值、产生不希望的褐变等。因此，这种风味成分的反应很难下一个肯定或否定的结论，这要根据食品的种类和工艺条件的不同来具体分析。对咖啡、茶叶或酒类、酱、醋等食物，在发酵、烘烤等加工过程中其营养成分和维生素虽然受到了较大的破坏，但同时也形成了良好的风味特征，所以这些变化是有利的。对粮食、蔬菜、鱼肉等食物来说，它们必须经过加工才能食用。若在不很高的温度、受热时间不长的情况下，营养物损失不多而同时又产生了人们喜爱、熟悉的风味，这也是有利的。有些烘烤或油炸食品，如面包、饼干、烤鸡、炸鸡等，其独特风味虽然受到人们的偏爱，但如果是在高温下长时间烘烤油炸，会使其营养价值大为降低，尤其是重要的限制氨基酸赖氨酸的明显减少。对于加热乳制品，美拉德反应对其风味并无显著影响，但却会引起营养成分的严重破坏。当婴儿以牛乳作为赖氨酸的主要来源之一时，这种热加工则是非常不利的。水果经加工后，其风味和维生素等也受到很大损失，远不如食用鲜果。(一)控制作用1．酶的控制作用酶对食品，尤其是植物性食品香气物质的形成，起着十分重要的作用。在食品的贮存和加工过程中，一般采用加热或冷冻等方法来抑制酶的活性对酶的利用主要有下列两个途径：

第二节、食品香气的控制与增强

在玻璃容器内将酶液与基质作用生成香气，这种方法可以筛选出能生成特定香气成分的酶。用于这种目的的酶类通常称为“香酶”。如果为了提高乳制品的香气特征，可以利用特定的脂酶，以使乳脂肪更多地分解出有特征香气的脂肪酸。

(1)在食品中加入特定的香酶有些食品中含有少量的具有不良气味的成分，从而影响了风味。这时可以利用酶反应去掉这种气味不好的成分，以改善食品香气。例如，大豆制品中由于含有一些中长碳链的醛类化合物而产生豆腥气味。这些醛类大部分和大豆蛋白结合在一起，用化学或物理方法完全除掉相当困难，而利用醇脱氢酶和醇氧化酶来将这些醛类氧化，可除去它们产生的豆腥异味。(2)在食品中加入特定的去臭酶2．微生物的控制作用

发酵过程是微生物加入食物内进行人为管理的繁殖。发酵香气主要来自微生物的代谢产物。发酵乳制品的微生物有三种类型：一是只产生乳酸的细菌；二是产生柠檬酸和发酵香气的细菌；三是产生乳酸和香气成分的细菌。第三类菌能将柠檬酸在代谢过程中产生的α—乙酰乳酸转变成具有发酵乳制品特征香气的丁二酮，故也将它叫作芳香细菌。因此，可以通过选择和纯化菌种来控制香气。此外，工艺条件对食品香气也很重要。例如，当氧气充足时，上述第三类菌能将α—乙酰乳酸氧化生成丁二酮；但在缺氧时，则会生成没有香气的2、3—丁二醇。有时也可以利用微生物的作用来抑制某些气味的生成。例如，脂肪和家禽肉在贮存过程中会生成气味不良的低级脂肪醛类化合物。加入相应微生物能抑制部分低级脂肪醛的生成，并且还会使过氧化物的含量降低。香气物质在蒸发过程中会造成相应的损失，因此要通过适当的稳定作用来减少损失。在一定条件下使食品中香气成分的挥发性降低的作用，叫稳定作用（缓慢性挥发）。香气物质的稳定性是由食物本身的结构和性质所决定的。稳定作用必须是可逆的，否则会造成香气成分的损失。目前对食品香气的稳定作用有两种方式：(二)稳定和隐蔽作用(1)形成包含物即在食品微粒表面形成一种水分子能通过而香气成分不能通过的半渗透性薄膜。这种包含物一般是在食品干燥过程中形成的。组成薄膜的物质有纤维素、淀粉、糊精、果胶、琼脂、羧甲基纤维素等。这些物质通常能与较大分子的营养物或香气成分结合而不能与水分子结合，当加入水后又易将香气成分释放出来。(2)物理吸附作用

对那些不能形成包含物的香气成分，可以通过物理吸附作用(如溶解或吸收)而与食物成分结合。一般液态食品比固态食品有较大的吸附力；脂肪比水有更大的粘结性；大分子物质对香气的吸收性较强等等。例如，可用蛋白质来吸附醇类化合物。但若用蛋白质来吸附酸类、酯类化合物，则效果要差很多。

