食品风味化学-嗅感及嗅感物质(一)
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食品化学风味化学资料
引言概述：食品化学是研究食品中的化学物质组成、性质和变化规律的学科。
风味化学是食品化学中的一个重要分支，主要研究与食品的味觉相关的物质。
本文将介绍食品化学领域中涉及风味化学的资料，重点探讨食品中的香味物质和味觉物质。
正文内容：一、香味物质1.香味物质的分类香味物质可分为天然香料和人工香料。
天然香料主要来自于植物和动物，包括花草植物的挥发油、树脂、香脂等。
人工香料是通过化学合成或改性天然香料得到的，分为单一香料和复合香料两种。
2.香味物质的提取和分离提取和分离香味物质是食品化学的重要研究内容。
主要方法包括蒸馏、萃取、萃取剂等。
蒸馏是将含香味物质的食材加热，通过蒸气冷凝得到香味物质。
萃取是使用溶剂从食材中提取香味物质。
3.香味物质的影响因素香味物质的和稳定性受到多种因素的影响，包括温度、pH值、氧气、酶等。
了解这些因素对香味物质的影响，可以优化食品的味道和储存条件。
二、味觉物质1.味觉的基本类型人类的味觉可分为五种基本类型：甘、酸、苦、咸和鲜。
每种味觉基本类型都对应着不同的物质，如糖对应甘味，柠檬汁对应酸味等。
2.味觉物质的感知机制味觉物质的感知机制是味蕾中的感受器与味觉物质分子相互作用所产生的结果。
味觉物质分子与味蕾感受器结合后，会触发信号传递到大脑，产生相应的味觉感受。
3.味觉物质的检测和评价方法味觉物质的检测和评价方法主要包括感官评价和仪器分析两种。
感官评价是通过人类感官进行味觉感知，如舌尖试尝法。
仪器分析是使用各种仪器设备对味觉物质进行定量分析。
三、香味物质和味觉物质在食品加工中的应用1.香味物质在食品加工中的应用香味物质在食品加工中起到了重要作用，能够提升食品的口感和风味。
例如，使用香草精提高面包的香气，使用咖啡因增强咖啡的苦味等。
2.味觉物质在食品加工中的应用味觉物质的应用广泛，可以在食品加工中调整食品的口味，满足消费者的口味偏好。
例如，添加甜味剂调节饮料的甜度，添加酸味剂增加果酱的酸味等。
食品风味化学.PPT
Taste chemistry of food
4.味觉生理学(taste physiology)
主要是味蕾，其次是自由神经末梢。
产生味感的途径
呈味物质溶液——口腔内味感受体——神经感
觉系统——大脑味觉中枢——大脑综合神经中
枢系统——产生味感。
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第二节 食品的滋味化学
一、概述 4.味觉生理学(taste physiology)
3.振动理论 气味特性与气味分子的振动特性有关。
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第一节 概 述
三、风味化合物的分析
Introduction
1.感官分析
食品风味的感官总体评价 特征化学成分的感官评价 2.仪器分析
高效液相色谱、超临界二氧化碳萃取等
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风味物质的仪器测定
风味仪器分析简介
• 前处理
气质联用
定性定量
前处理即风味物质的提取
• 这种刺激有时是单一性的，但是多数情 况下是复合性的。
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第一节 概 述
一、引 言
3.风味的分类 风味(Flavor)、香味(Aroma)、口味(Taste)、物理 味、化学味、心理味 国别分类 中国：酸、甜、苦、咸、辣、鲜、涩 日本：酸、甜、苦、咸、辣 印度：酸、甜、苦、咸、辣、淡、涩、不正常味 欧美：酸、甜、苦、咸、辣、金属味
