第二章 食品风味化学(2)

1、二肽衍生物： 、二肽衍生物
APM（甜味素）的商品名为阿斯帕甜 阿斯帕甜 （Aspartame），其甜度比蔗糖高 100~200倍，它是一种营养性的非糖甜 味剂，其组成单体都是食物中的天然成 分。在肠内可水解为单体氨基酸及甲醇， 然后与来自食物的同类成分一起参加代 谢；温度升高时会发生环化生成二酮而 失去甜味，即在高温下热稳定性差，因 此不宜用于烘烤食物。
甜味剂： ＊ 甜味剂：
甜味剂作为食品添加剂的 一大门类，是指赋予食品以 甜味的添加剂。它可以满足 人们口味和嗜好的要求，改 进食品的可口性及其他工艺 性质。
目前世界范围内使用的甜味剂大约 有二十多种，它们大致上可分为三类： 1）、合成（非营养）甜味剂 ） 合成（非营养） 2）、糖醇类（糖类的天然甜味剂） ） 糖醇类（糖类的天然甜味剂） 3）、非糖类天然甜味剂 ）
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）、麦芽糖 （4）、麦芽糖： ）、麦芽糖： 也是双糖。一般植物中很少存在，在 种子（尤其是大麦）发芽时酶分解淀粉 可形成麦芽糖的中间产物。工业生产中 利用酶对淀粉的水解作用可得到糊精和 麦芽糖的混合物（约含麦芽糖1/3）， 称为饴糖 饴糖。麦芽糖溶于水而微溶于酒精， 饴糖 不溶于醚；其甜度约为蔗糖的1/3。麦 芽糖味较爽口，不象蔗糖那样有刺激胃 黏膜的作用。在糖类中麦芽糖的营养价 值最高，也是酵母发酵的主要原料。
S O C O 2
N H
N H S O
3
N a
S 2 O C O H N
H 2 O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
S 2 N 2 O H C O O H
环己基胺磺酸钠（甜蜜素）叫新 （甜蜜素） 糖精，其甜度为蔗糖30倍。当与老 糖精混合使用时，可克服后者的苦 回味，改善甜味品质。
N
结构式为：
H S O
N 3 a
2、1.4.6-三氯蔗糖 12 H22 O11 Cl 3 三氯蔗糖C 三氯蔗糖 它的甜度为蔗糖的5000倍 ， 为一种不产生热量的甜味剂， 白色、无嗅、无毒、风味接近 蔗糖，甜味非常纯正，而且至 今未发现对人体的毒害性；它 易溶于水并且具有防趄龋作用。
）、乳糖 （5）、乳糖 ）、乳糖：
存在于哺乳动物乳汁中，为二聚糖（半乳糖 和葡萄糖组成）。乳糖的甜度约为蔗糖的1/5， 是糖中甜度较低的一种。乳糖不能被酵母发酵， 但可由乳酸菌作用引起乳酸发酵。食用后，在 小肠内受β-半乳糖酶的作用，乳糖分解为半乳 糖和葡萄糖被人体吸收，这样有助于人体对 Ca的吸收。乳糖的吸附性较强,可用作肉类食 品风味和颜色的保护剂。乳糖易与蛋白质发生 美拉德反应，在饼干和烘烤食品中添加乳糖能 形成诱人的金黄色。乳糖的吸湿性较低,可用 作稳定剂和赋形剂。
C
3
C O O H
H
甘草苷结构
O C
3
C
3
H H C
3
H O C
3
C
3
O H H O O H O O C H
H O O O O O
C
H H O O H H
