食品風(fēng)味化學(xué)（第二版） 課件 第5-7章 天然調(diào)味配料、美拉德反應(yīng)、食品加工中風(fēng)味的產(chǎn)生與變化

天然調(diào)味配料第五章概述調(diào)味料：不包括咸、甜和酸味的賦予食品風(fēng)味的濃縮制品，可以加入調(diào)味料生產(chǎn)、儲藏或應(yīng)用必需的添加劑，不能單獨(dú)食用。香辛料：具有芳香和（或）辛辣味的植物性調(diào)味賦香原料，這類物質(zhì)多為植物的全草、葉、根、莖、樹皮、果、籽、花等，加于食品中以增加香氣、香味。天然香料：以植物、動物或微生物為原料，經(jīng)物理方法、酶法、微生物法或經(jīng)傳統(tǒng)的食品工藝法加工所得的香料。合成香料：通過化學(xué)合成方式形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)明確的具有香味特性的物質(zhì)。精油蒸餾精油（香辛料精油）由植物原料經(jīng)水或蒸汽蒸餾得到揮發(fā)性化合物的復(fù)雜混合物；香辛料精油生產(chǎn)的蒸餾技術(shù)：水蒸餾、水和蒸汽蒸餾、蒸汽蒸餾；精油組成：由萜烯組成的碳?xì)浠衔铮▎屋啤⒈栋胼葡┖投葡┖秃趸衔铮ㄓ杀奖楹椭咀骞羌芙M成的化合物）。單萜類倍半萜烯非萜烯類精油壓榨精油（柑橘油）是從新鮮水果的皮中通過機(jī)械提取得到的；柑橘油的特征是萜烯類化合物含量高，而對芳香性起重要作用的氧化萜烯化合物含量相對較低。精

油萜烯（%）主要的氧化化合物（%）檸檬油大約90檸檬醛1.5～2.5甜橙油大約90n-葵醛0.9～3苦橙油90～92n-葵醛0.8～1

乙酸芳樟酯2～2.5酸橙油75～80n-葵醛1～5蜜橘油95～96甲基-N-甲基-氨基苯甲酸鹽大約1柚子油大約90n-葵醛1～2柑橘油組成精油薄荷油薄荷油分類：胡椒薄荷、日本薄荷、荷蘭薄荷、園藝用的或烹飪用的薄荷。薄荷油的組成：不同的薄荷油組成有很大的差異性，這主要是由種類和生長、收獲及采后處理的環(huán)境條件決定的。

胡椒薄荷（M.piperita）和日本薄荷（M.arvensis）有許多共同點(diǎn)，它們的主要組成是薄荷醇、薄荷酮、乙酸薄荷酯和其他的酯類。

荷蘭薄荷油

的特征是含有高含量的l-香芹酮，其含量大約為56%。油樹脂油樹脂：采用選擇性的有機(jī)溶劑萃取可以最好地溶解精油和期望的非揮發(fā)性物質(zhì)，萃取后除去溶劑得到的萃取濃縮物。制備油樹脂的產(chǎn)率和組成很大程度上取決于溶劑。（1）包含羥基和羧基的極性溶劑是反應(yīng)活性相對較強(qiáng)的化合物，能與水互溶。（2）非極性溶劑一般是烴類和氯代烴類，反應(yīng)活性相對要低，不能與水互溶。原材料的準(zhǔn)備將原料浸入溶劑油水混合物和萃取原料的分離及溶劑的去除油樹脂的萃取過程：香草和香辛料從植物學(xué)角度講，香草是軟莖植物，地面以上部分的主莖一般會死亡，它們可能是一年生植物、二年生植物或多年生植物。香草可鮮用或者脫水干燥后使用。香辛料是指其他所有具有香味的用作食物調(diào)味料或香辛料的植物材料。這些香辛料中，胡椒、芥末、辣根、姜是最常用的。桉樹腦麝香草酚/香芹酚醇類/酯類側(cè)柏酮薄荷腦香芹酮

香草

月桂香麝香草牛至

甜羅勒辣薄荷荷蘭薄荷迷迭香

牛至屬植物

日本薄荷蒔蘿草西班牙洋蘇草

香薄荷牛至屬植物

野生牛至屬植物龍蒿

根據(jù)精油中主要風(fēng)味成分的香草分類香草和香辛料香辛料的干燥：除了少數(shù)是需要具有新鮮風(fēng)味的提取物，無論是作為植物本身使用或用于制成提取物，幾乎所有的植物材料都需要干燥。干燥可以保護(hù)香料防止變質(zhì)，有助于破碎細(xì)胞，在蒸汽蒸餾或溶劑提取時(shí)能夠使活性成分釋放出來。香辛料的粉碎：（1）錘式粉碎機(jī)；（2）固定頭磨機(jī)；（3）板磨機(jī)；（4）輥磨機(jī)；（5）切磨機(jī)。香辛料的滅菌：常用的滅菌處理包括：（1）香辛料暴露于殺菌氣體中（環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷）；（2）香辛料暴露在γ-射線下；（3）加熱處理來滅菌；（4）用蒸餾和萃取技術(shù)分離出香辛料中的風(fēng)味成分。香辛料的加工天然調(diào)味配料的生物技術(shù)制造1.發(fā)酵生產(chǎn)調(diào)味品原料發(fā)酵生成2.通過微生物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化通過Yarrowialipolytica發(fā)酵蓖麻油酸轉(zhuǎn)化γ-癸內(nèi)酯阿魏酸生物轉(zhuǎn)化為香蘭素天然調(diào)味配料的生物技術(shù)制造酶法轉(zhuǎn)化酶催化合成酯類酯的形成：酶的生物轉(zhuǎn)化在風(fēng)味工業(yè)中最廣泛的應(yīng)用是催化天然酸（通常為乙酸或其他的短鏈酸）及醇（通常為乙醇或雜醇）的縮合反應(yīng)來生產(chǎn)一系列的酯。外消旋混合物的拆分：酶法轉(zhuǎn)化也可以用于外消旋混合物的拆分。當(dāng)有機(jī)合成物含有一個(gè)手性中心時(shí)，我們得到的最終產(chǎn)物通常為外消旋混合物。