食品風味化學（第二版） 課件 第8、9章 風味物質(zhì)的提取與分析、食品中風味的釋放和穩(wěn)定化

風味物質(zhì)的提取與分析第八章

風味是消費者感知的重要質(zhì)量特征。在消費者的認知中，主要涉及兩種成分：氣味活性成分和滋味活性成分。對食品或香料風味的感知被認為是化學衍生的現(xiàn)象。氣味感覺逐漸被認識到是一種多方面的感覺，它和其他感覺有很大的相關(guān)性，如滋味、質(zhì)構(gòu)、外觀等。香精香料行業(yè)人員和研究學者已經(jīng)開始拓寬對風味的定義，使其包含其他感覺——主要是味覺、其他化學覺、質(zhì)構(gòu)及外觀。風味物質(zhì)的提取與分離第一節(jié)一、風味物質(zhì)的提取與分離原理食品風味物質(zhì)的提取和分離分析中使用的基本方法及相關(guān)的基礎(chǔ)理論：（一）溶解化合物lgPKOW①化合物lgPKOW2,3-丁二酮-1.340.0461-甲基吡咯1.4326.9乙醇-0.140.72苯酚1.5132.4糠醇0.452.81己醛1.8063.12-乙酰吡啶0.493.09二甲基三硫1.8774.1丙酸0.583.80苯并噻唑2.171482-戊酮0.755.621-辛烯-3-酮2.372342-乙酰呋喃0.806.304-乙基愈創(chuàng)木酚2.38240糠醛0.836.761-戊硫醇2.67468乙酸乙酯0.867.24丁香酚2.73537二甲硫0.928.312,4-癸二烯醛3.3321382,6-二甲吡嗪1.0310.7茴香腦3.392455丁酸1.0711.7癸酸乙酯4.796465乙硫醇1.2718.6檸檬酸油精4.836761表8-1典型芳香化合物的分配系數(shù)大多數(shù)芳香物質(zhì)是親油性的。在食品中發(fā)現(xiàn)的芳香物質(zhì)lgP列于下表：烘烤焦香風味

一、風味物質(zhì)的提取與分離原理吸附萃?。ü滔辔⑤腿『蛿嚢璋粑剑┦且环N平衡方法，它像溶劑萃取方法一樣，是由提取相：水的分配系數(shù)所決定的。

（二）吸附萃取一、風味物質(zhì)的提取與分離原理攪拌棒提取方法有一層20～250μm的涂層相覆蓋在一個較大表面區(qū)域（如攪拌棒），它能得到比固相微萃取更高的提取率。對于Kow>500的分析物質(zhì)，其理論提取率可達到100%。表8-1中的Kow值顯示很多芳香化合物具有低分配系數(shù)（<500），不適合用固相微萃取來進行提取，但用攪拌棒提取方法卻非常適合（圖8-1）。圖8-1采用固相微萃取和攪拌棒兩種方法比較Kow值對兩種方法溶質(zhì)回收率的影響一、風味物質(zhì)的提取與分離原理把揮發(fā)性作為一種芳香物質(zhì)分離方法的依據(jù)，需要熟悉那些在平衡（靜態(tài)頂空分離方法）和非平衡（動態(tài)頂空分離方法）狀態(tài)下影響食品頂空中氣相芳香物質(zhì)濃度的因素。

（三）揮發(fā)性一、風味物質(zhì)的提取與分離原理

一、風味物質(zhì)的提取與分離原理二、風味物質(zhì)的提取與分離方法香味物質(zhì)的提取目前比較常用的方法有頂空吸附（包括動態(tài)頂空制樣技術(shù)DHS、固相微萃取技術(shù)SPME、吹掃捕集技術(shù)P&T等）和溶劑萃?。òㄍ瑫r蒸餾萃取SDE、溶劑輔助風味蒸發(fā)SAFE、直接溶劑萃取等）兩大類。（一）頂空制樣技術(shù)1.靜態(tài)頂空法（1）靜態(tài)頂空香氣提取物稀釋分析法（staticheadspace）（2）固相微萃?。⊿olid-phasemicroextraction，SPME）2.動態(tài)頂空法3.吹掃-捕集4.攪拌棒吸附萃?。⊿tirbarsorptiveextraction,SBSE）（二）溶劑提取技術(shù)1.直接萃取法或液-液萃取法2.同時蒸餾萃取技術(shù)（Simultaneousdistillationandextraction,SDE）3.溶劑輔助風味蒸發(fā)（solvent-assistedflavorevaporation，SAFE）（1）靜態(tài)頂空香氣提取物稀釋分析法（staticheadspace）圖8-2靜態(tài)頂空原理示意圖A，平衡；B，進樣研究芳香物質(zhì)的最佳方法應(yīng)該是直接在食品頂空采集平衡氣體。靜態(tài)頂空分析法非常簡單、溫和并易實現(xiàn)自動化。用這種方法分析，只需要把食品樣品放入一個容器內(nèi)，用一個隔膜（聚四氟乙烯）將其密封，讓其在容器內(nèi)平衡（30～60min），再從食品上方的空氣中抽取幾毫升的氣體到氣密性的注射器內(nèi)，最后將其直接注射進氣相色譜（圖8-2）。這種方法的主要缺點是靈敏度不夠高、很難進行定量分析。1.靜態(tài)頂空法（一）頂空制樣技術(shù)二、風味物質(zhì)的提取與分離方法（2）固相微萃?。⊿olid-phasemicroextraction，SPME）①SPME基本原理這種技術(shù)中惰性纖維外涂著一層吸附劑（有多種選擇）。將這種涂有吸附劑的纖維置于樣品頂空，如果是液體，則直接放入其中。然后再對已經(jīng)飽和的纖維加熱使揮發(fā)成分解吸到氣相色譜流中，最后對這些釋放出來的揮發(fā)物質(zhì)進行分析。涂膜纖維是一個改進過的注射器，它的針可以收進一個外層護鞘中，這種可以收回的特性使其能免遭物理破壞和污染。SPME是一種平衡技術(shù)，得到的揮發(fā)物組成與樣品的組成極其相關(guān)，因此要仔細地控制取樣的參數(shù)。SPME是為進一步完善和發(fā)展固相萃?。⊿PE）技術(shù)提出的新型的、環(huán)境友好型的樣品前處理技術(shù)。該技術(shù)具有操作簡便、不需溶劑、萃取速度快、便于實現(xiàn)自動化以及易于與色譜、電泳等高效分離檢測手段聯(lián)用等突出的優(yōu)點。與SPE法相比，SPME法具有萃取相用量更少、對待測物的選擇性更高、溶質(zhì)更易洗脫等特點，因此在短短的十多年間，SPME法無論在理論還是在實踐上均獲得了較大的發(fā)展。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法圖8-3SPME分析裝置示意圖SPME方法包括吸附和解吸兩步。吸附過程中待測物在樣品及石英纖維萃取頭外涂漬的固定相液膜中平衡分配，遵循相似相溶原理。這一步主要是物理吸附過程，可快速達到平衡。如果使用液態(tài)聚合物涂層，當單組分單相體系達到平衡時，涂層上吸附的待測物的量與樣品中待測物濃度線性相關(guān)。解吸過程隨SPME后續(xù)分離手段的不同而不同。對于氣相色譜（GC），萃取纖維插入進樣口后進行熱解吸，而對于液相色譜（LC），則是通過溶劑進行洗脫。SPME萃取模式可分為：直接固相微萃取（Direct-SPME）和頂空固相微萃?。℉eadspace-SPME,HS-SPME）二、風味物質(zhì)的提取與分離方法SPME的特點：簡單，快速，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體。（a）簡單：操作方便，只需按動手柄。（b）快速：可以節(jié)省樣品預處理的70%時間。（c）經(jīng)濟：無需溶劑及注射器，每個萃取頭可以反復使用50次以上（最多達200次）。（d）無毒害：由于無需溶劑，使操作人員的工作環(huán)境得到改善。同時使實驗室排出的毒液減低到最小量，為我們生活的環(huán)境作出貢獻。圖8-4SPME結(jié)構(gòu)示意圖SPME由手柄（Holder）和萃取頭（Fiber）兩部分構(gòu)成（圖8-4），似一支色譜注射器，萃取頭是一根涂不同色譜固定相或吸附劑的熔融石英纖維，接不銹鋼絲，外套細的不銹鋼針管（保護石英纖維不被折斷及進樣），纖維頭可在針管內(nèi)伸縮，手柄用于安裝萃取頭，可永久使用。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法②SPME樣品萃取及分析將SPME針管穿透樣品瓶隔墊，插入瓶中；推手柄桿使纖維頭伸出針管，纖維頭可以浸入水溶液中（浸入方式）或置于樣品上部空間（頂空方式），萃取時間大約2～30分鐘；縮回纖維頭，然后將針管退出樣品瓶。GC分析：將SPME針管插入GC儀進樣口；推手柄桿，伸出纖維頭，熱脫附樣品進色譜柱；縮回纖維頭，移去針管。HPLC分析：將SPME針管插入SPME/HPLC接口解吸池，進樣閥置于“Load”位置；推手柄桿伸出纖維頭，關(guān)閉閥密封夾。將閥置于“Inject”位置，流動相通過解吸池洗脫樣品進樣。閥重新置于“Load”位置，縮回纖維頭，移走SPME針管。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法③SPME纖維頭的選擇必須根據(jù)所分析物的分子量和極性。選擇分子量或揮發(fā)性的化合物通常選用100μmPDMS萃取頭；大分子量或揮發(fā)性的化合物通常選用30μm或7μmPDMS萃取頭；強極性的化合物通常選用85μmPA萃取頭；極性揮發(fā)性的樣品（如乙醇、胺類）選用65μmPDMS/DVB萃取頭。④SPME操作控制SPME分析結(jié)果除與纖維頭本身的性質(zhì)，如極性，膜厚有關(guān)外。如果從基本原理考慮，SPME并不完全萃?。?00%萃?。┓治鑫铮⑶也恍柽_到所謂的真正的熱力學平衡，所以嚴格控制操作條件，如取樣時間和溫度，萃取頭浸入深度，樣品瓶或頂空瓶體積保持一致，對于獲得重現(xiàn)性分析結(jié)果至關(guān)重要。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法⑤SPME應(yīng)用領(lǐng)域表面活性劑，其他工業(yè)領(lǐng)域；高分子聚合物和固體樣品中的微量雜質(zhì)的頂空分析；水樣的環(huán)境分析；食品中的香料分析；縱火或爆炸物樣品的法醫(yī)分析；毒物分析：血、尿、體液中的藥物和毒品；氣體硫化物及揮發(fā)物（VOC）分析。⑥新型固相微萃取技術(shù)薄膜固相微萃?。弘S著樣品前處理方法的快速發(fā)展，薄膜固相微萃?。╰hinfilmsolidphasemicroextraction,TFME）作為一種組合進樣技術(shù)和樣品制備技術(shù)于2001年首次投入使用，同時相關(guān)的聯(lián)用方法也受到廣泛關(guān)注。TFME技術(shù)是一種平衡萃取方法，所用的萃取相體積較小，在最小化基質(zhì)干擾的同時可以有效地增加凈化效果。管內(nèi)固相微萃取：1997年，Eisert和Pawliszyn提出了管內(nèi)固相微萃?。╥n-tubeSPME）技術(shù)。管內(nèi)固相微萃取技術(shù)是以熔融石英毛細管柱作為固定相的載體，在毛細管柱內(nèi)表面涂上固定相或在管內(nèi)部填充介質(zhì)。固相動態(tài)萃?。汗滔鄤討B(tài)萃取（solid-phasedynamicextraction，SPDE）技術(shù)二、風味物質(zhì)的提取與分離方法

