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09 第七章_风味物质--风味化学2.2.ppt

页数:43页文件大小:1.48 MB来源: 食品生物化学ppt课件

本课件讲味觉的产生机理与味觉相互作用,逐一介绍甜味、酸味、苦味、咸味、鲜味以及辣味、涩味的典型呈味物质,比较其呈味强度与结构关系,并讨论风味物质在加工中的变化。

第七章 风味化学(二)封面,主题为食品的滋味化学,副标题 Taste chemistry of food
本章目录页,列出第一节概述至第八节涩味和涩味物质共八节内容框架
食品基本味与呈味物质特点页,列出酸、甜、苦、咸四种原味及不挥发、可溶于水、阈值高等特点
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第1页:第七章 食品的滋味化学封面

第七章 风味化学(二)——食品的滋味化学(Flavor Chemistry: Taste chemistry of food)。

第2页:本章目录

  • 第一节 概述
  • 第二节 甜味及甜味物质
  • 第三节 苦味及苦味物质
  • 第四节 咸味物质
  • 第五节 酸味及酸味物质
  • 第六节 辣味及辣味物质
  • 第七节 鲜味及鲜味物质
  • 第八节 涩味及涩味物质

第3页:食品的基本味与呈味特点

食品的基本味(原味,original taste)
酸、甜、苦、咸。
呈滋味物质的特点(characteristic of taste compound)
多为不挥发物;能溶于水;阈值比呈气味物高得多。

第4页:味觉生理学

味觉生理学(taste physiology):舌面不同区域分布酸、甜、苦、咸等味觉感受器,相关分布可参考舌面味觉感受器分布图(Map of the tongue's taste receptors)。

第5页:温度对味觉阈值的影响

四、影响味觉的因素(factors of effect on taste)

1. 温度:在 10~40℃ 之间较敏感,在 30℃ 时最敏感。温度对味觉的影响见下表(味觉阈值,%)。

温度对味觉阈值的影响
呈味物常温0℃
盐酸奎宁(苦)0.00010.0003
食盐(咸)0.050.25
柠檬酸(酸)0.00250.003
蔗糖(甜)0.10.4

第6页:呈味时间与味觉相互作用

2. 时间:易溶解的物质呈味快,味感消失也快;慢溶解的物质呈味慢,但味觉持续时间长。

3. 各种味觉的相互作用

  • 味觉的相乘效果
  • 味觉的相消效果

第7页:物质化学结构与味感的关系

五、物质的化学结构与味感的关系(relationship of structure with taste)

  • 化学上的“酸”呈酸味
  • 化学上的“糖”呈甜味
  • 化学上的“盐”呈咸味
  • 生物碱及重金属盐则呈苦味

第8页:第二节 甜味与甜味物质

第二节 甜味与甜味物质(Sweet taste and sweet substance)。

第9页:呈甜机理 AH/B 理论

一、呈甜机理:夏伦贝格尔(Shallenberger)的 AH/B 理论。

风味单位(flavor unit)是由共价结合的氢键键合质子和位置距离质子大约 3Å 的电负性轨道产生的结合。

  • 化合物分子中有相邻的电负性原子是产生甜味的必须条件。
  • 其中一个原子还必须具有氢键键合的质子。
  • 氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到这个作用,羟基氧原子可以在分子中作为 AH 或 B。

第10页:甜味补充学说与 r 位置

补充学说:甜味分子的亲脂部分通常称为 r(-CH₂-、-CH₃、-C₆H₅),可被味觉感受器类似的亲脂部位所吸引,其立体结构的全部活性单位(AH、B 和 r)都适合与感受器分子上的三角形结构结合。

r 位置是强甜味物质的一个非常重要的特征,但是对糖的甜味作用是有限的。

第11页:甜味单元的 AH/B 与 r 关系

β-D-吡喃果糖、氯仿、邻-磺酰苯亚胺、葡萄糖等甜味单元中 AH/B 和 r 之间的关系(结构式示意)。

第12页:AH/B 理论的局限性

局限性

  • 不能解释多糖、多肽无味。
  • 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。

第13页:甜味剂的相对甜度

二、甜度及其影响因素

1. 甜度:甜味剂的相对甜度(以蔗糖为基准 1)。

甜味剂的相对甜度
甜味剂相对甜度
乳糖0.27
麦芽糖0.5
葡萄糖0.5~0.7
半乳糖0.6
甘露糖醇0.7
甘油0.8
蔗糖1
果糖1.1~1.5
甘草酸苷50
天冬氨酰苯丙氨酸甲酯100~200
糖精500~700
新橙皮苷二氢查耳酮1000~1500

