第二章 味觉与嗅觉

赵铭钦河南农业大学农学院国家烟草生理生化研究基地卷烟调香学本科生人类对自然界的感觉可以分为:视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。其中味觉和嗅觉属于化学感觉的范畴。香味的产生主要是由鼻腔的嗅觉器官所引起的，而味觉主要由位于口腔内的味觉器官（主要分布在舌部）所产生的。第二章味觉和嗅觉第一节：味觉系统的组成味觉系统主要为由下面三部分组成：用于传导化学信号的受体元素；用于收集和传递化学神经信息的末端感觉神经系统；用于分析传导过来的感觉神经信息的一种复杂的中枢神经系统。第二章味觉和嗅觉第二章味觉和嗅觉一、受体元素受体元素的作用主要适用于传导化学信号。受体存在两种基本形态，即自由神经末端和味蕾。“自由神经末端”是指可以在光学显微镜下区分出来，并且不具有辨别受体的神经末端。味蕾是一种受体神经的复合物，这种复合物是神经纤维和20～50个感受细胞组成。被拉长的味蕾细胞（又称感受细胞）组合在一起，一端构成味凹陷的平面（味孔内平面）；另一端与神经纤维连接。第二章味觉和嗅觉二、末端感觉神经系统用于收集和传送化学神经信息。该系统位于四种不同的头部神经节内。这四种神经节为：三叉神经节、面部膝状神经节、颞骨岩神经节和迷走神经节。研究表明，在不同神经节上的化学感觉系统，对化学物质不同的化学性能方面有选择性反应。三、中枢神经系统用于分析传导过来的感觉神经信息。第二章味觉和嗅觉第二节：味觉产生的机理一、味觉产生的机理产生味觉的化学物质（也称为刺激物）刺激受体元素（味蕾和自由神经末端），自由末端感觉神经系统传导至中枢神经系统。传至大脑的信息经分析，判别使产生了味的概念，这可认为是味觉产生的基本原理。第二章味觉和嗅觉二、关于味道产生的两种理论解释：（一）味通道理论由1974年卡尔·帕夫曼（CarlPlaHmann）等人提出。认为人存在一套四种味觉通道与四种基本味相对应，无论分子具有什么样的化学构型，分子都以不同的强度刺激一种、两种、三种或所有四种通道。占主导地位的或具最强刺激作用的将决定味的品质，即决定是哪种味觉。味觉和嗅觉（二）信息通道理论：1965年，埃瑞克逊（Erickson）等提出。认为，人的大脑通过神经传输可以接受大量杂乱的信息，进入大脑的信息中包含有味觉品质的信号，大脑复制信息并寻找不同神经元的信号，这样就决定了交叉神经元的刺激形式，交叉神经纤维或交叉神经单元的形式决定了味的品质，交叉神经元是通过将刺激信号转变成味觉品质的信号而确定味。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第三节：味觉的敏感性及味觉强度一、味的阀值（thresholdValue）阀值一般包括味和嗅觉两个方面。味觉阀值是指在一定条件下被味觉系统所感受到的某刺激物的最低浓度值。味觉的阀值涉及到很宽的化学浓度范围。有些苦味浓度的阀值低于0.1％或0.01％，而另一些物质，如甜味的蔗糖则有较高的阀值，浓度0.5％～1.0％（水中）。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉二、舌部味觉敏感性分布舌部可表现出各样的敏感性，不同化学成分在舌部的敏感性有很大可变性。舌头前部、方尖部对甜味有最大的敏感性；而舌后部及舌根部则主要对苦味敏感；舌侧部对咸和酸呈最大敏感性。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉三、味觉强度1923年，麦杰生（Magidson）等人导出了一个重要的数学方程式。log［糖精浓度］＝logK＋1.7log［蔗糖浓度］或［糖精浓度］＝K［蔗糖浓度］1.71947年，卡莫龙（Cameron）总结了一些有代表性的等甜度物质。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉1969年，斯蒂文斯（steveng）提出了不同味觉物质的味觉强度与浓度之间的关系式，并认为该式也适用于其它感觉。I＝K［物理强度］n或logI＝logK＋nlog［物理强度］式中，I表示味觉强度。