食品的风味物质思维导图
U612553859
2022-12-21
食品的基本味感
呈香物质
呈味物质
食品中香气形成的途径
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呈香物质
概述
食品香气的重要性
任何一种食品的香气是多种呈香物质的综合反映，包括头香、主香和微香
一般用香气值来表示某种物质在香气产生中的作用大小。香气值=嗅觉物质的浓度/阈值，若香气值小于1，则说明该物质在香气产生中没有发生作用
嗅觉生理学
嗅觉产生的过程
食品中挥发性物质悬浮于空气中，经过鼻腔刺激嗅觉细胞，然后传到大脑的中枢神经，从而引起一种感觉，即为嗅觉
有香气和臭气等之分
嗅觉的基本特点
敏锐性
人可以辨别4000种不同气味，犬、鳝鱼的嗅觉比人的灵敏100万倍
易疲劳、适应和习惯
个体差异大
一般女性比男性敏锐；极个别有嗅盲
阈值会随人体状况变动
气味对身体的影响
对呼吸器官的影响：香气→ 深长吸气；可疑气味→ 短促呼吸；恶嗅气味→ 暂停呼吸
对消化器官的影响：香气→ 促进胃肠运动，产生饥饿感；腐败臭气→ 抑制胃肠运动，丧失食欲，恶心呕吐
对循环系统的影响：香气→ 血管扩张、血压下降
对精神活动的影响：香气→ 身心愉快、神清气爽，可解除精神紧张、身心疲劳症状；恶臭→ 心烦、焦躁、丧失活动欲望
嗅觉理论
振动学说
人的嗅觉类似于视觉和听觉，气味的传播像光波或声波那样通过振动产生嗅感。由于不同的气味分子所产生的振动频率不同，从而形成不同的嗅感
膜刺激理论：Davis
气味分子被吸附在受体柱状神经的脂膜界面上，嗅感细胞能被气味的刚性分子所渗透和极化，定向双脂膜可能暂时被穿孔，并借此进行离子交换，产生神经脉冲
立体化学理论：Amoore
该学说认为不同呈香物质的立体分子结构、大小和电荷是不一样的，可以和人的嗅觉受体发生特异性结合，这就像钥匙开锁一样恰如其分地嵌入受体的空间，人就能够捕捉到这种气体的特征
化合物的气味与分子结构
脂肪族化合物
醇类
酮类
C7～C12酮是某些天然物质中的香气成分
丙酮有类似薄荷的香气
低浓度的丁二酮有奶油香气，但浓度稍大就有酸臭味
C10~C15的甲基酮有油脂酸败的哈味
醛类
低级脂肪醛有强烈的刺鼻的气味。随分子量增大，刺激性减小，并逐渐出现愉快的香气
C8~C12的饱和醛有良好的香气，但α, β-不饱和醛有强烈的臭气
酯类
由低级饱和脂肪酸和饱和脂肪醇形成的酯，具有各种水果香气。内酯、尤其是γ-内酯有特殊香气
酸
低级脂肪酸有刺鼻的气味，C7～C14脂肪酸呈脂肪气味
芳香族化合物
此类化合物多有芳香气味
苯甲醛（杏仁香气）, 桂皮醛（肉桂香气）,香草醛（香草香气）
醚类及酚醚多有香辛料香气
茴香脑（茴香香气），丁香酚（ 丁香香气）
萜类
紫罗酮（紫罗兰香气）; 水芹烯（香辛料香气）
含硫化合物
硫化丙烯化合物多具有香辛气味
葱、蒜、韭菜等蔬菜中的香辛成分的主体是硫化物
含氮化合物
食品中低碳原子数的胺类，几乎都有恶臭，多为食物腐败后的产物
杂环化合物
杂环化合物的香气种类复杂多样，气味强烈
具体包括：呋喃类、噻吩类、噻唑类、吡嗪类、吡咯类、吡啶类、多硫杂环类
有些杂环化合物有臭味。如：吲哚 及β-甲基吲哚
呈味物质
食品风味的概念、分类与特点
风味的基本概念
广义的食品风味：指摄入的食品使人的所有感觉器官，包括味觉、嗅觉、痛觉、触觉、视觉和听觉等在大脑中留下的综合印象
