食品的風(fēng)味物質(zhì)課件

1、第十章 食品的風(fēng)味物質(zhì)10.1 概述 風(fēng)味是食品的一種屬性，是此一食品區(qū)別于彼一食品的特征和標(biāo)志之一。 桔子不同于香蕉，羊肉不同于牛肉，米粉不同于豆粉，啤酒不同于汽水，正是由于它們的風(fēng)味等特征的不同所致。食品的基本屬性： 安全性、營養(yǎng)價值、質(zhì)地、風(fēng)味、顏色感官品質(zhì)一、食品風(fēng)味 1.概念 食品的風(fēng)味是指食物在進入口腔前后、咀嚼、吞咽等過程刺激各感覺器官（味覺、嗅覺、痛覺、觸覺、視覺和聽覺等），在大腦中產(chǎn)生的綜合感覺。滋味氣味狹義二、食品味覺（味感）（一）基本概念 味感：通常指食物成分進入人體口腔內(nèi)對舌頭產(chǎn)生的各種化學(xué)味覺。各國味覺分類： 日本：酸、甜、苦、辣、咸； 歐美：酸、甜、苦、辣、咸、金屬

2、味； 印度：酸、甜、苦、辣、咸、淡、澀、不正常味； 中國：酸、甜、苦、辣、咸、鮮、澀。 但在生理學(xué)上只有甜、酸、咸、苦4種基本味感。 2.味感的受體與味感形成過程 A、味感受體 從口腔到味受體，其解剖結(jié)構(gòu)順序： 口腔舌味乳頭 味蕾 味細胞 味受體 甜味受體： 蛋白質(zhì) 咸味受體：脂質(zhì)，或脂蛋白 苦味受體：脂質(zhì)，或脂蛋白 酸味受體：磷脂 B、味感產(chǎn)生過程 可溶性呈味物質(zhì)進入口腔后，在舌頭肌肉運動作用下將呈味物質(zhì)與味蕾相接觸，然后呈味物質(zhì)刺激味蕾中的味細胞并與受體結(jié)合，結(jié)合物產(chǎn)生的信號以脈沖的形式通過神經(jīng)系統(tǒng)傳至大腦經(jīng)分析后產(chǎn)生味感。時間：1.5-4.0ms3 呈味閾值與味覺敏感度 呈味閾值：感受到

3、某種物質(zhì)的最低濃度稱之為-。是衡量味覺敏感性的標(biāo)準。 基本味感標(biāo)準物質(zhì)： 甜：蔗糖 0.3% 咸：氯化鈉 0.2% 酸：檸檬酸 0.02% 苦：奎寧 16mg/kg基本味中，咸味感受最快，苦味感受慢，但苦味閾值最小。 B、外因 外因之一 年齡與生理狀態(tài) 隨著年齡的增長，人的味覺功能逐漸降低。主要發(fā)生在60歲以上的人群，其中酸味感受性下降不太明顯，甜味下降1/2，苦味下降約1/3，咸味下降 1/4。 各種疾病和身體不適均可使味覺減退或味覺失調(diào)。外因之二 溫度 最能刺激味覺的溫度在10-40之間，其中以30 時最敏銳。低于此溫度或高于此溫度，各種味覺都稍有減弱，50 時各種味覺大多變得遲鈍。外因之

4、三 溶解度 只有溶解在水中的物質(zhì)才能刺激味覺神經(jīng)，因此完全不溶于水的物質(zhì)是無味的。易溶解的物質(zhì)呈味快，消失也快；難溶解的物質(zhì)在口腔中味覺產(chǎn)生的慢，但味覺持續(xù)的時間長。外因之四濃度 濃度對不同味感的影響差別很大，甜味：任何濃度均會給人帶來愉快感；苦味：總令人不快；酸味與咸味：低濃度時好，高濃度時差。5 呈味物質(zhì)的相互作用關(guān)系一：相乘作用 兩種同一味感的物質(zhì)共存，其呈味效果大于兩者單獨呈味效果之和，這種作用叫做相乘作用。示例1：谷氨酸鈉與 5肌苷酸共存可相互增加鮮味關(guān)系之二：對比作用 兩種不同的味感物質(zhì)共存，一種物質(zhì)的味覺會因另一種物質(zhì)的存在而加強，這種現(xiàn)象稱之為。 示例1：味精在有食鹽存在時，其