1、甘草苷： 、 主要存在于甘草中。甘草苷纯品的相 对甜度为蔗糖的250倍，甜味特点 甜味特点是甜 甜味特点 味释放缓慢，保留时间长，同时有持续 性的不快之感，所以很少单独使用。商 品用一般是甘草苷的二钠或三钠盐，常 用于酱油、豆酱、腌渍物等调味料，可 对这些腌制品起缓和咸味及改善口感的 作用。它还有很强的增香效果，可作食 品香味增强剂。它还可用于乳制品、可 可制品、蛋制品、饮料等的调味。
目前，美、日等许多国家都在研究 利用柑桔中含有的柚苷、橙皮苷等黄 酮类糖苷作原料，用酶法和化学反应 相结合的工艺，合成生产黄酮类糖苷 二氢查尔酮。 在未成熟的柑桔中，黄酮类糖苷的 含量很高，如未熟的橙子果皮内柚苷 含量约4%，新橙皮柑高达15%，而成 熟后的果实中含量甚微。
新橙皮苷二氢查尔酮衍生物对酸和热 新橙皮苷二氢查尔酮衍生物 稳定性较好，尤其在pH2.5～7.8范围 内使用较好。pH过高或过低均使甜度 降低。单独使用新橙皮苷二氢查尔酮作 增甜剂，其甜味一般不如用相等浓度的 蔗糖，但其酸味稍强，这对果汁、果冻 和水果制品等食品都有增强风味的效果。 如果与其它甜味物质混合使用效果比单 独使用好。将其用于牙膏以代替糖精可 消除因糖精带来的令人不愉快的苦味； 还可代替蔗糖用途，制成糖尿病患者的 食品。
果葡糖浆是无色、甜味纯正、无 其它异味的糖品。广泛用于食品制 造，也可大量用于饮料行业代替蔗 糖，如面包、饼干、糕点、汽水、 雪糕、酒类、糖果、罐头、蜜饯、 果酱、医药用糖浆的制造等，获得 符合产品要求的甜度、结晶性、发 酵性、渗透性、保温性、耐贮性以 及很好的色、香、味。
（二）、合成甜味剂 合成甜味剂
OH CO---CH2--CH2 X OH Y Z
RO
二氢查尔酮衍生物的结构
3、淀粉糖浆： 、
它是淀粉经不完全糖化而制得，糖 分组成为：葡萄糖、麦芽糖、低聚糖、 糊精等。淀粉的水解在工业上称为转 转 化，工业上用葡萄糖值（DE值）表示 淀粉转化程度。这是指淀粉糖化液中 所含的还原糖数量，以葡萄糖计算的 干物质百分率来表示。淀粉糖浆分类 方法按照转化强度的高低分为：DE＜ 20为低转化糖浆，38-42为中转化糖浆， 60-70为高转化糖浆。
2、二氢查尔酮衍生物： 、 各种柑桔中含有柚苷、橙皮苷等 黄酮类糖苷，这些糖苷在碱性条件 下还原生成开环化合物，即二氢查 尔酮衍生物，它有很强的甜味，可 达蔗糖的100-200倍，有水果香且 回味时无苦味，动物试验毒性小， 是一种理想的新型甜味剂，可直接 用于食品，也可用于制药工业，尤 其适合糖尿病人。
3、甘茶素： 、甘茶素
是虎耳草科植物叶中的甜味成 分，甜度为蔗糖的600～800倍， 其纯品为白色针状结晶。由于结 构中有酚、羟基存在，故有微弱 的防腐性能，对热、酸较稳定。 若与蔗糖并用，即在蔗糖液中加 入1﹪的甘茶素，能使蔗糖甜度提 高3倍。
O
3
O C O H O H O H
甘茶素的结构
由一些本来不是甜的非糖天然 物经过改性加工，成为高甜度的 安全甜味剂。这是上个世纪60 年代发展起来的一项新技术，首 先发展的是非糖类 非糖类，如：天冬氨 非糖类 酰二肽衍生物，二氢查尔酮衍生 物等。再者是糖类 糖类，如：淀粉糖 糖类 浆，果葡糖浆—“异构”糖浆等。
