第二章 食品风味化学精选PPT.ppt
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1、第二章 食品风味化学第1页,本讲稿共82页X=-H(5-IMP)X=-NH(5-GMP)X=-OH(5-XMP)2第2页,本讲稿共82页 呈鲜味的核苷酸的结构特点结构特点:(1)、嘌呤核第六碳原子上要有羟 基。(2)、核糖第五碳原子上要有磷酸 酯。根据这一规律,相继合成了很多位上含有硫的核苷酸,他们均具有很强的鲜味。第3页,本讲稿共82页 X(取代基)(取代基)鲜鲜味相味相对对强强度度 -H 1 5-IMP -NH2 3.3 5-GMP -OH 0.53 5-XMP -SCH3 8.2 -SCH2CH3 6.9 -S(CH2)2CH(CH3)2 6.11 17.3-SCH2CH2OCH2CH3
2、 11.8第4页,本讲稿共82页 5-IMP为无色浓浆状,干燥后则固结似玻璃,易溶于水而不溶于酒精;与酸共同煮沸时则水解生成H PO 、次黄嘌呤及核糖。5-IMP广泛存在于肉类中(如鸡、鱼、肉汁等),是核苷酸中鲜味最强的一种,食盐可增强它的鲜味。5-GMP有少量存在于植物中,如香菇等,在动物体中未发现;其钠盐易溶于水而难溶于酒精、丙酮、乙醚。34第5页,本讲稿共82页 谷氨酸钠(MSG)与5-核苷酸混合使用比单独使用鲜味有加强的效果,即鲜味有相乘增强的效果。从各种比例的MSG与5-IMP 或5-GMP混合时鲜味强度的比较试验中,按1:1混合的MSGIMP产生的味觉强度比单独用MSG增强7倍;按
3、1:1混合的MSGGMP产生的味觉强度比单独用MSG增强30倍,而且其协同效应在 1:1是最明显的,即当两者以1:1混合时,鲜味最强。第6页,本讲稿共82页 1g的MSG和1g的5-GMP混合后的水溶液,其鲜度与在同体积水中溶解60g的MSG溶液鲜味相当。由于IMP和GMP的生产成本很高,因此很少按这个比例制成商品;现在工业上生产的特鲜味精的比例通常是MSG:IMP:GMP为95:25:25,可产生味觉强度接近于6倍的协同效应。第7页,本讲稿共82页 ATP ATP酶ADP 肌激酶 AMP IMP 次黄嘌呤核苷 次黄嘌 呤+核糖 腺苷脱氨酶 腺嘌呤核苷 A类类 AMP脱氨酶脱氨酶核苷酶核苷酶磷
4、酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶B类类 肉类中肉类中IMP的生成与分解的生成与分解第8页,本讲稿共82页 A类包括禽、兽肉及鱼肉;B类包括乌贼及贝类;蟹、虾等则兼A、B类两者。当禽兽类屠宰后,ATP急速分解减少,其分解速度与屠宰方法及保存温度等有关。肉类在屠宰后要经过一段时间的“后热”方能变得美味可口,其原因就在于ATP变为5-肌苷酸需要时间;但鱼体完成这个过程所需时间最短。第9页,本讲稿共82页 5-IMP的工业制法:、自动物体抽提法:、核糖核酸(RNA)分解法:、发酵法:第10页,本讲稿共82页第六节、苦味第六节、苦味一、苦味物质的分类及化学结构一、苦味物质的分类及化学结构二、苦味物质简介二
5、、苦味物质简介三、几种苦味食物及主要成分三、几种苦味食物及主要成分第11页,本讲稿共82页 单纯的苦味是不可口的,但苦味在调味和生理上却有重要作用。巴甫洛夫曾阐述过应用苦味的意义。他指出对一些消化道活动发生障碍的人,他的味觉就会出现衰退和减弱的现象,为了能恢复有力的、正常的味觉,需要对味觉感觉器加以强烈的刺激。在这方面,强烈的、不可口的味(苦味和涩味)最容易达到此目的,因为苦味阈值最小。第12页,本讲稿共82页 苦味物质大多都有药理作用,可调节生理机能,我国历来就有“苦口良药”之说。另一方面,食品中也有许多是苦味的,如茶叶、咖啡、啤酒、苦瓜、莲子、白果等,适度的苦味则会使食品具有特色,是有益的
