一、香氣及其含量
食品的香氣是由其所含有的香氣物質(zhì)成分構(gòu)成的。—般來說,香氣成分是指在食品中能產(chǎn)生或能組合生成香氣,并且具有已經(jīng)確定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的化合物。在絕大多數(shù)情況下,香氣成分在食品中的含量,是很小的。一個比較一致的看法是,香氣成分的總含量大多為1~l 000mg·kg—1(水果多為10~100mg·kg—1)。
二、嗅覺的生理基礎(chǔ)
嗅覺是一種復(fù)雜的生理感覺表明,它直接依賴于人們鼻腔里的嗅覺器官。重要的嗅覺器官是嗅覺小胞中的嗅細胞,一般按極性順一定的方向排列,表面帶負電荷。當香氣成分吸附在嗅細胞表面時,將使嗅細胞的表面電荷發(fā)生改變,產(chǎn)生微小的電流,從而刺激神經(jīng)末梢呈興奮狀態(tài),并最終傳遞到大腦的嗅覺區(qū)域,使人們產(chǎn)生判斷結(jié)論。人們喜歡或樂意接受的嗅覺物質(zhì),便被稱為香氣成分。但是,需要指出的是,在大多數(shù)食品中,總是包含有許多種香氣成分,因此,食品的香氣,往往是一種混合物的嗅覺結(jié)果。這種結(jié)果,有時會因接受者的不同,產(chǎn)生不同的接受者感覺。例如,臭豆腐所散發(fā)的氣味,有人認為很香,但也有人認為很臭。
三、嗅覺理論
人們通過嗅覺,經(jīng)過大約0.2~0.3s的時間,即可以對食品的香氣加以實現(xiàn),嗅覺的生理礎(chǔ),給出了這樣的一個大致過程,但是,具體的內(nèi)容和細節(jié)仍是不甚了知,理論上的研究工作,目前也大多限于解釋聞香過程的第一階段,進展不大。整個嗅覺理論,大體上可以歸納為兩種形式,即:
①微粒理論,包括香化學(xué)理論、吸附理論、象形的嗅覺理論等,該理論認為,香氣成分粒子在嗅覺器官中,經(jīng)過短距離的物理作用或化學(xué)作用而產(chǎn)生嗅覺。
②電波理論,即振動理論。該理論認為香氣成分通過價電子振動,從而將電磁波傳達到嗅覺器官而產(chǎn)生嗅覺。
四、香氣成分的閾值與香氣值
衡量香氣成分的香氣強度,可以通過閾值和香氣值這兩個定量的數(shù)據(jù)進行。香氣閾值是指在用空白試驗作比較時,能用嗅覺辨別該成分的最低濃度值。香氣值則是香氣成分的濃度與閾值的比值,它指明了一種成分在食品香氣中所起的作用,因此也稱為發(fā)香值。即:
當香氣成分的濃度=閾值,即香氣值=1時,為嗅覺器官的最低感覺值。也就是說香氣值<1時,嗅覺器官就會感覺不出這種香氣成分的存在。
五、香氣成分的形成途徑
食品香氣成分的形成具有4個途徑,即生物合成,直接酶作用、間接酶作用和高溫分解。生物合成途徑是指香氣成分直接由動植物生長過程中合成,許多水果、香辛料香氣成分都是生物合成產(chǎn)生的。直接酶作用途徑,是指經(jīng)過酶的作用,底物轉(zhuǎn)變?yōu)橄銡獬煞帧J[、蒜和卷心菜等香氣的形成就是屬于這種途徑。間接酶作用途徑,又稱為氧化作用途徑。它是指酶先作用生成氧化劑,而后氧化劑對香氣成分的前提物質(zhì)進行氧化,最終生成香氣物質(zhì)。
高溫分解途徑,是指經(jīng)過加熱或烘烤處理,使前提物質(zhì)變成為香味成分的過程。許多食品因此而產(chǎn)生誘人的香氣。
六、植物性食品的香氣成分
植物性食品中所含有的香氣成分,種類十分豐富,往往是幾十種化合物的組合、構(gòu)成表像的令人喜愛的香氣。水果的香氣成分(表10—1),大多具有分子量比較低的特點,因此,揮發(fā)性比較高。
