第八章食品風味化學.doc

第八章 食品風味化學第一節(jié) 概 述風味化學通常被認為是食品化學中采用氣相色譜法和快速掃描質譜法而 發(fā)展起來的一門新分支。早期經(jīng)典化學方法也曾較好地應用于某些風味研究， 特別是在香精油和香料提取物方面的應用。風味是指以人口腔為主的感覺器官對食品產(chǎn)生的綜合感覺(嗅覺、味覺、 視覺、觸覺)。鼻腔粘膜的嗅覺細胞對痕量揮發(fā)性氣體具有察覺能力，口腔中 的味蕾主要分布于舌表面的味乳頭中，一小部分分布于軟顎、咽喉與咽部， 使人能夠察覺到甜、酸、咸和苦味。三叉神經(jīng)系統(tǒng)不但能感覺辣、冷、美味 等屬性，而且也能感覺由化學物質引起的而至今尚未完全清楚的風味。非化 學的或間接感覺(視覺、聽覺和觸覺)也會影響味覺和嗅覺的感覺。本章主要討論產(chǎn)生味覺或氣味反應的物質，食品體系中具有重要特征效應 化合物的化學性質以及風味化合物的活性與結構關系。存在于不同食品中的 風味化合物這里不詳細討論，有關食品中主要成分的風味化學，如麥拉德反 應所產(chǎn)生的風味、脂類自身氧化產(chǎn)生的風味、低熱量甜味素與大分子結合的 風味等都已在碳水化合物和脂類物質章節(jié)中提及。第二節(jié) 味覺和非特殊滋味感覺一、 味 覺人們對糖的代用品產(chǎn)生了越來越濃厚的興趣，并希望能開發(fā)出新的甜味 劑。由于苦味與甜味物質的分子結構有密切關系，因此對苦味機理的研究主 要放在甜味方面。蛋白質水解物和成熟干酪中出現(xiàn)的苦味是令人討厭的，這 便促進了人們對肽的苦味原因的研究。由于目前國外鼓勵在膳食中減少鈉的 含量，因此，近來人們又重新對咸味機理的研究產(chǎn)生興趣。 1甜味物質的結構基礎 在提出甜味學說以前，一般認為甜味與羥基有關，因為糖分子中含有羥 基。可是這種觀點不久就被否定，因為多羥基化合物的甜味相差很大。再者， 許多氨基酸、某些金屬鹽和不含羥基的化合物，例如氯仿(CHCl3)和糖精也有 甜味。顯然在甜味物質之間存在著某些共同的特性。多年來，逐漸發(fā)展成一 種從物質的分子結構來闡明與甜味相關的學說，以便解釋一些化合物呈現(xiàn)甜 味的原因。夏倫貝格爾(Shallenberger)曾首先提出關于風味單位的 AH/B 理論，對 能引起甜味感覺的(圖 9-1)所有化合物都適用。最初認為，這種風味單位是由 共價結合的氫鍵鍵合質子和距離質子大約 3? 的電負性軌道結合產(chǎn)生的。因此， 化合物分子中有相鄰的電負性原子是產(chǎn)生甜味的必須條件。同時，其中一個 原子還必須具有氫鍵鍵合的質子。氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到這 個作用，羥基氧原子可以在分子中作為 AH 或 B，例如氯仿、鄰-磺酰苯亞胺和葡萄糖。圖 9-1 所示的是甜味單位AH/B的組成部分加上立體化學條件。通常將有 甜味的單個分子的活性基團和味覺感受器之間的相互作用看成是AH/B的組成 部分在味覺感受器結構上發(fā)生的氫健鍵合。最近，對這種學說還增加了第三 個特性，以補充對強甜味物質作用機制的解釋。甜味分子的親脂部分通常稱 為，一般是亞甲基(-CH2-)、甲基(-CH3)或苯基(-C6H5) ，可被味覺感受器類 似的親脂部位所吸引。強甜味物質能產(chǎn)生完美的甜味，其立體結構的全部活 性單位(AH、B和)都適合與感受器分子上的三角形結構結合，這就是目前甜 味學說的理論基礎。位置是強甜味物質的一個非常重要的特征，但是對糖的甜味作用是有限 的?？赡苡捎谀承┓肿尤菀缀臀队X感受器接近而發(fā)生作用，從而影響對甜味 的感受程度。用甜味單位的組成來解釋不同甜味物質的甜味變化本質，不僅 對確定甜味持續(xù)時間、強度或暫時甜味感覺方面是重要的，而且與辨別某些 化合物的甜味和苦味之間的某些相互作用有關。 甜味-苦味糖的結構和感受器相互作用，會產(chǎn)生味道感覺。盡管試驗溶液 的濃度低于苦味感覺的閾值，但其化學結構產(chǎn)生的苦味仍然可以抑制甜味。 糖的苦味是由異頭中心結構、環(huán)氧、己糖的伯醇基和取代成分所產(chǎn)生的總效 應。往往糖分子的結構和立體結構的改變會導致失去甜味，或抑制甜味甚至 產(chǎn)生苦味。2.苦味物質苦味和甜味同樣依賴于分子的立體化學結構，兩種感覺都受到分子特性 的制約，從而使某些分子產(chǎn)生苦味和甜味感覺。糖分子必須含有兩個可以由 非極性基團補充的極性基團，而苦味分子只要求有一個極性基團和一個非極 性基團。有些人認為，大多數(shù)苦味物質具有和甜味物質分子一樣的 AH/B 部分 和疏水基團，位于感覺器腔扁平底部的專一感覺器部位內的 AH/B 單位的取向， 能夠對苦味和甜味進行辨別。適合苦味化合物定位的分子，產(chǎn)生苦味反應， 適合甜味定位的分子引起甜味反應，如果一種分子的幾何形狀能夠在兩個方 位定位，那么將會引起苦味-甜味反應。這樣一種模式對氨基酸顯得特別正確， 氨基酸 D 異構體呈甜味，而 L 異構體呈苦味。甜味感受器的疏水或位置是 非方向性的親脂性，它可能參與甜味或苦味反應。大分子有助于每個感受器 腔內的感受位置的立體化學選擇性。大多數(shù)有關苦味和分子結構的關系可以 通過這些學說加以解釋。3食品中重要的苦味化合物 苦味在食品風味中有時是需要的。由于遺傳的差異，每個人對某種苦味物 質的感覺能力是不一樣的，而且與溫度有關。一種化合物是苦味或是苦甜味， 這要依個人而定。有些人對糖精感覺是純甜味，但另一些人會認為它有微苦 味或甜苦，甚至非?？嗷蚍浅Ｌ稹υS多其他化合物，也顯示出個體感覺上 的明顯差異。苯基硫脲(PTC)是這一類苦味化合物中最明顯的例子，不同的人對它的感覺就有很大差異。