Pseudomonascepacia脂肪酶對karahanaenol乙酸酯的立體專一性醇解(I)萜品油烯氧化物；(II)(R)-karahanaenol；(III)(S)-karahanaenol乙酸酯天然調(diào)味配料的生物技術(shù)制造細(xì)胞培養(yǎng)物反應(yīng)器植物細(xì)胞培養(yǎng)的生產(chǎn)過程利用植物細(xì)胞的次級代謝過程以可控制的方式合成天然風(fēng)味物質(zhì)也很有吸引力，通過這種方式可以避免副產(chǎn)物污染的發(fā)生，而且使下游加工過程簡化?；蚬こ贪瑢ι矬w的修飾，目的是通過對基因中DNA的操縱來改變代謝途徑和產(chǎn)品?；蚬こ堂览路磻?yīng)第六章概述美拉德反應(yīng)是食品中氨基化合物（胺、氨基酸、肽和蛋白質(zhì)）和羰基化合物（還原糖類）發(fā)生的一系列層層疊疊的反應(yīng)，它在食品加工和儲藏過程中極其普遍，其結(jié)果是形成各種風(fēng)味物質(zhì)，同時(shí)發(fā)生褐變反應(yīng)，它是食品色澤和香味產(chǎn)生的主要來源之一。概述美拉德反應(yīng)機(jī)制初級反應(yīng)階段——風(fēng)味前體物的形成ARP或HRP的形成還原糖的羰基與氨基之間進(jìn)行加成，加成產(chǎn)物迅速失去1分子水轉(zhuǎn)變?yōu)橄７驂A（Shiffbase），再經(jīng)環(huán)化形成相應(yīng)的N-取代的醛基胺，醛糖經(jīng)Amadori重排轉(zhuǎn)變成活性中間體1-氨基-1-脫氧-2-酮糖。酮糖經(jīng)Heyns重排轉(zhuǎn)變成活性中間體2-氨基-2-脫氧-1-醛糖。美拉德反應(yīng)機(jī)制初級反應(yīng)階段——風(fēng)味前體物的形成ARP或HRP的降解ARP或HRP經(jīng)過烯醇化與逆Michael反應(yīng)失去氨基酸（或氨基）形成1-脫氧糖酮、3-脫氧糖酮和4-脫氧糖酮，脫氧位置的選擇性和反應(yīng)體系pH以及反應(yīng)物氨基酸氨基的堿性有關(guān)。在中性、弱堿性條件或氨基堿性較強(qiáng)（如脯氨酸的二級氨基）時(shí)形成1-脫氧糖酮和4-脫氧糖酮。在酸性條件或氨基堿性較弱時(shí)形成3-脫氧糖酮。初級美拉德反應(yīng)不會產(chǎn)生香味，也不引起褐變，其產(chǎn)物是極重要的非揮發(fā)性香味前體物。美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成脫氧糖酮脫水形成呋喃型、吡喃型化合物美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成脫氧糖酮脫水形成呋喃型、吡喃型化合物美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成碳水化合物裂解美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成碳水化合物裂解美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸的Strecker降解美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸的Strecker降解美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸的Strecker降解美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸碎片和碳水化合物碎片的縮合反應(yīng)美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸碎片和碳水化合物碎片的縮合反應(yīng)美拉德反應(yīng)機(jī)制高級反應(yīng)階段——風(fēng)味物質(zhì)的形成氨基酸碎片和碳水化合物碎片的縮合反應(yīng)美拉德反應(yīng)機(jī)制反應(yīng)末期階段——類黑素的形成美拉德反應(yīng)第三階段形成類黑素（一類大分子化合物）。美拉德反應(yīng)高級階段產(chǎn)生的眾多活性中間體，如葡萄酮醛、3-脫氧糖酮、3,4-二脫氧糖酮、羥甲基呋喃、還原酮類、不飽和醛亞胺等等，又可繼續(xù)與氨基酸反應(yīng)，最終都生成類黑素——褐色含氮色素，此過程包括醇醛縮合、醛氨聚合、雜環(huán)化反應(yīng)等。褐變前體物質(zhì)主要是乙二醛、甘油醛、丙酮醛等二羰基化合物以及呋喃、吡咯等五元雜環(huán)類物質(zhì)，因此，碳水化合物裂解與脫水反應(yīng)在褐變反應(yīng)中起主要作用。褐變反應(yīng)的機(jī)制目前還不十分清楚，但能夠明確的是，在堿性條件下碳水化合物裂解與褐變顯著加強(qiáng)。影響美拉德反應(yīng)的因素加熱溫度的影響氨基酸100℃180℃纈氨酸蘇氨酸亮氨酸天門冬氨酸脯氨酸苯丙氨酸甘氨酸谷氨酸黑麥面包巧克力果香、甜巧克力烤甜香、糖香爆米花香清香氣、類玫瑰花香焦糖味焦糖、苦杏仁味沁鼻巧克力燒煳味燒糊干酪燒煳的糖烤面包類紫丁香焦煳的糖燒煳的糖影響美拉德反應(yīng)的因素加熱溫度的影響在一定的時(shí)間范圍內(nèi)（比如4h），反應(yīng)體系溫度升高10℃，美拉德反應(yīng)速度會加倍。但過高的溫度又會使氨基酸和糖類遭到破壞，甚至產(chǎn)生致癌物質(zhì)。因此通?？刂茰囟仍?80℃以下，以100～150℃為佳。