表10—1 部分水果的香氣成分
水果 |
主體香成分 |
其他成分 |
蘋果 |
乙酸異戊酯 |
乙酸,乙醛,天竺葵醇,有機酸 |
香蕉 |
乙酸戊酯,異戊酸異戊酯 |
已醇,已烯醛 |
桃 |
乙酸乙酯,沉香醇酯內(nèi)酯 |
有機酸,乙醛,高級醛 |
葡萄 |
鄰一氨基苯甲酸甲酯 |
有機酸,有機酯 |
水果的香氣成分,隨成熟度的增加而增多,一般來講,人工催熟的水果,其香氣成分的種類及含量要比自然成熟的為少,因此,可能有食用感覺上的差別。蔬菜的香氣成分(表11—2),一般情況下,其種類及含量都不如水果,但是,蔬菜的香氣大多很特別。這主要是由于蔬菜的香氣成分中含硫化合物多的緣故。蔬菜中的含硫化合物,大多具有香辣氣味。在大多數(shù)情況下,蔬菜香氣的形成是由直接酶作用的結(jié)果。
表10—2 部分蔬菜的香氣成分
蔬菜品種 |
香 氣 成 分 |
蘿卜 |
甲基硫醇,異硫氰酸丙烯酯 |
蒜 |
丙基丙烯十硫化物,二丙烯二硫化物,二丙烯三硫化物,丙烯硫醚 |
葉菜類 |
葉醇 |
黃瓜 |
壬烯-2-醛,已烯-2-本錢,壬二烯-2,6-本錢 |
七、動物性食品的香氣成分
l、魚味
魚,無論是鮮活的還是不鮮活的,都有一股很特殊的氣味,概稱為腥味。這種魚腥味,主要是由三甲胺造成的。三甲胺本身具有腥臭味,在新鮮魚中,含量比較少,但隨著存放時間的延長,含量將逐漸地增多。魚類發(fā)臭的原因,除三甲胺的增加外,尚有賴氨酸成分的分解變化產(chǎn)物的影響。分解變化小所產(chǎn)生的哌啶具有臭味,δ—氨基戊醛具有河魚臭味,δ—氨基戊酸具有血腥臭味。其中δ—氨基戊醛是河魚發(fā)臭的主要原因。
魚氣味成分尚包括由魚油氧化分解產(chǎn)生的甲酸、丙烯酸、丙酸、巴豆酸、酪酸、戊酸等,以及魚體表粘液中蛋白質(zhì)、卵磷脂經(jīng)細菌作用產(chǎn)生的氨、甲胺、硫化氫、甲硫醇、吲哚、糞臭素、四氫吡咯等。
2、肉香味
生肉具有比較淡的腥香味,并且與原動物具有明顯的聯(lián)系。這種腥香味,有時令人生厭,已經(jīng)做過的拆分研究表明,生肉氣味主要來自于氨基酸和低分子肽以及特種氣味物質(zhì)。在肉食進行熱加工時,所產(chǎn)生的香氣則特別誘人食欲。熱加工所產(chǎn)生的肉香味,具成分將變得十分豐富。
肉香味成分,具有典型的組合效應(yīng)。它們單獨存在時,很少使人能聯(lián)想到某種肉食。這一點與植物香氣成分有比較大的差別。肉香成分的前提物質(zhì)大多是肉食的水溶性抽提物氨基酸、低分子肽、核酸、碳水化合物、脂質(zhì)等物質(zhì)。這些物質(zhì)在肉食熱加工過程中,形成肉香成分,其中包括了脂質(zhì)等物質(zhì)的分解或氧化,生成醛、酮、酯等物質(zhì)的反應(yīng)。
3、乳與乳制品的香氣
鮮牛乳具有鮮美可口的香味。其香味成分主要由低級醛、酮、硫化物和脂肪酸組成。對加熱牛奶產(chǎn)生的香味成分進行分析,發(fā)現(xiàn)有甲酸、乙酸、丙酸、丙酮酸、乳酸、糠醛、羥甲基糠醛、麥芽酚、甲基乙二醛、糠醇、硫化氫、甲硫醚、等化合物。對牛乳香氣的分析,有人認為甲硫醚是其主體香成分。
牛乳長期貯存,會出現(xiàn)舊膠皮味。這種氣味主要來自于鄰—氨基苯乙酮。受日光照射后的牛乳,會產(chǎn)生日光味。這是由于牛乳中的蛋氨酸受日光、核黃素因素的影響,發(fā)生分解而形成的β-甲巰基丙醛所造成的。發(fā)酵乳制品的香氣,其主體成分被認為是丁二酮、3—羥基丁酮。,它們是在微生物產(chǎn)物α—乙酰乳酸的基礎(chǔ)上分解而來的。乳制品長期放置于空氣中,會產(chǎn)生氧化臭味。這是由于乳脂中不飽和脂肪酸的自動氧化造成的。