二、風味物質(zhì)的提取與分離方法

二、風味物質(zhì)的提取與分離方法

二、風味物質(zhì)的提取與分離方法通過不同的薄膜萃取相的涂覆可以使TFME技術(shù)應(yīng)用在多個不同領(lǐng)域，以及包括氣相、液相及固相等多種樣品基質(zhì)中。同時TFME聯(lián)用技術(shù)在生物、食品、環(huán)境、活體以及多種不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。根據(jù)樣品的不同基體，以及分析物的性質(zhì)和檢測特性等，選擇合適的聯(lián)用技術(shù)及方法。TFME技術(shù)可與氣相色譜法、液相色譜法、質(zhì)譜法及離子淌度色譜法等多種方法結(jié)合，并可有效地提高檢測靈敏度以及縮短分析時間。圖8-5不同薄膜固相微萃取裝置二、風味物質(zhì)的提取與分離方法In-tubeSPME是一種微型化、自動化和溶劑消耗量少的綠色萃取技術(shù)，已被廣泛的用于環(huán)境、生物和食品樣品等領(lǐng)域的檢測分析。然而，為了充分發(fā)揮其效能，仍然需要努力克服諸如低萃取效率、選擇性和機械穩(wěn)定性等限制。為了實現(xiàn)這些目標，管內(nèi)固相微萃取的研究主要集中在以下兩種情況：（1）管內(nèi)固相微萃取與新型色譜的聯(lián)用，如微型化液相色譜等。（2）新型涂料的制備，如分子印跡聚合物（MIP）、納米材料、免疫親和吸附劑和離子液體（IL）等。固相動態(tài)萃?。╯olid-phasedynamicextraction，SPDE）技術(shù)及相關(guān)的工具是由位于德國伊德施泰因的CHROMTECH公司于2000年研發(fā)的，它是一種對蒸氣與液體制樣的內(nèi)針（inside-needle）技術(shù)，操作簡便，有著與靜態(tài)頂空一樣好的重現(xiàn)性，吸附量大且樣品量少，比固相微萃取及攪拌棒吸附萃?。⊿BSE）的效果都要好。該方法萃取可以達到吹掃-捕集（purge&trap，P&T）的靈敏度，但是自動化程度更高，氣相色譜進樣界面更簡化，且氣相色譜的進樣口不被額外的硬件所占據(jù)，從而使得液體及頂空進樣可以使用同一進樣口。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法采用捕集和濃縮的頂空方法通常被叫做動態(tài)頂空法。在這些方法中，需用一些惰性氣體（諸如氮氣或氦氣）對樣品進行吹掃，它們可以把芳香成分從樣品上帶出來。揮發(fā)性成分必須以某種方式從氣流中分離出來。芳香成分可通過一個低溫、Tenax吸附劑（或用吸附性多聚物）、活性碳或其它適當?shù)牟东@系統(tǒng)將其提取出來。Tenax吸附劑（乙烯苯類聚合物）廣泛應(yīng)用于芳香物質(zhì)捕集。盡管它用途廣泛，但是它的比表面積較小因而吸附容量小。Tenax吸附劑對極性化合物的親和力小而對非極性化合物的親和力大（因而它不會保留很多水），諸如硫化氫一樣的氣味物質(zhì)將不會保留在吸附材料上。由于揮發(fā)物可能更偏向于進入洗氣以及Tenax吸附方法的差異，分離物將會產(chǎn)生很大的差異（圖8-6）。圖8-6動態(tài)頂空分析方法分離揮發(fā)性物質(zhì)的設(shè)備舉例（常壓下動態(tài)捕集）2.動態(tài)頂空法二、風味物質(zhì)的提取與分離方法吹掃捕集法從理論上講，是動態(tài)頂空技術(shù)，是用流動氣體將樣品中的揮發(fā)性成分“吹掃”出來，再用一個捕集器將吹掃出來的有機物吸附，隨后經(jīng)熱解吸將樣品送入氣相色譜儀進行分析。通常稱動態(tài)頂空技術(shù)為吹掃捕集進樣技術(shù)，待吹掃的樣品可以是固體也可以是液體樣品，吹掃氣多采用高純氦氣。捕集器內(nèi)裝有吸附劑，可根據(jù)待分析組分的性質(zhì)選擇合適的吸附劑。吹掃捕集氣相色譜法操作步驟如下：（1）取一定量的樣品加入到吹掃瓶中；（2）將經(jīng)過硅膠、分子篩和活性炭干燥凈化的吹掃氣．以一定流量通入吹掃瓶，以吹脫出揮發(fā)性組分；（3）吹脫出的組分被保留在吸附劑或冷阱中；（4）打開六通閥，把吸附管置于氣相色譜的分析流路；（5）加熱吸附管進行脫附，揮發(fā)性組分被吹出并進入分析柱；（6）進行色譜分析。3.吹掃-捕集二、風味物質(zhì)的提取與分離方法吹掃捕集主要有兩個條件需要控制：（1）溫度吹掃-捕集分析中需要控制3個溫度。第一個是樣品的吹掃溫度。水溶液大多在室溫下吹掃，只要吹掃時間足夠長，就能滿足分析要求。第二個是捕集器溫度。這里又有吸附溫度和解吸溫度之別。吸附溫度常為室溫，但對不易吸附的氣體也可采用低溫冷阱捕集技術(shù)。第三個是連接管路的溫度，它應(yīng)足夠高，以防止樣品冷凝。環(huán)境分析常用的連接管溫度為80～150℃。（2）吹掃氣流速與吹掃時間吹掃氣流速取決于樣品中待測物的濃度、揮發(fā)性、與樣品基質(zhì)的相互作用（如溶解度）以及其在捕集管中的吸附作用大小。用氦氣，流速范圍20～60mL/min。用氮氣時流速可稍高一些，但需要注意的是，吹掃流速太大時會影響樣品的捕集，造成樣品組分的損失。圖8-7吹掃捕集裝置氣路圖1-樣品管，2-玻璃篩板，3-吸附捕集管，4-吹掃氣入口，5-放空，6-儲液瓶，7-六通閥，8-GC載氣，9-可選擇的除水裝置和/或冷阱，10-GC二、風味物質(zhì)的提取與分離方法

