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第三章食品气味的理论基础•第一节、概述•第二节、气味的分类•第三节、气味的本质•第四节、Amoore气味理论简介•第五节、化合物的气味与分子结构第一节、概述☆一、食品的属性☆二、香气的定义☆三、嗅与味的关系☆四、嗅觉生理学☆五、香气阈值一、食品的属性：食品的属性包括两大类，一类是基本属性即营养性与安全性；如碳水化合物、脂肪、蛋白质、水、矿物质所具有的营养性。另一类是修饰属性即嗜好性；如食品的色、香、味、形等成分所具有的特性。前者叫第一属性，后者叫第二属性。一般来说主食的基本属性所占比例大，副食、特别是嗜好食品修饰属性所占比例大，但不管怎样，只要是食品，尽管比例不同，都必须兼有这两种属性。二、香气的定义：食品本身所固有的、独特的气味，即是食品的正常气味。对一种物质风味的评价包括两个方面：滋味和嗅味。嗅味是指食品中含有挥发性物质的微粒游浮于空气中，通过空气传播，经鼻腔刺激嗅觉神经末梢，然后传至中枢神经而引起的感觉，即产生嗅觉(olfactorysense)。令人喜爱的称之为香气；令人讨厌的称为臭气。食品的香气会增加人们的愉快感和引起人们的食欲，间接地增加人体对营养成分的消化和吸收，所以食品的香气极为人们所重视。嗅觉比味觉更敏感并且更复杂，一般从闻到有气味物质到有嗅觉感需0.2—0.3s；人的味觉从刺激味蕾到感受到滋味仅需1.5—4.0ms。三、嗅与味的关系：呈嗅物质呈味物质产生嗅觉（用鼻）产生味觉（用舌）挥发性为主以不挥发性为主一般极性低极性高，溶于水低浓度存在（ppb-ppm）比较高浓度存在能使人感受到丰富多彩的种种气味主要是酸、甜、苦、咸味四、嗅觉生理学：◎（一）、嗅觉的特性◎（二）、嗅觉受体◎（三）、气味对身体的影响（一）、嗅觉的特性：1.敏锐：人的嗅觉相当敏锐，一些嗅感物质即使在很低的浓度下也会被感觉到。2.易疲劳、适应和习惯：嗅觉细胞很容易产生疲劳从而对该气味处于不灵敏状态，但对其它气味并非疲劳。当嗅球中枢神经由于一种气味的长期刺激而陷入负反馈状态时，嗅感便受到抑制而产生适应性。另外，当人的注意力分散时会感觉不到气味，时间长些便对该气味形成习惯。疲劳、适应和习惯这三种现象会共同发挥作用，很难区别。3.个性差异大：不同的人嗅觉差别很大，即使嗅觉敏锐的人也会因气味而异。对气味不敏感的极端情况便形成嗅盲，这也是由遗传产生的。4.阈值会随人体状况变动：当人的身体疲劳或营养不良时，会引起嗅觉功能降低。人的生理状况对嗅觉有明显影响。（三）、气味对身体的影响嗅觉神经通过前梨皮质和扁桃核，在视床下部与支配呼吸、循环、消化等功能的植物神经相连，因此，气味对身体各部分都会带来一定的影响。1、对呼吸器官的影响：主要是改变呼吸类型。2、对消化器官的影响：3、对循环器官的影响：4、对生殖器官的影响：5、对精神活动的影响：在气味的评价中，主要的气味评价参数有香气阈值、嗅感物质的浓度和香气值。主要的评价术语有香型、香韵、香势、头香、体香、基香、调合、修饰、香基等。五、香气阈值：食品的香气是由多种挥发性的香味物质所组成。香味物质是指在食品中能产生香味，而且具有已经确定化学结构的化合物。食品中的挥发性香味物质同其它挥发性组分是难以区别的。少数挥发性物质如N、O、惰性气体等完全不会引起嗅觉，但又共存于发香物质中，同时大多数挥发性物质在香气强度上又都有着很大差异。香气阈值为：同空白试验作对照比较时，能用嗅觉辨别出该种物质存在的最低浓度。22香气阈值还会受到其他香味物质的影响，因为大多数食品中均含有多种不同的香味物质，其中某一种组分往往不能单独表现出食品的整个香气（香辛料例外），而是多种呈香物质综合的反映。当它们相互配合恰当时，便能发出诱人的香气；如果配合不当，则会使食品的香气感到不协调，甚至会出现异常的气味。因此，除了无嗅的气体和水外，一切挥发性物质都应当被称为香味物质。食品中呈香物质种类繁多，但含量极微，其中大多数属于非营养性物质，而且耐热性很差，它们的香气与分子结构有高度的特异性。