食品質(zhì)構(gòu)與風(fēng)味

15.質(zhì)構(gòu)與香氣的交互作用

香氣的釋放與感知受到多方面的影響，如食物質(zhì)構(gòu)，口味，溫度，顏色等，對(duì)它們間交互作用的研究在食品風(fēng)味研究領(lǐng)域具有重要意義。15.1簡(jiǎn)介食品質(zhì)構(gòu)：食品質(zhì)構(gòu)（texture）也稱為食品質(zhì)構(gòu)，是食品的一個(gè)重要屬性。作為一門相對(duì)獨(dú)立的科學(xué)技術(shù)，食品質(zhì)構(gòu)學(xué)起步較晚。目前，在我國(guó)食品科學(xué)與工程教學(xué)領(lǐng)域，其內(nèi)容與食品物性學(xué)、食品感官評(píng)價(jià)以及膠體化學(xué)等課程有較大的交叉或者關(guān)聯(lián)。食品質(zhì)構(gòu)的屬性取決于食品的組分以及之間的相互作用，但是宏觀上卻以物理特征為主。1962年，Matz給出了一個(gè)經(jīng)典的質(zhì)構(gòu)定義：質(zhì)構(gòu)是除了溫度感覺和痛覺外，由口腔的皮膚或肌肉的感覺形成的，是對(duì)食品物理特性的評(píng)價(jià)與感知。1970年，Sherman提出，質(zhì)構(gòu)是食品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的一些特性的組合，是給生理感覺上留下印象的一種方式。1973年，Kramer認(rèn)為，質(zhì)構(gòu)是食品三種主要感官性質(zhì)之一，與觸覺等感覺關(guān)系十分密切，而且可通過力學(xué)方法客觀、精確地測(cè)量，基本單位是質(zhì)量和力。質(zhì)構(gòu)定義1987年，McCarthy提出，質(zhì)構(gòu)是人類對(duì)食品的流變性質(zhì)以及其他特性（包括它們之間的相互作用）的生理-心理感知。1990年，食品質(zhì)構(gòu)研究領(lǐng)域的著名學(xué)者Szczesniak博士給出了質(zhì)構(gòu)定義：質(zhì)構(gòu)是食品結(jié)構(gòu)及其對(duì)施加外力反應(yīng)方式的感官表現(xiàn)，包括特殊感覺如視覺、肌肉運(yùn)動(dòng)知覺（動(dòng)覺）和聽覺。質(zhì)構(gòu)定義國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO，標(biāo)準(zhǔn)5492，1992）給出了食品質(zhì)構(gòu)的定義：質(zhì)構(gòu)（名詞）是食品的所有力學(xué)特性（包括幾何性質(zhì)和表面性質(zhì)），可用力學(xué)方法測(cè)定，可用觸覺以及適當(dāng)?shù)囊曈X和聽覺來感知。英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織（BSO，No.5098）對(duì)質(zhì)構(gòu)的定義為，質(zhì)構(gòu)是物理性質(zhì)綜合產(chǎn)生的特性，可由肌肉運(yùn)動(dòng)知覺、接觸（包括口腔、觸覺、視覺和聽覺）等方式感知。該性質(zhì)包括，大小、形狀、數(shù)目、組成結(jié)構(gòu)要素的構(gòu)造等。質(zhì)構(gòu)定義2002年，伯恩（Bourne）給出一個(gè)相對(duì)完善的食品質(zhì)構(gòu)定義：食品的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)是由食品結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的諸多物理性質(zhì)的集合，主要通過觸覺感知，與食品在力作用下的變形、斷裂、流動(dòng)有關(guān)，并可通過質(zhì)量、時(shí)間和長(zhǎng)度進(jìn)行客觀測(cè)量。質(zhì)構(gòu)定義食品質(zhì)構(gòu)的概念有許多共識(shí):（1）質(zhì)構(gòu)是由食品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的諸多物理性質(zhì)的集合。（2）質(zhì)構(gòu)屬于食品物理性質(zhì)中的力學(xué)或流變學(xué)性質(zhì)，食品物理性質(zhì)中的光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、溫度與熱學(xué)性質(zhì)等都不包含在食品質(zhì)構(gòu)概念中。（3）質(zhì)構(gòu)性質(zhì)不是單一一種性質(zhì)，而是諸多性質(zhì)的集合。15.1簡(jiǎn)介（4）質(zhì)構(gòu)主要是通過觸覺感知的，通常是在口腔中感知，但是有時(shí)也包括人體其他部位，如手、耳、眼等。（5）質(zhì)構(gòu)性質(zhì)中不包含化學(xué)感覺，如滋味和氣味。（6）質(zhì)構(gòu)的客觀測(cè)量可通過質(zhì)量（m）、長(zhǎng)度（l）和時(shí)間（t）來表示。例如，力的量綱是m×l×t-2，功的量綱是m×l2×t-2，流量的量綱是l3×t-1。15.1簡(jiǎn)介質(zhì)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、黏度及流變學(xué)黏度的定義---是流體的內(nèi)摩擦力，或流體對(duì)抗流動(dòng)的趨勢(shì)。食品流變學(xué)---是研究食品原料、半成品以及成品的變形與流動(dòng)的科學(xué)。在這個(gè)定義中，食品是指在工業(yè)、家庭廚房以及餐飲業(yè)中所有食品及食品配料和添加劑。與食品質(zhì)構(gòu)學(xué)有關(guān)的還有心理物理學(xué)，它是研究可測(cè)量刺激與相應(yīng)心理反應(yīng)的關(guān)系。還有心理流變學(xué)，它是心理物理學(xué)的一個(gè)分支，是研究食品流變性質(zhì)的感官感知，也包括研究消費(fèi)者喜好與食品流變性質(zhì)的關(guān)系。質(zhì)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、黏度及流變學(xué)食品風(fēng)味：揮發(fā)性組分通過傳質(zhì)作用從食物基質(zhì)中進(jìn)入空氣中,通過對(duì)人體嗅覺的刺激，進(jìn)而產(chǎn)生食品風(fēng)味感知認(rèn)識(shí)。15.1簡(jiǎn)介現(xiàn)階段研究表明：在風(fēng)味模型體系的研究中，隨著膠體溶液黏度的增加，風(fēng)味成分釋放量降低。不同膠體的同黏度溶液中，風(fēng)味成分釋放量也不同。咀嚼方式對(duì)質(zhì)構(gòu)與香氣間的相互作用也具有顯著影響。15.1簡(jiǎn)介第一，從理化的角度來看，相當(dāng)?shù)难芯繌姆肿铀竭M(jìn)行，闡述物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和流變學(xué)行為如何影響香氣成分的釋放。第二，相當(dāng)?shù)难芯孔C明質(zhì)構(gòu)對(duì)風(fēng)味接收的影響，但其機(jī)理解釋卻相當(dāng)復(fù)雜。當(dāng)食物在口腔中咀嚼消化，將即時(shí)現(xiàn)象以及動(dòng)力學(xué)因素作為主要的檢測(cè)指標(biāo)。而且，心理物理水平的交互作用也需要考慮，因?yàn)槿藢?duì)食物質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味的感知同時(shí)發(fā)生。質(zhì)構(gòu)與風(fēng)味相互作用機(jī)理15.２流變學(xué)行為與香氣釋放的關(guān)系1物質(zhì)結(jié)構(gòu)及組成成分對(duì)風(fēng)味成分釋放的影響

