食品化學(xué)第九章食品風(fēng)味化合物.ppt

食品化學(xué),授課老師：鄭海云,第九章 食品風(fēng)味化合物,重點： 掌握食品中香氣形成的幾種常見的途徑；化合物的類別與氣味。植物性食品如水果、蔬菜等的香氣成分；動物性食品氣味包括肉類及發(fā)酵食品的呈香物質(zhì)。 難點： 氣味與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，氣味的形成機(jī)理。,本章提要,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 化合物的氣味與分子結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 食品中的香氣成分 第四節(jié) 風(fēng)味化合物的生成途徑,思考： 1. 香蕉去皮后，在空氣中放置一段時間，顏色會發(fā) 生什么變化？ 2. 食用生的香蕉，味覺如何？,1. 香蕉去皮后，在空氣中放置一段時間，顏色會發(fā)生什么變化？,顏色改變：褐變 褐變機(jī)理： 酶促褐變 多酚類物質(zhì)（單寧）、多酚氧化酶、氧,2. 食用生的香蕉，味覺如何？,味覺：澀味 產(chǎn)生原因：多酚化合物(單寧)是主要的澀味化合物，口腔黏膜的蛋白質(zhì)被凝固時，所產(chǎn)生的收斂結(jié)果就會使人感到澀味。,狹義上的食品風(fēng)味：食品的香氣、滋味和入口后獲得的香味。（味覺和嗅覺） 廣義上的食品風(fēng)味(flavor)：是指攝入口腔的食物使人的感覺器官，包括味覺、嗅覺、痛覺、觸覺、視覺和聽覺等所產(chǎn)生的綜合印象。 由于食品風(fēng)味是一種主觀感覺，所以對風(fēng)味的理解和評價往往會帶有強(qiáng)烈的個人、地區(qū)或民族的特殊傾向性和習(xí)慣性。,第一節(jié) 概 述,風(fēng)味物質(zhì)的特點,1.種類繁多，相互影響 如：經(jīng)過調(diào)配的咖啡已經(jīng)鑒定的風(fēng)味物質(zhì)達(dá)500多種； 焙烤土豆香氣中已經(jīng)鑒定的風(fēng)味物質(zhì)200多種； 食品的風(fēng)味是大量的風(fēng)味物質(zhì)相互協(xié)同或拮抗而形成的； 2.含量極微，效果顯著 水中乙酸異戊酯含量為510-6mg/kg時，就有明顯的水果香氣 3.穩(wěn)定性差，易被破壞 4.風(fēng)味類型與風(fēng)味物質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)缺乏普遍的規(guī)律性 呈味性能與其分子結(jié)構(gòu)有高度特異性的關(guān)系 5.風(fēng)味物質(zhì)還受到其濃度、介質(zhì)等外界條件的影響,第二節(jié) 化合物的氣味與分子結(jié)構(gòu),嗅覺：指食品中的揮發(fā)性物質(zhì)刺激鼻腔內(nèi)的嗅覺神經(jīng)細(xì)胞而在中樞引起的一種感覺 其中產(chǎn)生的令人愉快的揮發(fā)性物質(zhì)稱為香氣 產(chǎn)生令人厭惡的揮發(fā)性物質(zhì)稱為臭氣 香氣是混合物所致。 一般用香氣值來表示某種物質(zhì)在香氣產(chǎn)生中的作用大小。 香氣值=嗅覺物質(zhì)的濃度/閾值 香氣值小于1，則說明該物質(zhì)在香氣產(chǎn)生中沒有發(fā)生作用。,敏銳性 人的嗅覺相當(dāng)敏銳，一些嗅感物質(zhì)即使在很低的濃度下也會被感覺到。據(jù)說個別訓(xùn)練有素的專家能辨別4000種不同的氣味。某些動物的嗅覺更為突出，有時連現(xiàn)代化的儀器也趕不上。 易疲勞、適應(yīng)、習(xí)慣性 盡管惡臭，但呆久也能忍受。這說明嗅覺細(xì)胞易產(chǎn)生疲勞而對該氣味處于不靈敏狀態(tài)，但對其他氣味并非疲勞。 當(dāng)嗅球中樞神經(jīng)由于一種氣味的長期刺激而陷入負(fù)反饋狀態(tài)時，感覺便受到抑制而產(chǎn)生適應(yīng)性。 另外，當(dāng)人的注意力分散時會感覺不到氣味，時間長些便對該氣味形成習(xí)慣。,嗅覺的基本特點,個體差異性 不同的人嗅覺差別很大，即使嗅覺敏銳的人也會因氣味而異。 對氣味不敏感的極端情況便形成嗅盲，這也是由遺傳產(chǎn)生的。 有人認(rèn)為女性的嗅覺比男性敏銳，但也有不同看法。 閾值會隨人體狀況變動 當(dāng)人的身體疲勞或營養(yǎng)不良時，會引起嗅覺功能降低；如人在生病時會感到食物平淡不香。這都說明人的生理狀況對嗅覺也有明顯影響。,嗅覺的基本特點,食品味覺的閾值,2.1 閾值 閾值是指某一化合物能被人的感覺器官(味覺或嗅覺)所辨認(rèn)時的最低濃度。 感覺器官對味覺化合物感受敏感性及閾值各不相同。 甜味蔗糖，閾值一般為0.3%(w/w)。 咸味氯化鈉，閾值一般為0.2%(w/w)。 酸味檸檬酸，閾值一般為0.02%(w/w)。 苦味奎寧，閾值一般約為16 mg/kg。,1.對呼吸器官的影響： 香氣深長吸氣；可疑氣味短促呼吸；惡臭氣味暫停呼吸 2.對消化器官的影響： 香氣 促進(jìn)胃腸運動，產(chǎn)生饑餓感 腐敗臭氣 抑制胃腸運動，喪失食欲，惡心嘔吐 3.對循環(huán)系統(tǒng)的影響： 香氣 血管擴(kuò)張、血壓下降 4.對精神活動的影響： 香氣 身心愉快、神清氣爽，可解除精神緊張、身心疲勞癥狀 惡臭 心煩、焦躁、喪失活動欲望,氣味對身體的影響,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,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，RCOO 發(fā)香原子：位于元素周期表中族。 如：P, As, Sb, S, F。,化合物的類別與分子結(jié)構(gòu) 脂肪族化合物 （1）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。