4.攪拌棒吸附萃取攪拌棒吸附萃取（Stirbarsorptiveextraction,SBSE）是一種新型固相微萃取樣品前處理技術(shù)，是將聚二甲基硅氧烷套在內(nèi)封磁芯的玻璃管上作為萃取涂層。其萃取原理與SPME的萃取原理一致。當達到萃取平衡時分析物在PDMS和水相中的分配系數(shù)KPDMS/w如式（8-10）所示，近似等于分析物在正辛醇和水相中的分配系數(shù)Kow。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法SBSE分為頂空吸附、浸入式吸附、浸入頂空混合吸附。如果萃取時攪拌棒是浸入樣品中的，需要先用蒸餾水沖洗，干燥后解吸，解吸的方法分為溶劑洗脫解吸和熱脫附解吸，熱解吸通常是一個緩慢的過程，在熱解吸時可使用熱脫附系統(tǒng)（thermaldesorpionsystem,TDS），也可使用程序升溫氣化（PTV）進樣器。PTV進樣器是先用液氮或干冰將熱解析的樣品流冷凍聚焦，然后再快速加熱，使樣品流以“窄帶”形式進入色譜系統(tǒng)，保證有效地分離。圖8-8為SBSE和SPMF兩種不同萃取方法的萃取理論回收率的比較。圖8-8SPME和SBSE的理論回收率比較二、風味物質(zhì)的提取與分離方法攪拌棒吸附萃取的特點：相比固相微萃取，攪拌棒吸附萃取有較多的活性涂層（100pLPDMS），因此具有比SPME更高的吸附能力，可以通過頂空吸附或液體浸漬的方式吸附揮發(fā)性物質(zhì)，并采用熱脫附的方式（300°C加熱解吸）傳輸至氣相色譜進行分離分析。SBSE具有固定相體積大、萃取容量高、無需外加攪拌子、可避免競爭性吸附及能在自身攪拌的同時實現(xiàn)萃取富集等優(yōu)點，在樣品前處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)，用這種方法可以對那些脂肪含量低于3%或酒精含量低于10%的食品樣品進行有效的提取。更高的萃取相體積可以得到更好的定量數(shù)據(jù)以及更高的靈敏度。這種方法的速度和簡便程度以及精確程度都要好于SPME，因而更具有吸引力。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法1.直接萃取法或液-液萃取法溶劑不同溶劑中的回收率%a氟里昂II二氯甲烷乙醚異戊烷丁酸乙酯6643----162-甲基-1-丙醇345522323-甲基-1-丁醇636650481-己醇85672338苯甲醛83541820乙酰苯53413420甲基苯甲酸75562125丁酸苯乙酯46482517(鄰)氨基苯甲酸甲酯62595727表8-2乙醇-水體系（12%v/v）中模型化合物的回收率注：a間歇分液漏斗萃取，757mL模型體系用6×50mL溶劑萃取。圖8-9溶劑萃取物揮發(fā)性成分分離的高真空蒸餾裝置（二）溶劑提取技術(shù)二、風味物質(zhì)的提取與分離方法SDE的原理就是樣品瓶與溶劑瓶同時沸騰，揮發(fā)性成分在水蒸汽的帶動下與溶劑蒸汽在裝置的中部相遇，根據(jù)相似相溶原理，揮發(fā)性成分溶到有機相，同時冷凝回流，水相流回樣品瓶，有機相流回溶劑瓶，如此循環(huán)往復，實現(xiàn)對樣品中揮發(fā)性成分的充分萃取。圖7-10同時蒸餾萃取裝置1）二氧化碳（CO2）–丙酮冷凝器，2）出水，3）絕緣，4）攪拌器，5）水溶液，6）進水，7）溶劑，8）水起泡器2.同時蒸餾萃取技術(shù)（Simultaneousdistillationandextraction,SDE）二、風味物質(zhì)的提取與分離方法SDE技術(shù)的優(yōu)點：（a）提取操作中設(shè)備非常簡單，方便處理一系列樣品以提取揮發(fā)性化合物并濃縮化合物；（b）通過蒸餾過程中揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)的有效分離，可以用于不含非揮發(fā)性化合物的痕量成分的檢測；（c）萃取過程中不使用非揮發(fā)性或高沸點材料，且是在實驗室中于室溫（25°C）減壓下進行的，SDE符合實驗安全性；（d）可以用少量溶劑（由于連續(xù)循環(huán)）在短時間內(nèi)提取芳香化合物，在不進一步濃縮溶劑的情況下進行揮發(fā)性化合物的萃取，實現(xiàn)更高濃度的芳香化合物回收率，同時減少提取過程中分解產(chǎn)物的生成；（e）具有高重現(xiàn)性相關(guān)度和高提取效率，可用于量化各種香氣化合物。SDE技術(shù)的缺點：（a）萃取時間一般為3～4h，時間太短會使萃取不充分，萃取效果變差；（b）時間過長又會導致熱敏性成分發(fā)生很大變化，使香味成分失真；（c）由于樣品用量大，故用SDE法得到的萃取液香味物質(zhì)濃度高；（d）由于高溫萃取，故對中等至高沸點的揮發(fā)性成分萃取回收率較高，同時加熱過程中可能會發(fā)生氧化、水解等反應(yīng)，不能真實反映樣品的組分；（e）新鮮植物性材料和未經(jīng)熱加工的原材料不適宜用SDE法進行萃取分離。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法SDE在大氣壓下進行蒸汽蒸餾會產(chǎn)生熱偽影，因此提取物的成分接近于精油，但大氣壓-SDE不適用于熱敏產(chǎn)品，為了避免香精香料的熱改性，一般在一定真空度條件下進行操作，其裝置如圖8-11所示，可以在沒有熱偽影的情況下獲得了高回收率，并且制備版本允許大規(guī)模操作。圖8-11真空-SDE萃取裝置二、風味物質(zhì)的提取與分離方法溶劑輔助風味蒸發(fā)技術(shù)作為一種針對溫和提取不穩(wěn)定的氣味活性化合物的方法，在食品和風味工業(yè)中被廣泛使用。SAFE裝置的主要作用是除去溶劑萃取所得萃取物中的高沸點、難揮發(fā)性成分，便于氣相色譜檢測。因為整個過程是在低溫、高真空下進行，餾出液也是通過液氮冷凍收集所以最終得到的萃取液既能避免SDE過程中產(chǎn)生氧化、水解產(chǎn)物，也能避免色素、匯脂等成分進入到餾出液收集瓶中。圖8-12溶劑萃取物中芳香化合物分離的溶劑輔助風味物蒸發(fā)系統(tǒng)1.恒溫水浴腔，2.中心蒸汽室，3a.蒸汽入口，3b.蒸汽出口，4.物料瓶，5.旋塞，6.冷阱，7、8.左右支架，9.物料通道，10.冷凝管，11.腔體左分支（連接物料瓶），12.腔體右分支（連接蒸餾液收集瓶），13.恒溫水入口，14.恒溫水出口，15.聚乙烯管，16.旋蓋，17.磨砂接口，18.直空泵接口3.溶劑輔助風味蒸發(fā)（solvent-assistedflavorevaporation，SAFE）二、風味物質(zhì)的提取與分離方法超臨界流體（supercriticalfluid,SF）是指某種氣體（液體）或氣體（液體）混合物在操作壓力和溫度均高于臨界點時，使其密度接近液體，而其擴散系數(shù)和黏度均接近氣體，其性質(zhì)介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體萃取法（supercriticalfluidextraction,SCFE）是利用超臨界流體為溶劑，從固體或液體中萃取出某些有效組分，并進行分離的一種方法。圖8-13超臨界CO2萃取基本組成示意圖4.超臨界流體萃取法（Supercriticalfluidextraction,SCFE）二、風味物質(zhì)的提取與分離方法為了用于色譜分析，需要將溶劑蒸發(fā)掉一部分。蒸發(fā)是利用風味物質(zhì)和溶劑具有不同的沸點而實現(xiàn)分離的。因此，為了便于濃縮，在分離過程中通常選用低沸點的溶劑（如戊烷、二氯甲烷、二乙醚和異戊烷）。蒸發(fā)操作的缺點是所需要的目標揮發(fā)性物質(zhì)可能會在共蒸餾中損失，而且不同成分的損失不同并且不可預測。因此，即使采用多種內(nèi)標，定量結(jié)果也可能是不正確的。因為芳香分離物一般都含有少量的水（來自食品本身或蒸餾過程），所以在濃縮前要小心地去除水分。一般來講，可以通過加入干燥劑（如：無水硫酸鎂或硫酸鈉）來除去水分，也可以通過冷凍結(jié)晶的方法來去除水分。如果沒有去除水分就將揮發(fā)性物質(zhì)進行共沸蒸餾，那么揮發(fā)性成分在濃縮階段將會有大量的損失。還要注意揮發(fā)性成分的氧化問題，在蒸發(fā)過程中使用的溫度和時間足以使易氧化的成分氧化，而在真空或惰性環(huán)境下蒸發(fā)可以盡可能地解決這個問題。（三）分析物的濃縮二、風味物質(zhì)的提取與分離方法蒸發(fā)濃縮的設(shè)備：在氮氣流下，通過溫和的加熱將溶劑從錐形燒瓶中蒸發(fā)出來。采用一種低沸點溶劑且對最易揮發(fā)的成分互溶性不好，那么這將會是一種非常合適的濃縮方法。但是，如果提取的是低沸點揮發(fā)物，就需采用逆流系統(tǒng)。用真空系統(tǒng)來進行濃縮，盡管真空系統(tǒng)是一種常規(guī)方法，但對含有相當高沸點和熱敏性成分的芳香分離物的濃縮特別適用。最近，高體積GC進樣系統(tǒng)的發(fā)展已最大程度地降低了對樣品濃縮的依賴性。因為每一種方法優(yōu)先提取那滿足某些物理化學性質(zhì)（如：溶解度或揮發(fā)性）的芳香物質(zhì)，所以我們必須對這些有相當大偏差的食品芳香成分分析結(jié)果進行解釋和彌補。我們需要對各種方法進行選擇，測定我們需要檢測的芳香成分，最終解決問題，也就是說，芳香成分的信息包含在我們所選方法的分析結(jié)果中。此外，還應(yīng)當知道文獻中最常見的方法對于某個特定的分析任務(wù)來說可能不是最好的方法甚至是不適合的，特殊的任務(wù)需要特殊的方法，每一個芳香成分的分離工作都是獨一無二的。二、風味物質(zhì)的提取與分離方法揮發(fā)性風味成分分析方法第二節(jié)第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法一、初步分餾盡管現(xiàn)代毛細管色譜有非常好的分辨力，但是在某些情況下，我們?nèi)赃x用初步分餾來處理芳香分離物。在GC分析前用來初步分餾芳香分離物的較常見方法包括：酸堿分離：通過pH對離子化分物的溶解度的影響進行分離。改變pH值，可以把芳香分離物選擇性地分成酸性、堿性和中性三個部分；HPLC：風味分離物可通過吸附或正/反相色譜來分離。因為吸附色譜的處理量最大且可處理的化合物種類最多，所以它非常適合于進行初步處理。親和吸附的成分可以進一步通過正相或反相色譜分離。硅膠柱色譜：風味濃縮物通過硅膠柱后再用溶劑進行梯度洗脫，利用化合物的極性對其進行有效的分離。制備型GC：目前，人們更趨于使用大孔厚膜毛細管柱，并且具有自動中心餾分切割和重復色譜或部分收集的色譜法分析。選擇適當?shù)纳V餾分切割收集可以將微量組分從主要組分中分離出來。制備型GC的主要問題是高溫可能導致化學變化，有些化合物可能不可逆地結(jié)合到GC柱上。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法二、檢測技術(shù)1.氣相色譜（GC）：氣相色譜具有很高的分辨率和靈敏度（ppb級），故氣相色譜非常適合于風味研究；2.色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）：氣相色譜儀（GC）與質(zhì)譜儀（MS）的耦合是為了結(jié)合兩種分析工具的互補特性：氣相色譜儀提供了一種將混合物組分依次洗脫成單個純化合物的方法，而質(zhì)譜儀提供了一種強有力的方法來鑒別純未知物。3.氣相色譜-離子遷移譜（GC-IMS）：氣相色譜與離子遷移譜的聯(lián)用技術(shù)（GC-IMS）利用色譜突出的分離特點，對混合物進行預先分離，使混合物成為單一組分后再進入IMS檢測器進行檢測，這種聯(lián)用技術(shù)能夠大大提高混合物檢測準確度。并且快速氣相色譜的分離時間相比于常規(guī)色譜大大縮小，可以滿足現(xiàn)場快速分析的需要。與GC-MS相比，GC-IMS的優(yōu)勢如下：（a）檢測限低，在痕量組分分析上有獨特優(yōu)勢；（b）無需真空系統(tǒng)，在大氣壓和常溫條件下工作；（c）樣品無需濃縮富集，有利于風味物質(zhì)的保持；（d）分析時間短，與氣相色譜技術(shù)相比，IMS技術(shù)的分析時間快許多倍。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法3.1離子遷移譜原理樣品在載氣氣流的帶動下，進入離子遷移譜的電離區(qū)，氚源放射的β射線，激發(fā)載氣N2帶上正電荷，經(jīng)過一系列電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，載氣中痕量的H2O分子上帶上質(zhì)子，形成水合質(zhì)子峰（H3O+）n（即反應(yīng)離子峰RIP），此時樣品中揮發(fā)性有機物質(zhì)子親和力大于水的物質(zhì)（如A）搶奪RIP峰上的質(zhì)子，形成AH+；儀器中離子門30ms開啟一次，帶電物質(zhì)AH+等在載氣的作用下進入遷移區(qū)，在載氣、電場和逆向大流量漂移氣的作用下，帶電物質(zhì)在遷移管中進行漂移，由于帶電物質(zhì)的分子質(zhì)量、空間結(jié)構(gòu)不同，在遷移管中的遷移率不同，到達法拉第盤的時間亦不同。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法3.2離子遷移譜原理分子質(zhì)量小、空間結(jié)構(gòu)小的物質(zhì)先到達法拉第盤，分子質(zhì)量大、空間結(jié)構(gòu)大的物質(zhì)后到達法拉第盤，在檢測器上出現(xiàn)信號峰的時間不同，即遷移時間不同，根據(jù)離子所用的漂移時間可以計算出離子的遷移率（遷移率是指在單位電場強度作用下離子的漂移速度），進而根據(jù)遷移率的不同實現(xiàn)對物質(zhì)的分離檢測；樣品中未被電離的物質(zhì)和雜質(zhì)在逆向大流量的漂移氣作用下，由出口排出系統(tǒng)。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法3.3離子遷移譜示意圖當儀器中無分析物時，圖譜中僅有RIP峰存在；有分析物時，RIP峰高度下降，譜圖中出現(xiàn)分析物AH+的信號峰；分析物的濃度較高時，RIP高度繼續(xù)下降，譜圖中出現(xiàn)分析物的單體AH+和二聚體A2H+信號峰。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法3.4

氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)氣相色譜與離子遷移譜（IMS）聯(lián)用后，復雜基質(zhì)的樣品經(jīng)過氣相色譜預分離后進入離子遷移管進行二次分離，既保證了氣相色譜的高分離度，又保證了離子遷移譜的高靈敏度，得到的譜圖實際上為三維圖譜；樣品經(jīng)過二次分離后，在氣相色譜上分不開的物質(zhì)，經(jīng)過離子遷移譜二次分離后，便可進行區(qū)分。偽色圖中橫坐標為遷移時間（單位ms），縱坐標為保留時間（單位s），圖中紅色豎線為RIP峰，RIP峰兩側(cè)的每一點代表一種揮發(fā)性有機物，點大小和顏色深淺表示物質(zhì)含量的多少。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法4.全二維氣相色譜GC-GC圖為實現(xiàn)完全分離和有序色譜的混合尺寸與分離尺寸匹配的概念圖：（A）有顏色、形狀和尺寸的未分離混合物，（B）一維分離使用單一維度（尺寸）導致分離不良，（C）二維分離改善了分離，得到了更有序的色譜，（D）匹配混合物和分離尺寸導致完全分離和有序色譜第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法4.全二維氣相色譜GC-GC圖為

綜合二維氣相色譜（GC×GC）的概念：（A）含有共洗脫液的一維色譜峰；（B）調(diào)制器對第一維峰進行采樣并將窄峰注入第二維；（C）在第二維中分離共洗脫液；（D）串行火焰離子化檢測器或總離子MS數(shù)據(jù)流被分割成段并堆疊成陣列；（E）陣列用輪廓可視化第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法5.氣相色譜/嗅覺測定儀（GC-O）氣相色譜-嗅聞儀（Gaschromatographyolfactometry，GC-O）是將嗅覺和儀器檢測結(jié)合起來的分析技術(shù)，其分析的基本原理是將經(jīng)過前處理的樣品注入在連有氣味檢測儀的色譜柱中，通過FID或MS檢測器檢測樣品的化學組成，而嗅辨員則坐在氣味儀的出口處，記錄在氣體流出物中所聞到的香氣，定性地描述香氣信息以及香氣的強度，同時獲得樣品的化學組成和氣味特征信息。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法6.色譜嗅聞質(zhì)譜儀氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜（GC-O-MS）氣相色譜質(zhì)譜儀（GC-MS）是鑒定香氣物質(zhì)的一種有效手段，但不能衡量各成分的氣味強度及對整體香氣的貢獻度，而氣相色譜嗅聞（GC-O）是將人類靈敏的嗅覺能力與儀器結(jié)合，可以從氣味復雜的揮發(fā)性混合物中鑒別出香氣物質(zhì)，解決MS在風味研究中的難題。GC-O-MS技術(shù)是一種把儀器分析和感官分析結(jié)合在一起研究食品香氣的新型研究方法。該技術(shù)只需一次進樣，使關(guān)鍵氣味物的分析更加快捷、準確，解決了GC-O與GC-MS的分析結(jié)果匹配不良而導致的氣味活性化合物誤判現(xiàn)象發(fā)生。第二節(jié)