由于使用甜味菊后，不被人体吸收， 不产生热量，同时它对热、酸、碱都稳 定，溶解性好，没苦味和发泡性，并在 降血压、促代谢、治疗胃酸过多等方面 有疗效,所以是糖尿病、肥胖病患者很 好的天然甜味剂及低能值食品。 几十年来，人们对甜味菊及其配糖 进行了各种药理试验，都认为甜味菊没 有毒性，病理组织检查也未发现不良反 应，使用时应安全可靠。
）、葡萄糖 （1）、葡萄糖 ）、葡萄糖： 在常温下，从溶液中结晶析出的葡萄 糖是含有一个分子结晶水的单斜晶系结 晶，构型为α-D-葡萄糖。从98℃以上的 热水溶液或酒精溶液中析出的葡萄糖是 β-D无水的斜方结晶葡萄糖，构型为β-D-葡 萄糖。葡萄糖甜度约为蔗糖的65％～75 ％，其甜味有凉爽感，适合食用。它加 热后逐渐变为褐色，温度在170℃以上 则生成焦糖。 葡萄糖能被多种微生物发酵，是发酵 工业的重要原料。
糖醇类（糖类的天然甜味剂） 糖醇类（糖类的天然甜味剂）
• 木糖醇 山梨醇 • 甘露醇 甘露醇（右旋）麦芽糖醇 麦芽糖醇 • 异麦芽酮糖 乳糖醇 虽然糖醇类均来自相应的糖，经 氢化反应制得，但它们仍属于天然 产物，因其在天然动植物体中少量 存在。
2、糖 类 糖
☆（1）、葡萄糖 ☆（2）、果糖 ☆（3）、蔗糖 ☆（4）、麦芽糖 ☆（5）、乳糖 ☆（6）、木糖
Ⅲ、天然物的工业甜味剂
☆ 1、二肽衍生物 二肽衍生物 ☆ 2、二氢查尔酮衍生物 二氢查尔酮衍生物 ☆ 3、淀粉糖浆 淀粉糖浆 ☆ 4、异构糖浆 果葡糖浆 异构糖浆—果葡糖浆 异构糖浆
O COOCH3 HOOC--CH2--CH--C---NH--CH COO NH 2 CH3
天冬氨酰苯丙氨酰甲酯（ 天冬氨酰苯丙氨酰甲酯（APM） ）
不同的淀粉糖浆，在许多性质方 面存在有差别，如甜度、黏度、增 稠性、吸湿性和保温性、渗透压及 食品贮存性、颜色稳定性等。淀粉 糖浆由于不含果糖，吸湿性较转化 糖低，所以大量用于糖果的生产。 少量的糊精能增加糖果的韧性、强 度和粘性；此外，面包、谷物等食 品、冷饮、饮料、果酱等都大量采 用淀粉糖浆作甜味剂。
）、蔗糖 （3）、蔗糖 ）、蔗糖：
通常称砂糖，是双糖。纯净的蔗糖为无色透 明的单斜晶体。蔗糖极易溶于水，其溶解度随 温度升高而增加，溶液的沸点随着浓度的增大 而增加。蔗糖与酸共热或在酶的作用下发生水 解，生成等量的葡萄糖和果糖的混合物称为转 转 化糖。蔗糖水解的结果，溶液的比旋光度即由 化糖 右旋变为左旋。 D-葡萄糖 + D-果糖 蔗糖 + H 2 O 葡萄糖 果糖 20 20 20 [α] D=+66.5℃ [α] =+52.5℃ [α] =–92℃ D D =–19.75℃ 转化糖 [α] D
要使二肽衍生物 二肽衍生物具有甜味，必须具 二肽衍生物 备4个条件： ①、肽的氨基端必须是天冬氨酸 （Asp），其ω-羧基必须是游离的。 ②、构成二肽的氨基酸必须是L型。 ③、与天冬氨酸羧基端相连的必须为 中性氨基酸。 ④、苯并氨酰羧基端必须酯化。