八、加熱過程中食品產(chǎn)生的香氣
由于加熱,使得許多食品具有了美好的香氣。除了前面敘述中涉及到的有關(guān)內(nèi)容外,下面將著介紹有關(guān)烘烤、焙燒食品過程中產(chǎn)生的香氣。
1、氨基酸+碳水化合物,加熱
氨基酸+碳水化合物,是羧氨反應(yīng)中最典型的產(chǎn)生香氣物質(zhì)的反應(yīng)類型,反應(yīng)的最終結(jié)果,與溫度有很大的關(guān)系。各種氨基酸和葡萄糖共熱的結(jié)果,見表l0—3。其中,亮氨酸、纈氨酸、賴氨酸、脯氨酸可以產(chǎn)生很好的香氣。
表10—3 氨基酸+葡萄糖熱反應(yīng)的香氣
氨基酸 |
100oC時的氣味 |
180oC時的氣味 |
賴氨酸 |
無 |
面包味 |
組氨酸 |
無 |
玉米面包味 |
甘氨酸 |
無 |
焦糖味 |
丙氨酸 |
無 |
焦糖味 |
異亮氨酸 |
無 |
焦干酪味 |
纈氨酸 |
黑麥面包味 |
刺激性強的巧克力味 |
亮氨酸 |
甜巧克力味 |
焦干酪味 |
苯丙氨酸 |
弱堇菜花味 |
堇菜花味 |
蛋氨酸 |
馬鈴薯味 |
馬鈴薯味 |
蘇氨酸 |
巧克力味 |
焦味 |
天門冬氨酸 |
冰糖味 |
焦糖味 |
谷氨酸 |
巧克力味 |
奶油球味 |
精氨酸 |
爆玉米味 |
焦砂糖味 |
脯氨酸 |
焦蛋白味 |
面包房味 |
酪氨酸 |
無 |
焦糖味 |
2、面包加熱產(chǎn)生的香氣
面包的香氣來自于兩個方面,一是面團發(fā)酵時產(chǎn)生的醇、酯類化合物,另外就是烘烤時氨基酸與碳水化合物反應(yīng)的產(chǎn)物(據(jù)認為,有70多種)。在面包烘烤之前,加入能在羰氨反應(yīng)時產(chǎn)生很好香味的亮氨酸、賴氨酸等氨基酸,可以使面包香氣更強。
3、花生加熱產(chǎn)生的香氣
除羰氨反應(yīng)產(chǎn)生的香氣成分外,發(fā)現(xiàn)有5種吡嗪化合物和N-甲基毗咯對于主體香構(gòu)成是必不可少的成分。
九、發(fā)酵食品的香氣
食品發(fā)酵,實際上是一種微生物作用過程。食品原料中的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等物質(zhì),通過各種微生物的代謝作用,轉(zhuǎn)變?yōu)榇肌⑷⑼⑺帷Ⅴヮ愇镔|(zhì)。這些轉(zhuǎn)變物以及新生成物之間相互作用的結(jié)果,將使發(fā)酵食品具有很特色的香氣效果。
l、灑類香氣成分
各種酒類,都以含乙醇成分為其標志。除水和乙醇外,灑類所含的其他成分還很多,有的可高達130種以上。但這些微量成分的含量大多在1%以下。白酒的香氣成分主要有醇、醛、酮。酸、酯、芳香族化合物等。其中,己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯足許多白酒的主體香成分。人工配制的各種汽酒、色酒等,一般其香氣要弱些和差些。它們往往是從其他的需求方而給予人們滿足。
2、醬、醬油和醋的香氣
醬、醬油和醋,是許多東方國家人民的傳統(tǒng)調(diào)味料。目前,大多使用配制品。具主要香氣成分有醇、醛、酮、酸、酯、酚以及含硫化合物。據(jù)認為,甲基硫是構(gòu)成醬油特征香氣的主要成分,乙酸則是醋的主體香成分。
十、嗜好品的香氣
l、香煙