食品中香气物质的含量是极少的，即含量是微量的，总含量大致在1—1000ppm之间（水果在10—100ppm）。种类炒过咖啡草莓可可香蕉啤酒红茶番茄脂烃类2118————314脂环烃类354——313芳烃类19818——————6杂环类67——17——223醇类264027——422816酚类28——1749249几种食品的香味物质的组成（ppm)醚类12161————3硫醇类41——43————硫化物类814——11——二与三硫化物5——4——————1胺类2——9——13————腈类3——2————32醛类3413299102122缩醛类——22————113酮类10212301391815羧酸类1530184029145羧酸脂类3394378161127内脂类7650——135定性分析并不能表明各香味物质对组成整个香味的重要性。但是如果我们知道了该香味物质的香气值，那么就有可能估计出它的重要程度。下表中就是利用水蒸气蒸馏法从胡罗卜中所提取的挥发性组分在香气总量中所占的百分比。发香物质含量（%）阈值（μg/L）香气作用（％）异松油烯382001桧烯4.0750.5月桂烯0.8130.4松油醇-40.73400.01松油醇-20.73500.01乙酸龙脑脂0.6750.05胡萝卜中香气百分含量肉豆蔻醚0.4250.1壬烯-2-醛0.30.0822辛醛0.20.72胡萝卜烯醇0.280.1庚醛0.0530.1葵烯-2-醛0.040.30.8这说明：并非香味物质含量高它的香气作用就大，也不能说含量低香气作用就小，这既要看香气阈值，同时又要看香气物质的浓度。即判断一种物质在食品香气中所起作用的大小，常用香气值来表示：香气值=（香味物质的浓度）/（香气阈值）。判断一种物质在食品香气中所起作用的数值即为香气值。一般当香气值小于1时，常常人的嗅觉器官对该物质的香气就无感觉。香气值越大，说明它是该体系的特征嗅感化合物。因此可用香气值来判别一种未知香气性质，即判断一种物质在食品香气中所起的作用。在200万种有机化合物中，约有1/5有气味。因此我们可以认为有气味的物质大约有40万种左右。但由于没有发出完全相同气味的不同物质，所以气味也有40万种，这给分类带来复杂化。但经Amoore等人努力提出下列三类方法。第二节、气味的分类•一、物理、化学分类法•二、心理学分类法•三、按照嗅盲的研究进行分类一、物理、化学分类法：查遍所有有气味的有机物，任意选出616种，将表现气味的词汇搜集在一起制成直方图，结果发现樟脑气味、刺激（辛辣）气味、醚样气味、花香气味（如香片茶中的茉莉花、珠兰花、玉兰花，糕饼馅中的玫瑰，以及蜜蜂与发酵酒类中的香气等）、薄荷气味、麝香气味、腐败气味（难闻气味，尤其蛋白质分解的氨、酚、吲哚及HS等）等七个词汇的出现显然比其它表现气味的词汇多，后来又增加了第8中叫甜味。因此认为这8种气味可能就是“原臭”。即基本臭。2从分子结构入手，把这些词汇所表现的物质制成了分子模型，在比较分子模型形状时发现，有相同气味的分子在外形上有很大的共同性。于是他把这些气味分子以及接受这些分子的嗅觉细胞的感受部位比作“键与键孔”，也称“锁和锁匙”学说。“键与键孔”学说。该学说的基本论点是：感受气味的嗅觉细胞的感受膜是凹形的（像键孔或锁眼），当气味分子像键（或锁匙）插入合适凹形感受部位时（即匙插入锁），才能刺激感受部位而产生嗅觉。对于不属于上述8种“原臭”中任何一种的气味则看成是几种气味分子同时插入相应的凹形感受部位，受到刺激后所产生的复合气味。Harper等人根据气味的品质，将其详细分成44类，如水果味、肥皂味、醚味、樟脑味、芳香味、香料味、薄荷味、柠檬味、杏仁味、花味、甜味、麝香味、酸味、鱼腥味、焦味、腐败味、石炭酸味、汗味、草味、树脂味、油味、腐臭味等等。二、心理学分类法：先让人闻了许多气味以后，把他所感受到的印象用某种基准来判断和表达（如这种气味的快适度），然后按某种评价法作出最为适宜的评价，最后根据分析结果找出潜在于气味内在的基本性质。