食品風味化學

7/22/2023食品風味化學課程概述

本課程是從食品化學和食品風味生理基礎出發，研究對象為味感和嗅感的理論以及食品風味的成分、化學本質，食品風味及香料的調配原則和方法。其內容包括味感和呈味物質、嗅感和嗅感物質、食品的風味成分、食品風味的調整等。該課程是食品科學與工程及相關專業的專業基礎課程，也是研究食品工藝、貯藏技術所必備的基礎理論知識。學生通過學習，能夠進一步鞏固食品專業知識，同其它專業課程相結合，加深對本專業知識的整體理解和掌握，為食品生產，食品衛生監督和管理提供理論指導培養出懂技術、懂衛生的新型實用食品專業技術人才。7/22/2023食品風味化學知道食品風味化學課程的性質、地位、價值、研究范圍、基本框架、研究方法、學科進展和未來發展方向。通過本課程學習，讓學生了解食品風味化學主要概念、基本原理和方法。掌握一些風味化學成分的組成、結構和食品風味的調整原理。學會運用所學食品風味化學原理到較簡單的實踐中去，培養學生發現、分析和解決問題的初步能力。課程目標7/22/2023食品風味化學第一章緒論要求：知道和了解風味的概念、食品風味物質的特點、食品風味化學的研究對象及意義、食品風味的研究分析方法。

課程內容和要求

7/22/2023食品風味化學味覺現象甜味和甜味分子苦味和苦味分子酸味、咸味及呈味物質其他味感和呈味物質

第二章味感與呈味物質7/22/2023食品風味化學要求：掌握甜味和甜味分子、苦味和苦味分子、酸味、咸味呈味物質、其他味感和呈味物質的性質和特點，了解它們在食品上的初步應用，了解味覺現象原理。7/22/2023食品風味化學嗅感及其生理學嗅感理論嗅感分子的構性關系----從化學結構研究氣味嗅感分子的構性關系----從氣味研究分子的化學結構食品中嗅感物質形成的基本途逕之一食品中嗅感物質形成的基本途逕之二

第三章嗅感和嗅感物質7/22/2023食品風味化學要求：了解嗅感及其生理學、嗅感理論、嗅感分子的構性關系，知道和掌握食品中嗅感物質形成的基本途逕。7/22/2023食品風味化學植物性食品動物性食品發酵食品要求：掌握植物性食品、動物性食品、發酵食品中的風味成分及應用。

第四章食品的風味成分7/22/2023食品風味化學第五章食品風味的調整食品的加工與風味食用香味料食品的調香味(一)

食品的調香味(二)

食品香料的法規

要求：了解食品的加工與風味的關系以及食品香料的法規，掌握食用香味料、食品的調香味相關內容。7/22/2023食品風味化學總學時：36每周安排學時：4學時1、課時安排章次課時講授實驗一11二44三66四1266五1376四、課程實施7/22/2023食品風味化學五、考試評價本課程考核成績：理論80％，實驗20％。理論成績中平時（含考勤、學習態度、作業、回答問題等）占20％，考試占80％。7/22/2023食品風味化學１、《食品風味化學》丁耐克編著中國輕工業出版社，1996.2.《食品風味化學》宋煥祿編著.出版社：化學工業.出版時間：2008-1-1;ISBN：9787122016546

3、《食品化學》黃梅麗等編中國人民大學出版社，1986.4、《食品生物化學》天津輕工等院校編，中國輕工業出版社，1981.5、中香網等六、主要參考書：7/22/2023食品風味化學7/22/2023食品風味化學7/22/2023食品風味化學§1緒論§1-1風味的概念

食品既要有營養成分和衛生質量(生理要求)及心理享受，又要易于消化吸收，色、香、味、形、意俱佳。

7/22/2023食品風味化學食品的定義？食品陶瓷聚酯7/22/2023食品風味化學從材料學視角而言食品產品是將一定功能賦予在由各種食品成分經過相應工藝處理而獲得的一定結構的軟材料（softmatt）。食品功能包括生理功能、營養功能、感官功能，載運功能等，其主要是通過各種工藝處理條件（壓力場、聲場及溫度、pH值、離子強度，變換食品大分子的分子量等）而得到的各種食品結構如凝膠體系、乳液體系等來實現。7/22/2023食品風味化學一、概念：食品風味（存在多種定義和理解），如下圖：7/22/2023食品風味化學1、狹義食品風味：是指食物刺激人類感官而引起的化學感覺[即食品的香氣(鼻腔聞到的)、滋味和香味的統稱。2、Hall廣義食品風味：是由攝入口腔的食物使人產生的味覺、嗅覺、觸覺等（化學感覺和物理感覺）的總和。7/22/2023食品風味化學3、更廣義食品風味：食物在攝入前、后刺激人的所有感官而產生的各種感覺的綜合。它包括味、嗅、觸、視、聽等反應引起的化學、物理和心理感覺，是它們的綜合效應。4、特殊傾向性：對風味的理解和評價會帶有強烈的個人、地區或民族的特殊傾向性。1)、Flavour(風味)：含有僅指一切揮發性物質的意思。歐美對風味的研究和解釋，側重于嗅感。區別：Aroma(香味)、Taste(口味)。2)中文“風味”：內涵比Flavour更為廣泛。本課程僅側重講授食品所引起的化學感覺。7/22/2023食品風味化學§1-2、風味物質的特點一、概念