肌酸是肌肉食品中的一種成分，人對肌酸也表現(xiàn)出類似上述的味覺靈敏度 特性。正像其他苦味物質一樣，肌酸分子也含有引起苦味感覺的 AH/B 部分。 每克瘦肉中含肌酸達到約 5g 時，則足以使人對某些肉湯感到苦味?？鼘幨且环N廣泛作為苦味感覺標準的生物堿，鹽酸奎寧的閾值大約是 10ppm。一般說來，苦味物質比其他呈味物質的味覺閾值低，比其他味覺活性 物質難溶于水。食品衛(wèi)生法允許奎寧作為飲料添加劑，例如在有酸甜味特性 的軟飲料中，苦味能跟其他味道調合，使這類飲料具有清涼興奮作用。除某些軟飲料外，苦味是飲料中的重要風味特征，其中包括咖啡、可可 和茶葉等?？Х纫蛟谒袧舛葹?150200ppm 時，顯中等苦味，它存在于咖 啡、茶葉和可拉堅果中?？煽蓧A(theobromine，3，7-二甲基黃嘌呤)與咖啡 因很類似，在可可中含量最多，是產(chǎn)生苦味的原因?？蓸奋涳嬃现刑砑涌Х?因，濃度相當于 200ppm。大部分用作添加劑的咖啡因是用溶劑從生咖啡豆中 提取得到的，這也是制取脫咖啡因咖啡的加工過程。酒花大量用于釀造工業(yè)，使啤酒具有特征風味。某些稀有的異戊間二烯衍 生化合物產(chǎn)生的苦味是酒花風味的重要來源。這些物質是律草酮或蛇麻酮的 衍生物，啤酒中律草酮最豐富，在麥芽汁煮沸時，它通過異構化反應轉變?yōu)?異律草酮。異律草酮是啤酒在光照射下所產(chǎn)生的臭鼬鼠臭味或日曬味化合物的前體 物，當有酵母發(fā)酵產(chǎn)生的硫化氫存在時，異己烯鏈上與酮基鄰位的碳原子發(fā) 生光催化反應，生成一種帶臭鼬鼠味的 3-甲基-2-丁烯-l-硫醇(異戊二烯硫醇) 化合物，在預異構化的酒花提取物中酮的選擇性還原可以阻止這種反應的發(fā) 生，并且采用清潔的玻璃瓶包裝啤酒也不會產(chǎn)生臭鼬鼠味或日曬味。揮發(fā)性 酒花香味化合物是否在麥芽汁煮沸過程中殘存，這是多年來一直爭論的問題。 現(xiàn)已完全證明，影響啤酒風味的化合物確實在麥芽汁充分煮沸過程中殘存， 它們連同苦味酒花物質所形成的其他化合物一起使啤酒具有香味。 柑桔加工產(chǎn)品出現(xiàn)過度苦味是柑桔加工業(yè)中一個較重要的問題。以葡萄 柚來說，有稍許苦味是需宜的，但是新鮮的和待加工的水果，其苦味往往超 過許多消費者所能接受的水平。臍橙和巴倫西亞橙的主要苦味成分是一種叫 檸檬苦素的三萜系二內酯化合物(A和D環(huán))，它也是葡萄柚中的一種苦味成分。 在無損傷的水果中，并不存在檸檬苦素，由酶水解檸檬苦素 D 環(huán)內酯所產(chǎn)生 的無味檸檬苦素衍生物是主要的形式(圖 9-2)。果汁榨取后，酸性條件有利于 封閉 D 環(huán)而形成檸檬苦素，從而推遲苦味的出現(xiàn)。采用節(jié)桿菌屬(Arthrobacter SP.)和不動細菌屬(Acinetobacter SP.)的 固定化酶去除橙汁苦味的方法是一種解決苦味的臨時辦法，因為在酸性條件 下環(huán)又可以重新關閉。然而，使用檸檬苦素酸脫氫酶打開 D 環(huán)可使化合物轉 變成無苦味的 17-脫氫檸檬苦素酸 A 環(huán)內酯(圖 9-2)，這是一種有效的橙汁脫 苦味方法，但這種方法至今還沒有用于大量生產(chǎn)。 柑 桔 類 果 實 還 含 有 多 種 黃 酮 苷 ， 柚 皮 苷 是 葡 萄 柚 和 苦 橙 (Citrus auranticum)中主要的黃酮苷。柚皮苷含量高的果汁非常苦，經(jīng)濟價值很小(除 非用大量低苦味的果汁稀釋)。柚皮苷的苦味與由鼠李糖和葡萄糖之間形成的 1 2 鍵 的 分 子 構 象 有 關 。 柚 皮 苷 酶 是 從 商 品 柑 桔 果 膠 制 劑 和 曲 霉 (Aspergillus)中分離出來的，這種酶水解 12 鍵(圖 9-3)生成無苦味產(chǎn)物。 固相酶體系還擴大到對柚皮苷含量過高的葡萄柚汁的脫苦味。商業(yè)上還從葡 萄柚皮中回收柚皮苷，并應用于一些食品中以代替苦味的咖啡因。蛋白質水解物和干酪有明顯非需宜的苦味，這是肽類氨基酸側鏈的總疏 水性所引起的。所有肽類都含有相當數(shù)量的 AH 型極性基團，能滿足極性感受器位置的要求，但各個肽鏈的大小和它們的疏水基團的性質極不相同，因此， 這些疏水基團和苦味感覺器主要疏水位置相互作用的能力也大不相同。已證 明肽類的苦味可以通過計算疏水值來預測。一種蛋白質參與疏水締合的能力 與各個非極性氨基酸側鏈的疏水貢獻總和有關，這些相互作用主要對蛋白質 伸展的自由能產(chǎn)生影響。因此，根據(jù)G=g 的關系，用下述方程式 Q=g/n可計算出蛋白質子平均疏水值，式中g 表示每種氨基酸側鏈的疏水貢獻，n 是氨基酸殘基數(shù)。各個氨基酸的g 值按溶解度數(shù)據(jù)測定得到，其結果列于表 9-1。Q 值大于 1400 的肽可能有苦味，低于 1300 的無苦味。肽的分子量也會 影響產(chǎn)生苦味的能力，只有那些分子量低于 6000 的肽類才可能有苦味，而分 子量大于這個數(shù)值的肽由于幾何體積大，顯然不能接近感受器位置。 表 9-1 各種氫基酸的計算g 值圖 9-4 表明 s1 酪蛋白在殘基 144145 和殘基 150151 之間斷裂得到 的肽，其計算 Q 值為 2290，這種肽非常苦。從s1 酪蛋白得到強疏水性肽， 是成熟干酪中產(chǎn)生苦味的原因。曾有人用這種方法預測了脂類衍生物和糖類 的苦味。羥基化脂肪酸，特別是一些羥基衍生物常常帶苦味，可以用分子中的碳原子數(shù)與羥基數(shù)的比值或 R 值來表示這些物質的苦味。甜化合物的 R 值是 1.001.99，苦味化合物為 2.006.99，大于 7.00 時無苦味。 