風(fēng)味化學(xué)食品化學(xué)

風(fēng)味化學(xué)食品化學(xué)第一節(jié)化合物的氣味與分子結(jié)構(gòu)一基本概念嗅感：是揮發(fā)性物質(zhì)氣流刺激鼻腔內(nèi)嗅覺神經(jīng)所發(fā)生的反映。令人喜愛的稱為香氣，令人生厭的稱為臭氣。嗅覺理論：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，人的嗅覺的空間位置也有差別。如果呈香物質(zhì)與嗅覺的空間位置相匹配，則人體能感覺到氣味。

第2頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2微粒理論

動物的鼻腔中有嗅覺感受器，其中的嗅細(xì)胞發(fā)生直接感受。嗅細(xì)胞的表面為水樣的分泌液的分子依極性按一定方向排列，當(dāng)揮發(fā)性物質(zhì)分子吸附到嗅細(xì)胞表面后就使表面的部分電荷發(fā)生改變，產(chǎn)生電流，使神經(jīng)末梢接受刺激而興奮，傳遞到大腦的嗅區(qū)。第3頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

二

氣味分類

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、桉樹腦、龍腦、叔丁醇、戊基甲基乙醇魚腥臭三甲胺、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4頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三.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5頁,共44頁，2024年2月25日，星期天大環(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無氣味。同類化合物取代基不同，氣味不同。有些化合物的旋光異構(gòu)體的氣味不同。分子的幾何異構(gòu)和不飽和度對氣味有較強(qiáng)的影響。第6頁,共44頁，2024年2月25日，星期天四.化合物的類別與分子結(jié)構(gòu)：脂肪族化合物：

醇類：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。

CH3CH2CH=CHCH2CH2CH=CHCH2OH

黃瓜醇（壬二烯醇（2t,6c））有黃瓜香氣

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHOHCH3

2-

辛醇有蘑菇香氣

庚醇有葡萄香氣。第7頁,共44頁，2024年2月25日，星期天酮類：丙酮有類似薄荷的香氣；庚酮-[2]有類似梨的香氣；低濃度的丁二酮有奶油香氣，但濃度稍大就有酸臭味；茉莉花中的香氣成分是茉莉酮；C10~C15的甲基酮有油脂酸敗的哈味。醛類：低級脂肪醛有強(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。酯類：由低級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8頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

CH3(CH2)6CHCH2CH2C=O-十一內(nèi)酯（桃香）

O

-壬內(nèi)酯（椰子香）酸：低級脂肪酸有刺鼻的氣味.2.芳香族化合物：此類化合物多有芳香氣味。

CHOCHOCH=CHCHOH3CO-

苯甲醛OH桂皮醛（杏仁香氣）香草醛（香草香氣）（肉桂香氣）第9頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

OCH3OHCH=CHCH3CH2CH=CH2

茴香腦丁香酚（茴香香氣）（丁香香氣）

醚類及酚醚多有香辛料香氣。3.萜類：

（開鏈單萜）（單環(huán)單萜）

香葉烯寧烯第10頁,共44頁，2024年2月25日，星期天O

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11頁,共44頁，2024年2月25日，星期天硫醇類（RSH）多有惡臭，且氣味隨分子量增大而增大。乙硫醇含量僅為3

10-7

g也能感覺到。硫甘醇(CH2OHCH2SH)具有蒜臭味。5.含氮化合物：

食品中低碳原子數(shù)的胺類，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：

噻唑類化合物還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12頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

氣味物質(zhì)的特性：

具有揮發(fā)性；既具有水溶性（才能透過嗅覺感受器的粘膜層），又具有脂溶性（才能通過感受細(xì)胞的脂膜）；

分子量在26~300之間，分子量太小，脂溶性不好，太大則揮發(fā)性不好。第13頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

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。對香氣貢獻(xiàn)大的物質(zhì)，被稱為“頭香物”。呈香與否還與呈香物的含量有關(guān)。第14頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)食品中氣味形成的途徑

食品中香氣形成的途徑大體分為：生物合成、酶直接作用、酶間接作用、加熱分解、微生物作用等。生物合成：直接由生物體合成形成的香氣成分，如：萜類，酯類。人工催熟的水果的香氣不如自然成熟的水果香。