同時(shí)，美拉德反應(yīng)非常復(fù)雜，包括很多反應(yīng)步驟，是一個(gè)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，每步反應(yīng)對溫度的敏感性都不相同，溫度的高低會促使反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)沿著不同的反應(yīng)支路而生成不同的風(fēng)味。影響美拉德反應(yīng)的因素加熱時(shí)間的影響影響美拉德反應(yīng)的因素加熱時(shí)間的影響反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間經(jīng)常存在一定的依存性，提高溫度可以提高反應(yīng)速率從而縮短產(chǎn)物達(dá)到最大值的時(shí)間。速炸牛肉中2-乙?；?2-噻唑啉的產(chǎn)率在100℃加熱10min后達(dá)到最高，加熱時(shí)間越長，其含量明顯降低。當(dāng)反應(yīng)溫度較低時(shí)，2-乙酰基-2-噻唑啉產(chǎn)率上升的速度也較慢。影響美拉德反應(yīng)的因素體系組分的影響氣味物質(zhì)FD因子葡萄糖鼠李糖核糖2-呋喃硫醇1,0245124,0965-乙酰-2,3-二氫-1,4-噻嗪1,0245121,0245-甲基2-呋喃硫醇<12,048<13-巰基-2-戊酮5121282,0483-巰基-2-丁酮512325124-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮51265,5361282-(1-巰基乙基)呋喃256<1<12-乙酰-2-噻唑啉1282562563-羥基-6-甲基-2（2H）-吡喃酮<116,384<13-羥基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮16128642-甲基-3-呋喃硫醇<1<11,0244-羥基-5-甲基-3（2H）-呋喃酮<1<12564-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-噻吩酮128<1<1影響美拉德反應(yīng)的因素體系組分的影響糖的類型對風(fēng)味特性有一定的影響，但是氨基酸在這方面起的作用更為重要。含硫氨基酸對肉類和咖啡風(fēng)味的形成是必需的；纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸對巧克力風(fēng)味的形成是必需的；甲硫氨酸對土豆風(fēng)味的形成是必不可少的；脯氨酸、天門冬氨酸、苯丙氨酸等氨基酸具有清香和烤香味。影響美拉德反應(yīng)的因素水分活度的影響化合物FD因子水熱干熱2,3-丁二酮16162-乙?；?1-吡啶6416,3842-丙?；?1-吡咯啉165122-乙?；?3,4,5,6-四氫吡啶4,0962,0484-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮<18,1922-乙酰基-1,4,5,6-四氫吡啶4,0962,0482-丙?；?3,4,5,6-四氫吡啶1281282-丙酰基-1,4,5,6-四氫吡啶128128影響美拉德反應(yīng)的因素pH值的影響風(fēng)味化合物產(chǎn)量（mg）pH2.4pH4.7pH7.03-羥基-2-戊酮2,4-己二酮2-乙?；邕?,5-二甲基-1,2,4-三硫醇噻吩酮16.564.37.533.710127.231.914.150.71048.24.324.733.923.7美拉德反應(yīng)風(fēng)味物質(zhì)形成動力學(xué)吡嗪對水溶液體系（pH10、加熱溫度120～140℃）以及高壓對吡嗪形成（水相和非水相溶劑）的影響所做的兩種研究也發(fā)現(xiàn)在加熱過程中，吡嗪的形成呈線性關(guān)系，遵循零級反應(yīng)規(guī)律。水分活度（aw）和pH對吡嗪的形成有很大影響。當(dāng)aw增加到0.75前吡嗪隨著aw的升高線性增加；在aw0.75～0.84范圍內(nèi)，根據(jù)吡嗪種類的不同，其含量或下降或不變。aw在0.75左右達(dá)到最大反應(yīng)速度，這與根據(jù)反應(yīng)物消耗和色素形成測定的美拉德反應(yīng)速度是一致的。aw每增加0.1個(gè)單位，吡嗪生成速率平均增加1.37倍。吡嗪和2-甲基吡嗪的生成速度和pH值（5～9）同樣呈線性關(guān)系。美拉德反應(yīng)風(fēng)味物質(zhì)形成動力學(xué)含氧雜環(huán)化合物化合物Ea(kcal/mol)化合物Ea(kcal/mol)糠醛5-甲基糠醛羥甲基糠醛異戊醛35.237.028.1192-乙酰呋喃2(H)2(OH)-6-甲基吡喃酮2-乙?；?1-吡咯啉苯乙醛36.230.71422美拉德反應(yīng)風(fēng)味物質(zhì)形成動力學(xué)含硫化合物2-乙酰噻吩的Ea值最高，在22到33kcal/mol之間；甲硫醛和二甲基二硫化物的Ea值在15到27kcal/mol之間，這和整體美拉德反應(yīng)的Ea值一致。在半胱氨酸和谷胱甘肽的水相模型體系（pH3、5、7、9）加熱（80～110℃）時(shí)，兩種前體反應(yīng)時(shí)硫化氫的釋放都遵循一級反應(yīng)動力學(xué)（r2值0.955～0.999），且釋放的速率隨pH增加而增加。