狭义的食品风味：指食品的香气、滋味和入口获得的香味，即包括滋味和气味两个方面
食品风味的分类
根据风味产生的刺激方式不同可将其分为化学感觉、物理感觉和心理感觉
味觉是指食物在人的口腔内对味觉器官化学感受系统的刺激并产生的一种感觉
辣味：食物成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、皮肤和三叉神经而引起的一种痛觉
涩味：食物成分刺激口腔、舌头黏膜，使蛋白质凝固时而产生的一种收敛感觉
鲜味：欧洲各国都将鲜味物质列为风味增效剂或风味增强剂，不做为一种独立的味感
食品风味的特点
风味是一种感觉现象，所以对风味的爱好必然带有强烈的个人的、地区的、民族的倾向。但风味仍具有坚实的物质基础，而不是单纯的由个人的主观感觉产生
风味物质有营养性的，如糖类、氨基酸、核苷酸等；也有非营养性的，如各种香气成分。但不管那一类风味物质都对人的食欲具有促进作用，对营养产生直接或间接的良好影响（摄食、消化），因此，良好的风味是食品质量的重要因素
风味物质的特点
种类繁多，相互之间影响作用明显（主导作用、辅助作用、特征效应化合物）
含量微小，但效果显著（某一化合物能被人的感觉器官（味觉或嗅觉）辨认时的最低浓度称为其阈值）
稳定性比较差（易被氧化、分解）
风味物质的分子结构缺乏普遍的规律性（结构的稍微变化将会引起风味呈现很大的差别，结构差别大的物质能呈现相同的风味）
风味物质还受其浓度、介质等外界条件的影响
味觉的生理基础
味觉产生的过程
呈味物质刺激口腔内的味觉感受体，然后通过一个收集和传递信息的神经感觉系统传导到大脑的味觉中枢，最后通过大脑的综合神经中枢系统的分析，从而产生味觉。不同的味觉产生有不同的味觉感受体，味觉感受体与呈味物质之间的作用力也不相同
味蕾
口腔内感受味觉的主要是味蕾 ，其次是自由神经末梢
味蕾数量随年龄的增大而减少
味蕾一般有40-60个味觉细胞构成，大约10-14天更换1次
舌头不部位对不同味觉的敏感度不一样
人对不同味觉的感觉速度不一样
舌的部位
一般人的舌尖和边缘对咸味比较敏感
舌的前部对甜味比较敏感
舌的前部对甜味比较敏感
舌根对苦、辣味比较敏感
本味的敏感
在四种基本味觉中，人对咸味的感觉最快，对苦味的感觉最慢，但就人对味觉的敏感性来讲，苦味比其他味觉都敏感，更容易被觉察
味的阈值
阈值：是指某一化合物能被人的感觉器官（味觉或嗅觉）所辨认时的最低浓度。常温下蔗糖（甜）为0.3%，氯化钠（咸）0.2%，柠檬酸（酸）0.02%，硫酸奎宁（苦）约16mg/kg
绝对阈值：指人从感觉某种物质的味觉从无到有的刺激量
差别阈值：指人感觉某种物质的味觉有显著差别的刺激量的差值
最终阈值：指人感觉某种物质的刺激不随刺激量的增加而增加的刺激量
影响味觉产生的因
物质的结构
糖类—甜味
酸类—酸味
盐类—咸味
生物碱—苦味
物质的水溶性
完全不溶于水的物质是无味的，溶解度小于阈值的物质也是无味的
水溶性越高，味觉产生的越快，消失的也越快
一般呈现酸味、甜味、咸味的物质有较大的水溶性，而呈现苦味的物质的水溶性一般
温度
最适宜的味觉产生的温度是10-40℃，尤其是30℃最敏感，大于或小于此温度都将变得迟钝
甜味和酸味：35-50℃、
咸味：18-35℃、苦味：10℃
温度对呈味物质的阈值也有明显的影响
对糖精甜度影响最大
对盐酸影响最小
味觉的感受部位
适当的浓度通常使人产生愉快感，而不适当的浓度则会使人产生不愉快的感觉