1、食品風味物質：能體現食品風味的化合物。一種食品的風味物質很多，大多數食品在形成風味時，都會有幾種化合物起著主導作用。2、特征風味化合物或關鍵風味化合物：能用來代表特定食品的某種風味時的一個或幾個化合物，稱為該食品的特征風味化合物或關鍵風味化合物。7/22/2023食品風味化學二、食品風味物質特點：(1)種類繁多，相互影響

形成某食品特定風味的物質，尤其是產生嗅感的風味物質，其組分都很復雜，類別眾多。如：①咖啡的風味成分，已鑒定出468多種組分，尚未鑒定的估計仍有數百種。②焙烤過的土豆，已鑒定的風味組分200多種。

風味物質各組分之間，有拮抗作用或協同作用。如：①含有1mg/kg的(3Z)-己烯醛時，會有青豆氣味；而含有13mg/kg的(3Z)-己烯醛及12.5mg/kg的(2E,4E)-癸二烯醛時并無氣味。②當2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮和2-辛酮分別為5、5、1、0.5、0.2mg/kg并單獨存在時不產生嗅感，但將它們按上述濃度混合,則會形成明顯的嗅感。7/22/2023食品風味化學(2)含量極微，效果顯著①一般食品，嗅感物質含量都極微，約占10-8%～10-14%。②味感物質含量因食品而異，但比嗅感物質多，在食品中比重仍很低。效果顯著：①馬錢子堿含量達7×10-7%時，人便會感覺到苦味；②當每噸水中含5×10-6mg/kg乙酸異戊酯時，能嗅到香蕉氣味。7/22/2023食品風味化學(3)穩定性差，易被破壞風味物質易揮發(尤其嗅感物質)，易自動氧化或分解，熱穩定性差。如：①茶葉的風味物質在分離后就極易自動氧化；②油脂的嗅感成分在分離后馬上轉變成人工效應物，而油脂腐敗時形成的魚腥味組分也極難捕集；③肉類的一種風味成分，即使保存在0℃的四氯化碳(CCl4)中，也會很快分解成12種組分等等。7/22/2023食品風味化學(4)風味與風味物質的分子結構間缺乏普遍規律性①食品風味與其風味物分子結構有高度的特異性，分子結構稍有改變，其風味即差別甚大。②某些能形成相同或相似風味的化合物，分子結構也缺乏明顯的規律性。7/22/2023食品風味化學(5)風味物質易受濃度、介質等外界條件影響如2-戊基呋喃在濃度大時為甘草味，而稀釋后則呈豆腥味。7/22/2023食品風味化學一、食品風味化學是研究食品風味組分化學本質、分析方法、生成及變化途徑的科學。§1-3、風味化學的研究對象及意義7/22/2023食品風味化學二、研究對象（內容）：1、了解天然風味物質的化學組成和分離鑒定方法；2、了解風味化合物的形成機制及變化途徑；3、研究食物在貯藏和加工過程中產生的風味成分；4、研究食品風味增效劑、強化劑、穩定劑、改良劑等的利用和影響等。7/22/2023食品風味化學三、研究意義：1、可以使貯藏加工后的食品恢復新鮮風味。如改變某些風味物質的濃度或破壞影響風味的穩定性差的化合物，或通過酶的純化來加強酶促反應等，使食品恢復風味。2、可能應用于配制風味食物或生產新型食品。如①配制模擬柑桔風味的食品及白蘭地風味的飲料；②生產有牛肉風味的豬肉；③生產含有土豆風味的快餐食品等等。目前各國對食品的營養或衛生質量，都制訂有相應的檢查和監督標準或法規，而對于食品的風味質量，則缺乏相對的標準和規定。食品風味化學的研究進展，將會推進食品風味質7/22/2023食品風味化學3、推測風味形成的機制，以防止不良風味產生。如①了解到洋蔥風味底物最適pH5~7，有助洋蔥風味形成。②研究油脂酸敗機制，可防止脂肪食品不良風味的產生。4、有助于規定和控制食品的風味質量。目前各國對食品的營養或衛生質量，都制訂有相應的檢查和監督標準或法規，而對于食品的風味質量，則缺乏相對的標準和規定。食品風味化學的研究進展，將會推進食品風味質量的穩定和提高。5、有助于遺傳學家培育出更好風味的原料新品種。

