食品风味化学味感及呈味物质一.pptx

2/20/2023历史上与味觉有关的故事第1页/共46页2/20/2023第2页/共46页2/20/2023大长今中有这样一段情节医官用蜂针治好了长今的味觉麻痹。第3页/共46页2/20/2023一、味的概念和分类1、味感：是食物在人的口腔内对味觉器官化学感系统的刺激并产生的一种感觉。这种刺激有时是单一性的，但多数情况下是复合性的。2-1味觉现象第4页/共46页2/20/20232、味感的分类：各国并不一致。日本将味感分成甜、苦、酸、咸、辣5类；欧美各国则再加上金属味，共分为6类；印度的分类没有金属味，却有淡味、涩味、不正常味，加上上述5类分成8类；我国的分类通常分成甜、苦、酸、咸、辣、鲜、涩7味。此外，还有些国家或地区的分类有凉味、碱味等等。第5页/共46页2/20/2023从生理学角度看，只有甜、苦、酸、咸4种基本味感。辣味仅是刺激口腔粘膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种痛觉；涩味则是口腔蛋白质受到刺激而凝固时所产生的一种收敛的感觉，与触觉神经末梢有关。但就食品的调味而言，也可看作是两种独立的味感。鲜味由于其呈味物质与其他味感物质相配合时能使食品的整个风味更为鲜美，鲜味物质在欧美各国为风味增效剂或强化剂，而不看作是一种独立的味感。但在我国鲜味仍作为一种单独味感列出。其他几种味感如碱味、金属味和清凉味等，一般认为也不是通过直接刺激味蕾细胞而产生的。第6页/共46页2/20/2023二、味感的生理基础1、食物的滋味虽然多种多样，但它使人们产生味感的基本途径却很相似：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。第7页/共46页2/20/20232、味感受体主要是味蕾，其次是自由神经末梢，第8页/共46页2/20/2023第9页/共46页2/20/20232、味感受体主要是味蕾，其特点，各种动物的味蕾数目差别较大。婴儿约有10000个味蕾，而一般成年人只有数千个。这说明人的味蕾数目随着年龄的增长而减少，对味的敏感性也随之降低。人的味蕾小部分在软颚、咽喉和会咽等处，大部分都在舌头表面的乳突中，在舌粘膜皱褶处的乳突侧面更为稠密。当用舌头向硬颚上研磨食物时，味蕾最易被兴奋起来。自由神经末梢是一种囊包着的末梢，分布在整个口腔内，也是一种能识别不同化学物质的微接受器。第10页/共46页2/20/20233、味蕾由40150个味细胞(也叫味感受器，香蕉形，木桶桶板那样排列着)组成；约1014天更新一次；味蕾的味孔口与口腔相通；味细胞表面由蛋白质、脂质及少量的糖类、核酸和无机离子组成。不同的味感物质在味细胞的受体上与不同的组分作用，如a甜味物质的受体是蛋白质，b苦、咸味的受体是脂质，有人认为苦味物的受体也可能与蛋白质相关。不同的味感物质在味蕾上有不同的结合部位，尤其是甜味、苦味和鲜味物质，其分子结构有严格的空间专一性要求。这反映在舌头上不同部位有不同的敏感性。一般人的舌尖对甜味最敏感，舌尖和边缘对咸味敏感，靠腮两边对酸味敏感，舌根对苦味最敏感。但不是绝对的，因人而异。第11页/共46页2/20/2023第12页/共46页2/20/2023什么是“umami”？您听说过umami这个词汇吗？umami是食物的五大基本味觉之一，和另外4种味觉相比，umami被人们发现的最晚。因此，排名也被排在了最后。其实世界上有许多人迄今仍不知道umami的存在。这是因为直到最近人们一直认为食物只有酸、甜、咸和苦4种基本味觉。据说umami自问世后，只有日本人知道umami的这种味觉，也许是出于这个缘故。