采用不同濃度的增稠劑溶液體系模擬不同質(zhì)構(gòu)的食品。在不同黏度的模擬體系中研究風(fēng)味物質(zhì)的釋放。

隨大分子物質(zhì)的黏度增加（多糖和蛋白），濃度增加，與水溶液相比，其溶液頂空香氣釋放量減少。在果膠溶液中，黏度增加，香氣釋放量減少，隨著果膠濃度增加，體系從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀，隨膠狀體系硬度增加，香氣釋放量也逐漸減少。模型體系研究結(jié)果

Baines等定義了不同的多糖如CMC，果膠，瓜爾膠和刺槐豆膠等大分子交聯(lián)的臨界濃度。在臨界濃度下，大分子成分不影響風(fēng)味物質(zhì)在頂空中的釋放(圖15.4)。大于臨界濃度時(shí)，大分子成分的密度對(duì)香氣成分的行為有足夠的修飾作用。臨界濃度臨界濃度香氣成分與質(zhì)構(gòu)的關(guān)系

乙酸異戊酯在玉米淀粉膠體液以及水中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在水中，所有香氣在850s時(shí)全部釋放。在膠體溶液中，仍然有初始添加量的27%的香氣沒有被釋放；顯示化合物與直鏈淀粉分子發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)合。（arvisenet2002）相關(guān)機(jī)理

大分子物質(zhì)引起的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)改變，導(dǎo)致或多或少的分子交聯(lián)以及三維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的形成。，這種大分子結(jié)構(gòu)限制了不同形態(tài)間含有風(fēng)味成分的片段物質(zhì)的交換：液體，固體，氣體。

從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來看，化學(xué)成分的轉(zhuǎn)移受到食品－空氣界面上揮發(fā)性組分的更新的限制，與產(chǎn)品中揮發(fā)性組分的遷移相關(guān)。

三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在減少了揮發(fā)性物質(zhì)的擴(kuò)散，因此減慢了他們遷移到基質(zhì)－空氣交界面的速度（voilley1998.rega2002）。相關(guān)機(jī)理