5、鮮味會增強；在水和醬油中分別加入等量的食鹽，則水嫌其太咸而不能使用，但醬油則反覺有美味。關(guān)系之三： 消殺或抑制作用 一種物質(zhì)能減弱或抑制另一種物質(zhì)的味感的現(xiàn)象稱為味的消殺或抑制作用。 在蔗糖、檸檬酸、氯化鈉和奎寧之間，若將任何兩種以適當(dāng)濃度混合時，都會使其中任何一種單獨的味感減弱。示例1: 糖和食鹽可以互減甜味和咸味。關(guān)系之五：味感疲勞作用當(dāng)人較長時間受到某類呈味物質(zhì)的刺激后，再吃相同的味感物質(zhì)時，往往會感受到味感強度下降，這種現(xiàn)象稱為味感疲勞。10.2 食品滋味與呈味物質(zhì)一、甜味與甜味物質(zhì)1. 甜味理論 Shallen berger 和Acre在1967年提出了物質(zhì)呈甜味的理論AH/B理論。

6、認為呈味單元是一個AH/B單元，這里的AH可以是-OH，=NH，-NH2等，以AH表示；B表示電負性強的原子，如O, N等，它與基團-AH的距離在0.25-0.4nm。 甜味物質(zhì)上的AH/B單元可和味覺感受器上的AH/B單元形成氫鍵結(jié)合而產(chǎn)生甜味。 已經(jīng)研究或合成出的糖精衍生物很多，但不是所有的都具有甜味，在苯環(huán)上引入吸電子基團后為苦味，而將-NH結(jié)構(gòu)上的H由烷基取代，則無味，顯示出-NH結(jié)構(gòu)對甜味的重要性。Shallen berger的學(xué)說的不足： 解釋不了同樣具有AHB結(jié)構(gòu)的化合物為什么甜味強度相差許多倍。補充學(xué)說 科爾(Kier)等對夏氏的AHB學(xué)說進行了補充，他認為在強甜味化合物中還具

7、有第三個性征，即具有一個適當(dāng)親脂區(qū)域，可以增強甜度。補充后的學(xué)說稱為AHB學(xué)說。 甜味分子的親脂部分通常為r（-CH2-CH3 和 C6H5),可被味覺感受器上類似的親脂部分所吸引，其立體結(jié)構(gòu)的全部活性單位（AH、B和r）都適合與味覺感受器分子上的三角形結(jié)構(gòu)結(jié)合， r基團（結(jié)構(gòu)和位置）是強甜味物質(zhì)的一個非常重要的特征。局限性：（1）不能解釋多糖、多肽無甜味。（2）D型與L型氨基酸味覺不同， D-纈氨酸呈甜 味，L-纈氨酸呈苦味。（3）未考慮甜味分子在空間的卷曲和折疊效應(yīng)。2 常見甜味劑 （一）天然甜味劑 1、糖： 蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖 2、糖醇： 山梨醇、木糖醇、麥芽糖醇 3、糖苷

8、： 甘草苷、甜葉菊苷 4、二肽： 天門冬氨酰苯丙氨酸甲酯（Aspartame） 5、氨基酸衍生物： 二氫查爾酮類衍生物 （二）人工合成甜味劑 糖精鈉、甜蜜素、甜味素（阿斯巴甜）、安賽蜜2 食品中的酸味劑 苦味化合物與味覺感受器的位點之間的作用類似于甜味化合物，不過苦味化合物分子 中DH和A之間距離只有0.15nm(15)，遠小于AHB之間的距離。 苦味物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)多種多樣，一般都含有下列基團中的一種原子團： ； ； ； ； ； 無機鹽類：Ca2+、g2+、NH4+； 2. 食物中的苦味物質(zhì) A、生物堿 咖啡堿、茶堿、可可堿，吡啶、吡咯啶、奎寧等。 、各類糖苷類化合物各種黃酮苷：如柚皮苷、新橙