揮發(fā)性風味成分分析方法三、定量技術(shù)1.內(nèi)部標準半定量法：內(nèi)標法是將一定重量的純物質(zhì)作為內(nèi)標物加到一定量的被分析樣品混合物中，然后對含有內(nèi)標物的樣品進行色譜分析，分別測定內(nèi)標物和待測組分的峰面積（或峰高）及相對校正因子；2.外部標準定量法：通過使用外標法，將樣品中分析物的峰面積與標準溶液中相同分析物的峰面積進行比較。3.穩(wěn)定同位素稀釋分析法（stableisotopedilutionanalysis，SIDA）：穩(wěn)定同位素稀釋法也是一種內(nèi)標定量法，但是比普通內(nèi)標法精確度更高，對實驗人員的操作和分析能力的要求也更高，該方法以目標物質(zhì)的穩(wěn)定同位素標記的標準物質(zhì)作為內(nèi)標，因為同位素標記標準物質(zhì)與目標物質(zhì)只是極性大小上略有差別，因此只是出峰時間不同，其他所有性質(zhì)完全一致，因此可以避免加入普通內(nèi)標物質(zhì)在分離、純化、濃縮等香氣提取過程中造成的誤差，可避免內(nèi)標物質(zhì)對食品基質(zhì)中香氣成分帶來的干擾和影響，可實現(xiàn)精確定量。特征氣味成分的鑒定及分析方法第三節(jié)第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法一、分子感官科學近年來德國慕尼黑理工大學的風味化學家PeterSchieberle教授近年來提出的分子感官科學的概念，其基于食物中各香氣物質(zhì)的實際濃度進行香氣重組研究，可用于評估由多種香氣成分混合形成的已確定成分的重組物能否模擬出氣味接收器反應(yīng)。分子感官科學是一種依托于感官評價、檢測分析等技術(shù)的多學科交叉學科，包括分析化學、感官鑒評科學等，其核心內(nèi)容是在分子水平上進行定性、定量分析，并精確構(gòu)建食品的風味重組物的綜合方法。分子感官科學因能定性定量分析出食品中的香氣成分，準確判斷食品的風味及其變化。第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法1.稀釋分析法：為了確定在嗅聞中揮發(fā)性化合物的香氣活性（OdorActivity），即在整體香氣中的貢獻，Acreel和Grosch進一步發(fā)展了GC-O技術(shù)，采用稀釋的方法測定了每個成分的相對香氣活度，并將該方法稱為為香氣萃取稀釋分析（AromaExtractDilutionAnalysis），簡稱AEDA；2.香氣重組與缺失實驗：香氣重組和缺失實驗是一種國際通用的驗證關(guān)鍵性香氣成分的方法；重組實驗以準確定量的香氣成分和OAV計算結(jié)果為基礎(chǔ)，將香氣物質(zhì)添加至特定模擬體系（如與真實體系相同的糖、酸含量）中，形成香氣重組模擬體系，再利用人類靈敏的嗅覺有效判斷重組體系結(jié)果與真實體系是否相似。相似度越大，說明對樣品中香氣物質(zhì)的定性、定量結(jié)果越準確；3.感覺閾值：感覺閾值（sensorythreshold）通常可以定義為在一半的試驗中產(chǎn)生反應(yīng)的刺激強度。感覺閾值是衡量人類對給定刺激的敏感性的指標；4.風味活度值-氣味活度值：香氣活力值（OdorActivityValue，OAV）是指香味組分中的某一組分的相對濃度與其在某種特定介質(zhì)中閾值的比值，該比值大小反映的是該組分對某種香味的貢獻度大小。OAV值大則表明該物質(zhì)對呈香貢獻較大；反之則說明該物質(zhì)對呈香貢獻相對較小，可以用于評估各風味化合物對風味形成的貢獻程度。第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法5.時間-強度實驗：時間-強度法（OSME）是當色譜峰開始流出時，立即記錄感覺強度的估計值。經(jīng)過培訓的評價者記錄在嗅聞處檢測到的每個芳香活性化合物的強度和持續(xù)時間，并且描述感覺到的氣味；6.檢測頻率法：檢測頻率法（Detectionfrequencymethod）需將同一個不經(jīng)稀釋的樣品重復分析多次，統(tǒng)計每種氣味成分出現(xiàn)的頻率，以保留指數(shù)為橫坐標，檢測頻率為縱坐標繪制的檢測頻率—氣味譜圖。檢測頻率越大的化合物，對氣味的貢獻也就越大。該方法具有快速、對嗅辨員要求低等特點，但它不能反映出精確強度，同樣也不能測出揮發(fā)物的閾值濃度；7.后強度法：后強度法就是從柱中流出一個峰后在一定范圍內(nèi)記錄氣味強度。這種方法文獻報導較少。研究發(fā)現(xiàn)后強度法與檢測頻率法具有很好的相關(guān)性（r＝0.822），后強度法與稀釋分析法具有較低的相關(guān)性（r＝0.667）。第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法二、香味研究中的化學計量法1.主成分分析：主成分分析（Principalcomponentanalysis，PCA）是一種多變量技術(shù)，用于描述多個響應(yīng)變量之間的關(guān)系并解釋數(shù)據(jù)的總變化。PCA使用一些由原始變量構(gòu)成的方程，這些方程稱為分量。當研究中的變量高度相關(guān)（正或負）或自變量數(shù)量很大時，PCA的使用價值非常大。在描述如何計算主成分之前提供PCA的數(shù)據(jù)排列是一種很好的做法。考慮對n個樣本從每個樣本測量的k個隨機變量Y。PCA不需要多變量假設(shè)；因此，無需檢驗正態(tài)假設(shè)。該過程是找到一些描述數(shù)據(jù)中大部分變化的成分，即使用k個隨機變量Y1,Y2,...Yk，生產(chǎn)組件Z1,Z2,…Zk不相關(guān)。k個分量可以排序，使得第一個主分量Z1代表方差最大的線性組合，第二個主分量Z2代表第二大的變異量，小于Z1解釋的量，以此類推組件。主成分可以根據(jù)每個成分解釋的方差量var(Z1)≥var(Z2)≥…≥var(Zk)按順序排列。研究人員應(yīng)該用前幾個成分來描述數(shù)據(jù)的變化，而忽略其他成分，因為它們解釋了最少量的變化。主成分由所有變量的線性組合表示，其中Y1,Y2,...Yk如式所示：第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法二、香味研究中的化學計量法2.相關(guān)性分析：偏最小二乘回歸分析（partialleastsquaresregression，PLSR）是一種新型多元統(tǒng)計分析方法，主要應(yīng)用于建立多因變量間的統(tǒng)計關(guān)系。它集多元線性回歸分析、典型相關(guān)分析和主成分分析的基本功能于一體，可以較好地解決普通多元線性回歸面臨的諸多問題，如自變量之間的多重相關(guān)性等，利用PLSR模型可將多個與食味品質(zhì)相關(guān)的理化指標量化為食品的品質(zhì)綜合指標。偏最小二乘的一般多元底層模型如式所示。對X和Y分解來最大化T和U之間的協(xié)方差。式中X——一個n×m的預測矩陣；Y——一個n×p的響應(yīng)矩陣；T——一個n×1的響應(yīng)矩陣，X的投影（“X分數(shù)”“組件”或“因子”矩陣）；U——一個n×1的響應(yīng)矩陣，Y的投影（“Y分數(shù)”）P——m×l的正交載荷矩陣；Q——p×l的正交載荷矩陣；E，F(xiàn)——誤差項矩陣，服從獨立同分布的正態(tài)分布隨機變量。第三節(jié)

特征氣味成分的鑒定及分析方法二、香味研究中的化學計量法3.聚類分析：通過將特性比較相近的變量或者觀察單位，按物以類聚的原則進行歸類的一種方法稱為聚類分析（ClusterAnalysis，CA），如系統(tǒng)聚類方法、模糊K-均值聚類方法、k均值聚類法及自組織（Kohonen）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法都屬于聚類分析。聚類分析法可以根據(jù)樣本相似度（一般會使用距離長短或者相似函數(shù)來衡量這些數(shù)據(jù)的相似情況）將數(shù)據(jù)區(qū)分為幾個群集（Cluster），使得同一個群集內(nèi)的數(shù)據(jù)點非常相似，但不同集群的數(shù)據(jù)點會存在差異。因此，該分析方法可以使我們迅速了解數(shù)據(jù)集合的關(guān)系結(jié)構(gòu)。常見的聚類方法主要為層序聚類法（HierarchicalClusterAnalysisHCA）、分割聚類法（PatitioningClustering，PC）和合成聚類（AgglomerativeHierarchicalCluster，AHC）第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法一、非揮發(fā)性風味物質(zhì)的提取/分離1.超濾技術(shù)：超濾是一種以壓力差為推動力的液化膜分離技術(shù)，按照不同截流相對分子質(zhì)量大小，可分離1～500kDa的生物分子物質(zhì)。在分離過程中，相對分子質(zhì)量小于孔徑的樣品分子或溶劑透過超濾膜，而相對分子質(zhì)量大于膜孔徑的樣品被截流，從而達到分級分離的目的。超濾技術(shù)對被處理樣品的理化性質(zhì)幾乎無影響，對含有熱不穩(wěn)定物質(zhì)和易揮發(fā)風味成分的樣品具有較好的分離效果?？捎糜诜蛛x截留脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、核酸、多糖、肽等大分子有機物，以及細菌、病毒等微生物等。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法一、非揮發(fā)性風味物質(zhì)的提取/分離2.凝膠色譜分離技術(shù)：凝膠過濾色譜法是一種基于分子大小的差異實現(xiàn)分離的一種液相色譜技術(shù)，基本原理是根據(jù)分析物的分子大小或流體動力學體積分離各種混合物的方法。當溶質(zhì)通過由各種尺寸的孔和交聯(lián)的聚合物凝膠或珠子組成的固定相時，通過溶質(zhì)的差異排除或包含來實現(xiàn)分離。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法一、非揮發(fā)性風味物質(zhì)的提取/分離3.高效液相色譜分離技術(shù)：高效液相色譜是色譜法的一個重要分支，以液體為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)實現(xiàn)各組分的分離，然后進入檢測器進行檢測，從而實現(xiàn)對試樣的分析。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法二、非揮發(fā)性風味物質(zhì)分析定性方法1.液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)：液相色譜與質(zhì)譜（LC-MS）結(jié)合使用時是分析食品滋味成分的有效技術(shù)。大多數(shù)天然存在的有機化合物和食品添加劑是熱不穩(wěn)定和極性的，因此不能通過氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）等技術(shù)進行測量。此外，許多種類的痕量有機化合物通常必須同時測定。液相質(zhì)譜法可以有效分離食品基質(zhì)中的化合物，它與不同的質(zhì)量分析儀和操作模式的組合提高了該方法的選擇性和靈敏度，用于量化已知材料、識別樣品中的未知化合物以及闡明不同分子的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)。圖為質(zhì)譜儀的構(gòu)成：第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法二、非揮發(fā)性風味物質(zhì)分析定性方法2.核磁共振波譜技術(shù)：核磁共振（Nuclearmagneticresonance，簡稱NMR）技術(shù)是基于原子核磁特性的一種波譜技術(shù)，也是用于解釋小分子和大分子結(jié)構(gòu)的著名分析技術(shù)。具有化學位移和耦合常數(shù)的1HNMR譜圖可以給出分子內(nèi)和分子間共振的定量關(guān)系信息，因此NMR技術(shù)被廣泛應(yīng)用于有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定和化學動力學研究領(lǐng)域。2.1核磁共振的原理：原子核是帶正電荷的自旋粒子，表現(xiàn)出磁偶極矩。在外部磁場的作用下，具有磁性的原子核存在不同能級，當用特定頻率的電磁波照射樣品，且當外加射頻場的頻率與原子核自旋進動的頻率相同（Larmor頻率）時，射頻場的能量才能被原子核有效地吸收。因此，對于給定的原子核，在給定的外加磁場中，只能吸收特定頻率射頻場提供的能量。原子核吸收電磁能發(fā)生躍遷，產(chǎn)生共振吸收信號，所得到的吸收圖譜為核磁共振譜。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法二、非揮發(fā)性風味物質(zhì)分析定性方法2.2核磁共振儀的組成：它主要由5個部分組成。①磁鐵:它的作用是提供一個穩(wěn)定的高強度磁場，即H0。②掃描發(fā)生器：在一對磁極上繞制的一組磁場掃描線圈，用以產(chǎn)生一個附加的可變磁場，疊加在固定磁場上，使有效磁場強度可變，以實現(xiàn)磁場強度掃描。③射頻振蕩器：它提供一束固定頻率的電磁輻射，用以照射樣品。④吸收信號檢測器和記錄儀：檢測器的接收線圈繞在試樣管周圍。當某種核的進動頻率與射頻頻率匹配而吸收射頻能量產(chǎn)生核磁共振時，便會產(chǎn)生一信號。記錄儀自動描記圖譜，即核磁共振波譜。⑤試樣管：直徑為數(shù)毫米的玻璃管，樣品裝在其中，固定在磁場中的某一確定位置。整個試樣探頭是迅速旋轉(zhuǎn)的，以減少磁場不均勻的影響。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法三、不同特征滋味活性化合物分析1.甜味：甜味是食用富含糖的食物時感受到的基本味道之一，大多數(shù)時候被認為是一種愉快的體驗，主要通過糖和一些蛋白質(zhì)的存在來傳遞。甜味通常與由羰基組成的酮和醛有關(guān)。甜味通過與位于味蕾上的G蛋白gustducin偶聯(lián)的多種G蛋白受體來識別。為了讓大腦記錄甜味，必須激活不少于兩個獨特的“甜味感受器”變體。目前檢測甜味劑的方法主要包括氣相色譜法、液相色譜法、離子色譜法、紫外分光光度法、薄層色譜法、液質(zhì)聯(lián)用法。2.酸味：食品中的有機酸的種類、含量和組成對食品的食用品質(zhì)具有很大的影響。食品中的酸味劑包括有機酸和無機酸，在食品中應(yīng)用廣泛。有機酸包括檸檬酸、蘋果酸、酒石酸和乳酸，而鹽酸和磷酸是最常用的無機酸。常用的有機酸分析方法包括化學滴定法、比色法、分光光度法、毛細管電泳法和酶法，但這些方法具有分離步驟復雜、分離效果不佳、使用研究較少等缺陷。隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，色譜法已成為有機酸分析的最常見方法，包括高效液相色譜法、氣相色譜法等。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法三、不同特征滋味活性化合物分析3.苦味：苦味物質(zhì)所包括的化學結(jié)構(gòu)的范圍非常廣，因而很難通過測定化學結(jié)構(gòu)進行分析。每種苦味成分都需要設(shè)計專門的方法來進行分析。據(jù)報道，來自不同來源的蛋白質(zhì)水解物/肽表現(xiàn)出臭名昭著的苦味，這阻礙了它們在食品工業(yè)中的進一步應(yīng)用。有充分證據(jù)表明，Leu、Ile、Val、Phe、Tyr和Trp等多種具有疏水性氨基酸的肽會引起苦味。除了肽的疏水性，肽長度、氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)也會影響苦味的感知。UPLC-Q-TOF-MS結(jié)合味覺定向策略成功分離鑒定了紹興黃酒中苦味肽，將超濾和凝膠過濾色譜分離的組分，根據(jù)味道稀釋分析的評價結(jié)果，分離出味道功效最高的苦味肽，并通過高效液相色譜（HPLC）驗證其純度，再通過UPLC-Q-TOF-MS分析苦味肽組分的氨基酸序列為Leu-Pro-Thr-Leu（LPTL）。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法三、不同特征滋味活性化合物分析4.咸味：咸味主要是由鈉離子的存在產(chǎn)生的。鹽類的咸味品質(zhì)受到陰陽離子的影響，咸味物質(zhì)的相對咸度跟離子半徑有關(guān)，半徑較小呈咸味，半徑大則呈現(xiàn)苦味，介于中間的則表現(xiàn)為咸苦。食品中無機離子的濃度對食品的滋味及感官具有重要影響。能引起咸味的天然物質(zhì)包括鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、氯化物、磷酸鹽。作為現(xiàn)如今的研究熱點，咸味肽的開發(fā)與應(yīng)用對于健康低鈉功能性食品的開發(fā)具有重要意義。目前的咸味肽有Orn-Tao?HCl、Lys-Tau?HCl、Orn-Gly?HCl等二肽，咸味肽主要是由其陽離子易與細胞膜上的味覺受體磷酸基發(fā)生吸附而呈現(xiàn)咸味。陽離子在被電離后通過細胞膜鈉離子通道進入味覺細胞去極化。當足夠多的陽離子導致其帶正電時會形成釋放傳導介質(zhì)的電流，使得神經(jīng)元給大腦傳輸“咸味”信號。針對這些咸味物質(zhì)種類，各種分離技術(shù)如高效液相色譜、高效毛細血管電泳（HPCE）、離子色譜（IC）等分離技術(shù)已成功應(yīng)用于上述無機離子和低分子質(zhì)量有機陰離子。如果想測定其他鹽類，一般選用離子色譜、原子色譜或原子吸收/發(fā)射光譜。第四節(jié)