硫化氫形成的活化能在半胱氨酸體系中為29.4～31.8kcal/mol，在谷胱甘肽體系中為18.8～30.8kcal/mol。這些數(shù)據(jù)表明，硫化氫在谷胱甘肽體系中比在半胱氨酸體系中釋放更快。美拉德反應(yīng)形成的風(fēng)味物質(zhì)羰基化合物羰基化合物形成的主要途徑是Strecker降解。這個(gè)反應(yīng)發(fā)生在二羰基化合物和游離氨基酸之間。二羰基化合物包括鄰位上有羰基（羰基被一個(gè)雙鍵隔開）或共軛雙鍵。這些典型的羰基化合物是美拉德反應(yīng)的中間體，它們也可能是食物中的一種普通成分（如維生素C），或是酶促褐變的最終產(chǎn)物，或是脂類氧化的產(chǎn)物。美拉德反應(yīng)形成的風(fēng)味物質(zhì)含氮雜環(huán)化合物烷基吡嗪一般具有烘烤的，類似堅(jiān)果的風(fēng)味特性。甲氧基吡嗪通常具有粗糙的、蔬菜的風(fēng)味性質(zhì)。2-異丁基-3-甲氧基吡嗪有一種新鮮的切青椒的風(fēng)味。2-丙酮基吡嗪有烘烤味或燒烤味。2-甲酸基吡咯有甜玉米風(fēng)味。2-乙?；量┯薪固堑娘L(fēng)味。1-丙酮基吡咯有甜面包或蘑菇風(fēng)味。3-甲基嘧啶就具有清新氣味。3-甲基-4-乙基嘧啶具有甜味和堅(jiān)果風(fēng)味。美拉德反應(yīng)形成的風(fēng)味物質(zhì)含氧雜環(huán)化合物呋喃酮和吡喃酮都是焦糖化和美拉德反應(yīng)風(fēng)味中的含氧雜環(huán)化合物。這類化合物通常呈現(xiàn)的風(fēng)味特征為似焦糖、甜味、水果味、黃油香、堅(jiān)果味或燒焦味。參與褐變反應(yīng)的碳水化合物縮合物在構(gòu)成比例和絕對量上都占主導(dǎo)地位。麥芽酚和4-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮的五碳類似物擁有與它們相似的氣味特征。甲基環(huán)戊烯醇酮（商品名）有典型的楓木香味。一些相近的化合物如3-乙基-2-羥基-2-環(huán)戊烯-1-酮也在風(fēng)味工業(yè)中廣泛應(yīng)用，有類似的效果（焦糖、堅(jiān)果、楓木和奶糖調(diào)味料）。美拉德反應(yīng)形成的風(fēng)味物質(zhì)含硫雜環(huán)化合物通過美拉德反應(yīng)生成了許多含硫的雜環(huán)化合物，包括糠基硫醇、噻吩、二硫醇、二噻烷、三硫醇、三噻烷、四噻烷、噻唑、噻唑啉等。通過美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的主要含硫雜環(huán)化合物是噻唑和噻吩。帶有烘烤氣味的2-糠基硫醇是烘焙咖啡、白面包皮或爆米花的關(guān)鍵香氣成分。2-甲基-3-呋喃硫醇帶有煮熟肉的香氣。烷基噻唑具有清新的、堅(jiān)果風(fēng)味、燒烤風(fēng)味、蔬菜味或者肉味。三甲基噻唑具有可可、堅(jiān)果風(fēng)味。2-異丁基噻唑具有一種強(qiáng)烈的、清新的番茄葉子的氣味。2,4-二甲基-5-乙烯基噻唑有一種類似堅(jiān)果的氣味2-乙酰基噻唑則有一種堅(jiān)果、谷物味和爆米花的風(fēng)味。美拉德反應(yīng)形成的風(fēng)味物質(zhì)含氧多雜原子雜環(huán)化合物噁唑呈現(xiàn)的是清新、甜味、花香味或類似蔬菜味。例如，4-甲基-5-丙基噁唑擁有綠色蔬菜香味。噁唑環(huán)上有4或5個(gè)碳長的烷基鏈、并且在第2和第4個(gè)C上沒有烷基鏈的噁唑卻具有明顯的熏肉脂肪風(fēng)味（例如5-丁基噁唑）。當(dāng)甲基或乙基基團(tuán)取代在C2上（例如2-乙基-5-丁基噁唑）時(shí)，肉類脂肪風(fēng)味減少了，而甜的花香風(fēng)味則突出了。當(dāng)甲基或乙基取代在C4上時(shí)，花香風(fēng)味更加明顯。2-異丙基-4,5,5-三甲基-3-噁唑啉呈現(xiàn)類似朗姆酒的香味，而2-異丙基-4,5-二乙基-3-噁唑啉呈現(xiàn)典型的可可風(fēng)味。美拉德反應(yīng)的應(yīng)用肉類香精肉類香精主要是以糖類和含硫氨基酸如半胱氨酸為基礎(chǔ)，通過加熱時(shí)發(fā)生的一系列反應(yīng)合成的，這些反應(yīng)主要包括脂肪酸的氧化、分解，糖和氨基酸的熱降解、羰氨反應(yīng)以及各種生成物的次級反應(yīng)等。通過生成的肉味香氣成分可調(diào)和制成各種不同特征的肉味香料。在熟肉類加工行業(yè)，為了獲得更好的風(fēng)味和口感，往往需要添加各種肉類香精，如牛肉香精、豬肉香精、雞肉香精等。例如，用半胱氨酸鹽酸鹽和葡萄糖、核糖混合加熱，再和大豆蛋白水解物及次黃嘌呤核苷酸混合加熱，能產(chǎn)生牛肉香味。肉類風(fēng)味有很多因素組成，諸如脂類、肽類、氨基酸類、糖類等。在肉制品中，半胱氨酸、甲硫氨酸等含硫氨基酸發(fā)揮著重要的作用。美拉德反應(yīng)的應(yīng)用煙用香精PhillipMorris公司用含量為74%的果糖同天門冬酰胺、異戊醛、氫氧化銨一起加熱,稀釋后用于重組煙絲，煙味足而無粗糙感；用氫氧化銨處理過的堿性水解蛋白和富含果糖的玉米糖漿一起加熱到100℃歷經(jīng)2.5小時(shí)，經(jīng)水稀釋后用于卷煙,吸味更為平衡而少粗糙感；利用脯氨酸、高級脂肪酸、葡萄糖和蜂蜜等物質(zhì)的組合發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)物呈褐紅色均勻液體，加入煙絲能使卷煙的煙香味更加透發(fā)，雜氣和刺激性減輕；將含有一個(gè)羥基的氨基酸在100℃處理時(shí)，可得到能改變主流煙氣的香味混合物。