9、皮苷、苦杏仁苷等； 皂苷：如三萜皂苷與甾體皂苷等。 、膽汁 動物肝臟分泌并貯藏于膽囊中的一種液體。味極苦，在禽、畜、魚類加工中稍不注意，破壞膽囊將會產(chǎn)生嚴重的苦味 苦味成分：膽酸、鵝膽酸、脫氧膽酸等。、苦味酒花啤酒的苦味來源于酒花中一些類異戊二烯的衍生物，一般分為草酮的衍生物和蛇麻酮的衍生物，分別稱 -酸、-酸。、奎寧可添加于酸甜、清涼飲料中。、氨基酸與肽L-氨基酸有8種（ Val、Leu、Ile、Met、Phe、Trp、Arg、His ）為苦味。疏水肽的味取決于氨基酸的組成和分子量的大小，大于6000a 無苦味，小于小于6000a，則會產(chǎn)生苦味。、鹽 陰陽離子直徑之和大于0.65nm的有苦味

10、，且隨著數(shù)字增加苦味增強。 四 咸味與咸味物質(zhì)1. 咸味理論 鹽分子中陽離子被味細胞中咸味受體蛋白質(zhì)的羧基吸附而產(chǎn)生沖動引起的味感。陽離子是定味基，陰離子是助味基，影響咸味的強弱和副味。鹽類中，陰陽離子直徑小于0.65nm者，則顯咸味；大于0.65nm則呈現(xiàn)咸苦味、苦味等。鹽類中，只有氯化鈉才產(chǎn)生純粹的咸味。 B. 咸味劑 目前尚只有氯化鈉，食鹽的閾值一般為0.2%，湯類中含0.8%1.2%的食鹽量比較適宜。 當(dāng)然食鹽除了具有風(fēng)味增強或調(diào)味作用外，它還具有一些重要的生理功能，食鹽攝入太少會引起乏力乃至虛脫，但食鹽長期攝入過量可引起高血壓。 五 其它味感和呈味物質(zhì)1. 鮮味、鮮味物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征：（

11、）n鮮味分子需要有一條相當(dāng)于39個碳原子長的脂鏈，而且兩端都帶有負電荷，當(dāng)n=46時鮮味更強。、鮮味從化學(xué)結(jié)構(gòu)特征上區(qū)分，可分為氨基酸肽核苷酸有機酸 2. 辣味 A、概念辣味是刺激舌部、口腔及皮膚的觸覺神經(jīng)所引起的一種痛覺。辣味包括熱辣味和辛辣味兩種。前者在口腔中引起一種燒灼感辣味，如紅辣椒和胡椒的辣味，引起這種辣味的物質(zhì)紅辣椒中主要是辣椒素及二氫辣椒素，胡椒中主要是胡椒堿；后者是具有沖鼻刺激感的辣味，具有味感及嗅感的雙重功能，如姜（姜酮和姜腦等）、蒜和蔥等（硫醚類化合物）。 、辣味成分結(jié)構(gòu)特征分子具雙親性，極性頭部為定味基，非極性尾部為助味基；分子的辣味隨其非極性尾鏈的增長而加劇，以C9左右