第14页:结构对甜度的影响

2. 影响因素

(1)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。

第15页:甜度的影响因素

(2)温度:果糖随温度升高,甜度降低(异构化)。

(4)不同糖之间的增甜效应:5% 葡萄糖 + 10% 蔗糖 = 15% 蔗糖。

(3)结晶颗粒大小:小颗粒易溶解,味感甜。

(5)其它呈味物的影响。

第16页:甜味剂的种类

三、甜味剂

  • 1. 糖类:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等。
  • 2. 糖醇:木糖醇、麦芽糖醇等。
  • 3. 糖苷:甜叶菊苷(Stevioside)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。

第17页:其它甜味剂

4. 其它甜味剂

  • (1)甜蜜素
  • (2)甜味素(阿斯巴甜,二肽衍生物)
  • (3)二氢查耳酮衍生物
  • (4)糖精(Saccharin)
  • (5)三氯蔗糖

第18页:呈苦机理与沙氏理论

第三节 苦味和苦味物质(Bitterness and bitterness substance)

一、呈苦机理

  • 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,而这种疏水性是与脂膜中多烯磷酸酯组成的苦味受体相结合的必要条件。

第19页:生物碱与啤酒苦味物质

二、苦味物质

1. 茶叶、可可、咖啡中的生物碱。

2. 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(α-酸和 β-酸),其中 α-酸占了 85% 左右。α-酸在新鲜酒花中含量在 2~8% 之间(质量标准中要求达 7%),有强烈的苦味和防腐能力,久置空气中可自动氧化,其氧化产物苦味变劣。

第20页:α-酸的异构化与老化风味

异律草酮(β-酸)、律草酮(α-酸):啤酒花与麦芽汁共煮时,α-酸有 40~60% 异构化生成异 α-酸。控制异构化在啤酒加工中有重要意义。核黄素存在时,异 α-酸经光氧化分解,可产生老化风味。

第21页:柑橘中的苦味物与脱苦

3. 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(图示为柚皮苷生成无苦味衍生物的酶水解部位结构)。

第22页:肽类苦味与疏水值 Q

4. 氨基酸及多肽类(1)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非需宜苦味。计算疏水值可预测肽类的苦味。

蛋白质子平均疏水值的计算:Q = ∑△g / n(△g 表示每种氨基酸侧链的疏水贡献,n 是氨基酸残基数)。Q 值大于 1400 的肽可能有苦味,低于 1300 的无苦味。

第23页:各种氨基酸的 △g 值

各种氨基酸的计算 △g 值(卡/摩尔)。

各种氨基酸的 △g 值(卡/摩尔)
氨基酸△g 值
甘氨酸0
精氨酸730
脯氨酸2620
丝氨酸40
丙氨酸730
苯丙氨酸2650
苏氨酸440
蛋氨酸1300
酪氨酸2870
组氨酸500
赖氨酸1500
异亮氨酸2970
天冬氨酸540
缬氨酸1690
色氨酸3000
谷氨酸550
亮氨酸2420

第24页:强疏水性苦味肽

强非极性 αS1 酪蛋白衍生物的苦味肽

αs1 酪蛋白在残基 144—145 和残基 150—151 之间断裂得到的一种短肽 Phe-Tyr-Pro-Glu-Leu-Phe,计算 Q 值为 2290,这种肽非常苦。从 αs1 酪蛋白得到强疏水性肽,是成熟干酪中产生苦味的原因。

第25页:肽的分子量对苦味的影响

(2)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,显然不能接近感受器位置。

第26页:盐类的苦味规律

5. 盐类:苦味与盐类阴离子和阳离子的离子直径之和有关。

  • 离子直径小于 6.5Å 的盐显示纯咸味,如 LiCl=4.98Å、NaCl=5.56Å、KCl=6.28Å。
  • 随着离子直径的增大盐的苦味逐渐增强,如 CsCl=6.96Å、CsI=7.74Å、MgCl=8.60Å。

