食品氣味化學(xué)Odorchemistryoffood

第一節(jié)概述第二節(jié)化合物氣味與分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)食品中氣味形成的途徑第四節(jié)植物性食品的風(fēng)味第五節(jié)動(dòng)物性食品的風(fēng)味第六節(jié)香味增強(qiáng)第七節(jié)風(fēng)味分析

第一頁(yè)第二頁(yè)，共55頁(yè)。風(fēng)味(flavor)是指人以口腔為主的感覺(jué)器官對(duì)食品產(chǎn)生的綜合感覺(jué)（嗅覺(jué)，味覺(jué)，視覺(jué)及觸覺(jué)）。

風(fēng)味物質(zhì)一般具有下列特點(diǎn)：(1)成分多，含量甚微;(2)大多是非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);(3)味感性能與分子結(jié)構(gòu)有特異性關(guān)系;(4)多為對(duì)熱不穩(wěn)定的物質(zhì)。

第一節(jié)概述返回第二頁(yè)第三頁(yè)，共55頁(yè)。嗅覺(jué)理論(Theoryofolfaction)1.立體化學(xué)理論化合物立體分子的大小、形狀及電荷有差異，人的嗅覺(jué)的空間位置也有差別。2.微粒理論3.振動(dòng)理論第二節(jié)化合物的氣味與分子結(jié)構(gòu)Odorandstructureofcompound第三頁(yè)第四頁(yè)，共55頁(yè)。

基本氣味與代表性化合物基本氣味代表化合物薄荷香薄荷醇、環(huán)己酮、叔丁基甲醇花香香葉醇、

-紫羅酮、苯乙醇、松油醇焦糖香吡喃酮、呋喃酮、環(huán)酮麝香環(huán)十六烷酮、雄甾烷-3-

-醇樟腦香d-樟腦、桉樹(shù)腦、龍腦、叔丁醇、戊基甲基乙醇魚(yú)腥臭三甲胺、二甲基乙胺、N-甲基吡咯烷汗臭異戊酸、異丁酸腐爛臭戊硫醇、1,5-戊二胺、吲哚、3-甲基吲哚第四頁(yè)第五頁(yè)，共55頁(yè)。二.化合物的氣味與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系發(fā)香團(tuán)（原子）：是指分子結(jié)構(gòu)中對(duì)形成氣味有貢獻(xiàn)的基團(tuán)（原子)。發(fā)香團(tuán)：-OH,-COOH,C=O,R-O-R′,-COOR,-C6H5,-NO2,-CN,-ONO,-RCOO。發(fā)香原子：位于元素周期表中Ⅳ族~Ⅶ族。如：P,As,Sb,S,F。第五頁(yè)第六頁(yè)，共55頁(yè)。2.大環(huán)酮碳數(shù)不同，氣味不同。

O=C(CH2)nn=4~7薄荷或杏仁香，n=8~11樟腦氣味，n=13~17麝香，n>17無(wú)氣味。3.同類(lèi)化合物取代基不同，氣味不同。4.有些化合物的旋光異構(gòu)體的氣味不同。1.分子的幾何異構(gòu)和不飽和度對(duì)氣味有較強(qiáng)的影響。第六頁(yè)第七頁(yè)，共55頁(yè)。三.化合物的類(lèi)別與分子結(jié)構(gòu)脂肪族化合物

（1）醇類(lèi)C1~C3的醇有愉快的香氣，C4~C6的醇有近似麻醉的氣味,C7以上的醇呈芳香味。

第七頁(yè)第八頁(yè)，共55頁(yè)。（2）酮類(lèi)丙酮有類(lèi)似薄荷的香氣；庚酮-[2]有類(lèi)似梨的香氣；低濃度的丁二酮有奶油香氣，但濃度稍大就有酸臭味；C10~C15的甲基酮有油脂酸敗的哈味。第八頁(yè)第九頁(yè)，共55頁(yè)。(3)醛類(lèi)

低級(jí)脂肪醛有強(qiáng)烈的刺鼻的氣味。隨分子量增大，刺激性減小，并逐漸出現(xiàn)愉快的香氣。C8~C12的飽和醛有良好的香氣，但

,

-不飽和醛有強(qiáng)烈的臭氣。第九頁(yè)第十頁(yè)，共55頁(yè)。（5）酸

低級(jí)脂肪酸有刺鼻的氣味。（4）酯類(lèi)

由低級(jí)飽和脂肪酸和飽和脂肪醇形成的酯，具有各種水果香氣。內(nèi)酯、尤其是

-內(nèi)酯有特殊香氣。第十頁(yè)第十一頁(yè)，共55頁(yè)。2.芳香族化合物

此類(lèi)化合物多有芳香氣味。

如:苯甲醛（杏仁香氣）,桂皮醛（肉桂香氣）,香草醛（香草香氣）醚類(lèi)及酚醚多有香辛料香氣。

如：茴香腦（茴香香氣），丁香酚（丁香香氣）第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共55頁(yè)。

