食品风味化学-食品的风味转化知识讲解
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食品风味学
பைடு நூலகம்
❖风味前体物质：它本身没有风味，但是在 酶或加热条件下会生成具有独特风味的化 合物。
❖1、水溶性前体：氨基酸、蛋白质、肽、还 原糖、核苷酸、碳水化合物等
❖2、脂溶性前体：甘油三酯、游离脂肪酸、 磷脂、糖脂等
❖风味的形成途径：生物合成、酶促反应、 氧化反应、加热反应
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2、焙烤香气：
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 大量的风味物质产生。食物在焙烤时 发生的非酶褐变反应，主要有 Maillard(羟氨反应）、维生素的降解 、油脂、氨基酸和单糖的降解、以及 β-胡萝卜素、儿茶酚等非基本组分的 热降解。
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食品风味学
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、肉等动物性食物则通过反应形成 大量浓郁的香气。
第三阶段Maillard反应目前仍不明确。
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第一条反应路线是由1-氨基-1-脱氧2-酮糖在2—3位置不可逆地烯醇化，从C-1 消去胺基生成甲基二羰基中间体，其进一步 反应产生如C—甲基—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 括乙醛、丙酮、丁二酮和乙酸等香味成分。
一般说来，当受热时间较短、温度较低时， 反应主要产物除了醛类以外，还有特征香气的内 酯类和呋喃类化合物等；当受热时间较长、温度 较高时，生成的风味物质种类有所增加，还有焙 烤香气的吡嗪类、吡咯类、吡啶类等化合物形成 。
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参与Maillard反应的糖类和氨基酸的结 构不同，对生成的产物影响很大。
氨基酸
100℃
180 ℃
甘氨酸
麦焦气味
烤糖气味
丙氨酸 柔和麦焦香味 甜麦芽焦糖味
精氨酸
爆玉米味
焦糖味
亮氨酸 甜巧克力味
焦干酪味
异亮氨酸 不快的芳香味
烤奶酪味
缬氨酸 蛋氨酸
不快的甜味（ 黑面包味）
马铃薯味
烤巧克力味 煮马铃薯味
氨基酸
100℃
180 ℃
天冬氨酸
冰糖味
焦糖味
谷氨酸 微甜肉香，有后味 烤肉香气
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第三节 美拉德反应
美拉德反应（Maillard Reaction） 是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、蛋白质和还原糖类，它是食品香 味产生的主要来源之一。
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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；
该反应体系中还原糖和氨基酸经过美 拉德反应后，不仅生成棕黑色的色素，同 时伴随着形成多种香气物质，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 有形成这种香气的特征。所以，这个反应 在形成“加热香气”时特别受到重视。
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Maillard反应可以分为三个反应阶段 和三条主要反应路线。三个反应阶段为初级 、中级和第三阶段Maillard反应。
初级Maillard反应不引起褐变，也不产 生食品香味，其中关键的一步是Amadori重 排， Amadori重排产物是极为重要的不挥发 的香味前驱物。
中级Maillard反应包括三条主要反应路 线，其中二条是从Amadori重排产物开始， 另一条是间接地由Amadori重排产物开始。
第二条反应路线从烯醇式Amadori产物 在1—2位置烯醇化，并消去C—3上的羟基 而生成3-脱氧-己糖酮，然后脱水生成2-糖 醛类香味成分。
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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，此过程中包括了醇 醛缩合、醛-胺聚合，以及生成诸如吡咯、 吡啶类等含氮杂环化合物，加热食品具有的 烤香、烘焙香和坚果香与此类杂环化合物有 密切关系。
3、油炸香气：
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 高温下可能发生的与焙烤相似的反应之外 ，更多地还与油脂的热降解反应有关。油 炸食品的特有香气为2，4-葵二烯醛，除此 之外，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，以及油脂本 身的独特香气，例如：用椰子油炸的食品 带有甜感的椰香，用芝麻油炸的食品带有 芝麻酚香等。
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 作用而产生，也可由食品成分的自身受热降 解而产生，此两者统称为非酶褐变或称美拉 德（Maillard）反应。
除了无香味的焦黑精一类高分子物质外 ，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 、土豆以及烧菜等等都不需要酶催化就可产 生杂环芳香化合物。
第三条反应路线是氨基酸的斯特勒克氧 化（Strecker）降解反应，这是Maillard反 应最重要的步骤之一。这个反应导致醛和 α-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 类产生的。
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影响Maillard反应的因素：
Maillard反应非常强调反应条件，其中温度 的影响可能最为重要。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 在较高温度时形成，是在中级Maillard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，也与受热时间的长短、体系的pH值 、水分等因素有关。
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。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 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 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， 则呈现烤焦的土豆味。
葡萄糖与不同氨基酸加热时产生的气味
苯基丙氨酸
尖辣的花香
紫丁香味
色氨酸
油腻的糖甜味 油腻的甜味
赖氨酸
焦黄气味
