1、食品化學,河南農業大學食品科學技術學院,第八章 食品風味化學,Flavor Chemistry,第一節 引言 第二節 呈味物質 第三節 食品中氣味形成的途徑 第四節 不同來源的食品風味簡介 第五節 食品風味化學的研究進展,第一節 引言,Introduction,一、食品風味的定義,風味(flavor)是指人以口腔為主的感覺器官對食品產生的綜合感覺（嗅覺，味覺，視覺及觸覺）。,二、風味物質的特點,(1)成分多，含量甚微; (2) 大多是非營養物質; (3) 味感性能與分子結構有特異性關系; (4) 多為對熱不穩定的物質。,三、嗅覺理論(Theory of olfaction) 1.立體化學理論(

2、Amoore, 1964) 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。 2.膜刺激理論（Davis, 1967） 氣味分子被吸附在受體柱狀神經薄膜的酯質膜界面上。 3.振動理論 氣味特性與氣味分子的振動特性有關。,第一節 引言,Introduction,第一節 引言,Introduction,四、風味化合物的分析,感官分析,食品風味的感官總體評價 特征化學成分的感官評價,儀器分析,高效液相色譜、超臨界二氧化碳萃取等,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,一、概述,1、食品的基本味（原味）(origianl taste) 酸、甜、苦、咸。 2

3、、呈滋味的物質的特點(characteristic of taste compound),多為不揮發物； 能溶于水； 閾值比呈氣味物高得多。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,一、概述,3、味覺生理學(taste physiology),Map of the tongues taste receptors,溫度 在1040之間較敏感，在30時最敏感。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,一、概述,4、影響味覺的因素(factors of effect on taste),溫度對味覺的影響,時間 易溶解的物質呈味快，味感消失也快； 慢

4、溶解的物質呈味慢，但味覺持續時間長。 各種味覺的相互作用 味覺的相乘效果 味覺的相消效果,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,一、概述,4、影響味覺的因素(factors of effect on taste),第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),夏倫貝格爾(Shallenberger)的AHB理論,風味單位(flavor unit)是由共價結合的氫鍵鍵合質子和位置距離 質子大約3的電負性軌道產生的結合。 化合物分子中有相鄰的電負性原子是產生甜味的必

5、須條件。 其中一個原子還必須具有氫鍵鍵合的質子。 氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到這個作用，羥基氧 原子可以在分子中作為AH或B。,呈甜機理,補充學說 甜味分子的親脂部分通常稱為 (-CH2-, -CH3, -C6H5)可被味覺感受器類似的親脂部位所吸引，其立體結構的全部活性單位(AH、B和)都適合與感受器分子上的三角形結構結合，位置是強甜味物質的一個非常重要的特征，但是對糖的甜味作用是有限的。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),夏倫貝格爾(Shallenberger)的AH

6、B理論,呈甜機理,-D-吡喃果糖甜味單元中AH/B和之間的關系,氯仿,鄰磺酰苯亞胺,葡萄糖,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),夏倫貝格爾(Shallenberger)的AHB理論的局限性,呈甜機理,不能解釋多糖、多肽無味。 D型與L型氨基酸味覺不同， D-纈氨酸呈甜味，L-纈氨酸呈苦味。 未考慮甜味分子在空間的卷曲和折疊效應。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),

7、甜度及其影響因素,1、甜度,甜味劑的相對甜度,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),甜度及其影響因素,2、影響因素,A、聚合度: 聚合度大則甜度降低； B、異構體：葡萄糖： ，果糖： ； C、環結構： -D-吡喃果糖 -D- 呋喃果糖； D、糖苷鍵： 麥芽糖( -1,4苷鍵）有甜味，龍膽二糖(-1,6苷鍵）苦味。,結構,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,二、甜味與甜味物質(Sweet taste and sweet substance),甜度及其影響

8、因素,2、影響因素,溫度 果糖隨溫度升高，甜度降低。（異構化） 結晶顆粒大小 小顆粒易溶解，味感甜。 不同糖之間的增甜效應 5%葡萄糖+10%蔗糖=15%蔗糖。 其它呈味物的影響,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,三、苦味與苦味物質(Bitterness and bitterness substance),苦味機理,大多數苦味物質具有與甜味物質同樣的AH/B模型及疏水基團。 受體部位的AH/B單元取向決定了分子的甜味和苦味。 沙氏理論認為苦味來自呈味分子的疏水基，AH與B的距離近，可 形成分子內氫鍵，使整個分子的疏水性增強，而這種疏水性是與 脂膜中多烯磷酸酯組成

9、的苦味受體相結合的必要條件。,1、茶葉、可可、咖啡中的生物堿 2、啤酒中的苦味物質（萜類） 啤酒中的苦味物質主要源于啤酒花中的律草酮或蛇麻酮的衍生物（ -酸和-酸），其中-酸占了85%左右。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,三、苦味與苦味物質(Bitterness and bitterness substance),苦味物質,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,三、苦味與苦味物質(Bitterness and bitterness substance),苦味物質,3、柑橘中的苦味物（糖苷） 主要苦味物質：柚皮苷、新橙皮苷 脫苦的方

