食品风味化学食品的风味转化课件.ppt
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1、食品风味化学食品食品风味化学食品的风味转化的风味转化第1页,此课件共48页哦v风味前体物质:风味前体物质:它本身没有风味,但是在酶它本身没有风味,但是在酶或加热条件下会生成具有或加热条件下会生成具有独特风味独特风味的化合物。的化合物。v1 1、水溶性前体:、水溶性前体:氨基酸、蛋白质、肽、还氨基酸、蛋白质、肽、还原糖、核苷酸、碳水化合物等原糖、核苷酸、碳水化合物等v2 2、脂溶性前体:、脂溶性前体:甘油三酯、游离脂肪酸、甘油三酯、游离脂肪酸、磷脂、糖脂等磷脂、糖脂等v风味的形成途径:风味的形成途径:生物合成、酶促反应、氧生物合成、酶促反应、氧化反应、加热反应化反应、加热反应第2页,此课件共48
2、页哦 食品在热加工的过程中,将产生大量的食品在热加工的过程中,将产生大量的风味组分,它们既可由食品的基本成分相互风味组分,它们既可由食品的基本成分相互作用而产生,也可由食品成分的自身受热降作用而产生,也可由食品成分的自身受热降解而产生,此两者统称为解而产生,此两者统称为非酶褐变或称或称美拉德(Maillard)反应。除了无香味的焦黑精一类高分子物质外,除了无香味的焦黑精一类高分子物质外,在食品的烧制过程中例如:咖啡、可可、茶在食品的烧制过程中例如:咖啡、可可、茶和硬壳果品的烘烤、肉类的烧煮、烤面包、和硬壳果品的烘烤、肉类的烧煮、烤面包、土豆以及烧菜等等都不需要酶催化就可产生土豆以及烧菜等等都不
3、需要酶催化就可产生杂环芳香化合物。杂环芳香化合物。第3页,此课件共48页哦 食品加热处理方式与气味 对动、植物性食物进行的热处理,最为常对动、植物性食物进行的热处理,最为常见的有烹煮、焙烤、油炸等方式。见的有烹煮、焙烤、油炸等方式。1、烹煮香气:食物在烹煮或加热灭菌时,一般温度食物在烹煮或加热灭菌时,一般温度较高,时间较短。这时水果、乳品等主要是较高,时间较短。这时水果、乳品等主要是原有香气挥发散失,反应生成新的风味物质原有香气挥发散失,反应生成新的风味物质并不多;蔬菜、谷类除原有香气有部分损失并不多;蔬菜、谷类除原有香气有部分损失外,也有一定量的新风味物质生成;鱼、肉外,也有一定量的新风味物
4、质生成;鱼、肉等动物性食物则通过反应形成大量浓郁的香等动物性食物则通过反应形成大量浓郁的香气。气。第4页,此课件共48页哦 2、焙烤香气:这种热处理方式通常温度较高、时这种热处理方式通常温度较高、时间较长。这时各类食品通常都会有大量的间较长。这时各类食品通常都会有大量的风味物质产生。食物在焙烤时发生的非酶风味物质产生。食物在焙烤时发生的非酶褐变反应,主要有褐变反应,主要有Maillard(Maillard(羟氨反应)、羟氨反应)、维生素的降解、油脂、氨基酸和单糖的降维生素的降解、油脂、氨基酸和单糖的降解、以及解、以及-胡萝卜素、儿茶酚等非基本胡萝卜素、儿茶酚等非基本组分的热降解。组分的热降解。
5、第5页,此课件共48页哦 3、油炸香气:油炸食品时其诱人的香气很易勾起食油炸食品时其诱人的香气很易勾起食欲。这时产生风味物质的反应途径除了在高欲。这时产生风味物质的反应途径除了在高温下可能发生的与温下可能发生的与焙烤相似焙烤相似的反应之外,更的反应之外,更多地还与油脂的热降解反应有关。油炸食品多地还与油脂的热降解反应有关。油炸食品的的特有香气为为2 2,4-4-葵二烯醛,除此之外,除此之外,油炸食品的香气成分还包含有高温生成的吡油炸食品的香气成分还包含有高温生成的吡嗪类和酯类化合物,以及油脂嗪类和酯类化合物,以及油脂本身的独特香本身的独特香气气,例如:用椰子油炸的食品带有甜感的椰,例如:用椰子