面包气味
胱氨酸
煮硬的鸡蛋黄味 硫化氢臭气
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❖风味前体物质：它本身没有风味，但是在 酶或加热条件下会生成具有独特风味的化 合物。
❖1、水溶性前体：氨基酸、蛋白质、肽、还 原糖、核苷酸、碳水化合物等
❖2、脂溶性前体：甘油三酯、游离脂肪酸、 磷脂、糖脂等
❖风味的形成途径：生物合成、酶促反应、 氧化反应、加热反应
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2、焙烤香气：
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 大量的风味物质产生。食物在焙烤时 发生的非酶褐变反应，主要有 Maillard(羟氨反应）、维生素的降解 、油脂、氨基酸和单糖的降解、以及 β-胡萝卜素、儿茶酚等非基本组分的 热降解。
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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、肉等动物性食物则通过反应形成 大量浓郁的香气。
第三阶段Maillard反应目前仍不明确。
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第一条反应路线是由1-氨基-1-脱氧2-酮糖在2—3位置不可逆地烯醇化，从C-1 消去胺基生成甲基二羰基中间体，其进一步 反应产生如C—甲基—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 括乙醛、丙酮、丁二酮和乙酸等香味成分。
一般说来，当受热时间较短、温度较低时， 反应主要产物除了醛类以外，还有特征香气的内 酯类和呋喃类化合物等；当受热时间较长、温度 较高时，生成的风味物质种类有所增加，还有焙 烤香气的吡嗪类、吡咯类、吡啶类等化合物形成 。
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参与Maillard反应的糖类和氨基酸的结 构不同，对生成的产物影响很大。
氨基酸
100℃
180 ℃
甘氨酸
麦焦气味
烤糖气味
丙氨酸 柔和麦焦香味 甜麦芽焦糖味
精氨酸
爆玉米味
焦糖味
亮氨酸 甜巧克力味
焦干酪味
异亮氨酸 不快的芳香味
烤奶酪味
缬氨酸 蛋氨酸
不快的甜味（ 黑面包味）
马铃薯味
烤巧克力味 煮马铃薯味
氨基酸
100℃
180 ℃
天冬氨酸
冰糖味
焦糖味
谷氨酸 微甜肉香，有后味 烤肉香气
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第三节 美拉德反应
美拉德反应（Maillard Reaction） 是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、蛋白质和还原糖类，它是食品香 味产生的主要来源之一。
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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；
该反应体系中还原糖和氨基酸经过美 拉德反应后，不仅生成棕黑色的色素，同 时伴随着形成多种香气物质，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 有形成这种香气的特征。所以，这个反应 在形成“加热香气”时特别受到重视。
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Maillard反应可以分为三个反应阶段 和三条主要反应路线。三个反应阶段为初级 、中级和第三阶段Maillard反应。
初级Maillard反应不引起褐变，也不产 生食品香味，其中关键的一步是Amadori重 排， Amadori重排产物是极为重要的不挥发 的香味前驱物。
中级Maillard反应包括三条主要反应路 线，其中二条是从Amadori重排产物开始， 另一条是间接地由Amadori重排产物开始。
第二条反应路线从烯醇式Amadori产物 在1—2位置烯醇化，并消去C—3上的羟基 而生成3-脱氧-己糖酮，然后脱水生成2-糖 醛类香味成分。
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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，此过程中包括了醇 醛缩合、醛-胺聚合，以及生成诸如吡咯、 吡啶类等含氮杂环化合物，加热食品具有的 烤香、烘焙香和坚果香与此类杂环化合物有 密切关系。
3、油炸香气：
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 高温下可能发生的与焙烤相似的反应之外 ，更多地还与油脂的热降解反应有关。油 炸食品的特有香气为2，4-葵二烯醛，除此 之外，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，以及油脂本 身的独特香气，例如：用椰子油炸的食品 带有甜感的椰香，用芝麻油炸的食品带有 芝麻酚香等。
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 作用而产生，也可由食品成分的自身受热降 解而产生，此两者统称为非酶褐变或称美拉 德（Maillard）反应。
除了无香味的焦黑精一类高分子物质外 ，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 、土豆以及烧菜等等都不需要酶催化就可产 生杂环芳香化合物。
第三条反应路线是氨基酸的斯特勒克氧 化（Strecker）降解反应，这是Maillard反 应最重要的步骤之一。这个反应导致醛和 α-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 类产生的。
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影响Maillard反应的因素：
Maillard反应非常强调反应条件，其中温度 的影响可能最为重要。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 在较高温度时形成，是在中级Maillard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，也与受热时间的长短、体系的pH值 、水分等因素有关。
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。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 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 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， 则呈现烤焦的土豆味。
葡萄糖与不同氨基酸加热时产生的气味
苯基丙氨酸
尖辣的花香
紫丁香味
色氨酸
油腻的糖甜味 油腻的甜味
赖氨酸
焦黄气味
面包气味
胱氨酸
煮硬的鸡蛋黄味 硫化氢臭气