6、;但苦味过强则会降低食品价值。苦味不仅在生理上能对味觉感受器起强有力的刺激作用,而且以味觉本身来说,如当它与甜、酸或其它味感调配得当时,却能起着丰富和改进食品风味的特殊作用。第13页,本讲稿共82页 苦味机理的学说学说有:空间位阻学说、内氢键学说、三点接触学说、诱导适应学说等。第14页,本讲稿共82页一、苦味物质的分类及化学结构一、苦味物质的分类及化学结构 有苦味的物质分布甚广,存在于食物和药物的苦味物质,来源于植物的主要有4类:生物碱(咖啡因、奎宁、马钱子碱等)、萜类、糖苷类(配糖体)、苦味肽类;来源于动物的主要有胆汁和某些氨基酸。此外,一些含氮的有机物(尿素)以及某些无机盐类也有苦味。第1
7、5页,本讲稿共82页 苦味物质就其化学结构来看,一般都含有下列几个原子团:SH、NO、S-S、S、SO H、无机盐的Ca 、Mg 、NH 等也能产生苦味。它们最广泛的结构特征首先是能作为配基形成金属离子螯合物,其次是都具有较明显的脂溶性。2+2+4+23第16页,本讲稿共82页 在苦味分中,必须有分子内氢键氢键存在,即分子内存在有氢原子供给基和氢原子接受基,它们相互间距离在1.5 以内,分子内氢键形成使整个分子的疏水性增强,这有可能是产生苦味的主要原因。一般苦味物质的呈味阈值比酸、甜、咸味物质要低得多,这是由于苦味物质大多是疏水物质,容易吸附在味受体膜上。下表列出了苦味物质的阈值阈值:第17页
8、,本讲稿共82页种种 类类化化 合合 物物阈值阈值:摩:摩尔尔浓浓度度 生物碱马钱子碱7107激肽3106糖苷类柚皮苷5105新橙皮苷5104肽 Arg-Pro8104Gly-Phe1.2103尿素类苯硫尿2105尿 素1.2101氮化均物苦味酸3.7106无机盐类硫酸镁4.6103第18页,本讲稿共82页 苦味曾和酸味一道被认为是确定食品有毒、有害、变质的信号。多数有苦味的天然和恶臭物质还含有毒性,特别是腐败和未成熟的食物;人们本能地厌弃、拒绝恶臭和苦味,从而避免食物中毒。一般而言,嗅、味感不好的物质多数有一定的毒性,是不容质疑的,应对所有的苦味物质保持一定的戒心。第19页,本讲稿共82页二
9、、苦味物质简介二、苦味物质简介 1、生物碱生物碱 2、黄烷酮配糖体(糖苷类)黄烷酮配糖体(糖苷类)3、萜类(律草酮、蛇麻酮)萜类(律草酮、蛇麻酮)4、苦味肽类苦味肽类第20页,本讲稿共82页 1、生物碱:、生物碱:生物碱主要来自植物体,是具有特殊生理作用的碱性含氮化合物的总称,多半是环内含氮化合物,其阈值很低。生物碱可分为59类约6000多种,几乎全部都具有苦味,有的苦且辛辣,能刺激唇舌,其中马钱子碱最苦。生物碱的碱性越强则越苦,成盐后仍苦,如黄连。可可碱、咖啡碱、马钱子碱及奎宁、尼古丁的分子结构式如下所示:第21页,本讲稿共82页 可可碱可可碱 咖啡碱咖啡碱 马钱子碱马钱子碱第22页,本讲稿
10、共82页 奎奎 宁宁尼古丁尼古丁第23页,本讲稿共82页 奎宁被常用作苦味物质的基准物,是疟疾的特效药,有苦味;也可作为饮料中的添加剂,例如在有酸甜味特性的软饮料中,苦味能跟其它味感调合,使这类饮料具有清凉兴奋作用。盐酸奎宁的阈值大约是10mg/Kg。可可碱和咖啡碱都是嘌呤类衍生物,是食品中主要的生物碱类苦味物质。它们都具有兴奋神经中枢,驱除睡眠的作用。第24页,本讲稿共82页 2、黄烷酮配糖体(糖苷类):、黄烷酮配糖体(糖苷类):黄烷酮配糖体是呈苦味的物质,柚皮苷、新橙皮苷是柑橙果实中的主要苦味物质。以新橙皮糖为糖苷的都有苦味,含芳香糖成糖苷的则无苦味。橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷等桔类中所含的