3.萜類(lèi)

如:紫羅酮（紫羅蘭香氣）;水芹烯（香辛料香氣）4.含硫化合物

硫化丙烯化合物多具有香辛氣味。如：蔥、蒜、韭菜等蔬菜中的香辛成分的主體是硫化物。(CH2=CHCH2)2SCH2=CHCH2SSCH2CH=CH2二烯丙基硫醚二硫化二烯丙基

第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共55頁(yè)。5.含氮化合物食品中低碳原子數(shù)的胺類(lèi)，幾乎都有惡臭，多為食物腐敗后的產(chǎn)物。如：甲胺，二甲胺，丁二胺（腐胺），戊二胺（尸胺）等，且有毒。6.雜環(huán)化合物

噻唑類(lèi)化合物具有米糠香氣或糯米香氣，維生素B1也有這種香氣。有些雜環(huán)化合物有臭味。如：吲哚及

-甲基吲哚。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共55頁(yè)。

有氣味物質(zhì)的一般特征：

①具有揮發(fā)性；

②既具有水溶性（才能透過(guò)嗅覺(jué)感受器的粘膜層），又具有脂溶性（才能通過(guò)感受細(xì)胞的脂膜）；

③分子量在26~300之間。

第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共55頁(yè)。

任何一種食品的香氣都并非由一種呈香物質(zhì)單獨(dú)產(chǎn)生，而是多種呈香物質(zhì)的綜合反映。對(duì)香氣貢獻(xiàn)大的物質(zhì)，被稱(chēng)為“頭香物”。

呈香與否還與呈香物的含量有關(guān)。返回第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共55頁(yè)。食品中香氣形成的主要途徑：1、生物合成2、酶直接作用3、酶間接作用4、加熱分解5、微生物作用

第三節(jié)食品中氣味形成的途徑

Formativeapproachsoffoododor第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共55頁(yè)。一、生物合成(biosynthesis)

直接由生物體合成形成的香氣成分。主要是由脂肪酸經(jīng)脂肪氧合酶酶促生物合成的揮發(fā)物。前體物多為亞油酸和亞麻酸，產(chǎn)物為C6和C9的醇、醛類(lèi)以及由C6、C9脂肪酸所生成的酯。例如：己醛是蘋(píng)果、葡萄、草莓、菠蘿、香蕉和桃子中的嗅味物；2t-壬烯醛(醇)和3c-壬烯醇則是香瓜、西瓜等的特征香味物質(zhì)。第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共55頁(yè)。以脂肪酸為前體物的生物合成第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共55頁(yè)。酶直接作用(directactionofEnzyme)

酶直接作用于香味前體物質(zhì)形成的香氣成分。

蘆筍的香氣形成途徑如下：CH3酶CH3CH3S+CH2CH2COOH

CH3S+CH2=CHCOOH+H+二甲基-

-硫代丙酸二甲基硫丙烯酸

風(fēng)味前體物

香氣物

香氣物第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共55頁(yè)。四.加熱分解(decomposabilityofheating)麥拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、Strecker降解反應(yīng)可產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)。油脂，含硫化合物等的熱分解也能生成各種特有的香氣。

三.酶間接作用(indirectactionofEnzyme)酶促反應(yīng)的產(chǎn)物再作用于香味前體，形成香氣成分。第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共55頁(yè)。

OOOOOCH3SCH2SCH2SCH2SCH2CHNH--CCH2CH2CHCOOH蘑菇氨酸OCOOHNH2火烤或曬干

-谷氨酰胺水解酶谷氨酸+OOOONH2CH3SCH2SCH2SCH2S--CH2CHCOOHOC-S裂解酶丙酮酸+NH3+SSOOOOCH2CH2CH2CH3SCH2SCH2SCH2SHSSSS香菇精OS

第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共55頁(yè)。五.微生物作用(actionofmicroorganism)

發(fā)酵食品風(fēng)味形成的途徑是：

微生物產(chǎn)生的酶（氧化還原酶、水解酶、異構(gòu)化酶、裂解酶、轉(zhuǎn)移酶、連接酶等），使原料成分生成小分子，這些分子經(jīng)過(guò)不同時(shí)期的化學(xué)反應(yīng)生成許多風(fēng)味物質(zhì)。

發(fā)酵食品的后熟階段對(duì)風(fēng)味的形成有較大的貢獻(xiàn)。返回第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共55頁(yè)。水果的香氣成分主要是以亞油酸和亞麻酸為前體物經(jīng)生物合成途徑產(chǎn)生的（有酶催化）。水果中的香氣成分主要為C6~C9的醛類(lèi)和醇類(lèi)，此外還有酯類(lèi)、萜類(lèi)、酮類(lèi)，揮發(fā)酸等。