5.影响味觉的因素(factors of effect on taste)
温度：在10-40℃之间较敏感，在30℃时最
敏感。
温度对味觉的影响
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第二节 食品的滋味化学
一、概述
Taste chemistry of food 几种物质的味的阈值
名称
食品的风味物质PPT课件
非营养成分。气味物质可分为：醇、酯、酮、酸、萜烯、杂
环、芳烃、含硫化合物等。
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• 10.6 各类食品的香气及其香气成分
• 10.6.1 果蔬的香气及其香气成分
• 水果的香气成分：有机酸酯类、醛类、萜类、挥发性酚类、 醇类、酮类、挥发性酸类……
• 苹果：小分子酯类占78-92%，以乙酸、丁酸、己酸分别 与乙醇、丁醇、己醇形成的酯类。如：乙酸-3-甲基丁酯， 3-甲基丁酸乙酯， 3-甲基丁酸丁酯。
• 食品香气是由多种呈香物质综合产生，用香气值表示：
• 香气值 = 呈香物质的浓度/阈值
• 风味是评定食品感官质量的重要内容。
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2
•
• 图10-1 食品产生的感官反应及分类
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3
• 10.1.2 风味物质的特点 • （1）种类繁多，相互之间影响作用明显 • （2）含量微小，效果明显 • （3）稳定性差 • （4）风味物质的分子结构具有高度特异性，缺
蔬菜 • 10.3.8.3 金属味
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• 10.4 嗅觉
• 嗅觉是指食品中的挥发性物质刺激鼻腔内 的嗅觉神经细胞而在中区神经中引起的一种 感觉。
• 10.4.1 嗅觉产生的生理基础
• 气味物质通过刺激鼻腔后上部的嗅觉上皮 内含有的嗅觉受体的嗅细胞而产生嗅觉的。 气味物质作用于嗅细胞，产生的神经冲动经 嗅神经多级传导，而形成嗅觉。
• 嗅觉振动理论：气味受体分子与气味分 子发生共振。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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• 10.4.3 嗅觉的特点及分类
• 10.4.3.1 嗅觉的特点
• 敏锐、易疲劳、易适应、个体差异大、阈值会随着人的身 体状态变动。
食品风味化学3.5 食品中嗅感物质形成的基本途径之一
一、生物合成 (biosynthesis)
产物为：C6和C9的醇、醛类以及由C6、C9脂肪酸所生成 的酯。例如：
① 己醛是苹果、葡萄、草莓、菠萝、香蕉和桃子中的
嗅味物；
一、生物合成 (biosynthesis)
例如：② 2反-壬烯醛(醇) 和3顺-壬烯醇则是香瓜、西
瓜等的特征香味物质。
以脂肪酸为前体物的生物合成
食品中 嗅感物质 形成的基本途径
之一
食品风味化学
食品中的嗅感物质种类繁多，形成的途径十分复杂，许多 反应的途径及机理至今仍不明了。不过就其形成的基本途 径来说，大体为两类：
一类是在酶的直接或间接催化下进行生物合成。 许多食物在生长、成熟和贮存过程中产生的嗅感物质，大多是 通过这条基本途径形成的。例如：
① 苹果、梨、香蕉等水果中的香气物质的形成 ② 葱、蒜、卷心菜等蔬菜中嗅感物质的产生 ③ 香瓜、西红柿等瓜菜中香气成分的形成
另一条基本途径是非酶化学反应 食品在加工过程中在各种物理、化学因素的作用下所生成的嗅 感物质。例如：