6、油炸的食品带有甜感的椰香,用芝麻油炸的食品带有芝麻酚香等。香,用芝麻油炸的食品带有芝麻酚香等。第6页,此课件共48页哦 美拉德反应(Maillard ReactionMaillard Reaction)是)是指氨基化合物和还原化合物之间发生的反应,指氨基化合物和还原化合物之间发生的反应,在食品中的反应通常是氨基酸、肽、蛋白在食品中的反应通常是氨基酸、肽、蛋白质和还原糖类,质和还原糖类,它是食品香味产生的主要来它是食品香味产生的主要来源之一。源之一。第三节 美拉德反应第7页,此课件共48页哦 食品中香味杂环化合物就来源于这样食品中香味杂环化合物就来源于这样一个复杂的反应体系;一个复杂的反应体系;
7、该反应体系中还原糖和氨基酸经过美该反应体系中还原糖和氨基酸经过美拉德反应后,不仅生成拉德反应后,不仅生成棕黑色的色素棕黑色的色素,同时,同时伴随着形成伴随着形成多种香气物质多种香气物质,即这个反应所生,即这个反应所生成的风味物质非常好闻,可以使人联想起各成的风味物质非常好闻,可以使人联想起各种食品的香气,经过热加工的食品,尤其是种食品的香气,经过热加工的食品,尤其是经过烹调和烘焙加工的食品都具有形成这种经过烹调和烘焙加工的食品都具有形成这种香气的特征。所以,香气的特征。所以,这个反应在形成这个反应在形成“加热加热香气香气”时特别受到重视。时特别受到重视。第8页,此课件共48页哦 Maillar
8、d Maillard反应可以分为反应可以分为三个反应阶段和和三条主要反应路线。三个反应阶段为三个反应阶段为初级、中级和第三阶段MaillardMaillard反应。初级初级MaillardMaillard反应反应不引起褐变,也不产不引起褐变,也不产生食品香味,其中关键的一步是生食品香味,其中关键的一步是AmadoriAmadori重排重排,Amadori Amadori重排产物是极为重要的不挥发的重排产物是极为重要的不挥发的香味前驱物。香味前驱物。中级中级MaillardMaillard反应反应包括三条主要反应路包括三条主要反应路线,其中二条是从线,其中二条是从AmadoriAmadori重排
9、产物开始,另重排产物开始,另一条是间接地由一条是间接地由AmadoriAmadori重排产物开始。重排产物开始。第三阶段MaillardMaillard反应目前仍不明确。第9页,此课件共48页哦 第一条反应路线是由是由1-1-氨基氨基-1-1-脱氧脱氧-2-2-酮糖在酮糖在2323位置不可逆地烯醇化,从位置不可逆地烯醇化,从C-1C-1消去胺基生成甲基二羰基中间体,其进一步消去胺基生成甲基二羰基中间体,其进一步反应产生如反应产生如CC甲基甲基醛类、酮醛类二羰基醛类、酮醛类二羰基化合物和还原酮类等裂解产物,反应产物包化合物和还原酮类等裂解产物,反应产物包括乙醛、丙酮、丁二酮和乙酸等香味成分。括乙
10、醛、丙酮、丁二酮和乙酸等香味成分。第二条反应路线从烯醇式从烯醇式AmadoriAmadori产物产物在在1212位置烯醇化,并消去位置烯醇化,并消去C3C3上的羟基而上的羟基而生成生成3-3-脱氧脱氧-己糖酮,然后脱水生成己糖酮,然后脱水生成2-2-糖醛糖醛类香味成分。类香味成分。第10页,此课件共48页哦 上述二条路线生成的中间产物及以后发上述二条路线生成的中间产物及以后发生的反应是相当复杂的,此过程中包括了生的反应是相当复杂的,此过程中包括了醇醇醛缩合、醛醛缩合、醛-胺聚合,以及生成诸如吡咯、胺聚合,以及生成诸如吡咯、吡啶类吡啶类等含氮杂环化合物,加热食品具有的等含氮杂环化合物,加热食品具
11、有的烤香、烘焙香和坚果香与此类杂环化合物有烤香、烘焙香和坚果香与此类杂环化合物有密切关系。密切关系。第三条反应路线是氨基酸的斯特勒克氧是氨基酸的斯特勒克氧化(化(StreckerStrecker)降解反应,这是)降解反应,这是MaillardMaillard反反应最重要的步骤之一。这个反应导致醛和应最重要的步骤之一。这个反应导致醛和-氨基酮的形成,杂环化合形成吡嗪衍生氨基酮的形成,杂环化合形成吡嗪衍生物,食品焙烤时形成的香气大部分是由吡嗪物,食品焙烤时形成的香气大部分是由吡嗪类产生的。类产生的。第11页,此课件共48页哦影响MaillardMaillard反应的因素:Maillard Mail