第四節(jié)植物性食品的風(fēng)味

Theflavorofplantfood第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共55頁(yè)。①桃的香氣成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各種酯類(lèi)，內(nèi)酯及

-寧烯等；②紅蘋(píng)果則以正丙~己醇和酯為其主要的香氣成分；③柑橘以萜類(lèi)為主要風(fēng)味物；④菠蘿中酯類(lèi)是特征風(fēng)味物；⑤哈密瓜的香氣成分中含量最高的是3t,6c壬二烯醛（閾值為3

10-6）；⑤西瓜和甜瓜的香氣成分中含量最高的是3c,6c壬二烯醛（閾值為10-5）。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共55頁(yè)。二.蔬菜的香氣成分

蔬菜中風(fēng)味物質(zhì)的形成途徑主要是生物合成。葫蘆科和茄科具有顯著的青鮮氣味。特征氣味物有C6或C9的不飽和醇、醛及吡嗪類(lèi)化合物。

如:黃瓜、青椒、番茄等

第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共55頁(yè)。2.傘形花科蔬菜

具有微刺鼻的芳香，頭香物有萜烯類(lèi)化合物。如：胡蘿卜、芹菜、香菜等。3.百合科蔬菜

具有刺鼻的芳香，風(fēng)味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。如:大蒜、洋蔥、蔥、韭菜等。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共55頁(yè)。4.十字花科蔬菜

具有辛辣氣味，最重要的氣味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、異硫氰酸酯）。如：卷心菜、蘿卜、花椰菜、芥菜等。5.其它

蘑菇主香成分有：肉桂酸甲酯，1-辛烯-3-醇，香菇精。海藻香氣的主體成分是甲硫醚，還有一定量的萜類(lèi)化合物，其腥氣來(lái)自于三甲胺。烤紫菜的香氣的產(chǎn)生有麥拉德反應(yīng)參與。

第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共55頁(yè)。

三.發(fā)酵食品的香氣成分主要是微生物作用于蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、糖等產(chǎn)生的。酒類(lèi)主要是酵母菌發(fā)酵。白酒中的香氣成分有300多種，呈香物質(zhì)以各種酯類(lèi)為主體，而羰基化合物、羧酸類(lèi)、醇類(lèi)及酚類(lèi)也是重要的芳香成分。

第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共55頁(yè)。2.醬油

醬類(lèi)利用曲霉、乳酸菌和酵母菌發(fā)酵。醬油香氣的主體是酯類(lèi)，甲基硫是構(gòu)成醬油特征香氣的主要成分。3.食醋

是酵母菌和醋酸菌發(fā)酵，乙酸含量高達(dá)4%，香氣成分以乙酸乙酯為主。

第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共55頁(yè)。水產(chǎn)品的氣味

新鮮魚(yú)的淡淡的清鮮氣味是內(nèi)源酶作用于多不飽和脂肪酸生成中等碳鏈不飽和羰化物所致。

熟魚(yú)肉中的香味成分是由高度不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的。

淡水魚(yú)的腥味的主體成分是哌啶，存在于魚(yú)腮部和血液中的血腥味的主體成分是

-氨基戊酸。

第五章動(dòng)物性食品的風(fēng)味

Theflavorofanimalityfood第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共55頁(yè)。魚(yú)中令人不愉快的氣味形成途徑：

主要是微生物和酶的作用。魚(yú)、貝類(lèi)死后其體內(nèi)的賴(lài)氨酸逐步酶促分解。鮮魚(yú)肉內(nèi)中約2%的尿素，在一定條件下可分解生成NH3。魚(yú)體表面粘液中的蛋白質(zhì)，氨基酸等被細(xì)菌分解。魚(yú)油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸戊酸等。第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共55頁(yè)。二.肉類(lèi)的氣味熟肉香氣的生成途徑主要是加熱分解。因加熱溫度不同，香氣成分有所不同。肉香形成的前體物有氨基酸、多肽、核酸、糖類(lèi)、脂質(zhì)、維生素等。肉香中的主要化合物有內(nèi)酯類(lèi)，呋喃衍生物，吡嗪衍生物及含硫化合物等。

第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共55頁(yè)。前體物生成肉香成分的主要三種途徑：

（1）脂質(zhì)的熱氧化降解、硫胺素?zé)峤?。?）麥拉德反應(yīng)、Strecker降解、糖的熱解。（3）（1）和（2）生成的各物質(zhì)之間的二次反應(yīng)。

根據(jù)這些研究成果，可配制各種肉類(lèi)食用香精。

第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共55頁(yè)。

雞肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物構(gòu)成。若除去2t,4c-癸二烯醛、2t,5c-十一碳二烯醛，雞肉的獨(dú)特香氣就失去了。