第15頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

由脂肪酸經(jīng)脂肪氧合酶酶促生物合成的揮發(fā)物具有獨(dú)特的芳香。作為前體物的脂肪酸多為亞油酸和亞麻酸，產(chǎn)物為C6和C9的醇、醛類以及由C6、C9脂肪酸所生成的酯。

例如：己醛是蘋果、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16頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

例如：以脂肪酸為前體物的生物合成第17頁,共44頁，2024年2月25日，星期天酶直接作用：

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+CH2CH2COOHCH3S+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18頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

大蒜中氣味的形成途徑是蒜甘酶作用于蒜氨酸，產(chǎn)生大蒜素。ONH2

蒜甘酶

OCH2=CHCH2SHCH2=CHCH2SCH2CHCOOHH2OCH2=CHCH2SH[H]+

蒜氨酸

[O]OCH2=CHCH2SOHCH2=CHCH2S=OCH2=CHCH2S大蒜素第19頁,共44頁，2024年2月25日，星期天四.加熱分解：

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)。此外油脂，含硫化合物等的熱分解也能生成各種特有的香氣。芝麻焙炒風(fēng)味物質(zhì)（含硫化合物）花生焙烤風(fēng)味物質(zhì)（吡咯，吡嗪，呋喃及其衍生物）蘑菇中的香氣的形成既有加熱的作用，也有酶的作用。三.酶間接作用：

酶促反應(yīng)的產(chǎn)物再作用于香味前體，形成香氣成分。

第20頁,共44頁，2024年2月25日，星期天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21頁,共44頁，2024年2月25日，星期天五.微生物作用：

發(fā)酵食品的風(fēng)味形成的途徑是：微生物可產(chǎn)生豐富的酶（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風(fēng)味的形成有較大的貢獻(xiàn)。例如：啤酒中酯類的形成。

微生物代謝→酸+乙醇+胞外酶體外酶促反應(yīng)酯第22頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)植物性食品的風(fēng)味水果的香氣成分：

主要通過生物合成途徑產(chǎn)生香氣成分，如：酯類、萜類、醛類，此外還有醇類，酮類，揮發(fā)酸等。

各種水果中的香氣成分中大多含有C6~C9的醛類和醇類，是以亞油酸和亞麻酸為前體物經(jīng)生物合成而得（有酶催化）。第23頁,共44頁，2024年2月25日，星期天①桃的香氣成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各種酯類，內(nèi)酯及

-寧烯等；

②紅蘋果則以正丙~己醇和酯為其主要的香氣成分；③柑橘以萜類為主要風(fēng)味物；④菠蘿中酯類是特征風(fēng)味物（己酸甲酯、己酸乙酯）；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）；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24頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二.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。葫蘆科和茄科中的黃瓜、青椒、番茄等具有顯著的青鮮氣味。特征氣味物有C6或C9的不飽和醇、醛及吡嗪類化合物。

黃瓜：清香味，因含有少量有機(jī)酸使口感清爽，還含有萜類，香氣的主要成分有黃瓜醇，堇菜醇。西紅柿的香氣成分僅有2~5ppm，其中青草氣味主要是青葉醇，青葉醛的貢獻(xiàn)。

青椒、馬鈴薯、萵苣的特征氣味物是吡嗪。第25頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2.傘形花科蔬菜（胡蘿卜、芹菜、香菜等）具有微刺鼻的芳香，頭香物有萜烯類化合物。3.百合科蔬菜（大蒜、洋蔥、蔥、韭菜等）具有刺鼻的芳香，其中的風(fēng)味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。4.十字花科蔬菜（卷心菜、蘿卜、花椰菜、芥菜等）具有辛辣氣味，其中最重要的氣味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、異硫氰酸酯）。

第26頁,共44頁，2024年2月25日，星期天蘑菇的香氣成分有20余種，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，還有一定量的萜類化合物，其腥氣來自于三甲胺?？咀喜说南銡庥宣溊路磻?yīng)的貢獻(xiàn)。這是因?yàn)樽喜酥泻休^多的游離氨基酸的緣故。