① 花生、芝麻、咖啡、面包等在 烘炒、烘烤时产生的香气成分
② 肉、鱼在红烧、烹调时形成的 嗅感物质脂肪被空气氧化时生成的 醛、酮、酸等嗅感成分
食品中气味形成的途径 Formative approachs of food odor
食品中香气形成的主要途径： 1. 生物合成 2. 酶直接作用 3. 酶间接作用 4. 微生物作用 5. 加热分解
一、生物合成 (biosynthesis)
直接由生物体合成形成的香气成分，是指由氨基酸、脂 肪酸、羟基酸、单糖、糖苷及色素等为前体的生物合成。 主要指由脂肪酸经脂肪氧合酶酶促生物合成的挥发物。 前体物多为：亚油酸和)
食品风味化学-味感及呈味物质(一)
3、一种物质能减弱或抑制另一物质味感的 现象，称为味的消杀作用。如①在砂糖、 柠檬酸、食盐和奎宁之间，其中有两种以 适当浓度混合时，会使其中任何一种单独 的味感都减弱。②在热带植物匙羹藤的叶 子内含有匙羹藤酸，咬过这种叶子后，会 抑制甜味或苦味食物 (抑制长达数小时)， 但对酸味和咸味无抑制作用。③在水中加 入与酱油相同含盐量的食盐，则觉水太咸， 但酱油则反觉有美味。
4、两种物质的相互影响使味感改变，称为味的变 调作用或阻碍作用。 如①西非洲有一种“神秘果”，内含一种碱性蛋 白质，吃了以后再吃酸的东西时，口感反会有甜 味。 ②有时吃了有酸味的橙子，口内也会有种甜的感 觉。
③尝过食盐或奎宁后，即刻饮无味的清水，会感到 有甜味等等。
5、当较长时间受到某味感物的刺激后，再 吃相同的味感物质时，往往会感到味感强 度下降，这种现象称为味的疲劳作用。味 的疲劳现象涉及心理因素。如①吃第二块 糖感觉不如吃第一块糖甜。②惯吃味精者， 加入量越多反觉得鲜味越来越淡。
二、味感的生理基础 1、食物的滋味虽然多种多样，但它使人们产生味感 的基本途径却很相似：首先是呈味物质溶液刺激口腔 内的味感受体，然后通过一个收集和传递信息的神经 感觉系统传导到大脑的味觉中枢，最后通过大脑的综 合神经中枢系统的分析，从而产生味感。
2、味感受体主要是味蕾，其次是自由神经末梢，
2、味感受体主要是味蕾，其特点，①各种动物的 味蕾数目差别较大。婴儿约有10000个味蕾，而 一般成年人只有数千个。这说明人的味蕾数目随 着年龄的增长而减少，对味的敏感性也随之降低。 ②人的味蕾小部分在软颚、咽喉和会咽等处，大 部分都在舌头表面的乳突中，在舌粘膜皱褶处的 乳突侧面更为稠密。当用舌头向硬颚上研磨食物 时，味蕾最易被兴奋起来。③自由神经末梢是一 种囊包着的末梢，分布在整个口腔内，也是一种 能识别不同化学物质的微接受器。
食品风味化学3.2 嗅感理论
一、有关气味本质的学说
（3）化学学说
① 立体结构学说 嗅感都由有限的几种原臭组成，每种原臭都有特定的嗅细胞受体。 ② 渗透和穿刺学说 嗅细胞能被气味的刚性分子渗透和极化，定向双脂膜被穿孔，进行离子 交换，产生神经脉冲。 ③ 外形-功能团学说 气味分子的形状、大小、位置以及功能团的性质不同，吸附在嗅粘膜上 的排列状态不一样，使嗅细胞产生不同的刺激而形成嗅感。
三、外形-功能团学说
Beets提出，嗅觉过程包含一个连续的散发和吸收步骤：
① 开始时，空气流所带的气味分子以杂乱向位和构象 接近嗅粘膜。
② 分子被吸附于嗅粘膜界面时，处于定向和有序状态 (大多是极性分子)，也可能是混乱无章的状态(多为非 极性分子)。
③ 只有形成定向和有序的分子，才能与嗅细胞作用。
嗅感 理论
食品风味化学
一、有关气味本质的学说
（1）振动学说 ① 当嗅感分子的固有振动频率与受体膜分子的振动频率 相一致时，受体便获得气味信息。 ② 只有分子与受体膜实际接触才会产生嗅感信息。 ③ 由于不同气味分子所产生的振动频率不同，从而形成 不同的嗅感。
一、有关气味本质的学说