第27页:第四节 咸味和咸味物质

第四节 咸味和咸味物质(Salty taste and salty substance)——咸味。

第28页:阳离子产生咸味

1. 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。

第29页:阴离子抑制咸味

2. 阴离子抑制咸味:氯离子本身是无味的,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。长链脂肪酸或长链烷基磺酸钠盐中阴离子所产生的肥皂味可以完全掩蔽阳离子的味道。

第30页:呈酸机理

第五节 酸味和酸味物质(Sourness and sourness substance)

一、呈酸机理

  • 1. 酸味是由 H⁺ 刺激舌粘膜而引起的味感,H⁺ 是定味剂,A⁻ 是助味剂。
  • 2. 酸味的强度与酸的强度不呈正相关关系。

第31页:阴离子对酸味强度的影响

3. 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。

第32页:主要酸味剂

二、主要酸味剂

  • 1. 食醋
  • 2. 乳酸
  • 3. 柠檬酸
  • 4. 葡萄糖酸:δ-D-葡萄糖内酯的水溶液加热可转变成葡萄糖酸。

第33页:葡萄糖内酯与葡萄糖酸转化

δ-D-葡萄糖内酯与 γ-D-葡萄糖内酯的结构式,以及其经加热(Δ)、加水(H₂O)转化为 D-葡萄糖酸的过程。

第34页:辣味的呈味机理

第六节 辣味和辣味物质(Piquancy and piquancy substance)

一、辣味的呈味机理:辣味刺激的部位在舌根部的表皮,产生一种灼痛的感觉,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。

第35页:热辣味与辛辣味

  • 1. 热辣味(hotness):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。如红辣椒主要呈辣成分有辣椒素、二氢辣椒素,胡椒中的胡椒碱。
  • 2. 辛辣味(pungency):冲鼻的刺激性辣味,对味觉和嗅觉器官有双重刺激,常温下具有挥发性。如姜、葱、蒜等。

第36页:辣味料的辣味强度排序

二、辣味物质:辣味料的辣味强度排序为辣椒、胡椒、花椒、姜、葱、蒜、芥末(热辣与辛辣两类)。

第37页:鲜味物的呈鲜机理

第七节 鲜味和鲜味物质(Delicious taste and delicious substance)

一、鲜味物的呈鲜机理

  • 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。如味精与肌苷酸按 1:5 比例混合,其鲜味提高 6 倍。

第38页:味精(谷氨酸钠)

二、呈鲜物质

1. 味精(谷氨酸钠):L-型谷氨酸钠是肉类鲜味的主要成分,D-型异构体则无鲜味。其鲜味与其离解度有关。

第39页:鲜味核苷酸

2. 鲜味核苷酸:主要的呈鲜核苷酸为肌苷酸、鸟苷酸。肉中鲜味核苷酸主要是由肌肉中的 ATP 降解而产生。存放时间过长,肌苷酸变成无味的肌苷,进而变为呈苦味的次黄嘌呤。酵母水解物也是鲜味剂,其呈鲜成分是 5'-核糖核苷酸。

第40页:其它鲜味剂

3. 其它鲜味剂:天然存在的有些肽类,如谷胱甘肽、谷谷丝三肽;植物蛋白质和微生物核酸水解产生的鲜味剂。

第41页:涩味的呈味机理

第八节 涩味和涩味物质(Astringent taste and astringent substance)

一、涩味:涩味通常是由于单宁或多酚与唾液中的蛋白质缔合而产生沉淀或聚集体而引起的。难溶解的蛋白质与唾液的蛋白质和粘多糖结合也产生涩味。

第42页:主要涩味成分

二、涩味成分:主要涩味物质是多酚类的化合物。单宁是最典型的涩味物:

  • 缩合度适中的单宁具有涩味。
  • 缩合度超过 8 个黄烷醇单体后,其溶解度大为降低,不再呈涩味。

明矾、醛类也具有涩味。

第43页:常用脱涩方法

常用脱涩方法:

  • (1)焯水处理。
  • (2)在果汁中加入蛋白质,使单宁沉淀。
  • (3)提高原料采收时的成熟度。
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