7/22/2023食品風味化學§1-4、食品風味的研究分析方法

一、研究食品的風味，首先就要了解風味物質的成分和組成，即要對風味物質進行成分分析。

隨著科技的迅速發展，尤其精密分析儀器的出現，使食品風味的研究方法不斷得到改進和完善，目前已基本上建立了一套比較完整的研究程序和分析鑒定方法。

由于目前沒有任何一種儀器能準確測定各種食品的風味類型和質量，因此，任何風味物質的鑒定還必需進行感官評定。7/22/2023食品風味化學二、難度較大的嗅感風味成分分析步驟：食品→提取(離析)風味成分→初步分級分離→逐個組分分離→鑒定各組分→(化學或生物)合成→混合為該食品風味→確證方法準確性。7/22/2023食品風味化學(一)風味物質的收集(離析)(1)蒸餾主要方式有蒸汽蒸餾和分子蒸餾。①蒸汽蒸餾包括常壓蒸餾、減壓蒸餾和真空蒸餾等手段。②分子蒸餾是根據分子蒸發作用的原理，采用使蒸發表面和冷阱之間的距離小于分子平均自由程的方法，使蒸發分子直接運動到冷阱，從而達到離析的目的。由于氣體的分壓越小，分子運動的平均自由程越大，所以體系要求有較高的真空度，以使氣體分子無需冷凝和無碰撞而直到冷阱。7/22/2023食品風味化學7/22/2023食品風味化學(2)萃取其原理主要是根據化合物在溶劑中分配系數的不同而得到離析。常用的方式有①固-液萃取7/22/2023食品風味化學(2)萃取其原理主要是根據化合物在溶劑中分配系數的不同而得到離析。常用的方式有①固-液萃取、②液-液萃取7/22/2023食品風味化學(2)萃取其原理主要是根據化合物在溶劑中分配系數的不同而得到離析。常用的方式有①固-液萃取、②液-液萃取和③液態二氧化碳萃取三種。7/22/2023食品風味化學超臨界二氧化碳萃取分離過程的原理是利用超臨界二氧化碳對某些特殊天然產物具有特殊溶解作用，利用超臨界二氧化碳的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界二氧化碳溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，將超臨界二氧化碳與待分離的物質接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當然，對應各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則完全或基本析出，從而達到分離提純的目的，所以超臨界流體二氧化碳萃取過程是由萃取和分離組合而成的。

7/22/2023食品風味化學

液態二氧化碳是低沸點溶劑，可溶解揮發性物質。這要求裝置精巧，耐高壓，不能接觸熱、光和氧氣。7/22/2023食品風味化學(3)液上氣體分析是從氣相中離析揮發物的一種方法。目前采用的有①直接注樣法、②動態加熱法、③活性炭吸附法等。直接注樣法是在容器內放人粉碎的食料，經過充入氮氣5～10min或抽真空后，控制恒溫并靜置一定時間，再用注射器穿透橡膠塞抽出一定量的氣體樣品即可進行分離鑒定。此法簡單易行，但靈敏度低，僅能測定含量多的組分。7/22/2023食品風味化學動態加熱法是將切碎的食品樣品放人一個三頸瓶內，加入微量甲醇作內標，并加入一定量的水，瓶外加水浴套以保持瓶內恒溫在50℃。從三頸瓶的另一口中以一定速度注入純氮氣約2h，然后將裝在第三個瓶口的活性炭吸附劑轉入另一試管，再用二硫化碳萃取其揮發成分，以便進行分離和儀器鑒定。7/22/2023食品風味化學(二)風味物質的分級分離(1)酸堿分級分離法這是將上述收集(離析)捕集到的風味物質，按其化學性質的不同來進行分級分離，如圖7/22/2023食品風味化學(2)柱色譜分離法這是根據風味物質成分的極性來進行分級分離。此法最為有效。但色譜柱須配備一個分路裝置，使樣品經過柱子分級出來后，每個組分又分成兩路，少部分進入鑒定器，大部分再用U形管低溫收集，然后再進行第二次柱色譜分離。(3)微量真空蒸餾法這是根據風味物質樣品成分沸點不同來進行分級分離。這種方法要求體系要有很高的真空度，樣品凈重最少在lg以上。7/22/2023食品風味化學

例1：肉類揮發性風味成分的鑒定圖1-3(見P10)為OscarMayer對咸熟肉的揮發性風味成分的分析鑒定過程。也可以采用下列方法來收集、分離肉類的揮發性風味成分：先將切碎的肉末放沸水中，3min后立即冷卻并過濾，萃取液在減壓(1333Pa，28℃)下經薄膜蒸發器蒸餾，然后用三級冷阱(一級干冰-丙酮，兩級液氮)收集餾分。餾液加氯化鈉飽和并重新蒸餾，用乙醚萃取三次，萃取液再用無水硫酸鈉干燥并經維勒柱(VigreouxColumn)濃縮，即得揮發性風味成分。將少量樣品進一步濃縮后直接進行GC注樣分析或GC-MS分析鑒定。大量樣品再由酸堿分級分離，再經濃縮后用GC-MS分析鑒定(酸性組分需甲基化)。GC條件可選用：0.8mmi.d.×50mPEG-20MSCOT玻璃毛細管柱；進樣和檢測溫度均為250℃；柱溫為60~190℃，3℃/min；載氣為氮氣，1mL/min。GC-MS條件可選用：0.28mmi.d.×50mPEG-20MSCOT玻璃毛細管柱；柱溫為60~180℃，2℃/min；載氣為氮