鹽類的苦味與鹽類陰離子和陽離子的離子直徑有關。離子直徑小于 6.5? 的鹽顯示純咸味(LiCl=4.98?，NaCl=5.56?，KCl=6.28?)，因此有些人對 KCl 感到稍有苦味。隨著離子直徑的增大(CsCl=6.96?，CsI=7.74?)，鹽的苦味逐 漸增強，因此氯化鎂(8.60?)是相當苦的鹽。 4咸味和酸味物質氯化鈉和氯化鋰是典型咸味的代表。近來一些國家主張降低膳食中食鹽的 量，引起人們對食品中的鈉鹽替換物產(chǎn)生興趣，特別是用鉀離子和銨離子來 代替。 食品中采用的氯化鈉的替換物的風味不如添加 NaCl 調味的食品風味，目 前正在進一步了解咸味的機理，希望找到一種接近 NaCl 咸味的低鈉產(chǎn)品。 從化學結構上看，陽離子產(chǎn)生咸味，陰離子抑制咸味。鈉離子和鋰離子產(chǎn) 生咸味，鉀離子和其他陽離子產(chǎn)生咸味和苦味。在陰離子中，氯離子對咸味 抑制最小，它本身是無味的。較復雜的陰離子不但抑制陽離子的味道，而且 它們本身也產(chǎn)生味道。長鏈脂肪酸或長鏈烷基磺酸鈉鹽產(chǎn)生的肥皂味是由陰 離子所引起的，這些味道可以完全掩蔽陽離子的味道。描述咸味感覺機理最滿意的模式是：水合陽-陰離子復合物和 AH/B 感覺 器位置之間的相互作用。這種復合物各自的結構是不相同的，水的羥基和鹽 的陰離子或陽離子都與感受器位置發(fā)生締合。 同樣，酸味化合物感覺也涉及AH/B感受器，但目前的資料還不足以確定 水合氫離子(H3O+)、解離的無機或有機陰離子、或未離解的分子在酸味反應中 的作用。同一般概念相反，一種酸溶液的強度似乎不是酸味感覺的主要決定 因素，而其他尚不了解的分子特性似乎是最重要的決定因素，例如重量、大 小和總的極性等。二、風味增強劑 在烹調和加工食品的過程中，人們已經(jīng)利用了風味增強劑，但對風味增強 的機理并不清楚。風味增強劑對植物性食品、乳制品、肉禽、魚和其他水產(chǎn)食品風味的作用是很顯著和需宜的。人們最熟知的這類物質是 L-谷氨酸鈉 (MSG)、5-核苷酸和 5-肌苷一磷酸(5-IMP)、D-谷氨酸鹽和 2-或 3核糖核苷酸并不能增強風味的活性。MSG、5-IMP 和 5-鳥苷一磷酸是商業(yè) 上已經(jīng)出售的風味增強劑，而 5-黃嘌呤一磷酸和幾種天然氨基酸，包括 L鵝膏蕈氨酸(L-ibotenic acid)和 L-口蘑氨酸(L-tricholomic acid)是商業(yè)上 有應用前景的產(chǎn)品。酵母水解物在食品中產(chǎn)生的很多風味，均是由于 5-核 糖核苷酸的存在而引起的。食品工業(yè)中大量使用的純風味增強劑是來源于微 生物，其中包括核糖核酸所產(chǎn)生的核苷酸。 已研究出的幾種很強的增強風味的 5-核糖核苷酸的人工合成衍生物， 一般是嘌呤-2 位的取代物。風味強化活性主要與這些物質的感受器位點有聯(lián) 系，可能是共同占有專門感受甜味、酸味、咸味和苦味感覺的感受器位點。 事實證明，在產(chǎn)生可口味道和增強風味時，MSG 和 5-核糖核苷酸之間發(fā)生 協(xié)同作用。這表明在活性化合物之間存在某些共同的結構特征，其作用機理 有待進一步研究。除了 5-核糖核苷酸和 MSG 外還有其他增強風味的化合物存在，其中麥 芽酚和乙基麥芽酚是必須提到的兩個化合物，因為它們已在商業(yè)上作為甜味 食品和果實的風味增強劑產(chǎn)品出售。高濃度麥芽酚具有使人感到愉快的焦糖 風味并在稀溶液中產(chǎn)生甜味，當使用濃度約為 550ppm 時，可使果汁具有溫和 可口、飲用舒適的感覺。麥芽酚屬于一類以平面烯醇酮式存在的化合物，平 面烯酮式優(yōu)于環(huán)狀二酮式，因為烯酮式能發(fā)生強的分子間氫鍵鍵合。 麥芽酚和乙基麥芽酚(-C2H5，代替環(huán)上-CH3，)二者都能適合甜味感受的 AH/B部位(圖 9-1)，而乙基麥芽酚是比麥芽酚更有效的甜味增強劑，這些化合 物的風味增強作用的機理目前尚不清楚。三、澀 味澀味可使口腔有干燥感覺，同時能使口腔組織粗糙收縮。澀味通常是由 于單寧或多酚與唾液中的蛋白質締合而產(chǎn)生沉淀或聚集體而引起的。另外， 難溶解的蛋白質(例如某些干奶粉中存在的蛋白質)與唾液的蛋白質和粘多糖 結合也產(chǎn)生澀味。澀味常常與苦味混淆，這是因為許多酚或單寧都可以引起 澀味和苦味感覺。 單寧(圖 9-5)具有適合于蛋白質疏水締合的寬大截面，還含有許多可轉變 成醌結構的酚基，這些基團同樣也能與蛋白質形成化學交聯(lián)鍵，這樣的交聯(lián) 鍵被認為是對澀味起作用的鍵。澀味也是一種需宜的風味，例如茶葉的澀味。如果在茶中加入牛乳或稀 奶油，多酚便和牛乳蛋白質結合，使?jié)度サ簟＜t葡萄酒是澀味和苦味型飲 料，這種風味是由多酚引起的。考慮到葡萄酒中澀味不宜太重，通常要沒法 降低多酚單寧的含量。四、辣 味調味料和蔬菜中存在的某些化合物能引起特征的辛辣刺激感覺，這稱之 為辣味。雖然這些感覺和一般的化學刺激或催淚作用引起的感覺難以分開， 但是這些化合物確實具有味的感覺。某些辣味成分(例如紅辣椒、黑胡椒和生姜中存在的)是非揮發(fā)性的，它們能作用于口腔組織。而某些香調味料和蔬菜 所含的辣味成分中具有微弱的揮發(fā)性，產(chǎn)生辣味和香味，例如芥末、辣根、 小蘿卜、洋蔥、水田芥菜和芳香調味料丁香等。所有這些調味料和蔬菜在食 品中能提供特征風味，并使口味增強。在加工食品中添加少量這類物質，可 以使人感到需宜的風味。紅辣椒(Capsicum)含有一類稱為辣椒素的化合物(capsaicionids)，該物 質屬于不同鏈長(C8Cl1)的不飽和一元羧酸的香草酰胺。辣椒素是這些辣味成 分中的代表。