（2）酶学说 • 由于气味分子刺激了嗅粘膜上的酶，使酶的催化能力、 变构传递能力、酶蛋白的变性能力等发生了变化而形 成嗅感。 • 不同气味间的差别，在于各分子对酶所施加的影响不 同。 （3）化学学说 嗅感是气味分子以微粒的形式扩散，进入鼻腔后与嗅细胞 之间发生了化学反应(如吸附与解吸)而形成的。这类学说 中较有名的有三个：
他们还用这4种原臭化合物调配出 具有天然檀香木油的气味组合。
二、立体结构学说
实验论证：
(3) 嗅粘膜上确实存在不同形状受体位置。
Gestelard曾用微电极测量青 蛙嗅细胞对不同气味的电脉冲 反应，发现青蛙中不同的嗅细 胞对不同气味分子具有选择性。
食品风味化学3.4 嗅感分子的构—性关系—从气味研究分子的化学结构
一、香味与分子结构之间的关系
（三）从气味研究分子骨架结构
把共同香气的化合物放在一起比较时，有些化合物官 能团不同，也没有共同的部分结构，但具有相同或相 似的香气品质，பைடு நூலகம்是和分子的整体结构有关。
例如： 下面化合物官能团各异，也无相似的共同部分结构， 但他们有相同的骨架结构，正是由于整体结构决定了 他们具有相同的花香气味。
含15～17个原子的大环分子具有相当大的柔韧性，它可能存 在两个主要构象：一是具有像球形的外形，一是呈长椭圆的外 形。
二、香型与分子结构特征之间的关系
1. 麝香及其分子结构特征 (2) 芳香族化合物 a. 非硝基芳香化合物 ① 间麝香 结构通式如：
二、香型与分子结构特征之间的关系
1. 麝香及其分子结构特征
二、香型与分子结构特征之间的关系
1. 麝香及其分子结构特征
已发现的麝香香味物质有以下几 类： 一是苯系麝香化合物（包括硝基 麝香和非硝基麝香）； 二是大环麝香化合物； 三是甾体及四氢萘麝香化合物。
自从1888年鲍尔（Baur）首次合 成硝基麝香后，人们开辟了苯系 麝香的领域，合成出了众多硝基 麝香化合物。
一、香味与分子结构之间的关系
（二）从气味预测分子的部分结构
具体的化合物例如：
麦芽酚、乙基麦芽酚、异麦芽酚、甲基环戊稀醇酮、 羟基呋喃酮。但是别麦芽酚无香味，这是由于α —二 酮体稀醇式结构中环上氢未被取代的原因。这已被实 验所证实。
一、香味与分子结构之间的关系
（二）从气味预测分子的部分结构 食品和烟草香气成分中有吡嗪核、吡啶核、噻唑核化合 物，它们可能是通过梅拉德(Maillard)反应由糖和氨基 酸转化而来。
二、香型与分子结构特征之间的关系
1. 麝香及其分子结构特征 （1）大环化合物
食品风味化学3.3 嗅感分子的构-性关系——从化学结构研究气味
哪些有机物有气味呢？
1959年，日本人小幡弥太郎，概括有气味的有机化合物 必须具备的条件：
第四、分子中具有某些原子或原子团（可称之为发臭 原子或发臭基）。
发臭原子指位于周期表的Ⅳ－Ⅶ主族的原子，其中磷、 砷、硫、锑为发恶臭原子。 发臭原子团主要有：羰基（﹥C=O）， 醛基（－CHO），甲醇基（－CH2OH）， 酯基(－CO2R)，氨基（－NH2）， 醚基（―O―），羧基（－CO2H） 以及碳酸基（－OCOO－）。
第一、必须具有挥发性。 只有能挥发的物质分子方能到达鼻粘膜，从而产生气味。 无机盐、碱及大多数酸是不挥发的，有机高分子化合物也 是非挥发性的，所以它们不能产生气味。
第二、分子量在29－300的有机化合物有可能产生气味。
第三、能产生气味的物质必须是脂、水双溶性的，有些低 分子有机物只溶于水而不溶于脂，所以几乎无气味。
嗅感 分子的 构-性关系
——从化学结构研究气味
食品风味化学
香味物质属于有气味物质的一部分，气味物质中：具有香 味、不具有香味、臭气。
气味物质，由有机化合物组成。
随着现代分析手段及合成技术的提高，有机化合物的数量 已近1000万种，而有气味的化合物占200万种。
哪些有机物有气味呢？
1959年，日本人小幡弥太郎，概括有气味的有机化合物 必须具备的条件：