采用的基准主要有两种：一种是使用语言的描述法；另一种是不用语言为媒介的轮廓法。Schutz是采用后一种基准，在让182人闻了21种物质以后，命这些人仅按照：“快适度”这一基准尺度去评定这些气味性质，然后再将评定结果用多变量解析法进行分析，最后归纳得出6个因子。A因子为辛香味（是一种对三叉神经产生刺激，由不饱和有机化合物产生的气味成分）；B因子为醚味（含氧元素，基本上属于快适型，有植物性气味成分）；D因子为香甜味（动、植物性气味相结合的成分）；E因子为油脂味（含氮元素，可能属于动物性气味）；C因子和F因子（解释困难）。A（Amoore）B(linne)C（Zwaardemaker)D(Henning)E(Crorcker)F（加福约三）醚臭--醚臭果实香酸性果实香樟脑臭芳香芳香树脂香——树脂香麝香愉快气味麟香——————花香花香香脂臭花香芳香花香薄荷臭——————————刺激臭——焦臭焦臭焦臭焦臭腐败臭酸臭不快气味腐败臭——恶臭蒜臭烯丙基四————————甲二胂臭——————山羊臭葵酸样臭——葵酸样臭——催呕臭催呕臭————药臭药臭醋臭Wright等人用50种气味与几种标准物进行比较，得出8个因子：对三叉神经产生刺激的A因子；香料性的B因子；树脂样的C因子；药味样的D因子；苯并噻唑样的E因子；乙酸己脂样的F因子；不快感的G因子；柠檬样的H因子等。三、按照嗅盲的研究进行分类：嗅盲也叫特异的嗅觉缺失，是指对某种气味没有感受能力，而对其它气味和普通人却有同样的嗅觉。从对色盲者的研究结果制订的三原色基础中得到启示，可以推断嗅盲者感受不到的气味很可能是“原臭”（基本嗅）。Amoore迄今为止发现了八种气味可能是“原臭”。它们都是有特殊官能团结构的紧密的极性分子。异戊酸腋窝臭1-二氢吡咯精液臭三甲胺鱼臭，人类月经血有这种气味，腥臭异丁醛麦芽气味5-雄甾-16-烯-3-酮尿臭L-香芹酮薄荷臭（气味）ω-十五内脂麝香L-l，8-桉树脑樟脑臭（气味）在（1）～（4）的4个分子中，其官能团是绝对不能代替的；（5）、（6）这2个分子结构中的酮基较为重要，二级醇可以勉强地取代；余下的2个分子，其嗅感似乎主要依赖于分子的大小及形状，其它的许多官能团取代其分子中的官能团后，似乎也能满足其嗅感要求。目前有关气味本质的嗅感学说不下数十种，这些学说大多是针对嗅感物质与鼻黏膜之间所引起的变化来进行解释、探讨，即研究嗅感过程的第一阶段，而对下一阶段的嗅感与刺激传导之间关系的研究还很少。这些嗅感学说归纳起来约有下列四类：第三节、气味的本质•一、振动学说（放射说）•二、化学学说•三、酶学说•四、立体结构学说一、振动学说（放射说）：认为嗅觉类似于视觉和听觉，气味的传播就像光波或声波那样通过振动产生嗅感。从发出气味的物质到感受到这种气味的人之间，距离远近不同，但是在这段距离中气味的传播和光或声音一样，是通过振动方式进行的，即气味特性与气味分子的振动特性有关。在口腔温度范围内，气味分子振动能级是在红外或拉曼光谱区，振动频率大约在100～700/cm。当人的嗅觉受体感受到分子的振动能，亦即气味对人的嗅觉上皮细胞造成刺激后，便使人产生嗅觉。这一学说能较好地解释气体分子光谱数据与气味特征的相关性，并能预测一些化合物的气味特性。这是该学说的成功之处。二、化学学说：气味分子以微粒的形式扩散，进入鼻腔后与嗅觉细胞的感受膜之间发生化学反应，对嗅觉细胞造成刺激，从而使人产生嗅觉。但是也有人认为在这一过程中不是由化学反应，而是由吸附和解吸等物理化学反应引起的刺激，即所谓“相界学说”。提倡这类学说的人很多，目前这类学说较有名的有三个：立体结构学说、渗透和穿刺学说、外形--功能团学说。立体结构学说认为：嗅感都由有限的几种原臭组成，每种原臭都有特定的嗅觉细胞受体。渗透和穿刺学说认为：嗅觉细胞能被气味的刚性分子所渗透和极化，定向双直膜可能暂时被穿孔，并借此进行离子交换，产生神经脉冲。外形--功能团学说认为：气味分子的形状、大小以及功