例如以5.25g絲氨酸溶解在50mL水中在200℃處理1h可生成吡嗪類香味物，用以處理過濾嘴可使側(cè)流煙氣有愉快的香氣。美拉德反應(yīng)的應(yīng)用抗氧化劑在美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中，類黑精具有螯合金屬抗氧化活性。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是一個(gè)復(fù)雜體系，其抗氧化作用是破壞自由基鏈和延緩其生成，還原過氧化物和鈍化自由基來絡(luò)合重金屬。添加美拉德反應(yīng)產(chǎn)物于高脂類食品中的研究結(jié)果表明，如以脂類被氧化產(chǎn)生的2,3-辛烷二酮濃度表示，當(dāng)不添加美拉德反應(yīng)產(chǎn)物時(shí)，3天后辛烷二酮含量達(dá)0.5mg/kg；如加入0.18%的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，則辛烷二酮濃度為0.04mg/kg；當(dāng)添加美拉德反應(yīng)產(chǎn)物0.72%時(shí)，辛烷二酮產(chǎn)生量降至0.01mg/kg以下。要獲得較高抗氧化活性的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，原料中糖類應(yīng)以木糖最優(yōu)，氨基酸以賴氨酸最佳。在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間越長、反應(yīng)溫度越高、反應(yīng)褐變程度越大，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化能力就越強(qiáng)。美拉德反應(yīng)的應(yīng)用焙烤食品烘烤或焙烤香氣似乎是綜合特征類香氣。吡嗪類、吡咯類、呋喃類、噻唑類中都發(fā)現(xiàn)有多種具有此類香氣的物質(zhì)，而且它們的結(jié)構(gòu)有明顯的共同點(diǎn)。在咖啡香氣中呋喃類、噻吩類化合物首先起著重要作用，它們形成了咖啡的甜香氣味。其次是揮發(fā)性成分中的吡嗪類、噻唑類等堿性物質(zhì)。美拉德反應(yīng)的應(yīng)用醬香型白酒醬香型白酒的高溫大曲的制作及釀酒發(fā)酵過程，均在微酸或偏酸的條件下進(jìn)行，因而Amadori重排產(chǎn)物主要發(fā)生1,2-烯醇化，而3,4-烯醇化則較緩慢，即反應(yīng)產(chǎn)物主要是呋喃類衍生物——糠醛類風(fēng)味成分，而吡喃酮等特征組分含量則較少。美拉德反應(yīng)所產(chǎn)生的糠醛類、酮醛類、二羰基化合物、吡喃類及吡嗪類化合物，對醬香酒風(fēng)格的形成起著決定性作用。食品加工中風(fēng)味的產(chǎn)生與變化第七章加工風(fēng)味受控形成加工風(fēng)味形成的基本理論焦糖化反應(yīng)加工風(fēng)味形成的基本理論美拉德反應(yīng)加工風(fēng)味形成的基本理論脂肪氧化降解加工風(fēng)味形成的基本理論脂肪氧化降解加工風(fēng)味形成的基本理論脂肪氧化降解加工風(fēng)味形成的基本理論氨基酸降解加工風(fēng)味形成的基本理論氨基酸降解肉類風(fēng)味料肉類風(fēng)味料制備原理蛋白氮源（氨基酸和肽類）的熱降解反應(yīng)碳水化合物的熱降解反應(yīng)硫氨素（維生素B1）降解脂類物質(zhì)的降解美拉德反應(yīng)與Strecker降解反應(yīng)脂質(zhì)與美拉德反應(yīng)的相互作用肉類風(fēng)味料肉類風(fēng)味料制備技術(shù)肉類風(fēng)味前體物質(zhì)及風(fēng)味料組成蛋白氮源碳水化合物硫源酸脂類酵母自溶提取物（AYE）溶劑肉類風(fēng)味料肉類風(fēng)味料制備技術(shù)反應(yīng)條件加熱的時(shí)間和溫度對加工風(fēng)味料的風(fēng)味特征有著很大的影響。一般認(rèn)為100°C會產(chǎn)生煮或燜肉的風(fēng)味，120°C會產(chǎn)生烤肉風(fēng)味。如果系統(tǒng)溫度不超過沸水溫度，可以在敞開的鍋中加熱并允許揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)，需要的話也可以在密閉容器中以便保留系統(tǒng)中的揮發(fā)性物質(zhì)或采用更高的溫度。由于已經(jīng)形成的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的逸失會影響產(chǎn)品的風(fēng)味特征，因此在有些加工中，生產(chǎn)企業(yè)會選擇部分組分在某一條件下加熱，再加入其他組分進(jìn)一步加熱。雖然加熱時(shí)的pH值一般都選在5.2左右，IOFI和FEMA的指南規(guī)定pH值應(yīng)在3～8之間。加熱后pH值一般要調(diào)至中性。表7-5列舉了幾個(gè)肉類風(fēng)味料配方與加工條件。