12、lard反应非常强调反应条件,其中反应非常强调反应条件,其中温度的影响可能最为重要可能最为重要。一般该反应的速率是随着温度的上。一般该反应的速率是随着温度的上升而增大;反应产生的香味物质主要是在较高温度时升而增大;反应产生的香味物质主要是在较高温度时形成,是在中级形成,是在中级MaillardMaillard反应阶段产生的。反应产物反应阶段产生的。反应产物既与参与反应的氨基酸及单糖的种类有关,也与既与参与反应的氨基酸及单糖的种类有关,也与受热受热时间的长短、体系的时间的长短、体系的pHpH值、水分等因素有关值、水分等因素有关。一般说来,一般说来,当受热时间较短当受热时间较短、温度较低时,反应、
13、温度较低时,反应主要产物除了主要产物除了醛类以外,还有特征香气的以外,还有特征香气的内酯类和和呋喃类化合物等;化合物等;当受热时间较长当受热时间较长、温度较高时,生、温度较高时,生成的风味物质种类有所增加,还有焙烤香气的成的风味物质种类有所增加,还有焙烤香气的吡嗪类、吡咯类、吡啶类等化合物形成。等化合物形成。第12页,此课件共48页哦 参与参与MaillardMaillard反应的糖类和氨基酸的结反应的糖类和氨基酸的结构不同,对生成的产物影响很大。构不同,对生成的产物影响很大。首先、不同种类的糖与氨基酸作用时,首先、不同种类的糖与氨基酸作用时,将降解产生不同的风味。将降解产生不同的风味。例如,
14、麦芽糖与苯例如,麦芽糖与苯丙氨酸反应能产生令人愉快的焦糖甜香;而丙氨酸反应能产生令人愉快的焦糖甜香;而果糖与苯丙氨酸反应却产生一种令人不快的果糖与苯丙氨酸反应却产生一种令人不快的焦糖味,但有二羟丙酮存在时,则产生紫罗焦糖味,但有二羟丙酮存在时,则产生紫罗兰香气。二羟丙酮和甲硫氨酸作用形成类似兰香气。二羟丙酮和甲硫氨酸作用形成类似烤土豆的气味,而葡萄糖和甲硫氨酸反应,烤土豆的气味,而葡萄糖和甲硫氨酸反应,则呈现烤焦的土豆味。则呈现烤焦的土豆味。第13页,此课件共48页哦 葡萄糖与不同氨基酸加热时产生的气味 氨 基 酸 100 100 180 180 甘氨酸甘氨酸 麦焦气味麦焦气味 烤糖气味烤糖气
15、味 丙氨酸丙氨酸 柔和麦焦香味柔和麦焦香味 甜麦芽焦糖味甜麦芽焦糖味 精氨酸精氨酸 爆玉米味爆玉米味 焦糖味焦糖味 亮氨酸亮氨酸 甜巧克力味甜巧克力味 焦干酪味焦干酪味 异亮氨酸异亮氨酸 不快的芳香味不快的芳香味 烤奶酪味烤奶酪味 缬氨酸缬氨酸 不快的甜味不快的甜味(黑面包味)(黑面包味)烤巧克力味烤巧克力味 蛋氨酸蛋氨酸 马铃薯味马铃薯味 煮马铃薯味煮马铃薯味第14页,此课件共48页哦 氨 基 酸 100 100 180 180 天冬氨酸天冬氨酸 冰糖味冰糖味 焦糖味焦糖味 谷氨酸谷氨酸微甜肉香,有后味微甜肉香,有后味 烤肉香气烤肉香气 苯基丙氨酸苯基丙氨酸 尖辣的花香尖辣的花香 紫丁香味紫
16、丁香味 色氨酸色氨酸 油腻的糖甜味油腻的糖甜味油腻的甜味油腻的甜味 赖氨酸赖氨酸 焦黄气味焦黄气味 面包气味面包气味 胱氨酸胱氨酸 煮硬的鸡蛋黄味煮硬的鸡蛋黄味硫化氢臭气硫化氢臭气 苏氨酸苏氨酸 巧克力味巧克力味 焦臭味焦臭味第15页,此课件共48页哦 其次,不同种类的氨基酸参与发生其次,不同种类的氨基酸参与发生MaillardMaillard反应的难易也不一样。反应的难易也不一样。一般说来,不一般说来,不同氨基酸降解速率次序为:羟基氨基酸、含硫同氨基酸降解速率次序为:羟基氨基酸、含硫氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨基酸、脂肪族氨基酸。基酸、脂肪