揮發(fā)性成分在空氣—膠體界面上隨時(shí)間而減少可以更好的解釋在膠體體系研究中傳質(zhì)系數(shù)的減少。然而，對(duì)不同體系風(fēng)味成分釋放的表觀動(dòng)力學(xué)檢測(cè)明確表明，在表面層與基質(zhì)內(nèi)部間，揮發(fā)性成分存在濃度梯度。相關(guān)機(jī)理15.３

質(zhì)構(gòu)測(cè)量與香氣感知質(zhì)構(gòu)的感知與風(fēng)味感知：

在樣品食物消化中伴隨著食物的破碎。在吞咽過程中食物從固體變?yōu)橐后w。

從液體到膠體，流變學(xué)性質(zhì)的大范圍變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致口腔中感覺變得復(fù)雜，如粘稠，厚重，平滑，滑溜。因此，對(duì)于流體學(xué)性質(zhì)和材料感官特性的之間的聯(lián)系，還有很多工作需要完成。質(zhì)構(gòu)的感知與風(fēng)味感知

根據(jù)食品的結(jié)構(gòu)不同，它們?cè)诳谇恢型Ａ舻臅r(shí)間變化很大。比如，橙丁在口腔中被咀嚼需要一段時(shí)間而橙汁在口腔中停留僅幾秒中。食物進(jìn)入口腔，食物與口腔中空氣中的風(fēng)味不能馬上達(dá)到平衡(Buettner,2000)。食物釋放的香氣物質(zhì)的組成隨咀嚼而發(fā)生顯著的變化，咀嚼時(shí)間增加，不僅香氣成分的量增加，香氣的成分也發(fā)生改變。質(zhì)構(gòu)的感知與風(fēng)味感知

食物在咀嚼過程中，由于唾液分泌以及咀嚼作用，食物向液態(tài)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致進(jìn)入鼻腔的氣體成分減少(buettner2001)。在吞咽液態(tài)食物時(shí)，尾香會(huì)減少為一種與吞咽關(guān)聯(lián)的一種主要香氣(buettner2001，2002;hansson2003)。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響

通過比較不同產(chǎn)品，不同的質(zhì)構(gòu)感知與香氣強(qiáng)度間的關(guān)系并不明顯。對(duì)目標(biāo)對(duì)象鼻腔中香氣成分濃度進(jìn)行檢測(cè)，果膠溶液與果膠膠狀體相比，其中果膠溶液香氣濃度更高(圖15.7)。用nosespace對(duì)兩種產(chǎn)品的風(fēng)味成分感官接收進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果一致。在膠狀物中，目標(biāo)對(duì)象接收的香氣的強(qiáng)度要小于溶液。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響

基于近期在食品消費(fèi)中生理學(xué)的觀察，顯示不同的咀嚼模式在香氣的釋放方式上扮演了重要角色（lethuaut2004）。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響

近期文獻(xiàn)上的數(shù)據(jù)支持，不同質(zhì)構(gòu)中香氣感知的不同不能完全采用香氣成分釋放量的不同來解釋。

Bake(1999)證明香氣感知強(qiáng)度的最大值和糖糠酯濃度的最大值沒有突出聯(lián)系，但是，不同的香氣接收強(qiáng)度可以用香氣的釋放速度不同來解釋。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響

比較果膠膠體隨時(shí)間變化其鼻腔空間(nosespace)分析結(jié)果(weel,2002)。隨著膠體硬度的增加，目標(biāo)對(duì)象接收到的香氣成分強(qiáng)度降低（圖15.8）。然而，對(duì)鼻腔內(nèi)香氣成分濃度的測(cè)定顯示樣品間沒有區(qū)別。Cook(2003)證實(shí)當(dāng)增稠劑濃度超過臨界濃度時(shí)，可以降低香蕉香氣的感知。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響研究人員發(fā)現(xiàn)在嗅覺感知和口腔剪切力間存在重要聯(lián)系。Weel(2002),Cook(2003)和PaciKora(2004)建議心理物理交互作用是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋依據(jù)。在食用膠體體系時(shí)，各種感知的綜合信號(hào)同時(shí)到達(dá)大腦，可以用于解釋質(zhì)構(gòu)對(duì)風(fēng)味感知的影響。質(zhì)構(gòu)物理心理學(xué)對(duì)香氣感知的影響咀嚼行為對(duì)香氣釋放的影響（2008）模型：奶酪。（優(yōu)點(diǎn)：其質(zhì)構(gòu)通過工藝條件的控制，很容易的到改變。）實(shí)驗(yàn)方法：在五位實(shí)驗(yàn)對(duì)象消費(fèi)7克奶酪立方