非揮發(fā)性風味物質(zhì)的鑒定及分析方法三、不同特征滋味活性化合物分析5.鮮味：眾所周知的鮮味化合物有L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸鈉（MSG）、琥珀酸、乳酸、酒石酸和呈味核苷酸（5'-鳥苷酸二鈉：5'-GMP和5'-肌苷酸二鈉：5'-IMP），除此之外還存在許多結(jié)構(gòu)多樣的鮮味促味劑和味覺調(diào)節(jié)劑。味道稀釋分析法與光譜技術(shù)、感官分析和定量分析實驗相結(jié)合，能夠從食品相關(guān)模型系統(tǒng)獲得的提取物中鑒定出各種結(jié)構(gòu)多樣、新穎的味道活性和味道調(diào)節(jié)化合物。這種方法在過去幾年中也成功應(yīng)用于篩選新的天然鮮味品嘗和鮮味增強分子。糖苷(S)-蘋果酸-1-O-β-d-吡喃葡萄糖苷（Glycoside(S)-malicacid-1-O-β-D-glucopyranoside），即(S)-morelid，被確定為干羊肚菌中的關(guān)鍵鮮味活性成分。對日本抹茶中的鮮味活性成分的系統(tǒng)研究，將TDA與比較感官分析實驗相結(jié)合應(yīng)用于L-谷氨酸基質(zhì)，揭示除了文獻已知的味覺活性分子L-谷氨酸和琥珀酸，苯甲酸衍生物沒食子酸、茶沒食子以及乙氨基-L-茶氨酸都有助于綠茶的鮮味。圖為(S)-morelid（1）、沒食子酸（2）、茶沒食子苷（3）、l-茶氨酸（4）、(+)-(S)-阿拉吡啶（5）和N2-1-羧乙基鳥苷-5′-單磷酸鹽（6）第五節(jié)

智能感官檢測技術(shù)一、電子鼻電子鼻是由一種有選擇性的電化學傳感器陣列和適當?shù)淖R別裝置組成的儀器，一般由氣敏傳感器陣列、信號預處理單元和模式識別單元三大部分組成。能識別簡單和復雜的氣味。電子鼻是模擬生物鼻的工作原理進行工作的，它的工作過程可簡單地歸納為：傳感器陣列→預處理電路→神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法→計算機識別。電子鼻是一種較好的風味物質(zhì)分析方法，因為它不需要對揮發(fā)物進行分離便可以進行快速分析。同時，它的處理過程類似于人類的嗅覺系統(tǒng)，電子鼻和人類嗅覺系統(tǒng)都是由許多的感受器（傳感器）組成并對任一特定風味物質(zhì)產(chǎn)生一種反應(yīng)模式。大腦（就人而言）和電腦（就電子鼻而言）都是基于模式識別處理來判斷芳香物質(zhì)及其質(zhì)量。因此，其分析速度是有吸引力的，而且理論基礎(chǔ)似乎也是合理的。隨著具有不同特異性的不同傳感器技術(shù)的發(fā)展，電子鼻逐漸應(yīng)用于多個領(lǐng)域，尤其是氣味物質(zhì)的分析。而在食品分析中的應(yīng)用已被廣泛研究，已經(jīng)應(yīng)用于檢驗食品的質(zhì)量和新鮮度、監(jiān)控制造和烹飪過程、保質(zhì)期檢測及評估包裝污染物等。盡管這項技術(shù)在氣味分析方面取得了成功，但當今人工系統(tǒng)的性能與生物嗅覺系統(tǒng)的性能相差甚遠。后者更好的表現(xiàn)是由于大量的受體神經(jīng)元和嗅覺通路的獨特結(jié)構(gòu)，其中三個主要元素-嗅覺上皮、嗅球和嗅覺皮層-完全整合在一起。而人工嗅覺設(shè)備中是采用數(shù)學工具處理來自傳感器的信號并對氣味進行分類。盡管電子鼻存在一定的局限性，但隨著目前技術(shù)的發(fā)展及改良，電子鼻在風味領(lǐng)域仍然具有相當重要的應(yīng)用潛力。第五節(jié)

智能感官檢測技術(shù)二、電子舌食品和制藥行業(yè)中評估物品味道的主要方法是感官測試，其中經(jīng)驗豐富的評估人員（稱為感官小組成員）實際品嘗樣品評估它們；但這種方法存在客觀性和可重復性不高，人類的味覺感受器不一定能識別單個化學物質(zhì)，五種基本味道的受體中的每一個同時接收多種化學物質(zhì)，會表現(xiàn)出半選擇性。給評委工作壓力大等問題。味覺傳感器的第一個概念出現(xiàn)在1989年，味覺傳感器專利申請于1990年，“電子舌”一詞出現(xiàn)于1995年。東光課題組開發(fā)的味覺傳感器可以認為是一種具有全局選擇性的，可以將化學物質(zhì)的特性分解為味道品質(zhì)及量化，而不是對單個化學物質(zhì)的區(qū)分，通過模仿人類的舌頭，通過每個味覺感受器將食物分解成單獨的味道?；谶@一理念，味覺傳感器已商業(yè)化為味覺傳感系統(tǒng)SA402B和TS-5000Z，它們是世界上第一個商業(yè)化的電子舌系統(tǒng)。目前，已售出超過350個系統(tǒng)，并在世界各地的食品和制藥公司中使用。第五節(jié)

