食品的香味(Flavor of foods)

 

    嗅感是挥发性物质气流刺激鼻腔内嗅觉神经所发生的刺激感,令人喜爱的为香气,令人生厌的为臭气。

    现在还不能就物质的结构与其嗅感的关系得出规律性认识,一般地说,无机挥发物中含有SO2、NO2NH3等成分的物质大多有强烈的嗅味,有机物中含有羟基、酮基和醛基的挥发性物质及挥发性取代烃也都有嗅味。食品的嗅味很丰富。

    食品的香气是由许多种挥发性的香味物质所组成的,其中某一种组分往往不能单独表现出食品的整个香气。食品中香味物质的总含量,大致在1-1000mg/kg之间,即香味物质在食品中的含量总是微量的。近年来,凭借GC-MS等分析方法,已能鉴别出食品香味复杂组成中的各种物质。

  判断一种物质在食品香气中所起作用的数值称为香气值(发香值)。

香气值 = 香味物质的浓度 / 阈值

  香气阈值是指在同空白试验作比较时,能用嗅觉辨别出该种物质存在的最低浓度。

  香气值 1,说明嗅觉器官对这种物质的香气无感觉。

     由于食品中风味物质的浓度低(mg/kg,1:106,mg/kg,1:109和ng/kg,1:1012)、风味混合物的复杂性(例如咖啡中已经确证的挥发物超过450种)、挥发性极大(蒸气压大)和某些风味化合物的不稳定性,以及风味化合物和食品中的其他成分处于动力学平衡状态等因素,使得风味物质的定量和定性分析相当困难。

  香气的化学分析常常要用到色质联用仪、毛细管电泳或毛细管气相色谱法、HPLC、质谱及1H-NMR等现代分析方法。但是单纯靠分析方法进行常规的风味特征评价仍然还有一定局限,所以风味化合物和食品的感官评价在风味研究中十分重要,在某些情况下,需由经验丰富的风味品尝专家或研究者对样品进行感官评价。有时还需专业人员进行感觉分析以及有意义的数据统计分析, 

   随着对风味化学认识的日益增多和现代分析技术的发展,使食品中许多风味的调节及控制成为可能。可以预计,在不久的将来,风味化学一定会在许多方面取得更大的发展和更多的成果。

一、植物性食物的香气

  1. 蔬菜类的香气

    各种蔬菜的香气成份主要是一些含硫化合物,一般依下列机制发出香气,如洋葱的香气成分中主要含有:

CH3CH2CH2-S-S-CH2CH2CH3

CH3-S-S-CH2CH2CH3

                                                           风味酶

        香气前体————> 挥发性香气物质

     风味酶的发现是食品生物化学中的一项成就,利用提取的风味酶可以再生、强化以至改变食品的香气。从什么原料提取的风味酶就可以产生该原料特有的香气。例如用从洋葱中提取的风味酶处理干制的甘蓝,得到的是洋葱的气味而不是甘蓝的气味。

    风味酶实际是酶的复合体,而不是单一酶。

3-1  应用于食品工业的草本香料中最重要的风味化合物

草本香料

植物部分来源

    重要的风味化合物

罗勒,甜味剂

月桂

叶子

叶子

甲基-对-丙烯基苯酚、沉香醇、甲基丁子香酚

1,8-桉树脑

甘牛至

叶子、花

/反-桧烯水合物    萜-4-醇

Oregano

叶子、花

香芹酚、麝香草酚

迷迭香

叶子

马鞭烯酮、1,8-桉树脑、樟脑、沉香醇

鼠尾草、番月参

叶子

鼠尾草-4(14)-烯-1-酮、沉香醇

鼠尾草、达尔马提亚

叶子

_酮、1、8-桉树脑、樟脑

鼠尾草、西班牙

叶子

/反-醋酸桧酯、1,8-桉树脑、樟脑

香草薄荷

叶子

香芹酚

龙蒿

叶子

甲基佳味酚、茴香脑

麝香

叶子

麝香草酚、香芹酚

胡椒薄荷

叶子

1-薄荷醇、薄荷酮、薄荷呋喃

绿薄荷

叶子

1-_蒿萜酮及其衍生物

 

