食品风味化学食品风味化学第一章风味:食物或饮料在摄入前、中、后的感受,它是一种复合感觉,是多种感觉系统协同作用的结果。
嗅觉:挥发性食品成分与鼻腔中的嗅觉感受器相互作用的结果。
嗅觉阈就是能够引起嗅觉的有气味物质的最小浓度。
1、嗅感物质及特点嗅觉的刺激物必须是气体物质,只有挥发性有气味物质的分子,才能成为嗅觉细胞的刺激物。
能引起嗅觉的物质需具备以下的条件:容易挥发;能溶解于水中;能溶解于油脂中。
2、嗅觉产生过程和影响因素气味分子激活在鼻子中嗅觉传感细胞中大量的嗅觉接收器,被激活的接收器细胞影响嗅觉场的球形层(嗅球),根据嗅球的嗅觉刺激形成“气味图像”,然后在嗅觉场通过神经网络被加工处理,通过嗅觉皮层输出,最终到大脑皮层,形成嗅觉。
气味分子→嗅觉上层细胞→嗅觉接收神经元→大脑的微型嗅球→气味图像→新大脑皮层输出→嗅觉。
除了对气味的感知之外,嗅觉器官对味道也会有所感觉。
第二章味道:是由化学物质刺激口腔中的味觉受体细胞而产生的。
味觉:所有味道的组合和化学感觉的有机结合。
化学知觉:即化学感觉,以三叉神经为受体,化学感应纤维分布在全身的皮肤及粘膜和口腔中。
1、味觉产生过程首先是呈味物质溶液刺激口腔内的味感受体,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,从而产生味感。
2、味觉受体:第七(面部)、第九(舌与喉)、第十(迷走神经)头盖骨神经负责感觉和味觉3、产生刺痛感物质分为两类:碱性氨基烯和碱性氨基乙炔,主要存在于千日菊、山椒、白蜡树、牙痛草等中。
清凉性物质主要存在物谷物薄荷、胡椒薄荷、麦芽等中辛辣感、温暖感、热刺激感物质存在于胡椒、辣椒、姜、芥末、丁香和洋葱等中。
收敛感多为鞣质(单宁酸)、聚酚、铝盐和酸等。
应用于酒、茶和咖啡等中。
第三章1、小分子水溶性化合物和脂类物质是肉味前体物质。
小分子水溶性化合物:氨基酸和肽类、糖类、核苷酸类、硫胺素。
脂类物质:油脂(酯)、类脂类(脂肪酸、羟基酸等)2、肉味形成机理(P34):化学反应/加热分解途径:⑴、氨基酸和肽的热降解⑵、糖热降解⑶、脂类物质的热降解⑷、硫胺素的热降解⑸、美拉德反应⑹、上述反应生成的各物质之间的二次反应。
3、美拉德反应(羰氨反应)指发生在糖类与氨基酸之间的反应。
⑵过程第一阶段羰基与氨基的缩合,得到缩合产物;第二阶段缩合产物分解,得到一系列活性羰基化合物及一些香味化合物如呋喃类化合物,最后阶段活性羰基化合物与其它活性成分如胺、氨基酸、醛、硫化氢和氨相互作用,产生许多重要的香味化合物。
(3)产生的芳香化合物(P60)①糖脱氢/裂解产物:呋喃类、吡喃酮、环戊烯、羰基化合物、酸;②氨基酸降解产物:醛、含硫化合物(硫化氢、甲硫醇)、含氮化合物(胺、氨);③进一步相互作用产生的风味物质:含氮化合物:吡咯、吡啶、吡嗪、恶唑;含硫化合物:噻吩、噻唑、二噻嗪、二硫杂烷、三硫杂烷、呋喃硫醇等(4)脂质与美拉德反应:脂质热降解会产生许多活性物质如乙醛、烷基酮糖等可能与Maillard反应的中间产物相互作用产生含有4~8个碳的正烷基取代物的吡啶、噻吩、硫醇等化合物如2-戊基吡啶,2-己基噻吩。
4、加热不含脂肪的肌肉和含脂肪的肌肉嗅感区别:加热去掉脂肪的肌肉所产生的肉香成分主要是C1-C4的脂肪酸、甲(乙、丙)醛、异丁醛、丙酮、硫化氢、甲硫醇、二甲硫醚等挥发性化合物。
当加热含脂肪的肉时,其香气成分非常丰富,除含有上述的香气成分外,还有脂肪在受热时所产生的特有的香气化合物,例如羰化物、酯类及一些内酯类化合物。