牛、羊肉的膻氣源于脂質(zhì)中特有的脂肪酸。如：羊肉中含有4-甲基辛酸和4-甲基壬酸。

豬肉中的5

–雄甾-16-烯-3-酮（醇）具有尿臭味。第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共55頁(yè)。三.乳及乳制品的氣味新鮮乳香氣的主體成分是二甲基硫醚（閾值12ppb），含量稍高就會(huì)產(chǎn)生異味。此外,還有低級(jí)脂肪酸、醛、酮等。乳中分離出的

-癸酸內(nèi)酯具有乳香氣，現(xiàn)已用作人工合成的調(diào)香劑和增香劑。酸奶中丁二酮是其特征風(fēng)味成分。奶酪的風(fēng)味在乳制品中是最豐富的，有酯類(lèi)、羰基化合物、游離脂肪酸等。第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共55頁(yè)。

形成乳制品不良風(fēng)味的途徑:

乳脂氧化形成的氧化臭，其主體是C5~C11的醛類(lèi)，尤其是2,4-辛二烯醛和2,4-壬二烯醛。

牛乳在脂水解酶的作用下，水解成低級(jí)脂肪酸，產(chǎn)生酸敗味。

牛乳在日光下日照，會(huì)產(chǎn)生日光臭味。

牛乳長(zhǎng)期貯存產(chǎn)生舊膠皮味，其主要成分是鄰氨基苯乙酮。返回第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共55頁(yè)。

增強(qiáng)香味的方法：添加食用香精和香味增強(qiáng)劑。香味增強(qiáng)劑：能顯著增加食品香味的物質(zhì)，其本身不一定有香味，但通過(guò)對(duì)嗅覺(jué)神經(jīng)的刺激，可以大大提高和改善食品的香味。目前廣泛使用的香味增強(qiáng)劑主要有麥芽酚、乙基麥芽酚。

第六節(jié)香味增強(qiáng)Aromapotentiation第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共55頁(yè)。麥芽酚(matol)具有焦糖香氣，在酸性條件下，增香和調(diào)香效果好。麥芽酚在自然界中廣泛存在，可從天然植物中提取,如:烘烤過(guò)的麥芽，咖啡豆，可可豆。3.工業(yè)生產(chǎn)的麥芽酚一般是由大豆蛋白發(fā)酵制備的。麥芽酚一般用于甜味食品中，如：巧克力、糖果、果酒、飲料、冰淇淋、冰棍、糕點(diǎn)等食品中。由于酚遇鐵離子呈色，故會(huì)影響食品的白度，一般用量為0.02%。麥芽酚和氨基酸合用還能產(chǎn)生肉類(lèi)香味。第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共55頁(yè)。二.乙基麥芽酚(ethylmatol)增香能力為麥芽酚的六倍。1份乙基麥芽酚可代替24份香豆素。在食品中用量一般為0.4~100ppm。有明顯的水果香味。返回第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共55頁(yè)。風(fēng)味分析的作用：

評(píng)價(jià)加工過(guò)程的適宜性。

原料、中間產(chǎn)品和成品質(zhì)量的重要指標(biāo)。

豐富合成香味的種類(lèi)。

第七節(jié)風(fēng)味分析

Analysisofflavor第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共55頁(yè)。一風(fēng)味成分的分離提取1．蒸餾，抽提(distillation,extraction)

真空蒸餾常用于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分離。蒸餾過(guò)程：蒸餾出的揮發(fā)性化合物通過(guò)高效冷阱濃縮，得到含水的餾出液經(jīng)有機(jī)溶劑提取，最后回收溶劑。

Likens-Nickersons裝置可完成這種連續(xù)蒸餾提取過(guò)程。

第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共55頁(yè)。

1：裝有水溶性樣品，需水浴加熱的圓底燒瓶2：裝溶劑的水浴加熱的玻璃瓶3：冷凝管4：濃縮分離器Likens-Nickersons裝置第四十二頁(yè)第四十三頁(yè)，共55頁(yè)。這種方法的缺點(diǎn)：

（1）對(duì)易溶于水的極性化合物的提取卻不完全。（2）當(dāng)化合物分子量大于150道爾頓時(shí)，揮發(fā)性減小，從而使回收率大大降低。第四十三頁(yè)第四十四頁(yè)，共55頁(yè)。2．氣體提取(extractionwithgas)

氣體抽提是從食品中分離提取揮發(fā)性成分常用的一種方法。操作方法：利用惰性氣體（N2，CO2或He）將吸附到多孔，粒狀聚合材料上（TenaxGC,PorapakQ,Charomosorb105）的風(fēng)味化合物通過(guò)程序升溫使揮發(fā)物逐步解析。低溫時(shí)，洗脫劑帶走痕量的水分，隨著溫度的逐步升高，釋放出揮發(fā)物并隨載氣