11、黄烷酮配糖体,橙皮苷是无苦味的,新橙皮苷和柚皮苷可溶于水,呈苦味。柚皮苷是柠檬色苦味成分,其苦味非常强,比奎宁还苦。柚皮苷并非在所有柑橘类中都含有,主要是在葡萄柚中含量较多。第25页,本讲稿共82页 萜类化合物种类繁多,其中单萜有36种以上的不同结构,倍半萜在48种以上,共约有一万种以上。它们一般以含有内酯、内缩醛、内氢键、糖苷羟基等能形成螯合物的结构而有苦味。律草酮、蛇麻酮是添加在啤酒的酒花雌花中的苦味成分。律草酮不是单一物质,还含有合律草酮和加律草酮;啤酒中没有蛇麻酮。3、萜类(律草酮、蛇麻酮):、萜类(律草酮、蛇麻酮):第26页,本讲稿共82页 律草酮律草酮蛇麻酮蛇麻酮(-酸)酸)(-酸
12、)酸)第27页,本讲稿共82页 4、肽:、肽:含有Leu、Phe、Pro等疏水性氨基酸和碱性Arg的肽都有很强的苦味,Leu、Phe等疏水性氨基酸连在C-端,苦味特强。但也有例外,Pro、Phe就没有那么苦(氨基酸为L-型)。第28页,本讲稿共82页三、几种苦味食物及主要成分三、几种苦味食物及主要成分 1、茶叶和咖啡、茶叶和咖啡 2、啤酒、啤酒 3、蔷薇科植物、蔷薇科植物 4、柑桔类果实、柑桔类果实 5、胆汁、胆汁第29页,本讲稿共82页 1、茶叶和咖啡:、茶叶和咖啡:其苦味物主要是由咖啡碱、茶碱咖啡碱、茶碱和可可可可碱碱组成的,它们都属于苦味嘌呤碱,有兴奋中枢神经作用。可可碱可可碱在茶叶中含
13、量仅为0.05%左右,主要存在于可可、咖啡中,呈白色微小粉末结晶,味苦,于290升华;难溶于冷水、乙醇,不溶于醚,易溶于热水中。第30页,本讲稿共82页 茶碱茶碱在茶叶中含量为0.002%左右,是可可碱的同分异构体,为娟丝状光泽的无色针状晶体,味苦,熔点273;易溶于沸水和氯仿,微溶于冷水。咖啡碱咖啡碱在茶叶中含量为1-5%左右,是具有娟丝状光泽的无色针状晶体,含有一分子结晶水,味苦,在120以上开始升华,180大量升华而生成针状晶体;能溶于水、酒精、氯仿,易溶于热水,因此煮的茶、咖啡中含有大量咖啡碱。由此,也可借此方法提取咖啡碱。第31页,本讲稿共82页 咖啡碱在水中浓度为150200mg/
14、Kg时,显中等苦味。咖啡碱的化学性质较稳定,在制茶过程中,由于不发现氧化,因此含量变化不大。只有在干燥过程中,因温度过高,咖啡碱因升华而损失一部分。咖啡碱能与多酚类化合物,如茶黄素、茶红素形成络合物,它不溶于冷水而溶于热水,当茶水冷却时,便出现乳浊现象,俗称“冷后浑”。因此在一些高级红茶中,当茶水冷却后出现浑浊现象就是这种络合物产生的结果。第32页,本讲稿共82页 2、啤酒:、啤酒:通常啤酒中具有独特的苦性风味是酒花作用而产生的,而黑啤酒的风味则是以焦糖反应产物的风味为主的。酒花大量用于啤酒工业,使啤酒具有特征风味。酒花的苦味物质是律草酮或蛇麻酮的衍生物。酒花中的苦味物质和酿造中某些化学成分经
15、化学变化所产生的苦味物质共有20多种,主要有-酸,异酸,异-酸,酸,-酸的氧酸的氧化衍生物化衍生物;而啤酒中约有30多种苦味物质。第33页,本讲稿共82页 (1)-酸酸:又称甲种苦味酸,在新鲜酒花中约为2-8%,它具有强烈的苦味和很强的防腐能力,在啤酒的苦味物质中,-酸占85%左右。-酸是多种物质的混合物。(2)异)异-酸酸:酒花与麦芽汁在煮沸过程中,酒花中的-酸约有40-60%异构化成异-酸。它比-酸更易溶于麦芽汁中,是啤酒中最重要的苦味物质。不仅加热可使-酸异构化,在稀碱或光的作用下也可使之异构化。第34页,本讲稿共82页 异-酸有顺反两种异构体,在-酸异构化的同时还能产生少量的别异-酸,