人工合成的幾種含有飽和直鏈酸成分的辣椒素化合物可代替天 然辣味提取物或辣椒油。不同辣椒品種中的總辣椒素含量變化非常大，例如， 紅辣椒含 0.06，紅辣椒粉含 0.2，印度的山拉姆(Sannam)辣椒含 0.3， 非洲的烏干達 Uganda 中含 0.85。而甜紅辣椒中辣味化合物含量很低，主要 用于著色和增加菜肴的風味。紅辣椒還含有揮發(fā)性芳香化合物，成為食品風 味中的一部分。黑胡椒和白胡椒是由 piper nigrum 漿果加工制得，所不同的 是黑胡椒是由未成熟的青漿果制成，而白胡椒是由成熟的漿果制成。胡椒的 主要辣味成分是胡椒堿，一種酰胺。分子中不飽和結構的反式構象是強辣味 所必須的，在光照和貯藏時辣味會損失，這主要是由于這些雙鍵異構化作用 所造成的。胡椒還含有揮發(fā)性化合物，其中 1-甲酰胡椒堿和胡椒醛(3，4-亞 甲二氧基苯甲醛)為含胡椒調味料或胡椒油的食品提供風味。胡椒堿可以人工 合成，并已用于食品中。姜是一種多年生的塊莖植物(Zingiber of ficinale Roscoe)，含有辣味 成分和某些揮發(fā)性芳香成分。新鮮生姜的辣味是由一類叫做姜醇的苯烴基酮 所產(chǎn)生的，(6)-姜醇是其中最有效的一種。在干燥和貯存時，姜醇脫水形成 一個和酮基共軛的外部雙鍵，反應的結果是生成一種生姜酚的化合物，它比 姜醇辣味更強。(6)-姜醇加熱到高溫時會導致所連接的羥基裂解成為酮基， 生成甲基酮(-3-甲氧基-4-羥苯基丁酮)、姜油酮，從而顯示出溫和的辣味。(6)-姜醇五、清涼風味當某些化學物質接觸鼻腔或口腔組織刺激專門的味感受器時，會產(chǎn)生清 涼感覺，效果很類似薄荷、留蘭香卷(葉)薄荷和冬青油等薄荷風味。雖然許 多化合物都能引起這種感覺，但以天然形式(L 異構體)存在的-(-)薄荷醇是最 常用的，對此芳香成分總的感覺還是樟腦味。樟腦除產(chǎn)生清涼感覺外，還具 有一種由 d-樟腦產(chǎn)生的特有樟腦氣味。與薄荷有關的化合物所產(chǎn)生的清涼作 用和結晶多元醇甜味劑(例如木糖醇)所產(chǎn)生的涼味機理有稍許不同，后者一 般認為是物質吸熱溶解所產(chǎn)生。第三節(jié) 蔬菜，水果和調味料風味一、蔥屬類中的含硫揮發(fā)物蔥屬類植物以具有強擴散香氣為特征。主要種類有蔥頭、大蒜、韭蔥、 細香蔥和青蔥。在這些植物組織受到破碎和酶作用時，它們才有強烈的特征 香味，這說明風味前體可以轉化為香味揮發(fā)物。在蔥頭中，引起這種風味和 香味化合物的前體是 S-(1-丙烯基)-L-半胱氨酸亞砜，韭蔥中也有這種前體存 在。用蒜氨酸酶可迅速水解前體，產(chǎn)生一種假的次磺酸中間體以及氨和丙酮 酸鹽(圖 9-6)，次磺酸再重排即生成催淚物硫代丙醛-S-氧化物，呈現(xiàn)出洋蔥 風味。酶水解前體化合物時生成的丙酮酸是一種性質穩(wěn)定的產(chǎn)物，形成蔥頭 加工產(chǎn)品的風味。不穩(wěn)定的次磺酸還可以重排和分解成大量的硫醇、二硫化 物、三硫化物和噻吩等化合物。這些化合物對熟蔥頭風味也起到有利作用。大蒜的風味形成一般與蔥頭風味形成機理相同。除前體 S-(2-丙烯基)-L半胱氨酸亞砜外，二烯丙基硫代亞磺酸鹽(蒜素)(圖 9-7)使鮮大蒜呈現(xiàn)特有風 味，而不能形成蔥頭中具有催淚作用的 S 氧化物。大蒜中的硫代亞磺酸鹽風 味化合物的分解和重排幾乎與蔥頭中化合物的分解和重排(圖 9-6)相同，生成 的甲基丙烯基和二烯丙基二硫化物，使蒜油和熟大蒜產(chǎn)生風味。二、 十字花科中的含硫揮發(fā)物十字花科植物，例如甘藍(Brassica oleracea)、龍眼包心菜(Brassica oleracea L.)、蕪菁(Brassica rapa)，黑芥子(Brassica juncea)、水田芥 菜(Nastrurtium of ficinake)、小蘿卜(Raphanus sativus)和辣根(Armoracia lapathifolia)中的活性辣味成分也是揮發(fā)性物質，具有特征風味。辣味常常 是刺激感覺，刺激鼻腔和催淚。在這種食物組織破碎以及烹煮時作用更加明 顯。這種食物組織的風味主要是硫葡糖苷酶作用于硫葡糖苷前體所產(chǎn)生的異 硫氰酸酯所引起的(圖 9-8)。 十字花科植物中存在多種其他硫葡糖苷，都產(chǎn)生特征風味。小蘿卜中的輕度辣味是由香味化合物 4-甲硫基-3-叔丁烯基異硫氰酸酯產(chǎn)生的。除異硫氰 酸酯外，硫葡糖苷還產(chǎn)生硫氰酸酯(R-SCN)和腈(圖 9-8)，辣根、黑芥末、 甘藍和龍眼包心菜含有烯丙基異硫氰酸酯和烯丙基腈，各種物質濃度的高低 隨生長期、可食用的部位和加工條件不同而有所不同。在溫度比室溫高很多 時，加工(烹煮和脫水)往往會破壞異硫氰酸酯，提高腈含量并促進其他含硫 化合物的降解和重排。幾種芳香異硫氰酸酯存在于十字花科植物中，例如， 2-苯乙基異硫氰酸酯是水田芥菜中一種主要香味化合物。這種化合物能使人 產(chǎn)生一種興奮的辣味感覺。 三、香菇類蘑菇中特有的硫化物 香菇(Letinus edodes)中已發(fā)現(xiàn)一種罕見的 C-S 裂解酶體系。提供風味 的香菇多糖酸(lentine acid)前體是一個結合成谷氨酰胺肽的 S-取代 L 半 胱氨酸亞砜。在風味形成過程，首先是酶水解谷氨酰胺肽鍵釋放出半胱氨 酸亞砜前體(蘑菇糖酸)，然后蘑菇糖酸受到 S-烷基-L-半胱氨酸亞砜裂解酶作 用，生成具有活性的風味化合物蘑菇香精(lenthionine) (圖 9-9)，這些反應 只有在植物組織破壞后才發(fā)生，而風味是在干燥和復水或新鮮組織短時間浸 漬時出現(xiàn)的。除蘑菇香精外，還生成聚噻嗯烷，但風味主要是由蘑菇香精產(chǎn) 生的。