12、達到最高峰，然后陡然下降，稱之為C9最辣規(guī)律。 3.澀味 澀味是舌粘膜蛋白質(zhì)被澀味物質(zhì)所凝固，產(chǎn)生收斂作用而發(fā)生的感覺。食品中的澀味物質(zhì)主要是由酚及多酚類化合物引起的，醛類、鐵鹽、明礬、草酸、奎寧酸等也具有澀味。 4.清涼味 清涼味主要是由薄荷醇引起的。 5.金屬味 一些金屬在舌頭和口腔中產(chǎn)生的感覺，其閾值為20-30ppm離子濃度范圍。10.2 嗅感與嗅感物質(zhì)10.2.1 嗅感概念與嗅感理論 (1) 嗅感概念 嗅感是指揮發(fā)性物質(zhì)刺激鼻腔嗅覺神經(jīng)而在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中引起的一種感覺。令人感到愉快的稱之為香氣，令人產(chǎn)生厭惡的則稱為臭氣。 我們通常把使人產(chǎn)生嗅感的某種物質(zhì)的最低濃度稱為該物質(zhì)的閾值；把

13、嗅感物質(zhì)濃度閾值之比稱之為香氣值。香氣值決定了某種物質(zhì)在氣味中的作用，可作為判斷該物質(zhì)在香氣中貢獻大小的尺度。 (2) 嗅覺的形成過程 食品中的揮發(fā)性呈香成分懸浮于空氣中,經(jīng)過鼻腔嗅覺細胞,然后傳至大腦中樞神經(jīng),即產(chǎn)生嗅覺。（3）嗅覺理論 1、立體化學(xué)理論 1964年，Amoore提出來的，其認為香氣的產(chǎn)生就象鑰匙開鎖一樣，將呈香物質(zhì)分為四種基本類型。 麝香香氣： 15碳的大環(huán)化合物；硝基芳香化合物；非硝基芳香化合物。 薄荷香：單環(huán)萜類物質(zhì)。 麥芽香：4-5碳的醛類物質(zhì)。 樟腦香：大多數(shù)具有剛性結(jié)構(gòu)的球狀分子和卵狀分子。 2. 膜刺激理論 Davis 1967年提出來的，認為氣味分子被吸附在嗅

14、覺受體柱神經(jīng)的脂膜界面上,柱神經(jīng)周圍有水存在,氣味分子的親水基團朝向水并推動水形成空穴,當(dāng)離子進入此空穴時,神經(jīng)產(chǎn)生信號,從而產(chǎn)生嗅覺。 3. 振動理論 氣味分子振動能被嗅覺受體感受,產(chǎn)生信號,信號通過嗅覺神經(jīng)傳導(dǎo)到大腦而產(chǎn)生信號。（4）嗅覺的主要特性 1、敏銳性 專家： 能辨4000種不同的氣味。 鱔魚與狗比普通人靈敏100萬倍。 2、易疲勞、適應(yīng)性 3、個性差異性 4、閾值會隨人身體狀況變化 （5）各類有機化合物的氣味 1 脂肪烴含氧衍生物 脂肪醇、醛、酮、酯等化合物，低分子量者則有強烈的氣味，隨著碳鏈的增長，分子量的增大，氣味呈現(xiàn)如下變化：果香青香型脂肪臭型嗅感完全消失 ，15 20以上

15、者則無嗅感。 醇類 A、飽和醇 輕快香氣，如甲醇雖有毒，但香氣清爽 C7C10 芳香氣味, 庚醇：可可香味; 壬醇：薔薇香味 C10以上， 氣味逐漸減弱至無味 B、不飽和醇比飽和醇氣味更強烈。 醛類 A. 飽和醛 低級飽和醛具有強烈的刺激性氣味，如甲醛。隨著分子量增大，刺激性下降，出現(xiàn)愉快氣味，如的飽和醛稀溶液具有良好香氣；壬醛：玫瑰香、杏仁香；十二醛（月桂醛）：花香。 B. 不飽和醛大多具有愉快的香氣，嗅感也較強烈 青葉醛為蘋果、葡萄、草莓、香蕉、桃子、西瓜等中的香氣成分； 2反、6順-壬二烯醛為香蕉、香瓜、西瓜等中的香氣成分。 酮類 A. 飽和低級酮往往有特殊香氣 如丙酮有薄荷的芳香、庚酮