香煙是典型的邊加熱邊享受羰氨反應(yīng)產(chǎn)物的食品接受方式。香煙的香氣成分,除了在燃燒過程中產(chǎn)生的羰氨反應(yīng)產(chǎn)物外,還有多芳香烴類物質(zhì),這也就是所謂的焦油物質(zhì),焦油物質(zhì)可能是香煙的主體香成分,它們大都有特殊的刺激性氣味。
2、茶葉
茶葉具有特別的清香氣。分析表明,成品茶葉的香氣成分多達300多種,是其原鮮葉香氣成分的十至幾十倍。因此,茶葉的香氣成分大多形成于其后的鮮葉加工過程中。主要的成分有:醇、醛、酸、酯、酚以及部分高沸點的芳香物質(zhì)。
3、咖啡
咖啡的香氣主要由焙烤產(chǎn)生。其中,以愈瘡木酚、N—甲基吡咯為主,咖啡的香氣具有濃厚感。
十一、香氣的保護與增強
(—)香氣的保護
食品的香氣,主要應(yīng)表現(xiàn)在人們食用時,因此,必須對食用前食品香氣的損失,給予各種減緩或阻止。這種保護的具體著眼點,往往從以下兩個方面進行。
l、香氣成分的易揮發(fā)性
正是由于香氣成分的易揮發(fā)性這一性質(zhì),才能構(gòu)成有效的香氣氛或感覺。但是,香氣成分的含量是有限的,因此,必須盡量減少食用前的這種揮發(fā)損失。一切的手段還必須考慮到揮發(fā)的可逆性,即食用前少揮發(fā)或不揮發(fā),而食用時又恢復(fù)原來的狀態(tài)。物理的吸附作用和形成包含化合物的做法,可以在一定程度上滿足這種要求。
香氣成分的吸附,主要與食品的具體成分有關(guān)。一般,液相要比固相有更大的吸附力,而脂肪又是液相中吸附作用比較強的成分。其原因是大多數(shù)香味成分具有親脂性。形成包含化合物的保護法,是目前研究得比較多的一個課題。它是用纖維素、淀粉、糊粘、果膠等物質(zhì)對需要保護的對象表面形成具有半滲透性的薄膜,而這種膜可以阻止大部分的香氣成分的通過。在食用時,這種膜被水浸潤破壞,從而釋放出香氣成分。
2、香氣成分的化學(xué)不穩(wěn)定性
有一些香氣成分容易受內(nèi)部、外部條件的影響,發(fā)生氧化、聚合等化學(xué)反應(yīng),從而失去原來的香氣特性。
(二)香氣的增加
食品的香氣,可以通過添加一定的化學(xué)物質(zhì)來加以改善和增強,這種添加物也因此被稱為香氣增強劑。食品香氣的增強,大多通過這樣的途徑加以實現(xiàn)。香氣增強劑,除目前廣泛使用的味精(l—谷氨酸鈉)外,尚有5’—磷酸肌苷、5’—磷酸鳥苷、麥芽酚和乙基麥芽酚。
現(xiàn)在的研究表明,添加香氣增強劑,不僅可以增強食品的香氣,而且還能改善或掩蓋一些不愉快的氣味,提高和增強食品的風味。由于味精、5’—磷酸肌背、5’—磷酸鳥苷更主要的作用是作鮮味成分,將在后面專門加以敘述,所以,這里將只介紹麥芽酚和乙基麥芽酚。
l、麥芽酚
麥芽酚為白色或微黃色針狀結(jié)晶或粉末,熔點為160一163℃,易溶于熱水及氯仿,不溶于乙醚、苯、石油醚麥芽酚具有焦糖香味。在酸性條件下,其增香和調(diào)香效果較好。堿性條件下,由于成鹽,香氣逐漸變?nèi)酢{溠糠涌捎糜诟鞣N食品,如巧克力、果酒、餅干、汽水等,一般用量為200mg·㎏—1s。由于麥芽酚還可以增甜,所以,添加麥芽酚的食品,可以減少糖的用量。一般來說,l份麥芽酚可代替4份香豆素使用。
2、乙基麥芽酚
乙基麥芽酚為白色或微黃色針狀結(jié)晶,熔點為89—92℃,易溶于熱水。乙基麥芽酚具有糖香味。用于食品,其增香性能為麥芽酚的6倍。世界衛(wèi)生組織等規(guī)定,乙基麥芽酚作為添加劑的ADI為0.2mg·㎏—1。一般在食品中的用量為0.4~100mg·㎏-1。