圖 9-9 香菇型蘑菇中的蘑菇香精的形成四、蔬菜中的甲氧基烷基吡嗪揮發(fā)物許多新鮮蔬菜可以散發(fā)出青香泥土香味，這種香味對識別它們是否新 鮮有很大的作用。甲氧基烷基吡嗪類，這類化合物使蔬菜散發(fā)出芬芳的香味， 例如 2-甲氧基-3-異丁基吡嗪，它可產(chǎn)生一種很強的甜柿子椒香味，其可感覺 出的閾值水平是 0.002ppb。生土豆、青豌豆和豌豆莢的大部分香味是由 2-甲 氧基-3-異丙基吡嗪產(chǎn)生的，2-甲氧基-3-仲丁基吡嗪是紅甜菜根的香味物質。 這些化合物是植物體內生物合成的，某些微生物菌株(如 Pseudomonas perolens，Pseudomonas tetrolens)也能合成這些特征性物質，圖 9-10 表示 酶作用形成甲氧基吡嗪的反應機理。五、脂肪酸的酶作用產(chǎn)生的揮發(fā)物1植物中脂肪氧合酶產(chǎn)生的風味 在植物組織中，由酶誘導的不飽和脂肪酸氧化和分解產(chǎn)生的特征香味， 與某些水果的成熟和植物組織破壞有關。這與脂類化合物自動氧化形成風味化合物不同。由這種酶作用所產(chǎn)生的化合物可顯示特殊風味(圖 9-11)。脂肪酸專一性氫過氧化作用所產(chǎn)生的 2-反-己烯醛和 2-反-6-順壬二烯醛受脂肪氧合酶的催化，而脂肪酸分子裂解還生成含氧酸，含氧酸不會影響風味。由于發(fā)生連續(xù)反應，所以香味隨時間而變化。例如，脂肪氧合酶所產(chǎn)生的醛和酮轉換成相應的醇時(圖 9-12)，通常比母體羰基化合物有更高的感覺閾值，而 且香味更濃。通常C6化合物產(chǎn)生像剛割的青草植物一樣的香味，C9化合物類似 黃瓜和西瓜香味，C8化合物類似蘑菇或紫羅蘭或志鸛草葉的氣味。這種C6和C9 化合物是伯醇和醛，C8化合物為仲醇和酮。 圖 9-11 亞麻酸在脂肪氧合酶作用下形成醛的反應 （A）：新鮮西紅柿中的主要形式 （B）：黃瓜中的主要形式2長鏈脂肪酸氧化作用產(chǎn)生的揮發(fā)物成熟的梨、桃、杏和其他水果散發(fā)出一種令人愉快的香味，一般是由長 鏈脂肪酸的氧化生成的中等鏈長(C8C12)揮發(fā)物引起的。圖 9-13 說明了用 這種方法生成的乙基癸-2-反，4-順-二烯酯反應，但沒有表明過程中含氧酸 (C8C12)的生成及含氧酸環(huán)化產(chǎn)生的和內酯。乳脂降解時，也會出現(xiàn)類似 的反應。C8C12內酯化合物具有類似椰子、桃的香味。六、支鏈氨基酸產(chǎn)生的揮發(fā)物支鏈氨基酸與某些果實成熟有關，產(chǎn)生重要的風味前體，香蕉和蘋果是 這種過程的典型例子。這些果實的成熟風味大多是由氨基酸揮發(fā)物引起的， 這種風味形成過程的最初反應稱為酶催化斯特雷克爾(Strecker)降解反應， 因為出現(xiàn)的氨基酸轉移和脫羰基作用與非酶褐變時發(fā)生的反應相似。包括酵 母和產(chǎn)生啤酒風味的乳酸鏈球菌株(Streptococcus lactis)在內的若干種微 生物，也能按類似于圖 9-14 表示的形式改變大多數(shù)氨基酸。植物還可以從氨 基酸(除亮氨酸外)中產(chǎn)生類似的衍生物 2-苯乙醇，它具有玫瑰或丁香花香味。雖然這些反應生成的醛、醇和酸直接賦予成熟果實風味，但酯類也是起決定 性的特征效應化合物。很早就知道，醋酸異戊酯在香蕉風味中起重要作用， 但還需其他化合物才能產(chǎn)生完美的香蕉風味。2-甲基丁酸乙酯比 3-甲基丁酸 乙酯(圖 9-14)更像蘋果的風味，前者是成熟的紅香蕉蘋果香味的主要成分。七、揮發(fā)性萜類化合物的風味植物中含有豐富的萜烯，可以用于香精和香料工業(yè)。人們往往對萜烯提 供風味的重要性估計過低，而實際上它們大多對柑桔果實和許多調味料及草 本植物的香味有很大作用。在許多果實中，萜烯的濃度低，生胡蘿卜風味大 部分是由萜烯產(chǎn)生的。 萜烯是由異戊間二烯化合物通過生物途徑合成(圖 9-15)。圖 9-15 異戊間二烯化合物生物合成單萜烯單萜烯含有 10 個碳原子，倍半萜烯含有 15 個碳原子。雖然萜烯構成一 些天然風味揮發(fā)物中的某些支鏈烷基化合物，但它們也可以轉化成芳香化的 環(huán)狀化合物。異丙苯醛(1-甲酰-4-異丙基苯)是枯茗香料中一種特征性的化合 物，它屬于萜烯芳香衍生物。香精油或含萜烯的香味提取物可用硅膠柱色譜 法分離，分離成不含氧烴和含氧烴兩部分。含氧萜烯通常比不含氧的萜烯產(chǎn) 生更需宜的風味，因此前者用于食品時其風味更受人們歡迎。 萜烯往往具有很強的特征效應，因此對天然產(chǎn)物香味的認別有豐富經(jīng)驗的 人不難鑒別它們。例如，單萜烯、檸檬醛和苧烯分別具有檸檬和酸橙特有的 香味。萜烯對映異構物具有很不同的氣味特征，L-香芹酮4(R)-(-)香芹酮具 有強烈的留蘭香特征香味，而 d 香芹酮4(S)-(+)香芹酮具有芷茴香香料(調 味料)的特征香味。 倍半萜烯也是重要的特征香味化合物，?-二甲基亞甲基十二碳三烯醛和諾 卡酮屬于這類化合物，分別使橙和葡萄柚有特征風味。二萜烯(C20)分子太大 且不揮發(fā)，因此不能直接產(chǎn)生香味。4(S)-(+)香芹酮（芷茴香） 4(R)-(-)香芹酮（留蘭香）八、莽草酸合成途徑中產(chǎn)生的風味在莽草酸合成途徑中能產(chǎn)生與莽草酸有關的芳香化合物，如苯丙氨酸和 其他芳香氨基酸。除了芳香氨基酸產(chǎn)生風味化合物外，莽草酸還產(chǎn)生與香精 油有關的其他揮發(fā)性化合物(圖 9-16)。同時還為木質素聚合物提供苯基丙醇 化合物。木質素在高溫熱解時，生成許多酚類化合物，用于產(chǎn)生食品煙熏的 特殊香味，這些香味多是由莽草酸途徑前體形成的化合物引起的。