9-4   应用于食品工业的调味料中的主要风味化合物

调味料

植物部分来源

主要风味化合物

甘椒

浆果、叶子

丁子香酚、β-丁子香烯

茴香芹

果实

E)-茴香脑、甲基蒌叶酚

辣椒

果实

辣椒素、二氢辣椒素

贡蒿

果实

d-_蒿萜酮、_蒿萜酮衍生物

小豆蔻

果实

α-萜乙酯、1,8-桉树脑、沉香醇

肉桂、中国肉桂

皮、叶子

肉桂醛、丁香酚

丁香

花蕾

丁香酚、丁子香乙酯

芫荽

果实

d-沉香醇、C10-C142-链烯缩醛

枯茗

果实

枯茗醛、p-1,3-肉豆蔻二缩醛

小茴香

果实、叶子

d–香芹酚

茴香

茴香

E)-茴香脑、小茴香酮

根茎

橙花醛、萜醛、姜醇、生姜酚

肉豆蔻种衣

假种皮

桧烯、α–蒎烯、1-萜-4-醇

芥子

种子

烯丙基异硫氰酸盐

肉豆蔻

种子

桧宁(sabinine)、α–蒎烯、肉豆蔻醚

荷兰芹

叶、种子

芹菜脑

辣椒

果实

胡椒碱、δ-3-蒈烯、β-胡萝卜菲烯

番红花

眼点(柱头)

藏红花醛

姜黄

根茎

姜黄酮、1,8-桉树脂、姜烯

香草

果实、种子

香草醛、对-羟基苄甲醚

                 

  2.水果的香气

  水果的香气成分主要为有机酸酯和萜类化合物,由于分析手段的进步,近年来已分析出葡萄的香气成分多达78种,草莓的有150种以上,而桃子的香气中含有苯甲醛、苯甲醇、α-萜二烯、γ-葵内酯、γ-十二酸内酯及乙酸已酯等。

许多受欢迎的新鲜水果和饮料中都有柑橘风味。关于天然柑橘风味的化学知识大多来源于对加工果汁、果皮香精油、香精油及添加饮料中的含水香精等的研究。萜烯、醛、酯、乙醇和已鉴定的不同柑橘提取物中大量挥发性物质是形成柑橘风味最主要的成分。但是柑橘类水果中具有特征效应的化合物却相对较少,在一些主要柑橘类水果中起重要作用的风味成分见表9-2。橘子和橙子的风味很宜人,但极易变味。由表9-2可以看出,虽然其他风味物质大量存在,但含量相对较少的萜烯和醛却是形成这些风味所必需的化合物。橘子和橙子中均有α-和β-二甲基亚甲基十二碳三烯醛,其中α-二甲基亚甲基十二碳三烯醛是橙子呈现成熟橘子风味的最重要风味物质。葡萄柚中含有诺卡酮和1-对-薄荷烯-8-硫醇两种特征风味物,后者是影响柑橘风味的含硫化合物之一,诺卡酮已广泛用于葡萄柚风味的人工合成。

9-2     柑橘风味中起重要作用的挥发性化合物

橙子

橘子

葡萄柚

柠檬

乙醛

乙醛

乙醛

乙醛

辛醛

辛醛

癸醛

香叶醛

壬醛

癸醛

乙酸乙酯

β-蒎烯

柠檬醛

α-甜橙醛

丁酸甲酯

_牛儿萜醇

丁酸乙酯

γ-萜品烯

丁酸乙酯

乙酸_牛儿酯

d-柠烯

β-蒎烯

d-柠烯

乙酸橙花酯

α-蒎烯

麝香草酚

诺卡酮

香柠檬烯

 

甲基-N-氨茴酸甲酯

1-对-薄荷烯-8-硫醇

丁子香烯

 

 

 

香芹乙醚

 

 

 

里哪基乙醚

 

 

 

小茴香乙醚

 

 

 