10、法：酶制劑酶解糖苷，樹脂吸附，-環糊精包埋等。,4、氨基酸及多肽類,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,三、苦味與苦味物質(Bitterness and bitterness substance),苦味物質,5、鹽類 苦味與鹽類陰離子和陽離子的離子直徑之和有關。 離子直徑小于0.65nm的鹽顯示純咸味 如：LiCl=0.498nm，NaCl=0.556nm，KCl=0.628nm 隨著離子直徑的增大鹽的苦味逐漸增強 如：CsCl=0.696nm，CsI=0.774nm，MgCl2=0.85nm,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,四、

11、咸味與咸味物質(Salty taste and salty substance),陽離子產生咸味,陰離子抑制咸味,氯化鈉和氯化鋰是典型咸味的代表。鈉離子和鋰離子產生咸味。,較復雜的陰離子不但抑制陽離子的味道，而且它們本身也產生味道。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、酸味與酸味物質(Sourness and sourness substance),1、酸味是由H+刺激舌粘膜而引 起的味感，H+是定味劑，A-是助 味 劑。 2、酸味的強度與酸的強度不呈正相關關系。,呈酸機理,3、酸味物質的陰離子對酸味強度有影響 有機酸根A-結構上增加羥基或羧基，則親脂性減弱，

12、酸味減弱； 增加疏水性基團，有利于A-在脂膜上的吸附，酸味增強。,1、食醋 2、乳酸 3、檸檬酸 4、葡萄糖酸 -D-葡萄糖內酯的水溶液加熱可轉變成葡萄糖酸。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、酸味與酸味物質(Sourness and sourness substance),主要的酸味劑,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、辣味與辣味物質(Piquancy and piquancy substance),呈味機理,辣味刺激的部位在舌根部的表皮，產生一種灼痛的感覺，嚴格講屬觸覺。 辣味物質的結構中具有起定味作用的親水基團和起助

13、味作用的疏水基團。,1. 熱辣味（hotness） 口腔中產生灼燒的感覺，常溫下不刺鼻（揮發性不大），高溫 下能刺激咽喉粘膜。 如：紅辣椒中的辣椒素，胡椒中的胡椒堿。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、辣味與辣味物質(Piquancy and piquancy substance),呈味機理,2. 辛辣味（pungency） 沖鼻的刺激性辣味，對味覺和嗅覺器官有雙重刺激，常溫下具 有揮發性。 如：姜、蔥、蒜等。,辣味強度排序： 辣椒、胡椒、花椒、姜、蔥、蒜、芥末 熱辣 辛辣,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、辣味與辣味物質

14、(Piquancy and piquancy substance),辣味物質,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、鮮味與鮮味物質(Delicious taste and delicious substance),鮮味物質,1. 味精 (谷氨酸鈉) L - 型谷氨酸鈉是肉類鮮味的主要成分； D - 型異構體則無鮮味。,2. 鮮味核苷酸 主要的呈鮮核苷酸：肌苷酸，鳥苷酸。 肉中鮮味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而產生。 酵母水解物也是鮮味劑，其呈鮮成分是5-核糖核苷酸。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、澀味與澀味物質(Ast

15、ringent tast and astringent substance),呈味機理,澀味通常是由于單寧或多酚與唾液中的蛋白質締合而產生沉淀 或聚集體而引起的。 難溶解的蛋白質與唾液的蛋白質和粘多糖結合也產生澀味。,主要澀味物質是多酚類的化合物。 單寧是最典型的澀味物： 縮合度適中的單寧具有澀味； 縮合度超過8個黃烷醇單體后，其溶解度大為降低，不再呈澀味。 明礬、醛類也具有澀味。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、澀味與澀味物質(Astringent tast and astringent substance),澀味物質,（1）焯水處理； （2）在果汁中加

16、入蛋白質，使單寧沉淀； （3）提高原料采用時的成熟度。,第二節 呈味物質,Taste chemistry of food,五、澀味與澀味物質(Astringent tast and astringent substance),常用脫澀方法,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（一）植物中脂肪氧合酶對脂肪酸的作用,前體物多為亞油酸和亞麻酸 產物為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、香蕉和桃子中的風味物；2t-壬烯醛(醇)和3c-壬烯醇則是香瓜

17、、西瓜等的特征香味物質。,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（二）支鏈氨基酸的酶法脫氨脫羧,香蕉和蘋果的成熟風味大多是由氨基酸揮發物引起的。主要是通過酶促Strecker降解反應產生。,纈氨酸（亮氨酸） -酮酸 醛（酰基輔酶A） 醇和酯,轉氨酶,脫羧酶,酶促反應,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（三）萜類化合物的生物合成,萜類化合物食品香料精油、水果和蔬菜中一類重要的香氣物質。,乙酰輔酶A