智能感官檢測技術(shù)二、電子舌表

不同研究中電子舌的應(yīng)用研究類型感應(yīng)原理類型數(shù)據(jù)處理環(huán)境應(yīng)用（污水）離子選擇電極（離子載體）的傳感器陣列電位傳感器多元線性回歸（MLR）偏最小二乘法（PLS）非線性回歸（NLLS）反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BPNN）主成分分析（PCA）微型電位傳感器陣列伏安傳感器（一些金屬電極）PCA離子選擇性電極（離子載體）傳感器陣列，電位傳感器PLS葡萄酒質(zhì)量檢測電位傳感器，離子選擇性電極（離子載體）PCA、PLS監(jiān)測老化的啤酒和葡萄酒酶生物傳感器、循環(huán)伏安法PCA、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各種水果飲料和牛奶的分類伏安傳感器PCA混合電子舌電位法、伏安法和電導率測量PCA、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)藥品苦味評價電位傳感器陣列（27個交叉敏感傳感器）PLS基于SH-SAW的電子舌（區(qū)分不同口味的液體）SH-SAWPCA生物組織，例如味覺細胞和受體細胞外電位的生物傳感器記錄—比色交叉敏感傳感器陣列

PCA、層次聚類分析食品中風味的釋放和穩(wěn)定化第九章食品中風味的釋放和穩(wěn)定化風味化合物結(jié)合與釋放的熱力學及動力學特性風味化合物與食品中主要成分的相互作用液態(tài)和乳狀液態(tài)風味物的加工風味物質(zhì)的干燥加工與穩(wěn)定化

控制香氣釋放的關(guān)鍵因素控制產(chǎn)品香氣釋放速率的主要因素

控制香氣釋放的關(guān)鍵因素控制產(chǎn)品香氣釋放速率的主要因素從基質(zhì)到頂空的傳質(zhì)阻力（動力學因素）擴散是由促使完全混合的隨機分子運動引起的，是一個自發(fā)的過程。影響擴散過程的主要因素：（1）由于大分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)組織而產(chǎn)生的阻礙或截留效應(yīng)；（2）小溶質(zhì)（包括水分子和離子）之間特定相互作用（化學或非化學，如氫鍵）的強度和性質(zhì)，以及其與大分子的相互作用。測定擴散系數(shù)的方法：濃度分布法、旋轉(zhuǎn)擴散池法、脈沖梯度-自旋回波法的核磁共振光譜技術(shù)風味化合物遞送的動力學特性風味化合物遞送的動力學特征從固體食品中釋放出來的風味化合物必須首先通過唾液相，然后再分配到口腔頂部空間;在液體和半固態(tài)食品中，風味化合物已經(jīng)處于液相，可以直接釋放到頂空;風味化合物從食品到頂部空間的傳遞是一個涉及食品、唾液和氣相的三相體系;食品或唾液中風味分子的簡單擴散不太可能決定在口腔中的釋放速率，因為咀嚼會干擾擴散梯度并產(chǎn)生新的界面。風味化合物遞送的動力學特性界面?zhèn)髻|(zhì)的原理

風味化合物遞送的動力學特性物質(zhì)遞送機制的數(shù)學模型停滯膜理論：該模型假設(shè)界面處的邊界層是停滯的，物質(zhì)通過這些邊界層的傳質(zhì)方式為分子擴散。滲透理論：該理論考慮到邊界層往往不是完全停滯的，也有渦流擴散傳質(zhì)。這是一種非穩(wěn)態(tài)的分子向氣相擴散的過程。非平衡分配模型：該模型假設(shè)傳質(zhì)只通過渦動擴散發(fā)生。風味化合物遞送的動力學特性液態(tài)食品液態(tài)食品中風味化合物的釋放速度，無論是在食用后還是在吞咽后，都取決于風味化合物在稀釋過程中如何與食品中的其他成分相互作用。在液態(tài)食品中，風味化合物在脂質(zhì)和水相之間的擴散非常迅速。傳質(zhì)系數(shù)受各相黏度的影響，因此也受脂質(zhì)分數(shù)和液滴大小的影響。風味化合物遞送的動力學特性半固態(tài)食品對于凝膠等半固態(tài)食品，其熔點低于口腔溫度，其中風味化合物釋放的驅(qū)動力是熱量擴散到凝膠基質(zhì)并引發(fā)融化的速率。對于熔點高于口腔溫度的較硬凝膠，蔗糖從凝膠表面擴散到鄰近的唾液相是風味釋放的限速步驟，因為它降低了表面的熔化溫度。風味化合物遞送的動力學特性固態(tài)食品對于簡單的固體食品而言，糖基質(zhì)的溶解決定了風味的釋放，如硬糖中風味化合物通過界面釋放的驅(qū)動力是食品和唾液之間的蔗糖梯度；該基質(zhì)中風味釋放表現(xiàn)出停滯層行為；當基質(zhì)溶解時，所有的風味同時釋放到周圍的唾液中，從那里進入到口腔的頂部空間；這類食物的傳質(zhì)系數(shù)是由口腔加工決定的；較快的咀嚼速率將減少停滯層的厚度，增加傳質(zhì)速率，有助于風味化合物的釋放。風味化合物與食品中主要成分的相互作用風味結(jié)合與釋放風味的結(jié)合與釋放是食品非常重要的問題。大多數(shù)食品是復雜的混合物，食品組分間相互作用。我們希望風味物質(zhì)在食品加工過程中保持穩(wěn)定，在食用時能充分釋放或穩(wěn)定、持續(xù)釋放。風味結(jié)合與釋放風味物質(zhì)大多是易揮發(fā)成分，儲藏和加工過程中極易損失，需要穩(wěn)定化處理。食用時通過咀嚼等釋放。能否實現(xiàn)理想的釋放取決于多種因素，主要是食品成分的相互作用。風味結(jié)合與釋放風味結(jié)合：如果一種成分對風味的釋放具有負面影響，它就具有風味結(jié)合能力。風味結(jié)合可定義為某種食品配料強化持香(留香)的能力。為了實現(xiàn)風味穩(wěn)定化和控制釋放的目的，有必要了解揮發(fā)性風味物質(zhì)和食品組分之間的相互作用特性。油脂的最主要成分是甘油三酸酯。甘油三酸酯可以結(jié)合相當多的親油性和部分親油性風味物質(zhì)。固體脂肪結(jié)合風味的能力小于液態(tài)油。脂肪與風味化合物的相互作用油脂對風味物質(zhì)的結(jié)合能力取決于甘油三酸酯中脂肪酸的鏈長以及不飽和程度。長鏈脂肪酸結(jié)合乙醇和乙酸已酯的能力比短鏈脂肪酸弱。甘油三油酸酯-僅含不飽和油酸-比甘油三棕櫚酸酯和甘油三月桂酸酯具有更強的風味結(jié)合能力。脂肪與風味化合物的相互作用在油水混合物中O/W或W/O乳狀液中風味成分的分布取決于風味物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(親油性或親水性)油脂的種類溫度脂肪與風味化合物的相互作用油的頂空相風味很少(大部分風味溶解在油中)；全脂奶(O/W乳狀液)中溶解部分2-庚酮；脫脂奶和水的頂空相2-庚酮濃度最高。不同介質(zhì)的氣相中2-庚酮的濃度

(1=無介質(zhì),2=水,3=脫脂奶,4=全脂奶,5=食用油)脂肪與風味化合物的相互作用大多數(shù)風味物質(zhì)在油脂中的蒸氣壓低，因而比水溶液體系有更高的閾值。在水溶液體系中添加少量油脂就能夠顯著降低氣相的風味濃度水溶液體系中添加1%油就能夠顯著降低氣相中辛醛和庚醛濃度。但對于己醛和戊醛，則需要加10%的油才能達到相同的效果。脂肪與風味化合物的相互作用脂肪對水溶液體系平衡時頂空中親水和親油芳香物質(zhì)濃度的影響食用油和水中一些醛類的香氣閾值A(chǔ)ldehydeOdourthreshould(ppb)inEdibleoilWaterHexanal己醛1204.5Heptanal庚醛2503.0Octanal辛醛4300.7Nonanal壬醛10001.0脂肪與風味化合物的相互作用脂肪醇在O/W體系的分配系數(shù)油脂結(jié)合風味的能力還取決于同系物中風味物質(zhì)的鏈長在O/W體系中醇類的分配系數(shù)隨著醇的鏈長增加而增大。氣相中的濃度則隨著醇的鏈長增加而減小。脂肪與風味化合物的相互作用水溶液體系中單糖、二糖和風味物質(zhì)的作用

丁二酮、庚醛、庚酮、辛醇、薄荷酮乙酸異戊酯、甲基酮揮發(fā)性增強揮發(fā)性減弱幾乎不受影響碳水化合物與風味化合物的相互作用—小分子糖結(jié)晶態(tài)糖葡萄糖、蔗糖、乳糖對風味物質(zhì)（乙酸乙酯、丁胺）的結(jié)合很弱。這種結(jié)合主要依靠結(jié)晶態(tài)糖的表面吸附，是一種完全可逆的作用（23℃，真空）

無定形態(tài)糖由于具有較大的表面積，對風味物質(zhì)（乙酸異丙酯、乙酸苯酯、二乙基酮）的吸附作用很強。小分子糖:風味載體果膠、瓜爾膠、海藻酸鹽、瓊脂、纖維素等乙醛、丁二酮、乙酸乙酯、2-己酮、丁胺以不同的強度結(jié)合（丁胺）以鹽的形式和果膠、海藻酸鹽的羧基結(jié)合。氨基和羧基發(fā)生化學反應(yīng)成胺。