煙熏風(fēng)味成分煙霧是空氣、二氧化碳、二氧化碳、水蒸氣、甲烷等氣體以直徑為0.08～0.15μm的液體和固體成分組成的多分散混合物。煙霧的成分可變，這取決于煙霧產(chǎn)生的程序和溫度、木材的來源、種類和成分以及木材中的含水量等條件。目前，已在煙霧樣本中鑒定出1100多種不同的化合物，并已廣泛發(fā)表。熏制處理本身基于諸如苯酚衍生物、羰基化合物、有機(jī)酸及其酯、內(nèi)酯、吡嗪、吡咯和呋喃衍生物等化合物在食物表面上的連續(xù)沉積，并隨后遷移到食物中。木材煙霧的主要化合物，可以分為四大類：羧酸化合物、酚類化合物、羰基化合物和多環(huán)芳烴。硬木由三種主要材料組成：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維素和半纖維素是糖分子的聚集體，當(dāng)熱解時(shí)會產(chǎn)生羰基，這是主要顏色成分的原因。木質(zhì)素是一種復(fù)雜排列的互鎖酚類分子，它提供了大部分風(fēng)味成分。正是在不同木材來源（基于樹種）中這四種成分組中存在的差異，導(dǎo)致了肉和其他食品在顏色、風(fēng)味、保鮮、保質(zhì)期等方面的質(zhì)量差異。烘烤焦香風(fēng)味（一）羧酸類木頭在沒有足夠空氣下加熱至250°C以上時(shí)，就會分解為木炭和揮發(fā)性組分，冷卻時(shí)揮發(fā)性組分冷凝，此冷凝物的水溶液成為木炭酸。其主要組成是水，含有約10%的酸，主要有蟻酸、醋酸和丙酸。木煙中存在的主要的羧酸是乙酸。煙液中的酸濃度范圍為0～16%，pH值范圍為2.5～7.0。（二）酚醛樹脂木煙中的酚類化合物是與熏制肉產(chǎn)品相關(guān)的典型“煙”味的主要貢獻(xiàn)者。這類成分的風(fēng)味特征差異很大。這些酚類物質(zhì)具有強(qiáng)烈、醇厚的風(fēng)味特征（三）羰基化合物木煙的羰基化合物有助于在肉制品表面形成熏色。典型的熏肉顏色的主要反應(yīng)是煙氣中的羰基化合物與肉蛋白質(zhì)的氨基之間的褐變反應(yīng)，這些羰基化合物源自纖維素和半纖維素的燃燒。（四）芳烴在天然木材煙霧中發(fā)現(xiàn)的第四種成分是多環(huán)芳烴（PAH）。一些芳烴類化合物被報(bào)道為致癌物，例如苯并(a)芘。Charsol天然煙熏香精在制造過程中，從天然煙熏香精中去除了含有多環(huán)芳烴的焦油和樹脂。煙熏食品加工風(fēng)味配料的制備方法（一）食品的煙熏加工食品煙熏加工方法分為直接煙熏和間接煙熏兩大類。直接煙熏法主要采用直接熱降解木材以產(chǎn)生煙霧的傳統(tǒng)技術(shù)，根據(jù)熏制溫度又可以分為傳統(tǒng)冷薰和傳統(tǒng)熱熏兩種方式。冷熏法主要將木材燃燒并產(chǎn)生煙霧，肉類產(chǎn)品掛在熏煙爐上方的架子上，當(dāng)燃燒結(jié)束時(shí)，煙霧會冷卻且煙熏室中的冷薰溫度應(yīng)低于30℃。生火腿、意大利臘腸、和其他填充肉制品（如香腸）通常是通過冷熏生產(chǎn)的。傳統(tǒng)熱熏需要維持130℃的煙霧溫度和80℃的肉類溫度，肉制品放入熏制室中，肉就會被燒焦的木頭的余燼加熱和干燥。傳統(tǒng)煙熏加工主要是在熏煙爐中進(jìn)行的，對煙熏過程幾乎不加控制，因而適用于可控加工且安全的間接煙熏方法受到了人們的關(guān)注。間接煙熏包括許多有助于減少肉制品多環(huán)芳烴污染的新方法，主要有摩擦發(fā)生器產(chǎn)生的煙霧、液體煙霧、靜電煙熏及其他發(fā)煙技術(shù)等。烘烤焦香風(fēng)味（二）煙熏風(fēng)味配料制備方法1.摩擦發(fā)生器產(chǎn)生的煙霧摩擦發(fā)生器產(chǎn)生的煙霧的技術(shù)最初是由Rasmussen（1961）作為現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)的。如今，煙熏腔室的設(shè)計(jì)主要用于控制所有的加工步驟，包括預(yù)熱和發(fā)紅、摩擦產(chǎn)生煙、排煙和干燥等。這些步驟循環(huán)重復(fù)，其數(shù)量和持續(xù)時(shí)間取決于肉制品的類型。隨著摩擦煙霧的產(chǎn)生，操作時(shí)間和木材需求減少，生產(chǎn)得到控制和優(yōu)化。此外，由于PAH產(chǎn)量非常低，提高了肉類行業(yè)的安全性，通過防止火災(zāi)隱患改善了工人的健康，減少了產(chǎn)品重量損失，并且使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。2.液體煙霧近年來，被稱為“煙液”的水性木煙冷凝物的開發(fā)導(dǎo)致在許多食品中廣泛使用天然煙熏調(diào)味劑。煙用調(diào)味劑的開發(fā)旨在取代傳統(tǒng)的煙熏過程。如今，液態(tài)煙霧是由受控的最小氧氣熱解形成的木煙冷凝產(chǎn)生的鋸末或木屑。木材被放置在大型蒸餾器中，在其中施加強(qiáng)烈的熱量，導(dǎo)致木材燜燒（不燃燒），釋放出普通煙霧中的氣體。這些氣體在冷凝器中迅速冷卻，從而液化煙霧，然后液體煙霧被強(qiáng)制通過精煉桶，隨后過濾以去除含有PAH的有毒和致癌雜質(zhì)。最后，將液體陳化至醇厚。最終的天然煙氣冷凝物為肉制品提供顏色和風(fēng)味，而沒有與傳統(tǒng)煙熏工藝相關(guān)的不一致和危害。烘烤焦香風(fēng)味圖7-27天然液體煙霧冷凝物生產(chǎn)過程烘烤焦香風(fēng)味3.