③ 不饱和醛： 有愉快的香气，嗅感较强烈。 强烈青香—醚香 叶醛 CH3CH=C(CH3)CHO 青叶子气味 CH3(CH2)2CH=CHCHO 甜瓜醛，甜瓜香气(CH3)2C=CH(CHO2CH(CH3)CHO 水果青香CH3(CH2)2(CH=CH)2CHO ④ 不饱和醛尤其α、β-不饱和醛具有脂肪氧化气味或强烈臭气。
一、功能团(嗅感基团)
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8/31/2012 食品风味化学
(2)酶学说 是少数人提出的，认为嗅感
是由于气味分子刺激了嗅粘膜上的酶，使 酶的催化能力、变构传递能力、酶蛋白的 变性能力等发生了变化而形成的。不同气 味间的差别，在于各分子对酶所施加的影 响不同。
8/31/2012
食品风味化学
(3)化学学说 主张嗅感是气味分子以微粒的
8/31/2012
食品风味化学
(3)为了得到在嗅粘膜上确实存在不同形状受 体位置的直接证明，R.C.Gestelard曾用微电 极测量青蛙嗅细胞对不同气味的电脉冲反应， 发现青蛙中不同的嗅细胞对不同气味分子具有 选择性。他共找出8种不同的嗅细胞受体，其 中有5种与人类的原臭(樟脑臭、麝香、醚臭、 刺激臭、腐败臭)相关联。
8/31/2012
食品风味化学
Amoore发现具有相同气味的分子，其外形上也有 很大的共同性；而分子的几何形状改变较大时，嗅 感也就发生变化。
例如，两个光学异构体形状不同，就可能具有不同 的气味；改变了苯环上取代基的位置，也可能会极 大地改变其嗅感；而对含14～19个碳原子的大环化 合物作相当大的重排改变时，对气味特性也不会有 很大影响等等。
学习目标：了解嗅感及其生理学、嗅感理论、嗅感 分子的构性关系， 知道和掌握食品中嗅感物质形成的基本途径。
8/31/2012
食品风味化学
§3-1 嗅感及其生理学
一、嗅感的概念 嗅感是指挥发性物质刺激鼻腔嗅觉神经而在中枢 神经中引起的一种感觉。其中产生令人喜爱感觉 的挥发性物质叫香气；产生令人厌恶感觉的挥发 性物质叫臭气。
8/31/2012
食品风味化学
②同年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。
8/31/2012
食品风味化学
(3)按嗅盲分类法 嗅盲也叫特异嗅觉缺失，是指对 某种气味无感受能力，而对其他气味和普通人一 样。从对测试色盲的三原色基础中得到启示，推 断嗅盲者感受不到的气味也很可能是“原臭(基 本臭)”。 Amoore据此发现了8种“原臭”(表3~3,p105)。 (甜汗酸味、精液味、腥臭、麦芽味、薄荷味、 尿臭、麝香味、樟脑味)。
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食品风味化学
§3-2 嗅感理论
一、有关气味本质的学说
(1)振动学说 当嗅感分子的固有振动频率与 受体膜分子的振动频率相一致时，受体便获得 气味信息。另一种观点主张，有效的刺激是嗅 感分子中价电子等分子内振动，只有分子与受 体膜实际接触才会产生嗅感信息。他们都认为 由于不同气味分子所产生的振动频率不同，从 而形成不同的嗅感。
嗅感是比味感更复杂、更敏感的感觉。人从嗅到 气味物到有感觉，仅需0.2~0.3s。 食品的嗅感风味，既不是由嗅感物质的组分百分 含量，也不是由其阈值大小单一决定的。
8/31/2012 食品风味化学
2、气味的分类
(1)物理、化学分类法 在这种分类中，以Amoore的分类最有名。他根 据对600多种物质气味的描述、分析、归纳出归 纳出7种“原臭”词汇：樟脑臭、刺激臭、醚臭、 花香、薄荷香、麝香和恶臭(腐败臭)(后又增加了 第8种叫甜香)。
8/31/2012
食品风味化学
(2)对消化器官的影响 美好的食品香气会 促进消化器官运动和胃分泌，使人产生腹 鸣或饥饿感；不良的腐败臭气会抑制肠胃 活动，使人食欲丧失或恶心呕吐。同样， 增加饲料的风味也能促使动物迅速生长肥 壮。