一旦發(fā)生化學反應(yīng)成胺，風味就會完全失去碳水化合物與風味化合物的相互作用—多糖纖維素纖維素分子間的氫鍵打開；丁胺和纖維素形成氫鍵。碳水化合物與風味化合物的相互作用—纖維素淀粉分成兩類:直鏈淀粉

(沒有分枝)支鏈淀粉

(葡萄糖分枝)碳水化合物與風味化合物的相互作用—淀粉淀粉的天然結(jié)構(gòu)在熱水中加熱時發(fā)生變化淀粉糊化過程氫鍵削弱，淀粉粒溶脹，部分直鏈淀粉和支鏈淀粉溶解。支鏈淀粉結(jié)合大量水分直鏈淀粉在吸水過程中形成螺旋結(jié)構(gòu)兩種淀粉對風味的結(jié)合均有作用風味和淀粉的結(jié)合淀粉遇碘變藍色包合絡(luò)合物直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)外層（羥基）：親水層螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)層（氫原子）：疏水層在形成包合絡(luò)合物時，風味物質(zhì)的非極性（疏水）部分起決定性作用小分子風味物質(zhì)（己醇）包合在6-折疊螺旋

（一個螺旋周期由6個葡萄糖組成）大分子風味物質(zhì)(β-松萜)包合在7-折疊螺旋

（一個螺旋周期由7個葡萄糖組成）直鏈淀粉螺旋結(jié)構(gòu)對風味物質(zhì)的捕獲作用如果風味物質(zhì)濃度較高，支鏈淀粉的外部直鏈片段也可以形成螺旋結(jié)構(gòu)，和直鏈淀粉一樣捕獲風味物質(zhì)。不同淀粉具有不同的風味結(jié)合能力含直鏈淀粉比較低的淀粉（如木薯粉，17%含量）和完全由支鏈淀粉組成的蠟質(zhì)淀粉結(jié)合風味能力較差。高直鏈淀粉含量的淀粉（馬鈴薯淀粉、玉米淀粉）結(jié)合風味能力較強。支鏈淀粉和風味物質(zhì)的結(jié)合作用有兩種以上風味物質(zhì)共存時，風味的結(jié)合取決于它們各自的初始濃度。高濃度的薄荷酮包埋在7-折疊螺旋，能促進癸醛的結(jié)合（協(xié)同作用）高濃度的癸醛包埋在6-折疊螺旋，能抑制薄荷酮的結(jié)合（對抗作用）協(xié)同作用和對抗作用包合絡(luò)合物干燥后非常穩(wěn)定，淀粉基質(zhì)包埋的風味成分在口腔咀嚼后一般需要20秒才能釋放。淀粉一旦水解，其風味結(jié)合能力將大大降低或完全失去，取決于淀粉水解的程度。風味和淀粉的結(jié)合環(huán)糊精:一類特殊的淀粉衍生物6、7或8葡萄糖單元的環(huán)糊精（α-,β-,γ-環(huán)糊精）很多國家允許在食品使用包埋香料、色素屏蔽異味風味和環(huán)糊精的結(jié)合在水溶液體系，形成風味物質(zhì)的包合絡(luò)合物。

環(huán)糊精內(nèi)部空隙是非極性的，外部（羥基）是極性的。風味物質(zhì)（安息香醛）的親油部分(苯環(huán))插入內(nèi)部，親水部分（醛基）突出在外面。風味物質(zhì)油溶性越強，包埋越容易。β-環(huán)糊精:最適于包埋風味物質(zhì)環(huán)形、中間有孔穴的圓柱結(jié)構(gòu)外親水（葡萄糖C6的伯醇羥基）內(nèi)疏水（C—H鍵和環(huán)氧）作為微膠囊壁材，包理脂溶性物質(zhì)風味物、香精油、膽固醇等。β-環(huán)糊精:最適于包埋風味物質(zhì)通過這種包合絡(luò)合物，不穩(wěn)定的風味物質(zhì)可以變得非常穩(wěn)定。β-環(huán)糊精可以包埋9%的安息香醛或高達12%的香精油。這是一種可逆的物理或物理化學結(jié)合(吸附,包合絡(luò)合物,氫鍵作用），食用時風味很容易釋放。β-環(huán)糊精:最適于包埋風味物質(zhì)β-環(huán)糊精包埋安息香醛的氧化穩(wěn)定性天然蛋白質(zhì)和變性蛋白質(zhì)都能夠結(jié)合風味。結(jié)合風味時，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生改變。天然蛋白質(zhì)主要通過疏水作用結(jié)合醛和酮類風味物質(zhì)。蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用醇類(丁醇和己醇)通過疏水作用與氫鍵和蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用酮類風味和蛋白質(zhì)通過氫鍵結(jié)合蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用對于風味結(jié)合，熱變性蛋白質(zhì)比天然蛋白質(zhì)更重要。熱處理后的大豆蛋白在水溶液中結(jié)合醛、酮、醇的能力加強。熱變性蛋白質(zhì)結(jié)合風味的能力取決于溫度和pH兩個因素。溫度從25℃升高到50℃蛋白質(zhì)結(jié)合庚醛的能力增強。pH從6.9降到4.7削弱庚醛的結(jié)合,但可以加強2-壬酮的結(jié)合。蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用無水蛋白質(zhì)也可以結(jié)合風味，但對于風味結(jié)合來說，有一個最適水分含量。蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用實際應(yīng)用中蛋白質(zhì)和風味的結(jié)合是否可逆是非常重要的。一般烴類，醇類和酮類風味是可逆結(jié)合的(通過疏水作用、氫鍵作用)。有些醛類也是可逆結(jié)合，但很多醛和蛋白質(zhì)的氨基發(fā)生化學反應(yīng)，是一種不可逆結(jié)合。這種不可逆結(jié)合導致風味的損失。己醛非常容易和大豆蛋白或酪蛋白中的精氨酸反應(yīng)。蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用醛和蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)形成Schiff堿蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用蛋白質(zhì)和風味物質(zhì)的結(jié)合比碳水化合物復雜。蛋白質(zhì)的空隙也可以形成包合絡(luò)合物，特別是親油性風味物質(zhì)可以進入蛋白質(zhì)的“疏水口袋”。蛋白質(zhì)與風味化合物的相互作用水溶性介質(zhì)中游離氨基酸可以結(jié)合很多風味物質(zhì)。酮和醇可以和氨基酸的氨基或羧基通過氫鍵可逆結(jié)合。游離氨基酸與風味化合物的相互作用一些醛和氨基酸的氨基反應(yīng)形成Schiff堿游離氨基酸與風味化合物的相互作用在水溶性介質(zhì)中半胱氨酸和醛、酮反應(yīng)形成4-羧酸-四氫噻唑。這種反應(yīng)在加熱條件下，尤其在酸性pH條件下是可逆的。游離氨基酸與風味化合物的相互作用蛋白黑素是在美拉德反應(yīng)中形成的一種化學結(jié)構(gòu)還不清楚的高分子化合物蛋白黑素能與烘烤硫香味類風味化合物相結(jié)合含硫化合物不是簡單地與蛋白質(zhì)結(jié)合發(fā)生二硫化物的交換反應(yīng)硫醇與吡嗪離子之間會發(fā)生共價結(jié)合，而吡嗪離子是1，4-二-（5-氨基-5-羧基-1-戊烷）吡嗪自由基離子的氧化產(chǎn)物微量食品成分與風味化合物的相互作用—蛋白黑素和無機鹽的作用，最著名的就是鹽析效應(yīng)。水溶液中加部分硫酸鈉、硫酸氨或氯化鈉就可以把揮發(fā)性風味物質(zhì)驅(qū)趕到氣相或與水不混溶的溶劑中。水溶液中加5—15%的鹽就可以把頂空相乙酸乙酯、乙酸異戊酯的濃度提高到25%。這樣的鹽濃度遠遠超過一般食品允許的的范圍，但在香氣分析中非常有用。微量食品成分與風味化合物的相互作用—無機鹽水溶液體系中加入檸檬酸可以明顯降低頂空相丙酮濃度。水溶液體系中加入蘋果酸對丁二酮的蒸氣壓影響很小。但當體系中同時含有兩種果酸(如0.7%檸檬酸和0.1%蘋果酸)檸檬烯（檸檬油精）的香氣閾值將提高一倍。微量食品成分與風味化合物的相互作用—果酸熒光來源于生色基團在不同電子能級之間的躍遷，熒光頻率取決于能級之間的能量差，生色基團與周圍基團的相互作用可能會改變其處于激發(fā)態(tài)時所具有的能量，從而改變其發(fā)射熒光的頻率與強度。風味化合物與食品組分之間相互作用的研究方法熒光光譜法圓二色譜是一種用于分析蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化的常用方法，可用于分析風味化合物與蛋白質(zhì)作用前后α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲的相對含量變化，以此來判斷風味化合物所引起的蛋白質(zhì)構(gòu)象變化。風味化合物與食品組分之間相互作用的研究方法圓二色譜X射線衍射技術(shù)常用來檢測碳水化合物與風味分子復合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，復合物的衍射峰會因風味分子不同而發(fā)生變化。風味分子與淀粉復合后，可呈現(xiàn)V6I-型（如癸酸、丙二醇），V6II-型（如己酸乙酯、順-3-己烯-1-醇），V6III-型（如γ-癸內(nèi)酯、δ-癸內(nèi)酯），B-型（如乙酸乙酯、苯甲醛）等結(jié)晶結(jié)構(gòu)。風味化合物與食品組分之間相互作用的研究方法X射線衍射差示掃描量熱分析是常用的熱特性測試方法之一，可測量樣品由于物理或化學性質(zhì)的變化而發(fā)生的