,（2）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； C10-C15的甲基酮有油脂酸敗的哈味。 （3）酸 低級脂肪酸有刺鼻的氣味。,（3） 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。 （4）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。,2. 芳香族化合物 此類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）,3. 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)2S CH2=CHCH2SSCH2CH=CH2 二烯丙基硫醚 二硫化二烯丙基,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。,有氣味物質(zhì)的一般特征 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。,任何一種食品的香氣都并非由一種呈香物質(zhì)單獨產(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)。,第三節(jié) 食品中的香氣成分,食品香氣的基本要素芳香、濃郁和留香 芳香是指呈香物質(zhì)必備的基礎(chǔ)條件，即必須是香的物質(zhì)。 濃郁是指呈香物質(zhì)必須有足夠的揮發(fā)性，以確保人們在進(jìn)食時有能夠感知這種香氣的濃度。 留香是指呈香物質(zhì)在人們進(jìn)食時有足夠長的停留時間，揮發(fā)性不要太大，否則稍縱即逝，進(jìn)食者還來不及品嘗欣賞，即已煙消云散，也同樣達(dá)不到預(yù)期的效果。,1、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）。 水果香氣的主要成分是有機(jī)酸酯類、醛類、萜類化合物、醇類、酮類和一些揮發(fā)性的弱有機(jī)酸等。,果蔬的香氣及香氣成分,草莓香氣150多種，葡萄香氣78種，梨的香氣30多種，桃的香氣90多種，香蕉20多種，鳳梨16種。 桃的主香成分苯甲醛、苯甲醇、各種酯類、多種內(nèi)酯和苧烯等，而且隨著果實的成熟程度加大，香氣成分也明顯增加。 同一種水果的不同品種其香氣成分也是不相同的。 水果通常都是生食，加熱會使其香氣喪失。,2、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。 （1）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、醛及吡嗪類化合物。 如:黃瓜、青椒、番茄等。 （2）傘形花科蔬菜 具有微刺鼻的芳香； 如：胡蘿卜、芹菜、香菜等。,（3）百合科蔬菜 具有刺鼻的芳香，如:大蒜、洋蔥、蔥、韭菜等。 風(fēng)味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。 （4）十字花科蔬菜 具有辛辣氣味，如：卷心菜、蘿卜、花椰菜、芥菜等。 風(fēng)味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。 （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，其腥氣來自于三甲胺。 烤紫菜的香氣的產(chǎn)生有美拉德反應(yīng)參與。,二. 肉的香氣及香氣成分 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、脂質(zhì)、維生素等。 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。,雞肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物構(gòu)成。 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。 。,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)峤狻?（2）美拉德反應(yīng)、分解和氧化反應(yīng)。 （3）前兩類途徑生成物質(zhì)之間的二次反應(yīng)。 其中美拉德反應(yīng)是主要的作用，呋喃和吡嗪類衍生物即因它而產(chǎn)生的。 根據(jù)這些研究成果，可配制各種肉類食用香精。,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。,2. 醬油 醬類利用曲霉、乳酸菌和酵母菌發(fā)酵。 醬油香氣的主體是酯類，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。,四、水產(chǎn)品的氣味 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。 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。,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。 魚、貝類死后其體內(nèi)的賴氨酸逐步酶促分解。 魚體表面粘液中的蛋白質(zhì)，氨基酸等被細(xì)菌分解。 魚油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸戊酸等。,食品中香氣形成的主要途徑： 生物合成 酶直接作用 酶間接作用 加熱分解 微生物作用,第四節(jié) 風(fēng)味化合物的生成途徑,微生物作用 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)過不同時期的化學(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)