5、加热牛肉所得的香气成分主要是含硫化合物(硫醇、硫醚、二硫化物等46种)、呋喃类化合物(17种)、吡嗪类、吡啶类。
猪肉香气成分与加热牛肉的香气成分其特征化合物有许多相同之处,但猪肉肉香成分中,还有以4(5)-羟基脂肪酸为前体而生成的γ-或δ-内酯较多。
另外不饱和羰化物和呋喃化合物在肉香成分中含量较多。
在加热鸡肉时所形成的香气成分中主要是硫化物、羰化物及内酯类,其中,羰化物是鸡肉的特征香气成分羊肉中的汗酸和腥膻气味主要是一些含甲基侧链的C7-C10的脂肪酸(4-甲基辛酸、4-甲基壬酸等)。
第四章1、乳中风味化合物的来源:乳脂肪的风味化合物和乳蛋白质、乳糖和硫胺素的风味化合物2、乳制品特征香气的形成途径(1)、加工中随着乳脂肪的转移,乳中风味物质再分配;(2)、加工中形成的风味酶促反应如干酪风味加热反应如灭菌乳风味氧化反应如灭菌乳风味、微生物作用如酸奶油、酸奶风味3、(1)鲜乳风味是由以其阈值或阈值以下浓度存在的游离脂肪酸、甲基酮(2-己酮、2-戊酮)、δ-内酯和二甲基二硫化物混合形成(阈值低,鲜乳风味的主体);(2)稀奶油及奶油风味:稀奶油风味主要成分:γ-癸内酯和δ-癸内酯、δ-十二内酯、顺-4-庚烯醛、(反、反)-2,4-壬二烯醛、硫化氢和二甲基硫化物各种奶油风味重要成分:丁二酮、δ-癸内酯和丁酸等;(3)发酵乳制品风味风味形成途径:由乳糖、蛋白质、脂肪和柠檬酸经微生物发酵和酶促反应产生的。
如酸奶(4)干酪风味:奶酪的风味在乳制品风味物主要有甲基酮、游离脂肪酸、含硫化合物、酯类、羰基化合物、含氮化合物、酚类、内酯等,它们源于酪蛋白的降解、乳脂肪的水解和乳糖的发酵。
第五章水果风味物质的前体:脂类、碳水化合物、蛋白质和氨基酸水果风味的形成途径——生物合成:水果风味的形成过程发生在植物的呼吸活跃期。
其新陈代谢主要为分解代谢。
水果的风味:低分子化合物(挥发性风味化合物)具有感官风味特性。
1、苹果特征香气成分:酯类、醛类、醇类是特征嗅感的主要成分,显示苹果香气的主要是2-甲基丁酸乙酯、己醛、反-2-己烯醛。
梨特征香气成分:梨的香气化合物包括不饱和程度的C2-C18脂肪酸及其甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和己酯,显示梨子香气的主要是乙酸己酯、癸二烯酸甲酯、癸二烯酸乙酯、辛烯酸乙酯和癸烯酸乙酯。
桃子:香气成分中以C6-C12的γ-内酯和δ-内酯为特征。
香蕉:香气化合物多为酯类、醇类和羰化物(95:4:1),产生香蕉特有的甜果香的特征关键化合物主要是C4-C6醇的低沸点的酯类:3-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁酸丁酯。
葡萄:香气成分主要是烃类、醇类、酸类、萜烯类化合物。
萜类及其同系物是葡萄花香气味的特征风味物质,主要是芳樟醇、香叶醇、橙花醇和芳樟醇氧化物等萜烯类衍生物。
柑橘类:果肉中香气成分中主要有丁酸、2-甲基丁酸等形成的酯类、醛类主要是乙醛、柠檬醛、2-辛烯醛、2-己烯醛等,醇类主要是乙醇、己烯醇和芳樟醇等。
果皮油中的香气成分;萜烯类甜橙特征香气成分:甜橙醛、辛、壬醛、2,4-癸醛、丁酸酯、2-甲基丁酸酯、3-羟基苯乙酸乙酯、乙醇、芳樟醇等柚子的特征香气成分:诺卡酮、柠檬烯、癸醛、乙酸酯类、丁酸酯类、己酸酯类等,其中诺卡酮是组成柚子特征香气的主体。
柠檬特征香气成分;以柠檬醛(橙花醛和香叶醛)为主,还有些萜烯类(β-蒎烯)、醇类及酯类化合物(乙酸芳樟酯及乙酸香叶酯)。
柑橘类果汁中的苦味成分主要是柠碱与黄烷酮第六章1、蔬菜中风味物质的形成途径主要是生物合成。