表茉莉酮酸甲酯

柠檬风味是大量重要成分共同作用产生的,尤其是几种萜烯醚的作用。同样,莱姆酸橙也含有很多产生风味的挥发性物质,并有两种莱姆酸橙香精油得到广泛应用,其中由蒸馏提取的墨西哥莱姆酸橙油因具有较强的莱姆酸橙油风味,而大量用于莱姆酸橙柠檬汽水和可乐饮料。冷榨处理的波斯莱姆酸橙油和离心处理的墨西哥莱姆酸橙油因其风味天然而越来越受到欢迎。同蒸馏法相比,冷榨和离心处理过程较温和,从而保留了易于感受的重要新鲜莱姆酸橙风味物质,如这些宜人的清新香气化合物柠檬醛,在酸性条件下蒸馏时会降解生成具有刺鼻气味的对-伞花烯和α-对-二甲基苯乙烯,从而使蒸馏得到的莱姆酸橙油有较强的刺鼻气味。

   香蕉和苹果的成熟风味大多是由氨基酸挥发物引起的,这种风味形成过程的最初反应称为酶催化斯特雷克尔(Strecker)降解反应,因为出现的氨基酸转移和脱羰基作用与非酶褐变时发生的反应相似。

   虽然在许多果实中,萜烯的浓度低,但它对柑桔果实和许多调味料及草本植物的香味有很大作用。

柠檬醛(柠檬)        苎烯(酸橙)

 3. 蕈类的香气

  食用蕈的种类很多,它们以风味鲜美和富含蛋白质及多种维生素而受到人们的喜爱,蘑菇的挥发性成分已鉴定出20多种,其中呈强烈蘑菇香的主成分为辛烯-1-醇。而香菇中的为香菇精。

二、动物性食物的香气

 1. 鱼和海产品的香味

     鱼臭的主成分为三甲基胺(CH3)3N及尸胺NH2(CH2)5NH2三甲胺分解产生的甲醛容易使蛋白质发生交联,因而使冷藏的鱼肌肉变硬。二甲基硫化物可为熟蛤肉和牡蛎提供极好的特征香味  

 2. 牛乳的香气

    牛乳的香气成分主要为丙酮、乙醛、二甲硫醚及低级脂肪酸等,鲜乳在过度加热煮沸时常产生一种不好闻的加热臭味,其中含甲酸、乙酸及丙酮酸等,牛乳在日光下放置会产生所谓的日光臭,这主要是蛋氨酸的降解产物所致。

 3. 乳制品的香气

    新鲜黄油中的香气成分有挥发性脂肪酸、异戊醛、二乙酰、3-羟基丁酮等。丁二酮和乙醛的混合物为发酵奶油和乳酪提供大部分特征香味。

 4. 肉香成分

    肉类在烧烤时发生美好的香气,有二百多种,其中有醇、醛、酮、酸、酯、醚、呋喃、吡咯、内酯、碳水化合物、苯系化合物(硫醇、硫酸酯、噻吩、噻唑)、含氮化合物(氨、胺、吡嗪)等类化合物。在这些成分中,没有那一种成分具有特征性的肉香味,显然,肉香味是这许多种成分综合作用的结果。这些肉香味主要是糖和氨基酸反应生成的各种挥发性物质,此外,也与油脂分解和含硫化合物热分解的生成物有关。

   木质素在高温热解时,生成许多酚类化合物,用于产生食品烟熏的特殊香味。

 5.发酵食品香味的生成

  利用酵母及乳酸菌等微生物,可在发酵制品中产生浓郁的香味。

 6.嗜好性食品的香气

   巧克力和可可粉的风味已受到人们的极大关注。然而可可豆在收获后,若条件控制不当则会发酵,因此,可可豆需要烘烤,有时也加碱处理,使涩味减少,颜色变暗。在可可豆发酵阶段,蔗糖水解成为还原糖,游离出氨基酸,某些多酚类物质也被氧化。烘烤可可豆时,生成许多吡嗪和其他杂环化合物。

  咖啡的香气以愈疮木酚、N-甲基吡咯为主。

  茶的香气有里哪醇、苯甲醇、牦牛儿醇、水杨酸甲酯及已烯醛等。

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