理论上将某一气味完全抵销的另一物质是存在的，但实际上要找到这种物质是非常困难的。所以对异味进行隐蔽或变调就成为常用的方法。使用其他强烈气味来掩盖食品的某种气味，称为隐蔽作用。使某种气味与其他气味混合后使食品性质发生改变的现象，叫变调作用。从感觉的角度看，人们在感受了A和B气味之后，经过大脑的溶合，变成另一种嗅感或无嗅感的现象足存在的。这种“补嗅”的关系与颜色中的“补色”现象有某些类似之处。目前增强食品香气主要采用两种途径：一是加入食用香料以达到直接增加香气成分的目的。二是加入香味增强剂。香味增强剂：是指能显著增加食品原有香味的物质，它们具有用量极少、增香效果显著、并能直接加入到食品中去等优点。(三)增强作用香味增效剂本身不一定呈现香气，也不改变食品中香气物质的结构和组成。它的作用在于改变人的生理功能，即加强对嗅感神经的刺激，提高和改善嗅细胞的敏感性，加强香气信息的传递。不同类型的香味增效剂呈现不同的增香效果。也有的增效作用较为单一，只对某种类食品有效果。有的增香范围广泛，对各类食品都有增香作用。目前在实践中应用较多的主要有麦芽酚、乙基麦芽酚、IMP、GMP等。第三节食用香味料

香料是能被嗅觉闻出气味或被味觉尝出香味的、用来配制香精或直接给产品加香的物质。香精是由多种香料(有时含有一定量的溶剂和其它添加剂)调配出来的、具有一定香型的、间接用于产品加香的混合物。人类使用香料的历史可以追溯到5000年以前，中国、印度、埃及、希腊等文明古国是最早使用香料的国家。早期使用的香料都是未加工过的动植物发香部分。大约在8－10世纪，人们已经知道用蒸馏法分离香料。在13世纪，人们第一次从精油中分离出萜烯类化合物。到19世纪，随着有机化学的发展，出现了合成香料。随着天然香料和合成香料品种的日益增加及调香技艺的提高，香精得到了快速发展。时至今日，人们在加香产品中使用的大都是香精，直接使用香料的已经非常少了。一、食用香料的特性和分类为了提高食品的风味而添加的香味物质，称为食用香味料，习惯简称食用香料。除了直接用于食品的香料外，其他某些香料如牙膏香料、烟草香料、口腔清洁剂、内服药香料等，在广义上也可看作为食用香料一类。(一)食用香料的特殊性

(1)食用香料以再现食品的香气或风味为根本目的。因为人类对食品具有本能的警惕性，对未经验过的全新的香气或风味常常拒绝食用。而食用香料则可以具有独特的幻想型香气，并为人们接受。(2)食用香料必须考虑食品味感上的调和，很苦的或很酸涩的香料不能用于食品。而其他香料一般不用考虑味感的影响。

(3)人类对食用香料的感觉比日用香料灵敏得多。这是因为食用香料可以通过鼻腔、口腔等不同途径产生嗅感或味感。(4)食用香料与色泽、想象力等有着更为密切的联系。例如在使用水果类食品香料时，若不具备接近于天然水果的颜色，就连香气也容易引起人们认为是其他物质的错觉，使其效果大为降低。

(二)食用香料的分类

1．按香料组成分类按香料组成分类可以分成两大类：第一类为单体香料，是指薄荷醇、香兰素等具有单一化学成分的香料。单体香料只在特殊情况下才直接作香料使用，通常主要用途是作为调合香料的原料。第二类为调合香料。这是由于单一化合物的香气很难满足实际要求，因而人们常将各种原料经过巧妙配合后，配制出符合一定目的要求的香料。

2．按香料形态分类(1)水溶性香料：

是将各种天然或合成香料调配而成的香基，再溶解于40％～60％的乙醇(或丙二醇等其它水溶性溶剂)中，必要时再加入酊剂、萃取物或果汁等制成。其特征主要是在一般用量范围内透明溶解或均匀分散，具有轻快的头香，但对热敏感。(2)油溶性香料：是普通的食用香料，通常用植物油等作溶剂将香基进行稀释而成。特征是香味浓度高，留香性好，具有香感强硬的体香香韵。它在水中难分散，耐热性好。

(3)乳化香料：是将油性香料加入适当的乳化剂、稳定剂使其在水中分散为微粒而成。其特征是香气温和，有保香效果，而且由于它在水中的分散性产生浑浊作用，可以加入着色剂。但稳定性较差，应防止腐败变质。(4)粉末香料：