对于20种常见的氨基酸来说，有 7种氨基酸（D型）—甘氨酸、丙氨 酸、丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸、羟 氨酸和谷氨酸有甜味，其中前4种 氨基酸的L-型异构体也有甜味，甚 至氨基酸的衍生物，如：6-氯-D-色 氨酸和6-甲基-D-色氨酸的甜度可达 蔗糖的1000倍，有可能成为新型的 甜味剂。
2、甜味菊： 、甜味菊
原产南美州巴拉圭，是一种多年生菊科 草本植物。1975年正式用于食品工业。甜 味菊是一个双萜配糖体，苷元是四环双萜 化合物，糖的部分是葡萄糖和槐糖，分子 式C 38 H 60 O 18 。 甜味菊是白色粉末状结晶，甜度为蔗糖 的300倍，是最甜的天然甜味物质之一。 它的甜味纯正，残留时间长，后味可口， 有一种轻快的味感。在多种食品和饮料中 可用作甜味改良剂和增强剂，可单独使用 或与蔗糖混和使用。
）、果糖 （2）、果糖 ）、果糖： 多与葡萄糖共存于果实和蜂蜜中。 易溶于水，在常温下难溶于酒精。果 糖吸湿性特别强，因而从水溶液中结 晶较困难。但可从酒精溶液中析出无 水果糖结晶。果糖是糖类中甜度最大 的，尤其是β-果糖的甜度最大；其甜 度随温度而变，热时为蔗糖甜度的 1.03倍，冷时为蔗糖的1.73倍。果糖 很容易消化，它不需要胰岛素的作用 能直接被人体代谢利用，适合幼儿和 糖尿病患者食用。
☆ 1、糖精 ☆ 2、1.4.6-三氯蔗糖C12 H22 O11 Cl3 ☆ 3、紫苏肟
1、糖精： 、糖精：
磺酰苯甲亚胺又称 邻-磺酰苯甲亚胺 磺酰苯甲亚胺 老糖精。结构式为： 一般商品糖精是它的 钠盐，其溶解度较大， 其甜度为蔗糖的300-500 倍。 环己基胺磺酸钠（ 环己基胺磺酸钠（甜 蜜素） 蜜素）叫新糖精，其甜 度为蔗糖30倍。 结构式 为：
非糖类天然甜味剂
天然甜味剂均来自植物。它们的 安全性很高，因此应用前景十分广 阔。 天然甜味剂来源可以分为两类， 一类是植物提取物（甘草苷、甜味 菊等）；另一类由天然物质直接加 工精制而成（APM、二氢查尔酮衍 生物等）。
Ⅱ、非糖类的天然甜味剂
☆ 1、甘草苷 甘草苷 ☆ 2、甜味菊 甜味菊 ☆ 3、甘茶素 甘茶素
）、木糖 （6）、木糖： ）、木糖：
为无色针状结晶粉末，它易溶于 水，不溶于酒精和乙醚。有类似果 糖的甜味，其甜度约为蔗糖的0.65 倍。溶解度和渗透性大，很容易引 起褐变反应，不能被酵母菌发酵。 由于木糖在人体内不易被吸收利用， 因此它是不产热能的甜味剂，可供 糖尿病和高血压患者食用。
葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳 糖虽毫无疑问地属于天然甜味 剂，长期为人们所食用，但它 们又是人类的主要营养物质， 故常被视为食品原料，而非食 品添加剂。
4、异构糖浆—果葡糖浆： 、异构糖浆 果葡糖浆 果葡糖浆： 其糖分组成主要是果糖和葡萄糖， 故称为“果葡糖浆”；工业生产上是 以葡萄糖为原料，在异构酶作用下， 使一部分葡萄糖异构化转变为果糖， 故又称为“异构”糖浆。目前生产的 果葡糖浆的果糖转化率可达42%，其 甜度与蔗糖相当。国外用一种微生物 代谢的异构酶来生产高果葡糖浆，转 化率高达90%以上，其甜度高于蔗糖， 这种糖浆应用最广。