16、它是异-酸的双键异构体。-酸包含律草酮、付律草酮等5种成分,每种成分又能异构成6种(2个个异异-酸,酸,2个个别异别异-酸,还有酸,还有2个水个水合合异异-酸酸),这样啤酒中就有30多种苦味成分。当酒花煮沸超过2小时或在稀碱溶液中超过3分钟,则异-酸能水解生成律草酸和异己烯-3-酸,则苦味可完全消失。第35页,本讲稿共82页 (3)-酸的氧化衍生物酸的氧化衍生物:酒花在贮存期间,-酸可自动氧化生成3-羟基-3-(3,4-二羟基-4-甲基戊酮基)-5-异戊酮基环戊烷-1,2,4-三酮。它是陈酒花的正常组分。所以,用陈酒化酿制的啤酒,虽然-酸已有明显减少,但苦味的减少并不显著,因为,这种氧化衍生物
17、也有苦味。第36页,本讲稿共82页 3、蔷薇科植物(苦杏仁苷)、蔷薇科植物(苦杏仁苷):许多蔷薇科植物如桃、李、杏、樱桃、苦扁桃、苹果等的果核、种仁及叶子中,都含有苦杏仁苷,尤以苦扁桃中含量最多;种仁中同时会有分解它的酶。苦杏仁苷本身无毒,具有镇咳作用,生食杏仁或桃仁过多引起中毒的原因是摄入苦杏仁苷时,在体内的苦杏仁酶的作用下苦杏仁苷被分解为葡萄糖、苯甲醛和氢氰酸之故。苦杏仁酶实际上是两种酶即扁桃腈酶和洋李酶的复合物。第37页,本讲稿共82页 4、柑桔类果实:、柑桔类果实:其苦味物质主要是柚皮苷和新橙皮苷。柚皮苷纯品的苦味比奎宁还苦,检出阈值可低达0.002%。当新橙皮苷基水解后,则苦味消失;
18、根据这一发现,可利用酶制剂来分解柚皮苷与新橙皮苷,破坏苷键脱去橙汁的苦味。第38页,本讲稿共82页 5、胆汁:、胆汁:胆汁为动物肝脏分泌并贮存于胆囊中的一种液体,味极苦。初分泌的胆汁是清澈而略带粘性的金黄色液体,pH值约在7.88.5之间;在胆囊中由于脱水、氧化等原因,色泽变绿,pH值下降至5.5。胆汁中的主要成分是胆酸、鹅胆酸及脱氧胆酸。在禽、鱼、畜类加工中稍不注意,破坏胆囊即可导致无法洗净的苦味。第39页,本讲稿共82页 鹅胆酸鹅胆酸 R=R=OH,R”=H 脱氧胆酸脱氧胆酸 R=R”=OH,R=H 胆酸胆酸 R=R=R”=H第40页,本讲稿共82页第七节、辣味、涩味及其它味第七节、辣味、
19、涩味及其它味一、辣味一、辣味二、涩味二、涩味三、清凉味三、清凉味 四、碱味四、碱味 五、金属味五、金属味六、无味六、无味七、味觉改变剂七、味觉改变剂第41页,本讲稿共82页 一、辣味:一、辣味:辣味不是一种味觉,只是刺激舌与口腔的味觉神经,同时也会机械刺激鼻腔粘膜所感到的痛觉,有时甚至对皮肤会产生灼烧感,即是一种尖利的刺痛感和特殊的灼烧感的总和。适度的辣味可以给予食品风味以紧张感,并有增进食欲、促进消化夜分泌的功效,而且在消化器内具有杀菌作用。因此,辣味在食品调味中已被广泛应用。第42页,本讲稿共82页 辣味为香辛料中的一种味感(以增加食品的香味和风味),即香辛料中特殊化学刺激物相应的尝味感觉
20、。可分为两大类:热辣味(火辣味)热辣味(火辣味)和辛辣辛辣味(芳香辣)味(芳香辣)。热辣味热辣味物质是一种无芳香的辣味,在口腔中能引起一种灼烧感。而辛辣味辛辣味物质是一类除辣味外还伴随有较强烈的挥发性芳香味物质,能产生冲鼻刺激感的辣味,它既作用于口腔粘膜,又有一定的挥发性来刺激嗅觉感官。第43页,本讲稿共82页 花椒、胡椒、辣椒和姜等为代表的辛辣味物质,这些物质称为香辛料香辛料。香辛料能赋予饮料、食物以特有风味,同时有增进食欲、帮助消化作用。另外还有抗菌、防腐以及特殊的生理和药理作用,有的还具有较强的抗氧化作用。一般香辛料指的是干燥植物体,而生鲜的姜、葱、蒜等归之为蔬菜类。所有这些香辛料和蔬菜
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