味的相互作用
两种相同或不同的味感物质进入口腔时，会使二者呈味味觉都有所改变的现象，称为味觉的相互作用
味的对比现象
指两种或两种以上的呈味物质，适当调配，可使某种呈味物质的味觉更加突出的现象
在10%的蔗糖中添加0.15%氯化钠，会使蔗糖的甜味更加突出；在醋中添加一定量的氯化钠可以使酸味更加突出；在味精中添加氯化钠会使鲜味更加突出
味的相乘作用
指两种具有相同味感的物质进入口腔时，其味觉强度超过两者单独使用的味觉强度之和，又称为味的协同效应
甘草铵本身的甜度是蔗糖的50倍，但与蔗糖共同使用时末期甜度可达到蔗糖的100倍
味的消杀作用
指一种呈味物质能够减弱另外一种呈味物质味觉强度的现象，又称为味的拮抗作用
蔗糖与硫酸奎宁之间的相互作用；
蔗糖和醋酸之间的相互作用
味的变调作用
指两种呈味物质相互影响而导致其味感发生改变的现象
刚吃过苦味的东西，喝一口水就觉得水是甜的。
刷过牙后吃酸的东西就有苦味产生
味的疲劳作用
当长期受到某种呈味物质的刺激后，就感觉刺激量或刺激强度减小的现象
食品的基本味感
甜味与甜味物质
夏伦贝格尔的AH／B理论
条件一
甜味物质分子结构中存在一个能形成氢键的基团 —AH，叫质子供给基，如 —OH，—NH2, ＝NH等；同时还存在一个有负电性轨道的原子B，叫质子接受基，如O、N等
条件二
质子供给基和质子接受基在空间上相距0.25~0.4nm,满足一定的立体化学要求，这样才能与甜味受体结合
三点接触学说
甜味物质分子还具有一个适当立体结构的亲脂区域，如 -CH2, -CH3, -C6H5，可被味觉感受体类似的亲脂部位所结合，形成一个三角形的接触面，从而产生甜味，并能够表现出各种甜味物质间的甜味差别
理论局限性
不能解释甜度与呈味物质结构的关系，有些具有这两类基团的物质没有甜味却又苦味。如多糖、多肽无甜味
D型与L型氨基酸味觉不同, D-缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味
未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应
甜度及其影响因素
甜度
影响因素
结构
A. 聚合度: 聚合度大则甜度降低
B. 异构体：葡萄糖：α> β, 果糖：β> α
C. 环结构：β-D-吡喃果糖>β-D- 呋喃果糖
D. 糖苷键： 麦芽糖( α-1,4苷键）有甜味；龙胆二糖(β-1,6苷键）苦味
温度
果糖随温度升高，甜度降低。（异构化）
浓度
随着浓度增大而提高，但各种甜味剂之间有差别
其它呈味物质对甜度的影响
甜味剂
糖类
葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖等
糖醇
木糖醇，麦芽糖醇等
糖苷
甜叶菊苷
的甜度为蔗糖的300倍。稳定安全性好，无苦味，无发泡性，溶解性好
其它甜味剂
甜蜜素
蛋白糖（阿斯巴甜，二肽衍生物）
二氢查耳酮衍生物
糖精
三氯蔗糖
苦味和苦味物质
呈苦机理
三点接触学说
大多数苦味物质具有与甜味物质同样的AH/B模型及疏水基团
受体部位的AH/B单元取向决定了分子的甜味和苦味
沙氏理论(内氢键学说)
认为苦味来自呈味分子的疏水基，AH与B的距离近，可形成分子内氢键，使整个分子的疏水性增强，而这种疏水性是与苦味受体中多烯磷酸酯相结合的必要条件
诱导适应学说