從圖 9-16 中還可明顯看出，香草提取物中最重要的特征化合物香草醛，在自然界可以 經(jīng)過莽草酸途徑或處理木料漿料和紙加工中的副產(chǎn)品得到。本章中討論過的 生姜、胡椒和辣椒的辣味成分中的甲氧基芳香環(huán)也具有圖 9-16 中所示的那些 化合物的主要特征。肉桂醇是桂皮香料中的一種重要香氣成分，丁香中的丁 子香酚是主要的香味和辣味成分。九、 柑橘類風味許多受歡迎的新鮮水果和飲料中都有柑橘風味。關于天然柑橘風味的化 學知識大多來源于對加工果汁、果皮香精油、香精油及添加飲料中的含水香 精等的研究。萜烯、醛、酯、乙醇和已鑒定的不同柑橘提取物中大量揮發(fā)性 物質是形成柑橘風味最主要的成分。但是柑橘類水果中具有特征效應的化合 物卻相對較少，在一些主要柑橘類水果中起重要作用的風味成分見表 9-2。橘子和橙子的風味很宜人，但極易變味。由表 9-2 可以看出，雖然其他風味物 質大量存在，但含量相對較少的萜烯和醛卻是形成這些風味所必需的化合物。 橘子和橙子中均有-和-二甲基亞甲基十二碳三烯醛，其中-二甲基亞甲 基十二碳三烯醛是橙子呈現(xiàn)成熟橘子風味的最重要風味物質。葡萄柚中含有 諾卡酮和 1-對-薄荷烯-8-硫醇兩種特征風味物，后者是影響柑橘風味的含硫 化合物之一，諾卡酮已廣泛用于葡萄柚風味的人工合成。檸檬風味是大量重要成分共同作用產(chǎn)生的，尤其是幾種萜烯醚的作用。 同樣，萊姆酸橙也含有很多產(chǎn)生風味的揮發(fā)性物質，并有兩種萊姆酸橙香精 油得到廣泛應用，其中由蒸餾提取的墨西哥萊姆酸橙油因具有較強的萊姆酸 橙油風味，而大量用于萊姆酸橙檸檬汽水和可樂飲料。冷榨處理的波斯萊姆 酸橙油和離心處理的墨西哥萊姆酸橙油因其風味天然而越來越受到歡迎。同 蒸餾法相比，冷榨和離心處理過程較溫和，從而保留了易于感受的重要新鮮 萊姆酸橙風味物質，如這些宜人的清新香氣化合物檸檬醛，在酸性條件下蒸 餾時會降解生成具有刺鼻氣味的對-傘花烯和-對-二甲基苯乙烯，從而使蒸 餾得到的萊姆酸橙油有較強的刺鼻氣味。 含有萜烯的柑橘香精油和風味提取物可通過硅酸色譜柱及極性和非極性 溶劑洗脫后分離成無氧和含氧化合物兩部分，橙油中得到的無萜橙油主要含 有氧化萜烯、乙醇和醛，與無氧化合物部分相比，風味中的含氧化合物部分 更重要。十、草本香料和調味料風味 盡管國內、國際標準協(xié)會和工業(yè)標準協(xié)會關于草本香料和調味料的定義 有所不同，但都被當作調味料和辛辣調味品，即作為風味調料、調味品和增 加食品香味的天然蔬菜產(chǎn)品。美國食品藥物管理局并沒有把蔥蒜味的產(chǎn)品如 洋蔥、大蒜作為調味料，但是國際上和工業(yè)中關于調料的分類一般都包括此 類物質。辛辣調味料曾被定義為增加食品風味的物質或辛辣調味品，但該定 義對于芳香植物材料并沒有提出一個該分類體系的依據(jù)，因此有些情況下仍 保留此說法。在植物學的基本分類體系中，將適于烹調的草本香料同調味料 劃分開，包括芳香的軟莖植物，如甘牛莖、迷迭香、麝香、羅勒、薄荷和芳 香的灌木（鼠尾草）和樹（月桂樹）。按此分類，調味料包括了所有能作食品 調味和增加食品風味的芳香植物材料。調味料一般沒有葉綠素，包括根莖或 塊莖植物（姜）、樹枝（肉桂）、花蕾（丁香）、果實（蒔蘿、胡椒）和種子（肉 豆蔻、芥子）。調味料和草本香料可用于增加料味、煙熏味和辛辣滋味及賦予食品和飲 料特有的風味。這些物質中有的已廣泛用于醫(yī)藥和化妝品，其中有許多物質 表現(xiàn)出抗氧化和抑菌作用。雖然全世界有許多草本香料和調味料，但僅有 70 多種被認為是食品中有用的成分。因為調味料的風味特征隨其產(chǎn)地及遺傳性 的改變而變化，因此，這類調味料可賦予食品多種風味。這里僅討論食品工 業(yè)中廣泛應用的草本香料和調味料。 調味料一般來自熱帶植物，而草本香料主要來自亞熱帶或非熱帶植物。 調味料還包括來自莽草酸途徑的高濃度苯丙酚（如丁香中的丁香酚），草本香 料包括由萜烯生物合成的高濃度對-薄荷醛（p-menthaniods）(如胡椒薄荷 醇)。調味料和草本香料中含有大量的揮發(fā)性化合物，但大多數(shù)情況下，這些能 提供特征風味和香味化合物的含量很豐富，但有的含量也極低。表 9-3 和表 9-4 中列出了應用于食品工業(yè)的草本香料和調味料中的重要風味化合物。第四節(jié) 乳酸-乙醇發(fā)酵中的風味 微生物產(chǎn)生的風味是很廣泛的，但對它們在發(fā)酵風味化學中的特殊作用 并不完全了解。在干酪中，甲基甲酮和仲醇可使藍霉干酪具有特征風味，某 些硫化物可使表面成熟干酪具有適宜的風味性質。在干酪中由微生物產(chǎn)生的 特征風味化合物一般不能歸入“特征效應”化合物。雖然酵母發(fā)酵廣泛地用 于啤酒、葡葡酒、酒精和酵母發(fā)酵面包，但并不能產(chǎn)生強烈的特征效應風味 化合物，然而在酒精飲料中的乙醇可以認為是具有特征效應的物質。 異質發(fā)酵的乳酸細菌(例如，明串珠球菌屬)的主要發(fā)酵產(chǎn)物中(圖 9-17)， 醋酸、丁二酮和乙醛的混合物為發(fā)酵奶油和乳酪提供大部分特征香味。同質 發(fā)酵的乳酸菌(例如，鏈球乳酸菌)僅產(chǎn)生乳酸、乙醛和乙醇。乙醛是酸牛乳 同質發(fā)酵過程中產(chǎn)生的“特征效應”化合物，丁二酮是大多數(shù)混合菌株乳汁 發(fā)酵中的“特征效應”香味化合物，一般稱為乳品或奶油型增香劑；乳酸為 加工或發(fā)酵的乳制品提供酸味。盡管 3-羥基丁酮基本上無氣味，但它可以氧 化成丁二酮。圖 9-17 乳酸菌異質發(fā)酵代謝產(chǎn)生的主要揮發(fā)性產(chǎn)物乳酸菌產(chǎn)生極少量的乙醇(百萬分之幾)，它們以丙酮酸作為代謝的主要 最終 H 受體，但酵母產(chǎn)生的乙醇是代謝中的主要最終產(chǎn)物。