Umami一词一直没有合适的外语翻译词汇。在世界各地人们只能用umami这5个罗马字来表示。第13页/共46页2/20/2023好，请大家品尝一下西红柿，感受一下所有的味觉刺激。请注意大家一定要好好地咀嚼，最好咀嚼40次以后才咽下。那么现在大家嘴里的感觉如何呢？是不是西红柿的后味儿一直留在口里呢？这种后味儿就是umami。”第14页/共46页2/20/2023 4、味感物质只有溶于水后才能进入味蕾孔口刺激味细胞。干燥的糖放在用滤纸擦干的舌面时，并不感到甜味。口腔内腮腺、颌下腺、舌下腺及无数小唾液腺分泌出来的唾液，是食物的天然溶剂。分泌腺的活动和唾液成分也会与食物的种类相适应：食物越干燥，在单位时间内分泌的唾液量越多。a吃鸡蛋黄时，分泌出的唾液浓厚并富含蛋白酶;b吃酸梅时则会分泌出稀薄而含酶少的唾液;唾液还能洗涤口腔，使味蕾能更精确地辨别味感，因此，唾液对味感也有极大的关系。第15页/共46页2/20/20235、人从刺激味蕾到感受到味感仅需1.54.0ms(靠神经传递),比视觉(1345ms)(声波传递)、听觉(1.2721.5ms)(次级化学反应传递)或触觉(2.48.9ms)都快。其中对咸味感觉最快，苦味感觉最慢，所以苦味总在最后才觉察到，但苦味更易被觉察(敏感性强)。第16页/共46页2/20/2023三、味的阈值(C)1、阈值是指能感受到该物质的最低浓度(mol/m3、或mg/kg等)。如下表一种物质的阈值越小，表示其敏感性越强。其测量和表达，目前都采用品尝统计法，第17页/共46页2/20/2023名称名称味感味感CT/%250舌尖舌尖舌边舌边舌根舌根蔗蔗 糖糖食食 盐盐柠柠 檬檬 酸酸硫酸奎硫酸奎宁宁甜甜咸咸酸酸苦苦0.100.052.510-31.010-40.400.253.010-33.010-40.400.255.010-21.710-30.720.760.240.25(3.03.5)10-31.210-30.790.288.010-23.010-4表3几种物质的味感阈值及在舌感受区的阈值第18页/共46页2/20/2023阈值根据其测定方法的不同，又可分为绝对阈值、差别阈值和最终阈值。绝对阈值(感觉阈值)，是指一种感觉从无到有的刺激量。通常是给出一系列差别极小的递增浓度水溶液供小组品尝评定。差别阈值是指将某一给定刺激量变到显著刺激时所需的最小量。最终阈值则是指某味感物达到一定量后即不再增加刺激强度的溶液浓度。从含意上看，绝对阈值最“小”，最终阈值最“大”。对呈味物质的感受和反映，在人与动物的种类、个体上有差异。一般西欧人比东方人味盲多一些。所以由人来比较味的强度是不够全面和准确的，目前有人采用电生理学方法，纪录鼓索神经的电反应来确定味的强度，以期在仪器检测方面有所突破。第19页/共46页2/20/2023四、影响味感的主要因素 (一)、呈味物质的结构(影响味感的内因)。一般糖类如葡萄糖、蔗糖等多呈甜味；羧酸如醋酸、柠檬酸等多呈酸味；盐类如氯化钠、氯化钾等多呈咸味；生物碱、重金属盐则多呈苦味。但有许多例外，a、糖精、乙酸铅等非糖有机盐有甜味，b、草酸无酸味而有涩味，c、碘化钾呈苦味而不显咸味等等。总之，物质结构与味感关系复杂，有时分子结构上的微小改变也会使其味感发生极大变化。第20页/共46页2/20/2023(二)温度 温度对味感有影响。味感在30上下较敏锐，而在50时各味觉多变得迟钝。温度对不同味感影响的程度也不相同，其中对糖精甜度的影响最大，对盐酸酸味影响最小。第21页/共46页2/20/2023 (三)浓度和溶解度 味感物质在适当浓度时通常会使人有愉快感，而不适当浓度则会使人产生不愉快的感觉。