我国学者曾广植提出，该学说认为苦味受体是多烯磷脂在为细胞黏膜表面形成“水穴”，并且该受体穴可以组成各种不同的多极结构，能与不同的苦味剂相互作用，凡是能够进入苦味受体的刺激物，只要改变磷脂的构象，就能产生苦味
苦味物质
茶叶、可可、咖啡中的生物碱
啤酒中的苦味物质（萜类）
啤酒中的苦味物质主要源于啤酒花中的律草酮或蛇麻酮的衍生物
柑橘中的苦味物（糖苷）
主要苦味物质：柚皮苷、新橙皮苷
脱苦的方法：酶制剂酶解糖苷，树脂吸附，β-环糊精包埋等
氨基酸及多肽类
肽类氨基酸侧链的总疏水性使蛋白质水解物和干 酪产生明显的苦味
疏水值大于1400的肽可能有苦味，低于1300的肽无苦味
肽的分子量影响产生苦味的能力
分子量低于6000的肽类才可能有苦味,分子量大于6000的肽由于几何体积大，不能接近感受器位置
盐类
苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关
咸味和咸味物质
阳离子产生咸味
当盐的原子量增大，有苦味增大的倾向
氯化钠和氯化锂是典型咸味的代表
钠离子和锂离子产生咸味
钾离子和其他阳离子产生咸味和苦味
阴离子影响咸味的强弱及产生副味
氯离子本身是无味，对咸味抑制最小
较复杂的阴离子不但抑制阳离子的味道，而且它们本身也产生味道
长链脂肪酸盐或长链烷基磺酸钠中阴离子所产生的肥皂味可以完全掩蔽阳离子的味道
酸味和酸味物质
呈酸机理
酸味是由H+刺激味细胞的磷脂头部，发生交互反应而引起的一种味感，H+是定味剂，A-是助味剂
酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系
酸味物质的阴离子对酸味强度有影响
有机酸根A-结构上增加羟基或羧基，则亲脂性减弱，酸味减弱
增加疏水性基团，有利于A-在脂膜上的吸附，酸味增强
主要酸味剂
食醋、乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸
、抗坏血酸、葡萄糖酸
辣味和辣味物质
辣味的呈味机理
辣味是香辛料中一些成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、皮肤和三叉神经而产生的一种灼痛感觉，严格讲属触觉
辣味物质的结构中具有起定味作用的亲水基团和起助味作用的疏水基团
辣味物质
热辣味
口腔中产生灼烧的感觉，常温下不刺鼻（挥发性不大），高温下能刺激咽喉粘膜
红辣椒主要呈辣成分有类辣椒素、二氢辣椒素。胡椒中的胡椒碱
辛辣味
除具有辣味外，还伴随着较强的挥发性芳香物质，具有味感和嗅感的双重作用
姜、肉豆蔻、丁香等
刺激辣味物质
除能够刺激舌、口腔黏膜外，还能刺激鼻腔和眼睛，具有味感、嗅感和催泪性
蒜、葱、芥末等
鲜味和鲜味物质
鲜味物质的呈鲜机理
相同类型的鲜味剂共存时，与受体结合时有 竞争作用
不同类型的鲜味剂共存时，有协同作用
味精与肌苷酸按1:10比例混合，其鲜味提高6倍
呈鲜物质
鲜味氨基酸
L - 型谷氨酸钠，其 D - 型异构体则无鲜味
L –天冬氨酸钠，是竹笋等植物性食品的主要鲜味物质
其鲜味与其离解度有关
鲜味核苷酸
主要的呈鲜核苷酸：肌苷酸，鸟苷酸
肉中鲜味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而产生
酵母水解物也是鲜味剂，其呈鲜成分是5′-核糖核苷酸。
其它鲜味剂
琥珀酸钠，贝类鲜味的主要成分
天然存在的有些肽类
动、植物水解蛋白、浸膏等