乳酸鏈球菌啤酒 株 和 所 有 啤 酒 酵 母 (Saccharomyces cerevisiae ， Saccharomyces carlsbergensis)同樣也可以通過轉氨和脫羧使氨基酸轉變?yōu)閾]發(fā)性化合物 (圖 9-18)。雖然某些被氧化的化合物(醛和酸)也可以出現(xiàn)，但這些有機體主 要生成還原形式的衍生物(醇類)。葡葡酒和啤酒的風味可直接歸之于發(fā)酵作 用，它們的風味物質是這些揮發(fā)物質及其與乙醇相互作用形成的混合酯和縮 醛，這些混合物產(chǎn)生發(fā)酵飲料中的酵母風味和水果味道。 第五節(jié) 脂肪和油的風味揮發(fā)物脂肪和油經(jīng)過自動氧化異味不斷增加，這是眾所周知的。醛和酮是自動 氧化的主要揮發(fā)物，當食品中這些化合物的濃度足夠高時，產(chǎn)生油漆、脂肪、 金屬、紙和蠟的味道。在烹調和加工食品過程中，當這些化合物濃度適合時， 則產(chǎn)生需宜的風味。 植物甘油酯和動物儲存的脂肪水解，主要產(chǎn)生肥皂味的脂肪酸。另外， 乳脂能產(chǎn)生多種揮發(fā)性化合物(圖 9-19)，影響乳制品的風味。偶數(shù)碳短鏈脂 肪酸(C4C12)在干酪和其他乳制品中可產(chǎn)生非常重要的風味，其中丁酸是最主 要的。羥基脂肪酸水解可形成焙烤食品中類似水果風味的內酯，但會引起貯 藏和滅菌的煉乳變味。-酮酸因水解后加熱生成甲基酮，使乳制品的風味幾 乎與內酯相同。 脂肪水解(除乳脂外)不能產(chǎn)生上述特征風味，但是動物脂肪具有肉的特 征風味。第六節(jié) 肉品的風味揮發(fā)物肉的風味引起人們很大的注意，盡管進行了大量的研究，但是對各種肉 中引起強“特殊效應”的風味化合物的了解還是很有限的。 一、反芻動物肉及乳中的特征風味 肉的特征風味與類脂化合物有密切聯(lián)系。羊肉中產(chǎn)生的汗氣味是與某些中 等鏈長的揮發(fā)性脂肪酸有關，其中幾種甲基支鏈脂肪酸是非常重要的。羔羊 肉和羊肉中最重要的一種支鏈脂肪酸是 4-甲基辛酸(圖 9-20)。反芻動物胃中 發(fā)酵能產(chǎn)生醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯，而由醋酸酯生物合成的大多數(shù)脂肪酸 是非支鏈的。丙酸酯會導致甲基支鏈脂肪酸的產(chǎn)生，當飼料和其他因素導致 反芻動物胃中丙酸化合物的濃度增高時，脂肪酸分子中會出現(xiàn)較大的甲基支 鏈。Ha 和 Lindsay 發(fā)現(xiàn)幾種帶甲基支鏈的中等鏈長的脂肪酸與種屬緊密相關， 其中 4-乙基辛酸（在水中閾值為 1.8mg/kg）是使肉和奶制品產(chǎn)生類似于羊肉 風味的重要成分。此外，幾種烷基酚（甲基苯酚的異構體，乙基苯酚的異構 體，異丙基苯酚的異構體和甲基-異丙基苯酚的異構體）可使肉和奶產(chǎn)生典型 的類似牛肉和羊肉的特征風味。烷基苯酚在肉和奶中一般以共軛結合或游離 形式存在，是莽草酸途徑中的生化中間產(chǎn)物，已發(fā)現(xiàn)飼料中存在此組分。烷 基苯酚硫酸酯，磷酸酯及葡萄糖酸酯的共軛化合物在體內形成，并由循環(huán)系 統(tǒng)輸送，該共軛化合物在酶解及熱解的作用下可釋放出苯酚，從而大大提高 了奶制品及肉在烹調和發(fā)酵過程中的風味。圖 9-20 反芻動物甲基支鏈中等鏈長脂肪酸的生物合成二、非反芻動物肉的特征風味非反芻動物肉的風味，特別是對豬肉和家禽肉的風味還不太了解。已證 明，-C5、C6和C12內酯在豬肉中的含量相當豐富，這些化合物可以使豬肉產(chǎn)生 某些似甜味的風味。 豬肉、豬油和豬油渣中明顯的豬肉風味是由豬小腸內氨基酸在微生物作 用下生成的對甲基苯酚及異戊酸引起的，而色氨酸產(chǎn)生的類似于吲哚和甲基 吲哚結構的物質可加強肉中令人不愉快的豬肉味。目前，主要集中研究與豬 性別特征氣味有關的風味化合物，它可使豬肉產(chǎn)生強烈的異味。散發(fā)尿味的 5-雄-16-烯-3-酮（圖 9-21）和呈麝香味的 5-雄-16-烯-3-醇是產(chǎn)生這 種異味的兩種主要化合物。這些與豬性別氣味有關的風味化合物主要存在于 雄性豬中，但雌性及閹割的雄性豬中也有。這種類固醇化合物令一些人尤其 是女性感到惡心 ，但有一些人因遺傳原因對此氣味毫無感覺。由于這些與豬 性別氣味有關的化合物只能使豬肉風味變壞，因此，可作為與豬種屬有關的 特征風味化合物。許多研究者對家禽的特殊風味進行了研究，現(xiàn)已證實，脂類氧化可產(chǎn)生 雞的“特征效應”化合物，羰基-順-4-癸烯醛，反-2-順-5-十一碳二烯醛和 反-2-順-4-反-7-十三碳三烯醛使雞湯產(chǎn)生特有的風味，這幾種化合物是花生 四烯酸和亞油酸產(chǎn)生的，小雞能積累-生育酚（抗氧化劑），而火雞卻不能， 烘烤的火雞肉中形成的羰基化合物比小雞中多。此外，脂類自動氧化的產(chǎn)物 受環(huán)境的影響很大，銅離子和-生育酚的存在可導致乳脂選擇性氧化生成 1， 順-5-二烯-3-辛酮，這是由于金屬離子污染奶油所引起的。金屬離子對家禽 也同樣可以引起脂類化合物的氧化，所形成的風味與化合物的種類有關。三、魚和海產(chǎn)食品風味的揮發(fā)物海產(chǎn)食品的特征風味比其他肉類食品的風味更廣泛，像魚翅、貝類和蟹 類等海產(chǎn)的風味和每種食品的新鮮度有密切關系。三甲胺氧化物通過酶降解 會產(chǎn)生三甲胺和二甲胺(圖 9-22)，在海產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)有大量的這類物質存在。 