8/31/2012
食品风味化学
(3)对循环器官的影响 良好的气味会使人血 管扩张、血压下降。心脏冠状动脉狭窄症 患者用戊基亚硫酸抢救，除了主要是药理 作用外，气味也有影响。
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食品风味化学
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、香料味、薄荷味、柠檬味、杏仁味、花 味、甜味、麝香味、蒜味、鱼腥味、焦味、 石炭酸味、汗味、草味、腐败味、粪味、树 脂味、油味、腐臭味等。
8/31/2012
食品风味化学
(2)心理学分类法
§3 嗅感及嗅感物质(一)
8/31/2012
食品风味化学
8/31/2012
食品风味化学
3.1嗅感及其生理学 3.2 嗅感理论 3.3 嗅感分子的构性关系——从化学结构研究气味 3.4 嗅感分子的构性关系——从气味研究分子的化学结构 3.5 食品中嗅感物质形成的基本途径之一 3.6食品中嗅感物质形成的基本途径之二
8/31/2012
食品风味化学Biblioteka 三、嗅觉生理学(一)嗅觉的特性 (1)敏锐 人的嗅觉相当敏锐，某些动物嗅觉更为突 出，如犬类、鳝鱼的嗅觉比普通人嗅觉约灵敏100 万倍。
8/31/2012
食品风味化学
(2)易疲劳、适应和习惯 香水久闻而不觉其香；粪便 尽管恶臭，但呆久也能忍受。这说明嗅觉细胞易产生 疲劳而对该气味处于不灵敏状态，但对其他气味并不 疲劳。 当嗅觉中枢神经由于一种气味的长期刺激而陷入负反 馈状态时，感觉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。
8/31/2012
食品风味化学
人在正常呼吸时，带有挥发性嗅感物分子 的空气流通过外鼻进入鼻腔，与嗅粘膜上 的嗅细胞接触，然后气流通过内鼻进入肺 部。因此，嗅感物质分子必须溶于粘液中 才能与嗅纤毛相遇而被吸附到嗅细胞上。
8/31/2012
食品风味化学
(三)气味对身体的影响
(1)对呼吸器官的影响 主要是改变呼吸类 型。如：闻到香气时人会不自觉地深长吸 气；闻到可疑气味时呼吸短而强以便鉴别 气味；而闻到恶臭则会下意识地暂停呼吸， 再一点点试探；闻到辛辣气味会咳嗽等等。
8/31/2012
食品风味化学
实验论证： (1)、按照这个学说的分子空间形状与气味 有高度相关性的观点，如果知道了一个分 子的几何形状，就有可能预测它的气味来。 如(A)分子，它可能适合风筝形的嗅细胞受 体而产生花香，也能适合楔形的嗅细胞受 体而产生薄荷香，或借助分子的一条侧链 而适合于棒形的嗅细胞受体，具有醚臭。
8/31/2012
食品风味化学
后来 Amoore 在1967年又鉴别出第8种原臭： 甜香。他们还认为，在嗅粘膜上相应存在 有若干种形状大小不同的凹形的嗅小胞， 如同“锁眼” 。
当气味分子像“锁匙”一样插入时，嗅细胞 便受到刺激而产生嗅感。对于那些不属于 原臭的其他气味，他们认为是几种气味分 子同时刺激了不同形状的嗅细胞后产生的 复合气味的结果。
食品风味化学
(2)、该学说认为，天然存在的某种复杂气味是由 几种原臭分子共同作用嗅细胞而产生的。如雪松 油的主要嗅感物，按其分子的空间形状适合樟脑 臭、麝香、花香和薄荷臭4种气味受体，在 Johnston主持下，经过86次试验，终于找到了 用这4种原臭分子的不同数量组合复制出了有天然 雪松油气味的数量组合。此外，他们还用这4种原 臭化合物调配出具有天然檀香木油的气味组合。
8/31/2012
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三、外形-功能团学说
第三个是外形-功能团学说，认为气味分子的形状、