香气前体经风味酶作用产生挥发性香气物质2、蔬菜风味中常见的非挥发性前体物质:S-烷基及S-烷烯基半胱氨酸亚砜、亚油酸、亚麻酸、硫代糖苷、S-甲基蛋氨酸锍离子3、十字花科蔬菜如卷心菜、花椰菜、萝卜等以硫代葡萄糖苷酯为前体。
异硫氰酸酯是十字花科蔬菜刺激性气味关键组分。
烯丙基异硫氰酸酯是卷心菜最重要的风味化合物;3-甲硫基丁基异硫氰酸酯是西兰花的特征风味物质4、百合科蔬菜如洋葱、大蒜、韭菜等是以S-烷基或S-烷烯基半胱氨酸亚砜为前体大蒜的特征风味成分是二烯丙基硫代亚磺酸酯(蒜素)、二烯丙基二硫化物(蒜油)、甲基烯丙基二硫化物。
洋葱:风味前体是S-1-丙烯基半胱氨酸亚砜。
己醛是番茄和橄榄风味的关键组分;E-3-己烯醛和E-2己烯醛是新鲜番茄风味的重要贡献者。
E-2-壬烯醛是黄瓜香气的主要贡献者。
E,Z-2,6-壬二醛是黄瓜香气的重要贡献者1、同时蒸馏萃取(SDE)是通过同时加热样品液相与有机溶剂至沸腾,将样品的水蒸气蒸馏和馏分的溶剂萃取两步过程合二为一的芳香化合物提取方法。
根据操作压力不同,分为常压SDE和真空SDE。
常压SDE系统采用密度比水大的溶剂,也可以反过来采用密度比水小的溶剂。
特点:与传统的水蒸气蒸馏方法相比,减少了实验步骤,与溶剂萃取法相比,节约了大量溶剂,同时也降低了样品在转移过程中的损失;对风味成分的一步分离浓缩,极大地缩短了操作时间。
真空-SDE 庚烷、辛烷、异辛烷和甲苯等都可以作为静态真空-SDE的萃取溶剂。
常压系统的主要缺点是样品烧瓶的高温会产生衍生物,为了克服这个问题,降低压力使样品的温度维持在45-84℃之间。
2、顶空制样:样品处于密闭容器中,样品中的挥发性成分也将扩散到样品瓶的空气中,而处于样品的上方,挥发性成分处于样品(液相或固相)与其上部的气体(气相)之间。
顶空制样适用于对不挥发性基质中挥发性成分进行直接分析。
顶空气相色谱分析(GC headspace Analysis)是指取样品基质上方的气相部分进行气相色谱分析。
顶空GC通常包括三个过程:取样、进样和GC分析。
根据取样和进样方式不同,顶空分析可分为静态顶空GC分析和动态顶空GC分析。
顶空气相色谱法的应用:食品中挥发性物质的分析、体液中苯类化合物、血样中的挥发性成分如酒精、饮用水或废水中的挥发性有机物、固体样品中的挥发性有机物:药品(中药或西药)中的溶剂残留3、固相微萃取(SPME)是通过利用微纤维表面少量的吸附剂从样品中分离和浓缩分析物的技术SPME的原理:以熔融石英光导纤维或其它材料为基体支持物,采取“相似相溶”的特点,在其表面涂渍不同性质的高分子固定相薄层,通过直接或顶空方式,对待测物进行提取、富集、进样和解析。
然后将富集了待测物的纤维直接转移到仪器(一般是GC,或HPLC)中,通过一定的方式解吸附(一般是热解吸,或溶剂解吸),然后进行分离分析。
S P M E 萃取方法直接萃取、顶空萃取、膜保护萃取直接萃取适合于气体基质或干净的水基质。
顶空萃取(HS-SPME )适合于任何基质,尤其是直接SPME无法处理的脏水、油脂、血液、污泥、土壤等膜保护萃取主要目的是为了在分析很脏的样品时保护萃取固定相避免受到损伤,与H S -SPME 相比,该方法对难挥发性物质组分的萃取富集更为有利。
萃取头是整个SPME 装置的核心,不同固定相所构成的萃取头对物质萃取吸附能力不同。
萃取头的选择包括2个方面,固定相(涂层)及其厚度的选择。
固定相/涂层材料选择时应注意:对有机分子有较强的萃取富集能力;合适的分子结构,有较快的扩散速度;良好的热稳定性膜的厚度根据分析物的极性、分子量和沸点选择。