靜電煙熏及其他煙熏技術(shù)靜電煙熏主要將產(chǎn)品放置在20～60kV的帶電電線之間的連續(xù)隧道中。通過該系統(tǒng)的煙霧根據(jù)其相帶電（煙霧是兩相系統(tǒng)，顆粒和蒸汽），煙霧成分可以沉淀在帶相反電荷的食物表面。盡管靜電煙熏被廣泛采用，但幾乎沒有研究過煙熏室中氣體和液體的運(yùn)動。為確保煙霧成分在產(chǎn)品表面的沉淀，熏制步驟后通常進(jìn)行紅外線照射，這有助于避免食品中的PAH污染。其他常見的煙霧產(chǎn)生技術(shù)包括蒸汽、流化、接觸和陰燃煙霧發(fā)生器。蒸汽煙霧是通過將過熱蒸汽通過切碎的木材產(chǎn)生的，從而引起熱解。流化煙霧發(fā)生器能夠熱解懸浮在300～400℃空氣中的木屑，產(chǎn)生的煙霧通過煙熏室，被冷卻到80℃。蒸汽煙氣產(chǎn)生溫度在450～650℃之間變化。電飯煲烹飪米飯風(fēng)味的形成與調(diào)控（一）烹飪參數(shù)對米飯風(fēng)味品質(zhì)的影響吸水階段：溫度相對較低，內(nèi)源酶加速脂質(zhì)氧化，形成風(fēng)味前體物質(zhì)浸泡階段：最關(guān)鍵步驟；加強(qiáng)風(fēng)味釋放，提升米飯香氣；包括常溫常壓浸泡、熱浸泡、高靜液壓浸泡、真空浸泡等燜飯階段：電飯煲蒸煮過程中的最后一個(gè)階段；米粒內(nèi)部的淀粉繼續(xù)糊化，風(fēng)味物質(zhì)緩慢向外釋放電飯煲烹飪米飯風(fēng)味的形成與調(diào)控（二）米飯風(fēng)味的類型清香型：大米本身的風(fēng)味釋放以及蒸煮過程中新生成的風(fēng)味成分柴火香型：合理調(diào)控烹飪參數(shù)，使其重現(xiàn)清淡溫和的柴火風(fēng)味焦香型：調(diào)整浸泡階段與燜飯階段的參數(shù)，對焦香風(fēng)味進(jìn)行調(diào)控與強(qiáng)化，形成更多吡嗪、噻唑、糠醛等具有焦香、烤香、焦糖香氣的產(chǎn)物電飯煲烹飪米飯風(fēng)味的形成與調(diào)控（三）電飯煲對米飯風(fēng)味品質(zhì)的改良應(yīng)用保溫香氣散失出現(xiàn)異味顏色變黃質(zhì)構(gòu)劣化品質(zhì)劣變水分遷移、結(jié)合能力降低、破壞了質(zhì)構(gòu)均一性5-羥甲基糠醛累積，導(dǎo)致米飯出現(xiàn)異味和黃變調(diào)整保溫條件調(diào)控溫度和水分改善米飯品質(zhì)陳化品質(zhì)下降產(chǎn)生糠酸味儲藏過程中的脂肪氧化調(diào)整烹飪參數(shù)抑制脂肪酶活性減少脂肪氧化產(chǎn)物生成微波烹飪?nèi)忸愂称凤L(fēng)味的形成與調(diào)控（一）微波烹飪的原理及特點(diǎn)微波加熱快速高效方便清潔易于操作影響微波加熱的因素大小形狀介電特性溫度分布微波能量（二）微波烹飪對肉類品質(zhì)的影響微波的波長在1nm和1mm之間激發(fā)特定分子肌原纖維結(jié)構(gòu)降解和破壞微波與脂肪相互作用促進(jìn)脂肪氧化總?cè)┖吭黾优胝{(diào)時(shí)間短且表面溫度低無法充分進(jìn)行美拉德反應(yīng)缺少表面褐變微波烹飪?nèi)忸愂称凤L(fēng)味的形成與調(diào)控（三）微波烹飪對肉類風(fēng)味的影響及其調(diào)控措施微波烹飪實(shí)際肉類食品體系：存在問題感官品質(zhì)差加熱時(shí)間短不利于熱反應(yīng)發(fā)生感官品質(zhì)不佳加熱不均勻調(diào)控措施：前體類品質(zhì)改善核心基料：有助于加工后的菜肴產(chǎn)生理想的脂肪和肉香風(fēng)味改變微波爐中的傳熱方式：促進(jìn)脂肪氧化和美拉德反應(yīng)等熱反應(yīng)的進(jìn)行電燉鍋、壓力鍋等烹飪?nèi)忸愶L(fēng)味的形成與調(diào)控電燉鍋方便清潔醛類、酮類等含量增加調(diào)控升溫速率湯汁鮮美壓力鍋異味成分含量降低風(fēng)味改善節(jié)約時(shí)間提高溫度肉湯風(fēng)味的形成調(diào)控?zé)踔髩毫?、溫度、時(shí)間營養(yǎng)成分的溶解提升肉湯食用品質(zhì)生物加工形成的食品風(fēng)味酶法修飾風(fēng)味制品酶催化反應(yīng)的性質(zhì)生物加工形成的食品風(fēng)味酶法修飾風(fēng)味制品酶催化反應(yīng)的性質(zhì)生物加工形成的食品風(fēng)味酶法修飾風(fēng)味制品具有風(fēng)味修飾作用的酶脂肪酶（EC3.1.1.X）糖苷酶（EC3.2.1.X）風(fēng)味蛋白酶馬肝醇脫氫酶（EC1.1.1.1）脂肪氧合酶過氧化物酶（EC1.11.1.X）漆酶（EC1.10.3.2）微生物胺氧化酶（EC1.4.3.X）香草醇氧化酶（EC1.1.3.38）環(huán)糊精葡聚糖轉(zhuǎn)移酶（EC2.4.1.19）D-果糖-1,6-二磷酸醛縮酶（EC4.1.2.13）倍半萜烯合成酶（EC4.2.3.9）生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品面包的加工風(fēng)味酸面團(tuán)是面粉和水的混合物，由乳酸菌（主要是異型發(fā)酵菌株）發(fā)酵，在混合物中產(chǎn)生乳酸和乙酸，最終產(chǎn)品的酸味令人愉悅、提升食欲。酸面團(tuán)工藝被用作發(fā)酵的一種形式，是食品烹飪、加工中最古老的生物技術(shù)工藝。