CH3

酶

CH3-S+-CH=CHCOOHCH3-S-CH3+CH2=CHCOOH

（海藻中的風(fēng)味前體物）（香氣成分）

第27頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

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、糖等產(chǎn)生的。酒類：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)以各種酯類為主體，而羰基化合物、羧酸類、醇類及酚類也是重要的芳香成分。烹調(diào)時(shí)加酒的作用（1）酒中的風(fēng)味成分本身就具有調(diào)香作用（2）利用乙醇將不良?xì)馕段锍槿]發(fā)（3）降低香氣物質(zhì)的蒸氣分壓。第28頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2.醬油：

醬類利用曲霉、乳酸菌和酵母菌發(fā)酵。醬油的香氣主體是酯類，此外甲基硫是構(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%，其香氣成分以乙酸乙酯為主，由于酯化反應(yīng)速度慢，故陳醋香氣濃郁。此外發(fā)酵的面食如：饅頭等的清淡香氣其主香成分是醇，有機(jī)酸，也有少量的酯。第29頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)動物性食品的風(fēng)味水產(chǎn)品的氣味：魚的氣味：

淡水魚的腥味的主體成分是哌啶;存在于魚腮部和血液中的血腥味的主體成分是

-氨基戊酸。

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

魚中令人不愉快的氣味形成途徑主要是微生物和酶的作用。第30頁,共44頁，2024年2月25日，星期天魚、貝類死后，體內(nèi)的賴氨酸逐步酶促分解，生成各種臭氣成分。鮮魚肉內(nèi)還含有2%的尿素，在一定條件下可分解生成NH3，而帶有臭味。魚油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸、戊酸等也構(gòu)成魚臭氣的一部分。第31頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二.肉類的氣味：熟肉誘人的香氣，其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。

肉香中的主要化合物有內(nèi)酯類，呋喃衍生物，吡嗪衍生物及含硫化合物等。肉香的前體物有氨基酸、多肽、核酸、糖類、脂質(zhì)、維生素等。第32頁,共44頁，2024年2月25日，星期天這些前體物通過如下三種途徑生成肉香成分：

（1）脂質(zhì)的熱氧化降解、硫胺素?zé)峤猓?）麥拉德反應(yīng)、Strecker降解、糖的熱解（3）由（1）和（2）生成的各物質(zhì)之間的二次反應(yīng)。其中（2）起主要作用。如：含硫氨基酸與糖之間的麥拉德反應(yīng)導(dǎo)致了肉香的主要成分三噻烷和噻啶等的生成。根據(jù)這些研究成果，配制出各種肉類食用香精。

第33頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

雞肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物構(gòu)成，因此雞湯具有很弱的硫化物的氣味，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34頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三.乳及乳制品的氣味：

新鮮乳的香氣的主體成分是二甲基硫醚（閾值很低，12ppb），含量稍高就會產(chǎn)生異味。從乳中分離出的

-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。香氣成分還有低級脂肪酸、醛、酮等。酸奶和奶酪屬發(fā)酵食品，丁二酮是酸奶的特征風(fēng)味成分。奶酪的風(fēng)味在乳制品中是最豐富的，有酯類、羰基化合物、游離脂肪酸等。第35頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

牛乳在脂水解酶的作用下，水解成低級脂肪酸，產(chǎn)生酸敗味。

牛乳在日光下日照，會產(chǎn)生日光臭味。CH3SCH2CH2CHCOOHVB2CH3SCH2CH2CHO+CO2+NH3NH2日光極稀濃度時(shí)有日曬味牛乳長期貯存會產(chǎn)生舊膠皮味，其主要成分是鄰氨基苯乙酮。第36頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)香味增強(qiáng)

香味的增強(qiáng)一般采用：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，但通過對嗅覺神經(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37頁,共44頁，2024年2月25日，星期天麥芽酚：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，存在于烘烤過的麥芽，咖啡豆，可可豆中?？蓮奶烊恢参镏刑崛?，

工業(yè)生產(chǎn)的麥芽酚一般是以大豆蛋白發(fā)酵生產(chǎn)的。麥芽酚一般用于甜味食品中，有增香增甜作用?？捎糜谇煽肆?、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)生肉類香味。第38