一种是以乳糖一类物质作为担体，将香基混合后附在担体面上制成。另一种是先将香基制成乳化香料后，再经过喷雾干燥制成粉末。两种产品均方便于使用，稳定性强，但易吸湿结块，要防止腐败变质。经喷雾干燥法制成的产品，由于香料被赋形剂包围覆盖，其香料的稳定性、分散性相对较好些。

3．按香料香型分类

按香料香型分类通常可分为：1、柑桔型香料(如甜橙、柠檬、桔子香料等)2、果香型香料(如苹果、香蕉、草莓香料等)3、薄荷型香料(如薄荷、留兰香香料等)4、豆香型香料(如香荚兰、咖啡、可可香料等)5、辛香型香料(如肉豆蔻、肉桂香料等)6、奶香型香料(如牛奶、白脱、乳酪香料)7、肉类型香料(如牛肉、鸡、鱼类香料)8、坚果型香料(如杏仁、花生等)9、酒类型、蔬菜型香料等。

4．按香料构成分类

按香料构成分类是为了与食品卫生法取得一致的一种分类法，分为天然香料和合成香料两大类。天然香料包括精油、含油树脂、香料提取物、回收香料、加热香料、发酵香料以及由天然物调配而成的调合香料。合成香料是指与天然成分化学结构相同的合成物质(天然等同物)，以及天然等同物以外的有香气的物质，如乙基麦芽酚、乙基香兰素、C16醛等。

二、食用香料的原料

(一)动物性香料动物性香料品种很少，目前被利用的仅有4种。麝香是雄性麝鹿生殖腺的分泌物，主要香气物质是麝香酮。灵猫香是灵猫分泌腺的分泌物，主要香气成分是灵猫酮，其他成分有吲哚、甲基吲哚等。海狸香是海狸分泌腺分泌的香气物质，叫海狸香素，化学结构不明。龙涎香是抹香鲸的肠内结石，一般是从海上浮游物中采取的，香气成分是龙涎香醇。这些动物香料从稀少动物身上采取的，来源困难，价格昂贵，目前大都用于高级化妆品或药类，很少用作食品香料。(二)植物性香料

用于食品的天然香料几乎全是植物性香料。已知可从1500种植物中都能得到香气物质，目前用作食品香料的约200多种，但是被国际标准化组织承认的只有70多种。每年天然食用香料的国际贸易额在10亿美元以上，其中中国、印度生产和出口最多，美国进口量最大。根据植物性食品香料的使用情况，可将其分为辛香味香料和植物精油两大类。1．辛香味香料辛香味香料主要是指在食品调味调香中使用的芳香植物的干燥粉末或精油。人类古时就开始将一些具有刺激性的芳香植物作为药物用于饮食，它们的精油含量较高，有强烈的呈味、呈香作用，不仅能促进食欲，改善食品风味，而且还有杀菌防腐功能。现在的辛香料不仅有粉末状的、而且有精油或油树脂形态的制品。辛香料大部分在我国都有种植，资源丰富，有的享有很高的国际声誉，如八角茴香、桂皮、桂花等。

辛香料的几种使用形态

辛香料的分类

2．植物精油

植物精油：是从植物中提取出来的具有芳香气味的挥发性液体，通常由数十种以上的化合物组成。这些成分由高等植物的叶、茎、花、根等部位的特殊腺细胞和腺毛制成，成油滴状在细胞内析出或存于某些特定的器官部位。即使是同种植物，往往由于该植物的部位、产地、生长条件、提取方法等的不同，所得精油的成分和比例也会有差别。(三)合成香料进入20世纪中期以来，由于对食用香料的需求每年约增长10％左右，单靠天然香料已不能满足需要，因此合成香料应运而生。在合成香料中，一类是与天然香料成分化学结构完全相同的化合物(天然等同物)。这类合成香料主要有苯乙醇、醋酸苄酯、香叶醇、薄荷脑、洋茉莉醛、松油醇、苯甲醇、香豆素、香兰素等。另一类是那些在天然香料成分中虽没有发现，但香气非常类似的化合物，或者是香气卓越、独特的化合物。

(四)其他原料

浓缩果汁和馏出物近年来浓缩果汁的制造技术日趋进步，已出现以浓缩果汁为基本原料，并加入有天然果汁新鲜味的食用香料后的水果香精，具有味觉和香气相互作用的效果。抽提物(浸膏)和酊剂以辛香料或其他植物性香料作原料，加入溶剂将香味成分抽出之溶液，即为抽提物或酊剂。在抽提物或酊剂中除了含有精油的香气成分外，还含有能被溶剂溶解的色素、油脂、树脂、呈味物等全部成分，因此可作为重要的食用香料。