在傳統(tǒng)的饅頭或者面包制作工藝中，為了便于連續(xù)化生產(chǎn)制作，保留一部分熟酸面團(tuán)作為后續(xù)的種子面團(tuán)（老面、面頭、酵子）。酸面團(tuán)的典型特征主要?dú)w因于其微生物群落，基本上以乳酸菌和酵母為代表。由于微生物群落的存在，這種面團(tuán)具有代謝活性，可以被重新激活。這些微生物確保在添加面粉和水后產(chǎn)酸和發(fā)酵。生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品酸奶的加工風(fēng)味酸奶是以牛羊乳或乳粉為原料，經(jīng)過巴氏殺菌等處理，再以嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌等乳酸菌作為發(fā)酵劑接種于乳中，由于乳酸菌降低乳中pH值使酪蛋白在等電點(diǎn)處形成的凝乳。乳酸菌發(fā)酵可分為同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵。前者發(fā)酵機(jī)制乳糖只產(chǎn)生乳酸，后者乳糖除產(chǎn)生乳酸外，還生成乙醇、二氧化碳等物質(zhì)。乳制品發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，從而降低乳中pH值，使產(chǎn)品具有特定的酸味并且形成凝膠狀態(tài)，不僅如此，在酸性環(huán)境中，腐敗微生物的生長可得到有效抑制。生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品酸奶的加工風(fēng)味乳糖發(fā)酵機(jī)制1：乳糖通過透膜酶的作用進(jìn)入細(xì)胞，并被β-半乳糖苷酶分解為葡萄糖和半乳糖，葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖酮解酶途徑，生成丙酮酸等中間產(chǎn)物以及代謝終產(chǎn)物，如CO2、乙酸和乳酸等。半乳糖可以經(jīng)Leloir途徑轉(zhuǎn)化為磷酸葡萄糖，并返回磷酸戊糖酮解酶途徑。乳糖發(fā)酵機(jī)制2：主要分布于乳酸乳球菌乳酸亞種、干酪乳桿菌干酪亞種（干酪乳桿菌）等菌屬中，乳糖通過磷酸轉(zhuǎn)移酶在細(xì)胞膜上的作用，磷酸化后進(jìn)入細(xì)胞，隨后在酶的作用下將其水解成葡萄糖和6-磷酸半乳糖。生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品酸奶的加工風(fēng)味酸奶的風(fēng)味物質(zhì)是一些羰基化合物和C2～C8的揮發(fā)性的脂肪酸，主要有乳酸、乙醛、丁二酮、乙酸等。乳酸、乙酸、丙酸等酸類賦予酸奶爽口的酸味，某些醇類、酯類等物質(zhì)也相輔相成，共同構(gòu)成酸奶所特有的風(fēng)味。酸奶的香氣是牛奶中最初存在的揮發(fā)物和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的化合物的疊加，其加工風(fēng)味的形成是通過一系列生化過程積累所得，主要途徑有檸檬酸鹽發(fā)酵、糖酵解過程、脂解和蛋白質(zhì)水解過程。生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品酸奶的加工風(fēng)味乙醛是構(gòu)成酸奶特征風(fēng)味的物質(zhì)之一。它主要是保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus）在酸奶生產(chǎn)的前發(fā)酵過程中由乳糖產(chǎn)生的。但酸奶生產(chǎn)的另一發(fā)酵菌種——嗜熱鏈球菌（Str.theromophilus）影響著保加利亞乳桿菌的生長代謝。發(fā)酵初期，乳體的pH在6.5～5.5，嗜熱鏈球菌活躍且控制了發(fā)酵，桿菌雖然生長很快，但桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物（肽、氨基酸等）能刺激嗜熱鏈球菌的生長。發(fā)酵中期，乳體的pH在5.5～4.2，球菌生長逐漸減慢直至pH4.2時(shí)基本停止。但嗜熱鏈球菌產(chǎn)生的甲酸、丙酸等又會促進(jìn)保加利亞乳桿菌的生長。發(fā)酵后期，乳體的pH<4.2，主要是保加利亞乳桿菌生長。生物加工形成的食品風(fēng)味發(fā)酵風(fēng)味產(chǎn)品酒的加工風(fēng)味白酒大曲是一種對產(chǎn)品風(fēng)味有重大影響的糖化劑和發(fā)酵劑。根據(jù)最高孵化溫度，大曲可分為高溫、中高溫、中溫和低溫型，而中溫大曲通常被用于釀造濃香型白酒。大曲通常由小麥、大麥和/或豌豆按一定比例混合制成，經(jīng)研磨、混合、成型后以固態(tài)發(fā)酵的方式培育和熟制。大曲原料含有豐富的淀粉及其他營養(yǎng)物質(zhì)可作為微生物生長基質(zhì)。泥池被用作發(fā)酵反應(yīng)器，里面含有一層泥漿。窖池是適合濃香型白酒釀造的固體生物反應(yīng)器。窖泥中的微生物群落對中國白酒的質(zhì)量和產(chǎn)量有很大影響。窖泥中的微生物以梭狀芽孢桿菌為主。同時(shí)，原核生物16SrRNA的豐度也不同。梭狀芽孢桿菌可以合成己酸，而己酸是形成濃香型白酒關(guān)鍵風(fēng)味成分己酸乙酯的前體物質(zhì)