十分新鮮的魚基本上不含三甲胺，這種化合物產(chǎn)生腐魚氣味，三甲胺氧化物 成為海魚體內緩沖體系的一部分，伴隨二甲胺產(chǎn)生的甲醛容易使蛋白質發(fā)生 交聯(lián)，因而使冷藏的魚肌肉變硬。圖 9-22 新鮮海魚中微生物形成的主要揮發(fā)物像鱈魚肝油所呈現(xiàn)的魚風味，一部分是由-3-不飽和脂肪酸自動氧化產(chǎn) 生的羰基所引起，其特征香味似乎來自 2，4-癸二烯醛類和 2，4，7-癸三烯 醛的混合物，而順-4-庚烯醛可以使冷凍鱈魚產(chǎn)生香味。 從市場上得到的新鮮、冷凍和加工海產(chǎn)品，其新鮮風味和香味往往明顯 地減少或損失，然而，十分新鮮的海產(chǎn)品呈現(xiàn)的風味明顯不同于“商業(yè)新鮮” 的海產(chǎn)品風味。最近發(fā)現(xiàn)了由一組酶產(chǎn)生的醛、酮和醇可供鑒定鮮魚的特征 香味，這些物質很類似植物脂肪氧合酶所產(chǎn)生的C6、C8和C9化合物。氫過氧化 作用后緊接著的是歧化反應，雖然首先產(chǎn)生醇(圖 9-23)，但最后是還形成相 應的羰基，這些化合物中有的具有烹調新鮮魚的特征風味。甲殼類動物和軟體動物的風味除依靠揮發(fā)物的作用外，主要依靠非揮發(fā) 性物質。例如，熟雪白蟹肉風味可用 12 種氨基酸、核苷酸和鹽離子的混合物 來模擬，二甲基硫化物可為熟蛤肉和牡蠣提供極好的特征香味。第七節(jié) 加工過程中風味揮發(fā)物的產(chǎn)生 各類食品，無論是來源于動物、植物還是微生物，在烹調或加工中都會 出現(xiàn)風味化合物，一些反應物在適宜的條件(熱、pH 和光)下通過反應產(chǎn)生風 味。一、熱加工引起的風味 在加工食品過程中，還原糖和氨基化合物的作用會導致褐變色素的生成， 褐變反應可產(chǎn)生風味。無論是熱加工，還是焦化反應的降解產(chǎn)物和食品其他 成分之間的相互作用均可產(chǎn)生熱風味。 雖然許多化合物都可作為加工過程中的需宜風味，但是這些化合物中只 有較少的物質才真正具有特征效應風味，它們一般呈現(xiàn)堅果味、肉味、烘烤味、焦味、烤面包味、花味、植物味或焦糖味。一些食品在加工過程中產(chǎn)生 的風味化合物是非環(huán)狀的，但也有許多是含氮、硫或氧取代基的雜環(huán)化合物 (圖 9-24)它們存在于許多食品和飲料中(例如烤肉、煮肉、咖啡、烤堅果、 啤酒、餅干、快餐食品、可可粉)。然而，這些化合物的產(chǎn)生取決于形成風味 物質的前體、溫度、時間和水活性等因素。因此可以通過選擇反應混合物和 反應條件來得到加工風味濃縮物。原料選擇常常包括還原糖、氨基酸和含硫 化合物(表 9-5)。若加工處理時的溫度較高，可以產(chǎn)生具有特征風味的化合物。 硫胺素就是一種常用的原料，因為在它的結構中有氮和硫兩種原子。一般食品在加工或模擬加工時產(chǎn)生大量的風味化合物，目前還難以從化 學的角度來解釋它們的形成機理，因此只好從一些較重要的風味揮發(fā)物質和 它們的形成機理加以說明。烷基吡嗪是所有焙烤食品、烤面包或類似的加熱 食品中的重要風味化合物，它們形成的最直接途徑是-二羰基化合物與氨基 酸的氨基縮合，發(fā)生斯特雷克爾降解反應。一般選用蛋氨酸作為斯特雷克爾 降解反應的氨基酸，因為它含有一個硫原子，可生成甲二磺醛，它是煮土豆 和干酪餅干風味的重要特征化合物（圖 9-25）。甲二磺醛容易分解為甲烷硫醇 和二甲基二硫化物，從而使風味反應中的低分子量硫化物含量增加。硫化氫和氨容易發(fā)生反應形成風味化合物，模擬體系中常含有硫化氫和 氨，因而往往利用它們來研究反應機理。半胱氨酸熱降解(圖 9-26)產(chǎn)生氨、 硫化氫和乙醛，隨后乙醛和 3-羰基-2-丁酮(來自麥拉德反應)巰基衍生物反應 產(chǎn)生煮牛肉風味的噻唑啉。 某些雜環(huán)風味化合物容易發(fā)生降解反應或進一步與食品(或反應混合物) 中的成分相互作用。由于式中兩種化合物的不同性質，使之各自具有不同的肉香味。其中 2甲基-3-呋喃硫醇(還原形式)產(chǎn)生烤肉香味，當它氧化成二硫化物時，其風味 完全呈現(xiàn)出烹調好的肉風味，并能保持一些時間。加工成分復雜的食品時，硫、硫醇或多硫化合物可以與各種化合物結合產(chǎn) 生新的風味。雖然加工的食品中常常有二甲基疏醚生成，但它一般不容易反 應。在植物中，蛋氨酸首先轉化 S-甲基蛋氨酸硫鹽，此鹽容易受熱分解為二 甲基硫醚（圖 9-27）。在新鮮的和罐裝甜谷物、西紅柿汁、煨牡蠣和蛤肉中， 由于生成二甲基硫醚而產(chǎn)生極好的特征香味。圖 9-28 表明某些化合物能在加工過程中產(chǎn)生需宜香味，如焦糖香味，存 在于許多加工的食品中。平面烯醇-環(huán)酮結構是由糖的前體產(chǎn)生，引起像焦糖 的風味。環(huán)烯廣泛作為合成槭糖漿的風味物質，麥芽酚也廣泛作為甜食品和 飲料的一種風味增強劑。在煮牛肉中已發(fā)現(xiàn)兩種呋喃酮，它們能增加肉的香 味。4-羥基-5-甲基-3(2H)-呋喃酮有時稱為“菠蘿化合物”，因為它首先是從 加工菠蘿中分離出來的，具有強烈的特征風味。巧克力和可可粉的風味已受到人們的極大關注。然而可可豆在收獲后， 若條件控制不當則會發(fā)酵，因此，可可豆需要烘烤，有時也加堿處理，使?jié)?味減少，顏色變暗。在可可豆發(fā)酵階段，蔗糖水解成為還原糖，游離出氨基 酸，某些多酚類物質也被氧化。烘烤可可豆時，生成許多吡嗪和其他雜環(huán)化 合物。斯特雷克爾降解反應產(chǎn)生的醛之間的相互作用，使可可粉具有獨特風 味