酶制剂食用香料

酶制剂食用香料是利用酶的作用而制成的食用香味料。例如，将脂肪酶放人牛乳中，使其发生酶促反应，便得到强化牛奶香料。把蛋白酶加入肉内水解所得的氨基酸和肽类等分解物，可作肉类的食用香味料等等。加热香味料将糖和氨基酸以适当组成混合后加热，便能得到特有的加热香气。这种加热香味料已广泛用于咖啡、可可、酥脆饼干以及各种烹调食品中。改变糖类和氨基酸的组合，可以得到各种特征风味的加热香味料。

三、食用香料的调合

食用香味料大多数是调合香味料，它由天然香料、合成香料以及其他的辅助成分配制而成。正如食品一般都需经过烹调才会变得美味可口一样，调香味和烹调十分类似。例如胡椒十分辛辣而很难直接食用，若将它与某些调味汁适量混合，便会产生美味效果。调香味的原理在于如何取得香气风味平衡。调香味的目的是寻求各种香味料之间的和谐美。调合香味料基本组成(1)主香剂

是赋予特征香气的绝对必要成分，是目标香气的骨骼结构，它形成了调合香味料的主体和轮廓。(2)合香剂

也叫调和剂，有调和效果，使香气在幅度和深度上得到扩展，更为浓郁，起到将香气味调节成或幽雅或清爽、或强烈或温柔、或绵甜或醇厚的作用。(3)矫香剂又叫修饰剂或变调剂，是一种使用少量即可奏效的暗香成分，对主体香气起着缓冲圆和作用，能使香气更为美妙。(4)定香剂：由于调合香味料各成分的挥发性有时相差悬殊，时间长了易挥发组分先散失后会使原有的香气特色削弱或消失。常用的定香剂有苯甲酸苄酯、拢牛儿醇等。定香剂的作用是使各种成分紧密结合而得到一定的保留性，挥发速度保持均匀。一般要求它具有沸点较高、粘度较大、活性较好、与其他物质的亲和力强等特点。有的主香剂也会兼有定香作用。一、饮料类食品饮料类食品可分为碳酸饮料和不含碳酸的饮料两大类。前者主要含有碳酸成分，包括水果类碳酸饮料、草药类碳酸饮料等；后者则有果实饮料、乳类饮料(如乳酸饮料等)、粉末饮料、特殊饮料等。第四节各种食品的调味碳酸饮料人类从古时开始就用草根、树皮等植物来调制原始的饮料（饮品）。自19世纪以来，美国首创的可口可乐誉满全球后，这类碳酸饮料开始大量涌现。可口可乐的原料是可乐豆，该豆中含有咖啡因以及其他生物碱，有兴奋作用。可乐豆的香气类似于树脂，不配合其他香料而直接饮用味道很差。可口可乐加入的香料通常由以下几部分组成：以酸橙(白柠檬)为主的柑桔类香料，由肉桂、肉豆蔻、姜、芫芜等的精油所组成的辛香料，以及一些药草的精油或浸提物。可口可乐的酸味剂采用磷酸，着色剂使用焦糖(糖色)，并用咖啡因补强。这些物质对于饮料的清爽、浓郁、和谐风味都有重要作用。

不含碳酸的饮料1．果实饮料从完全不含果汁而全凭香料表现出果实味道的饮料，到含有多量果汁的饮料，都可以叫作果实饮料。其制备过程如下：

2．乳类饮料这类饮料最初是为了使不喜欢吃牛奶的儿童提高对牛奶的嗜好性而生产的。在乳类中使用香料时，由于乳脂对其他香气物质有掩蔽作用，为了克服这种作用，就必须使香气达到一定强度后才能产生香气效果。香橙香料在牛奶中虽受乳脂掩蔽的影响而难以直接产生香气效果，但它适用的场合很多，也常使用。菠萝和香蕉香料也很适用于乳类。3．特殊饮料特殊饮料包括药用饮料、营养饮料、运动饮料等。但这些特殊饮料在香气方面目前还没有完全定型。药用饮料和营养饮料一方面要求其香气形象能表现出饮料的特性，另一方面当原料成分中的药味太强时，又要求香气具有抑制、掩蔽药味的效果，从而呈现出两面性。对于运动饮料，则要求其香气能体现出精神饱满的爽快感。