浓度对不同味感的影响差别很大：a、甜味在任何被感觉到的浓度下都会给人带来愉快感；b、单纯的苦味几乎总是令人不快；c、酸味和咸味在低浓度时使人有愉快感，在高浓度时则会使人感到不愉快。呈味物质溶解度大小及溶解速度快慢，使味感产生有快有慢，维持时间有长有短。如a、蔗糖易溶解，故产生甜味快，消失也快；b、糖精较难溶，则味产生较慢，维持也较长。第22页/共46页2/20/2023(四)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。第23页/共46页2/20/2023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。（五）（五）物质的化学结构与味感的关系物质的化学结构与味感的关系 (relationship of structure with taste)第24页/共46页2/20/2023第25页/共46页2/20/2023(四)各呈味物质间的相互作用 各呈味物质之间或呈味物质与其味感之间的相互影响，以及所引起的心理作用，都是非常微妙的，机理也十分复杂，许多至今尚不清楚，还需深入研究。（1）味觉的相乘作用（2）味觉味的对比作用（3）味觉的消杀作用（4）味的变调作用或阻碍作用（5）味的疲劳作用第26页/共46页2/20/20231、某物质的味感会因另一味感物的存在而显著加强，此现象叫作味的相乘作用。如谷氨酸钠(MSG)与5-肌苷酸(5-IMP)共用能相互增强鲜味；麦芽酚几乎对任何风味都能协同，在饮料、果汁中加入麦芽酚能增强甜味。2、有时由于几种味感物质的共存也会对人的感觉或心理产生影响，称为味的对比作用。如加入少量食盐会使味精鲜味增强，在15%砂糖液中加0.017%食盐会使甜度提高，粗砂糖中由于杂质的存在有些人也会觉得比纯砂糖更甜。第27页/共46页2/20/2023 3、一种物质能减弱或抑制另一物质味感的现象，称为味的消杀作用。如在砂糖、柠檬酸、食盐和奎宁之间，其中有两种以适当浓度混合时，会使其中任何一种单独的味感都减弱。在热带植物匙羹藤的叶子内含有匙羹藤酸，咬过这种叶子后，会抑制甜味或苦味食物(抑制长达数小时)，但对酸味和咸味无抑制作用。在水中加入与酱油相同含盐量的食盐，则觉水太咸，但酱油则反觉有美味。第28页/共46页2/20/2023 4、两种物质的相互影响使味感改变，称为味的变调作用或阻碍作用。如西非洲有一种“神秘果”，内含一种碱性蛋白质，吃了以后再吃酸的东西时，口感反会有甜味。有时吃了有酸味的橙子，口内也会有种甜的感觉。尝过食盐或奎宁后，即刻饮无味的清水，会感到有甜味等等。第29页/共46页2/20/2023 5、当较长时间受到某味感物的刺激后，再吃相同的味感物质时，往往会感到味感强度下降，这种现象称为味的疲劳作用。味的疲劳现象涉及心理因素。如吃第二块糖感觉不如吃第一块糖甜。惯吃味精者，加入量越多反觉得鲜味越来越淡。第30页/共46页2/20/2023 6、味感物与嗅感物之间相互也有影响。从生理学上讲，味感与嗅感虽有严格区别，但由于咀嚼食物时产生的由味与气相互混合而形成的复杂感觉，以及味感物质与嗅感物质间的转化作用，使两种感觉相互促进。第31页/共46页2/20/2023五、味觉机理学说1、处于探索阶段。先后有定味基和助味基理论、生物酶理论、物理吸附理论、化学反应理论等。除酶理论证据不足以外，其它几种学说大都过于强调味觉是化学感这一方面，因而虽各有所见，也存在一定的片面性。