大小以及功能团的性质、位置不同，因而吸附在嗅粘 膜后的排列状态也不一样，使嗅细胞产生不同的刺激 而形成嗅感。 8/31/2012
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二、立体结构学说
为 Amoore所发现，亦称“锁和锁匙学说”。 它曾在解释酶促反应机理、抗原与抗体的弹性 反应、DNA与mRNA的偶合作用等方面取得成 功。
8/31/2012
食品风味化学
在这8种“原臭”中，它们都是有特殊官能团的结 构紧密的极性分子。 ①在异戊酸、1-二氢吡咯、三甲胺和异丁醛4个分 子中，其官能团是绝对不能代替的。 ②薄荷味和尿臭两个分子，结构中的酮基较为重 要，二级醇可以勉强地取代。 ③余下的两个分子，其嗅感似乎主要依赖于分子 的大小及形状，其他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。
8/31/2012
食品风味化学
(二)嗅觉受体 在人的鼻腔前庭部分有一块嗅感上皮区域，也 叫嗅粘膜。膜上密集排列着许多嗅细胞就是嗅感受 器。它由嗅纤毛、嗅小胞、细胞树突和嗅细胞体等 组成。
8/31/2012
食品风味化学
8/31/2012
食品风味化学
人类鼻腔每侧约有2000万个嗅细胞，兔子有 五千万个。嗅细胞和其周围的支持细胞、分泌粒 并列形成嗅粘膜。支持细胞上面的分泌粒分泌出 嗅粘液覆盖在嗅粘膜表面，液层厚约100μm，具 有保护嗅纤毛、嗅细胞组织以及溶解Na+、K+、 Cl-、Ca2+等的功能。 人患萎缩性鼻炎与嗅粘膜上缺乏粘液，处于 干燥状态有关。在嗅小胞上面生有几根至十几根 总在自发运动的纤毛，叫嗅纤毛。它象在水下生 长的水草，最初向粘液表面生长，至液面后便曲 折横向延伸。
8/31/2012
食品风味化学
(4)对生殖器官的影响 气味与性的关系已引 起人们注意，这在动物中更为明显，许多 动物是通过信息素的气味来寻找配偶的。 实验表明，有些气味能促进子宫运动，有 的则抑制、甚至会引起流产。
8/31/2012
食品风味化学
(5)对精神活动的影响 美好气味会使身心 愉快、神清气爽，有解除过度紧张、疲劳 的感觉；而恶臭会使人心烦、焦燥，丧失 活动欲望。当人们在集中注意力工作时， 气味的影响并不严重，但精神松弛时便会 增强。
因此他认为：
8/31/2012
食品风味化学
①决定物质气味的主要因素可能是整个分子的几
何形状，而与分子结构或成分的细节无关。
②有些原臭的气味取决于分子所带的电荷。
8/31/2012
食品风味化学
(2)酶学说 是少数人提出的，认为嗅感
是由于气味分子刺激了嗅粘膜上的酶，使 酶的催化能力、变构传递能力、酶蛋白的 变性能力等发生了变化而形成的。不同气 味间的差别，在于各分子对酶所施加的影 响不同。
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食品风味化学
(3)化学学说 主张嗅感是气味分子以微粒的
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(3)为了得到在嗅粘膜上确实存在不同形状受 体位置的直接证明，R.C.Gestelard曾用微电 极测量青蛙嗅细胞对不同气味的电脉冲反应， 发现青蛙中不同的嗅细胞对不同气味分子具有 选择性。他共找出8种不同的嗅细胞受体，其 中有5种与人类的原臭(樟脑臭、麝香、醚臭、 刺激臭、腐败臭)相关联。
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Amoore发现具有相同气味的分子，其外形上也有 很大的共同性；而分子的几何形状改变较大时，嗅 感也就发生变化。
例如，两个光学异构体形状不同，就可能具有不同 的气味；改变了苯环上取代基的位置，也可能会极 大地改变其嗅感；而对含14～19个碳原子的大环化 合物作相当大的重排改变时，对气味特性也不会有 很大影响等等。