二、冷食类食品

(一)冷食的分类和成分特征1．冷食类食品的主要种类日前的冷食类食品种类繁多。若按它们的乳脂肪和固形乳的含量，可分成冰淇淋、雪糕、冷饮(乳冰)、冰果等品种。

(二)冷食类食品适用香料

香料应具备的条件:(1)香料的香气和基质气味须调和一致。在这里主要强调各种香气间相互取长补短，融合为一，而对每种香料的鲜明个性要求则退居次要地位。这些香料的香气不但能在乳类含量多的冰淇淋中和奶油香气相称，而且也能与和基质共用的成分保持和谐。(2)在低温时必须能达到香气平衡，而且香气散发性好。由于低温，可以大胆利用对温度和光比较敏感的天然香料。唯有这类香料最有可能形成符合要求的丰富多采的香气来。(3)香料在基质中能均匀分散。冰淇淋、雪糕等许多产品都有这方面的要求，但也有例外。例如在使用调味汁时就不用均匀混合。

三、乳制品乳制品适用香料:用于乳制品中的香料，应以不损害乳类本身固有的香气、并能与这种香气和谐一致为首先条件。从乳制品的性质来看，最好是加入天然香料。有代表性的一些香料类型如下：(1)香草(香子兰)型

香草豆经发酵、熟化等加工后产生特有的芳香。过去是将香草豆粉碎后直接混入食品中，现在改用它的浸提物或含油树脂。(2)咖啡型

主要品种有阿拉伯、罗巴斯塔、利比里亚等的咖啡，其中的阿拉伯品种香气和味道最佳，占世界产量的90％。咖啡浸提物的提取方法与香草相同，通常用乙醇水溶液作溶剂循环提取，用工艺条件控制香气品质。(3)柑桔型这也是乳制品的重要香型之一，要有一定的强度和天然感。主要有柠檬、香橙、葡萄柚、酸橙等类型。实际使用的大多是将其精油和提取的无萜油制成的香料。有时为了满足在香气上的不同嗜好，也配入其他的柑桔油。(4)水果型

这类香料的应用以草莓型为首，还有菠萝、葡萄、桃子等香型。其主要强调天然感，所以目前使用果汁、果肉的乳制品在逐渐增多。(5)黄油香料和酶香料

乳制品使用的黄油香料具有强烈的天然风味。现在的调合技术已能制出有相应水平的黄油香料，主要成分有脂肪酸类、酯类、内酯和硫化物等。现在广泛使用的黄油香料是酶香料，它是由乳类成分经脂肪酸处理后制成，具有独特的脂肪酸组织，呈味效果也好。四、酒类制品

(一)酒味香料的用途

酒味香料主要用于下列两个方面：一是用来制造配制酒。一般酿造酒和蒸馏酒都很重视在发酵、蒸馏和熟化过程中生成酒香，不用添加酒味香料。而配制酒是以酒精为基础生产的，必须加入香料。另一主要用途是加在食品中以表现酒的香味及气氛等。目前这一类香料也很多，具有以下几个特点：一是对食品进行着香或补香。二是矫臭或使食品的全体风味和谐一致。三是起防腐作用，提高保存性。在食品中使用酒味香料或酒类，往往不是为了一个目的，而是为了几个目的，以便取得综合效果。(二)酒味香料的应用

1．啤酒味香料啤酒虽是饮用最多的一种酒类，但啤酒香味料却很少应用在其它食品中。调制啤酒味香料主要采用2－甲基丁醇、3－甲基丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯等发酵产生的香气成分和少量的焙烤香气成分。这些都是根据从啤酒花和麦芽香气提取物中分析所知的成分中，再从食品添加剂的范围内选出来的几种香气物质。

2．葡萄酒味香料葡萄酒很少使用香料，但葡萄酒味香料的种类却很多，从颜色看有红葡萄酒味香料和白葡萄酒味香料；从香型看有模仿各种产地、牌子的葡萄酒香气的香料。葡萄酒味香料除了用于配制酒类外，还可用于点心、清凉饮料、冰淇淋、甜食、烹调食品等各类食品中，使这些食品增添独特的魅力和鲜美味道。

3．其他甜酒的酒味香料甜酒是在酒类或乙醇中加入各种糖、果实、草根树皮、香料等物质制成的，种类很多，且新品种仍在不断出现，因此香料分类也很困难。以前甜酒的制造工艺复杂且需很长时间，后来研究出比较简便的香精法，现在出于经济目的常常两法并用。五、糕点、糖果类食品

(一)香料在糕点、糖果中的作用

一是能积极提供香气，使食品具有鲜明特