2、定味基与助味基学说(若用近代化学键理论予以重新解释较好)认为：酸、咸、甜、苦的定味基是指能分别形成质子键、盐键、氢键和范德华力4类不同化学键的结构，其他与受体结合的键合结构便通称为助味基。这种看法过于简单。第32页/共46页2/20/2023 3、普遍认为，食物与味受体的结合是在味细胞膜表层进行的一种松弛可逆反应。结合过程是刺激物与受体彼此相互诱导适应过程，即二者都需改变其构象以相互契合，产生键合作用，激发特殊味感信号。对甜味剂结构要求严格是因为甜受体穴位乃是有一定顺序的氨基酸组成的蛋白体，如果刺激物极性基排列次序与受体的极性不能互补，将会受到排斥。由脂质(很可能是与表蛋白结合的多烯磷脂)组成的苦味受体，对刺激物的极性和可极化性也有一定的要求。咸、酸两种味受体与磷脂头部的亲水基团有关，对咸味剂和酸味剂的结构要求限制较小。还需探索：味受体的实际构象是怎样的？不同刺激物如何引起受体构象的不同变化？味感的传导为何神速？第33页/共46页2/20/2023 4、味细胞膜的板块振动模型(曾广植,八十年代初)认为构型相同或互补的脂质和(或)蛋白质按结构匹配结为板块(如与体蛋白或表蛋白结为脂质块,或以晶态、似晶态组成胶体脂质块)；板块或以阳离子桥相联,或自由漂动在有表面张力的双层液晶脂质中，如图所示：这是一个动态多相膜模型，与单层单尾脂膜相比，键合形式多了：脂质头部除盐键外还有亲水键，颈部有氢键，在其烃链C9前段还有新型疏水键(二个烃链向两侧形成疏水键),C9后段则有范德华力的排斥作用。第34页/共46页2/20/2023第35页/共46页2/20/2023 必需脂肪酸和胆固醇都是形成脂质板块的主要组分,两者在生物膜中起着相反而相辅的调节作用。无机离子对胶体脂块的存在、存在面的大小和数目等关系很大。曾氏认为，味感始于呈味物质与味受体的结合，引起受体构象改变，产生量子交换，受体所处板块的振动受到激发，产生特殊频率的低频振动，通过其他相似板块的共振传导，形成神经系所接受的信息第36页/共46页2/20/2023 按照这个低频振动理论，不同结构的呈味物会产生相同味感在于它们能使相同的受体板块产生相同的振动频率范围。曾氏算出，在入口温度范围内，食盐咸味初始反应的振动频率213s-1，甜味剂约230s-1左右，苦味剂200s-1以下，酸味剂超出230s-1。他认为这些在原则上均可用远红外或Raman光谱测定。对于一些味感现象，也可用这个学说给予解释。第37页/共46页2/20/2023(1)镁、钙离子产生苦味，是由于它们在溶液中水合程度比钠离子高得多，能破坏味细胞膜上蛋白质-脂质间的相互作用，引起苦味受体构象的改变。(2)神秘果能使酸变甜，朝鲜蓟ji使水变甜，是由于它们不能全部进入甜味受体，但使味细胞膜产生局部相变而处于激发态，酸和水使味受体改变构象和起动低频信息。有些物质有后味，也是它们能进入并激发一种味受体，并会带动激发其他味受体。第38页/共46页2/20/2023(3)味盲是一种先天性变异。甜味盲者其甜味受体是封闭的，甜味剂只能激发其他受体而产生其味感；苦味盲者仅对少数几种苦味剂感受不到苦味，这与这类苦味剂难于打开苦受体口上的金属离子桥键有关。此外,这个学说对生物膜内蛋白-脂质的相互作用，对膜的通透、粘接、融合、分裂、吞饮现象和麻醉作用等作出了较满意的解释。第39页/共46页2/20/2023味感技术前沿：电子舌的应用。第40页/共46页2/20/2023第41页/共46页2/20/2023第42页/共46页2/20/2023第43页/共46页2/20/2023第44页/共46页2/20/2023Thanks！第45页/共46页食品风味化学2/20/2023感谢您的观看！第46页/共46页