k、n对某一物质来讲，为条件常数。n所包含的意义是味觉强度随物理强度变化快慢的量。对于食糖和食盐来说n＞1.0，这意味着较小的浓度变化可以产生较大的味觉强度变化。（见下表）第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉应当注意的是，阀值和味觉强度是两个不同的概念。阀值代表了某物质开始感觉强度的零总值，即刚开始产生味觉强度时的物质浓度。在阀值点，各物质的浓度有差异，但味觉强度是相等的。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第四节：影响味觉的因素一、溶剂溶剂作为味觉的载体，它的某些特性，尤其是粘度对味觉强度有一定的影响。二、温度1758年，拉奇曼斯（luektmans）将舌分别浸入0℃及40－41℃的糖水中，不能辨别出糖的甜味。这是因为舌部受热或受冷时可以改变进入大脑的感觉信息。1973年，莫斯克威兹发现了味强度公式中n不受温度影响。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉三、流动速率及流动特性味觉物质的流动特性包括流动类型、流动速率和流动的暂时特性。不同的流动特性下所得味觉强度是不一样的。流动特性主要影响味觉计算公式中的n值。四、味觉预适应性现象味觉预适应性只有在下列三种情情况下才考虑其影响：产品感官评定中先评定一种强刺激物之后，又接着评定一种较弱刺激物。两样品评定时间隔时间不超过3分钟。两种刺激物的味觉品质差异较小时，适应性较大；两种差异较大时，味觉适应性很小。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉五、刺激面积与味觉强度1971年，史密斯（smith）根据对糖精甜味强度的研究，提出了味觉强度修正式：I＝K［面积］0.15·［浓度］0.41上式看出，保持浓度一定时，I值要增大一倍，则刺激面积要增大102倍；若保持面积一定时，I值要增大一倍，浓度则仅增大4.5倍。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第五节：嗅觉系统的组成嗅觉系统组成的显著特点是：其所属的神经直接进入大脑，而不需经过转导而到达中枢神经再传至大脑。能够察觉易挥发性的低分子量的有机化合物分子的感觉细胞是嗅觉感受器。人体中的嗅觉感受器位于鼻腔中一个相当小的区域（2.5cm2）称为嗅上皮。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉嗅上皮由三种主要类型的细胞组成，即嗅感受器细胞、支持细胞和基细胞。感受器细胞是初始的双级神经元，其树突位于嗅上皮的核心区。支持细胞包围着感受器细胞树突。基细胞，形状不规则，其核形成了上皮中部的核区并深藏于嗅上皮中。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉此外，嗅上皮内有一种巨形多细胞体，称为鲍曼氏腺。上述几种细胞单元在嗅上皮中所处层次可以简单划分为：粘膜层→感受器细胞结及轴突（由支持细胞包围）→感受器细胞核区→基细胞。鲍曼氏腺贯穿整个层次。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第六节：嗅觉产生的机理关于嗅觉产生的机制，目前尚未完全研究清楚。不过，已得到证明的是，嗅觉过程的最初作用是在专一感受器蛋白质中进行的。一、关于早期对气味产生的假说振动论化学论酶理论第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉二、目前关于对气味产生的理论解释（一）阿莫的立体化学理论1952年，阿莫（Amoore）提出，他认为：所谓的感觉都以有限的基本气味的组合，每一种基本气味都与神经感受体位置上的“键孔”相对应，该“键孔”内部的大小和电亲和性应该与基本气味的分子形态互补。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉（二）戴威斯的渗透与穿透理论该理论是1953年戴威斯（Davies）在有关神经中动传导理论基础上发展起来的。