食品中香气形成的途径
生物合成
直接由生物体合成形成的香气成分。例如，脂肪酸经脂肪氧合酶酶促合成的挥发物
前体物多为亚油酸和亚麻酸
产物为C6和C9的醇、醛类以及由C6、C9脂肪酸所生成的酯
例如：己醛是苹果、葡萄、草莓、菠萝、香蕉和桃子中的嗅味物；2t-壬烯醛(醇)和3c-壬烯醇则是香瓜、西瓜等的特征香味物质
酶直接作用
酶直接作用于香味前体物质形成的香气成分
另外，葱、蒜香气的形成也属于这种作用，蒜酶对亚砜作用形成洋葱味
酶间接作用
酶促反应的产物再作用于香味前体，形成香气成分
例如，红茶香气的形成就是一个典型的例子。首先儿茶酚酶氧化儿茶酚形成邻醌或对醌，然后邻醌或对醌进一步氧化红茶中的氨基酸、胡萝卜素及不饱和脂肪酸等，产生红茶特有的香气
加热分解
基本组分的相互作用，如美拉德反应、焦糖化反应、Strecker降解反应可产生风味物质。其中美拉德反应：受热时间较短，温度较低时，主要嗅感物质有醛、酮类，内酯类和呋喃类化合物；温度较高，受热时间较长时，除了生成上述嗅感物质外，还有还有焙烤香气的吡嗪、吡咯、吡啶类化合物
基本组分的降解产生嗅感物质，如糖的热降解、脂肪酸的热氧化降解
非基本组分的热降解，如硫胺素的热降解；抗坏血酸的热降解；类胡萝卜素的热降解
微生物作用
发酵食品风味形成的途径是
微生物产生的酶（氧化还原酶、水解酶、异构化酶、裂解酶、转移酶、连接酶等），使原料成分生成小分子，这些分子经过不同时期的化学反应生成许多风味物质
发酵食品的后熟阶段对风味的形成有较大的贡献
外加赋香作用
通过外加增香剂或其他方法（如烟熏法）使香气成分渗入到食品的表面或内部而产生香气，如饮料的香味成分，腊肉的烟熏
食品加工中香气的控制与增强
食品香气的控制
酶的控制作用
酶对植物性食品香气物质的形成，起着十分重要的作用。主要通过
控制植物性食品的生理活动来控制酶的活性
在食品中加入特定的产香酶，如将黑芥子硫苷酸酶加入到干燥的卷心菜中，就能得到和新鲜卷心菜大致相同的香气
在食品中加入特定的除异味酶。如豆奶加工中采用醇脱氢酶和醇氧化酶就可以将这些中长碳链的醛类化合物完全氧化，达到完全去除豆腥味
微生物的控制作用
酸奶生产中可以通过选择特定的微生物来控制产品的香气。其中丁二酮具有酸奶的特征香气。另外象五粮液、茅台、汾酒等香型的不同主要与其发酵的微生物不同有关
食品香气的增强
增强香味的方法：添加食用香精和香味增强剂
香味增强剂：能显著增加食品香味的物质，其本身不一定有香味，但通过对嗅觉神经的刺激，可以大大提高和改善食品的香味
目前广泛使用的香味增强剂主要有麦芽酚、乙基麦芽酚
麦芽酚
具有焦糖香气，在酸性条件下，增香和调香效果好
麦芽酚在自然界中广泛存在，可从天然植物中提取
工业生产的麦芽酚一般是由大豆蛋白发酵制备的
麦芽酚一般用于甜味食品中，如：巧克力、糖果、果酒、饮料、冰淇淋、冰棍、糕点等食品中
由于酚遇铁离子呈色，故会影响食品的白度，一般用量为0.02%
麦芽酚和氨基酸合用还能产生肉类香味
乙基麦芽酚
增香能力为麦芽酚的六倍
在食品中用量一般为0.4~100ppm。有明显的水果香味
安全无毒、用途广、效果好，是烟草、食品、饮料、肉制品、海鲜、香精、果酒、日用化妆品等良好的香味增效剂，对食品的香味改善和增强具有显著效果，对甜食起着增甜作用，且能延长食品储存期
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