18、甲瓦龍酸 異戊烯基焦磷酸 萜類風味物,縮合和還原,焦磷酸化、脫羧和異構化,縮合,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（四）莽草酸途徑,莽草酸途徑是生物合成芳香族氨基酸、芳香族有機酸、酚類物質及木質素等物質的重要生物合成途徑之一。,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（五）乳酸乙醇發酵產生風味物質,微生物產生的酶（氧化還原酶、水解酶、異構化酶、裂解酶、轉移酶、連接酶等），使原料成分生成小分子，這些分

19、子經過不同時期的化學反應生成許多風味物質。 發酵食品的后熟階段對風味的形成有較大的貢獻。,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,一、生物合成(biosynthesis),（六）酶法合成支鏈脂肪酸,丙酸在酶的作用下可以合成支鏈脂肪酸。 如：4-甲基-辛酸（羊膻氣味）,第三節 食品中氣味形成途徑,Formative approachs of food odor,二、化學反應(chemical reaction),（一）美拉德反應,在食品加工過程中，還原糖與氨基化合物的作用會導致褐變色素產生的同時，褐變反應還可產生一些揮發性物質。,（二）類胡蘿

20、卜素氧化降解,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),1、水果的香氣成分 主要是以亞油酸和亞麻酸為前體物經生物合成途徑產生的（有酶催化）。 水果中的香氣成分主要為C6C9的醛類和醇類，此外還有酯類、萜類、酮類，揮發酸等。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),1、水果的香氣成分,桃的香氣成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各種 酯類，內酯及-寧烯等； 紅蘋果

21、則以正丙己醇和酯為其主要的香氣成分； 柑橘以萜類為主要風味物；,菠蘿中酯類是特征風味物； 哈密瓜的香氣成分中含量最高的是 3t, 6c 壬二烯醛（閾值為310-6）； 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）。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),1、水果的香氣成分,蔬菜中風味物質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,第四節

22、 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),2、蔬菜的香氣成分,（2）傘形花科蔬菜 具有微刺鼻的芳香， 頭香物有萜烯類化合物。 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。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),2、蔬菜的香氣成分,(4)十字花科蔬菜 具有辛辣氣味，

23、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 。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),2、蔬菜的香氣成分,（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，還有一定量的萜類化合物，其腥氣來自于三甲胺。 烤紫菜的香氣的產生有麥拉德反應參與。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of

24、 plant foods),2、蔬菜的香氣成分,主要是微生物作用于蛋白質、脂類、糖等產生的。 （1）酒類 主要是酵母菌發酵。 白酒中的香氣成分有300多種，呈香物質以各種酯類為主體，而羰基化合物、羧酸類、醇類及酚類也是重要的芳香成分。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),3、發酵食品的香氣成分,（2）醬油 醬油類利用曲霉、乳酸菌和酵母菌發酵。 醬油香氣的主體是酯類，甲基硫是構成醬油特征香氣的主要成分。 （3）食醋 是酵母菌和醋酸菌發酵，乙酸含量高達4%， 香氣成分以乙

25、酸乙酯為主。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,一、植物來源食品風味(The flavor of plant foods),3、發酵食品的香氣成分,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,二、動物來源食品風味(The flavor of animality foods),1、水產品的風味,新鮮魚的淡淡的清鮮氣味是內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化產生的。 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

26、 -氨基戊酸。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,二、動物來源食品風味(The flavor of animality foods),1、水產品的風味,主要是微生物和酶的作用。 魚、貝類死后其體內的賴氨酸逐步酶促分解。 鮮魚肉內中約2%的尿素，在一定條件下可分解生成NH3。 魚體表面粘液中的蛋白質，氨基酸等被細菌分解。 魚油氧化分解生成的甲酸、丙酸、丙烯酸、丁酸戊酸等。,魚中令人不愉快的氣味形成途徑,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、維生素等。 肉香中的主

27、要化合物有內酯類，呋喃衍生物，吡嗪衍生物及含硫化合物等。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,二、動物來源食品風味(The flavor of animality foods),2、肉類的風味,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,二、動物來源食品風味(The flavor of animality foods),前體物生成肉香成分的主要三種途徑,（1）脂質的熱氧化降解、硫胺素熱解。 （2）麥拉德反應、Strecker降解、糖的熱解。 （3）（1）和（2）生成的各物質之間的二次反應。 根據這些研究成果，可配制各種肉類食用香精。,雞肉香主要是由羰基化合物和含硫化合物構成。 若除去2t,4c-癸二烯醛、2t,5c-十一碳二烯醛，雞肉的獨特香氣就失去了。 牛、羊肉的膻氣源于脂質中特有的脂肪酸。 如：羊肉中含有4-甲基辛酸和4-甲基壬酸。,第四節 不同來源食品的風味,The flavor of different foods,二、動物來源食品風味(The flavor of animal