17、族氨基酸。不同类型的还原糖参加反应的速率是不相不同类型的还原糖参加反应的速率是不相同的,一般来讲,同的,一般来讲,五碳糖比六碳糖反应活性强,五碳糖比六碳糖反应活性强,在在3737,含水量为,含水量为15%15%时,反应的顺序是:木时,反应的顺序是:木糖阿拉伯糖葡萄糖乳糖麦芽糖果糖,糖阿拉伯糖葡萄糖乳糖麦芽糖果糖,葡萄糖的反应活性是果糖的葡萄糖的反应活性是果糖的1010倍。倍。第16页,此课件共48页哦 Maillard Maillard反应香味的分类:根据其香气特征、结构、分子形状及其形根据其香气特征、结构、分子形状及其形成路线等分为成路线等分为4 4个主要类别。个主要类别。第一大类是含氮杂环
18、化合物第一大类是含氮杂环化合物,如吡嗪、吡啶、,如吡嗪、吡啶、吡咯、噻唑类等,它们主要产生坚果香、烘烤吡咯、噻唑类等,它们主要产生坚果香、烘烤香或面包香;香或面包香;第二大类是环状烯醇酮结构化合物第二大类是环状烯醇酮结构化合物,如麦芽,如麦芽酚、脱氢呋喃酮等,主要产生焦糖香;酚、脱氢呋喃酮等,主要产生焦糖香;第三大类是多羰基化合物第三大类是多羰基化合物,产生的是焦香;,产生的是焦香;第四大类是单羰化合物第四大类是单羰化合物,产生各种酮、醛类,产生各种酮、醛类香气。香气。第17页,此课件共48页哦 加热食品中存在的加热食品中存在的MaillardMaillard香味物质:咖香味物质:咖啡、可可、
19、面包、花生、猪肉、牛肉、鸡肉、啡、可可、面包、花生、猪肉、牛肉、鸡肉、鱼类、马铃薯等加热食品中的香味物质大多是鱼类、马铃薯等加热食品中的香味物质大多是由由MaillardMaillard反应产生的。反应产生的。通过不同的加热方式,食品会呈现不同的通过不同的加热方式,食品会呈现不同的香味物质,香味物质,如煮马铃薯和大麦时被鉴定出的香如煮马铃薯和大麦时被鉴定出的香味物质分别是味物质分别是125125种和种和7575种,但当烘烤这二种种,但当烘烤这二种食物时鉴定出的香味物质分别是食物时鉴定出的香味物质分别是250250种和种和150150种,种,正好增加了正好增加了1 1倍。倍。第18页,此课件共4
20、8页哦(一)、以氨基酸为前体的风味(二)、以脂肪酸为前体的风味(三)、以糖苷为前体的风味(四)、以色素为前体的风味第四节第四节 水果、蔬菜中的风味前体水果、蔬菜中的风味前体第19页,此课件共48页哦 1、含硫氨基酸 2、芳香族氨基酸(一)、以氨基酸为前体的风味产生第20页,此课件共48页哦 1、含硫氨基酸:百合科蔬菜如洋葱、大蒜、韭菜、细百合科蔬菜如洋葱、大蒜、韭菜、细香葱以及芦笋均含有特殊的香辣气味,尤其香葱以及芦笋均含有特殊的香辣气味,尤其以蒜最强。它们都是以以蒜最强。它们都是以含硫氨基酸(半胱氨(半胱氨酸)酸)为风味前体的。的。作用过程如下:烃基次磺酸不稳定,在酶的催化下可以烃基次磺酸不
21、稳定,在酶的催化下可以发生缩合、降解、重排、环化等反应,生成发生缩合、降解、重排、环化等反应,生成各种葱属植物的特征风味物质(主要是硫化各种葱属植物的特征风味物质(主要是硫化物)。物)。第21页,此课件共48页哦 前前 体体品品 种种 S-丙烯基丙烯基-L半胱氨酸半胱氨酸洋洋 葱葱 S-烯丙基烯丙基-L半胱氨酸半胱氨酸大大 蒜蒜韭韭 菜菜S-S-甲基甲基-L-L半胱氨酸半胱氨酸香香 葱葱甲硫氨酸(蛋氨酸)甲硫氨酸(蛋氨酸)芦芦 笋笋第22页,此课件共48页哦2 2、芳香族氨基酸:很多水果的风味成分中包含有很多水果的风味成分中包含有酚、酚、醚类化合物醚类化合物。如香蕉内的。如香蕉内的榄香素和榄香
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