16、有香蕉和梨的氣味 B. 分子量較大的不飽和酮有良好氣味 羧酸 低級的飽和羧酸有不愉快的嗅感。如甲酸有刺激氣味，丁酸有酸敗臭味，已酸有汗臭味，這些都是魚臭味的成分。高級脂肪酸（16以上）無明顯氣味； 不飽和脂肪酸大都具有愉快的香氣，如2-己烯酸具有愉快的油脂香。 酯 低級的飽和單羧酸, 或高級不飽和單羧酸和低級的飽和醇或不飽和醇反應(yīng)形成的酯都具有愉快的水果香氣。 如CH3COO-(CH2)2CH=CHC2H5具香蕉香氣。 內(nèi)酯與酯一樣具有特殊的香氣。 2 脂肪族胺類 低分子量的脂肪胺類呈腥臭味，并有毒性。如CH3CH2NH2有刺鼻氨臭，(CH3)3N有魚腥臭，C6H5CH2CH2NH2 有魚腥臭

17、， H2N(CH2)4NH2有腐敗臭。 3 芳香族化合物 芳香族化合物都具有特殊的嗅感。 苯的氣味一般不受人歡迎。 脂肪烴基取代苯 大多數(shù)具有不良的氣味。 芳香族醇、醛和酮 隨取代基C原子數(shù)增加時，氣味也象脂肪族化合物一樣發(fā)生變化： 果香青香脂肪臭嗅感完全消失 芳香族酯 大多具有花香、果香酚、酚醚、和酚酯 強烈的氣味，許多天然香料精油的主要成分。 4 雜環(huán)化合物 呋喃類 肉香、焦糖香、堅果香、果香或谷香。 吡嗪類 焙烤香氣的主要成分，一些天然吡嗪對蔬菜的清鮮氣味貢獻突出。 吡咯類 烤、炒、燉、炸工藝加工食品的主要成分。 吡啶類 青香與烘烤香。 5 含S化合物 含硫化合物大多具有不愉快的嗅感或刺

18、激性氣味。 物質(zhì) 嗅感 濃度/ppm. 硫化氫H2S 臭雞蛋味， 0.13 甲硫醇CH3SH 臭洋蔥 0.041 二甲硫醚（CH3）2 S 臭包菜 0.20 二乙硫醚（C2H5）2 S 大蒜味 0.12 異硫氰酸酯類 催淚性刺激辛香氣味 CH2=CHCH2NCS 催淚辛辣味 CH3()-NCS 蘿卜辣味 C6H5CH2CNS 辛辣氣味 （3） 嗅感物質(zhì)生成途徑 生物合成作用 A. 以氨基酸為前體合成香氣物質(zhì) 成熟水果的主要風(fēng)味成分有許多是通過此途徑形成的。如以Leu為前提合成的異戊酸酯和異戊醇酯分別為蘋果和香蕉的主要風(fēng)味成分之一。 以含硫氨基酸（Cys）為前提合成的各種硫化物是蔥、蒜、韭菜的主要風(fēng)味成分之一。 B. 以脂肪酸為前提合成的嗅感物質(zhì) 以亞油酸、亞麻酸為原料在脂肪酸氧合酶的作用下產(chǎn)生各種氣味物質(zhì)。當(dāng)其濃度較高時，則產(chǎn)生油漆、脂肪、金屬、蠟燭等氣味，當(dāng)濃度適當(dāng)時，則產(chǎn)生特殊理想的氣味。 C. 以其它前提物合成嗅感物質(zhì) 以類胡蘿卜素為前提降解成的茶螺烯酮、紫羅酮等化合物是一些花的主要風(fēng)味成分。 酶的作用 食品原料在收獲后的加工或儲藏過程中的一系列酶的催化下形成的香氣物質(zhì)的過程。 直接作用：酶直接作用于香氣前體形成香氣成分 間接作用：氧化催化形成的氧化產(chǎn)物對香氣物質(zhì)前體進行氧化而形成的香氣物質(zhì)的