他认为：嗅觉神经细胞可被大的、活动性差的以及刚性的气味分子穿透并失去定向。构成神经纤维（轴突）膜双脂层可能是暂时被穿透，但在通过时所形成的洞穴可以传递到大脑的神经冲动，从而产生嗅觉。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉（三）莱特的振动理论1954年，莱特（Wright）提出了振动论，它起源于迪生（Dyson）的观点。该理论假定：化学物质的气味是与其在电磁波元红外区所固有的分子振动频率有关。各类气味被认为是由于这些分子振动频率不同所致。（四）毕特的轮廓—官能团理论该理论认为：对气味而言，分子的两种属性特别重要：即分子的形状、体积和分子官能团的属性、位置。第二章味觉和嗅觉第七节：气味的阀值和强度一种气味物质的阀值是在一定温度及压力下，把该物质与纯空气区分开的最低浓度（在空气中），它的单位有毫克／m3空气、mg／cm3空气及ppm。韦伯（Webber）法则也适合于嗅觉：△C／C＝WC为某一参考浓度；△C为能明显觉察到气味差异时的浓度差；W指韦伯比率。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉1960年，斯蒂文斯提出嗅觉与味觉一样，也遵循下列关系式：I＝K［浓度］n或logI＝nlogC＋logKI为气味浓度，K，n对某气味物质而言为一常数。下表列出了一些物质的幂值。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第八节：影响嗅觉的因素一、流速以阵阵有间隔的方式给鼻腔提供气流，速度越快，则气流强度越强。二、温度气味物质温度升高使气味强度加强，温度降低使强度降低。第二章味觉和嗅觉三、嗅觉疲劳指人们长期接触某种气味，无论该气味是令人愉快的的香味还是令人憎恶的气味，都会引起人们对所感受气味强度的不断减弱，一旦脱离该气味，使其暴露于新鲜空气中，则对所感受气味由于敏感性会得以相应恢复。四、双鼻孔刺激人们发现，一次用一个鼻孔感觉气味比用双鼻孔感觉气味的强度稍有减少，这说明两鼻孔的嗅感有某种加合性。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉第九节：嗅觉的特性一、敏锐性人的嗅觉有一定的敏锐性，有些气味即使有几个ppm，也能被人类觉察到。某些动物比人的嗅觉更灵敏。二、疲劳性、适应性和习惯性香水虽然气味芬芳，但洒在室内久闻却不觉其香，这说明嗅觉是比较容易疲劳的，这是嗅觉特征之一。由于嗅觉疲劳造成的结果，使人们对某些气味产生适应性。当人的注意力分散到其它方面时，也会感觉不到气味，这是对气味习惯的原因。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉三、个人差异性嗅觉的个人差异相应大，存在着嗅觉敏锐和嗅觉迟钝。四、嗅盲和遗传嗅盲不是嗅觉完全缺失，而是指某些人对某种或者某些气味无嗅感。它是一种先天性症状，似乎与遗传有关。阿莫发现，目前存在的嗅盲气味有8种。第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉五、阀值变动是指当身体疲倦或营养不良或患有各种疾病的情况下，会引起人们嗅觉的减退，从而造成的阀值变化。六、消除、隐蔽和变调一种气味去掩蔽另一种气味，或使某种气味和其它气味混合时气味发生变化（变调），变成人们能接受或喜爱的气味，这是调香中常用的一种技术。1974年凯恩（Cain）对气味混合以后的气味强度变化进行研究总结。设A、B两种气味物质，它们的气味强度分别为IA、IB，A和B混合的强度为IAB，那么IAB的值可能有以下5种情况（见下图）：第二章味觉和嗅觉味觉和嗅觉实验证明：IAB的大小符合向量规则：IAB2＝IA2＋IB2＋2IA·IB·cosαAB上述研究说明，不同气味之间夹角αAB是不相同的，但都遵循向量法则，该法则适合于两种物质混合后的气味强度预测，它对气味的掩蔽及调香技术的变调有一定指导作用。第二章味觉和嗅觉祝各位同仁顺利地写出和发表高水平论文，顺利地获得学位！谢谢！