学习目标：了解嗅感及其生理学、嗅感理论、嗅感 分子的构性关系， 知道和掌握食品中嗅感物质形成的基本途径。
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§3-1 嗅感及其生理学
一、嗅感的概念 嗅感是指挥发性物质刺激鼻腔嗅觉神经而在中枢 神经中引起的一种感觉。其中产生令人喜爱感觉 的挥发性物质叫香气；产生令人厌恶感觉的挥发 性物质叫臭气。
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②同年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。
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(3)按嗅盲分类法 嗅盲也叫特异嗅觉缺失，是指对 某种气味无感受能力，而对其他气味和普通人一 样。从对测试色盲的三原色基础中得到启示，推 断嗅盲者感受不到的气味也很可能是“原臭(基 本臭)”。 Amoore据此发现了8种“原臭”(表3~3,p105)。 (甜汗酸味、精液味、腥臭、麦芽味、薄荷味、 尿臭、麝香味、樟脑味)。
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§3-2 嗅感理论
一、有关气味本质的学说
(1)振动学说 当嗅感分子的固有振动频率与 受体膜分子的振动频率相一致时，受体便获得 气味信息。另一种观点主张，有效的刺激是嗅 感分子中价电子等分子内振动，只有分子与受 体膜实际接触才会产生嗅感信息。他们都认为 由于不同气味分子所产生的振动频率不同，从 而形成不同的嗅感。
嗅感是比味感更复杂、更敏感的感觉。人从嗅到 气味物到有感觉，仅需0.2~0.3s。 食品的嗅感风味，既不是由嗅感物质的组分百分 含量，也不是由其阈值大小单一决定的。
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2、气味的分类
(1)物理、化学分类法 在这种分类中，以Amoore的分类最有名。他根 据对600多种物质气味的描述、分析、归纳出归 纳出7种“原臭”词汇：樟脑臭、刺激臭、醚臭、 花香、薄荷香、麝香和恶臭(腐败臭)(后又增加了 第8种叫甜香)。
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(2)对消化器官的影响 美好的食品香气会 促进消化器官运动和胃分泌，使人产生腹 鸣或饥饿感；不良的腐败臭气会抑制肠胃 活动，使人食欲丧失或恶心呕吐。同样， 增加饲料的风味也能促使动物迅速生长肥 壮。
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(3)对循环器官的影响 良好的气味会使人血 管扩张、血压下降。心脏冠状动脉狭窄症 患者用戊基亚硫酸抢救，除了主要是药理 作用外，气味也有影响。
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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、香料味、薄荷味、柠檬味、杏仁味、花 味、甜味、麝香味、蒜味、鱼腥味、焦味、 石炭酸味、汗味、草味、腐败味、粪味、树 脂味、油味、腐臭味等。
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(2)心理学分类法
§3 嗅感及嗅感物质(一)
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3.1嗅感及其生理学 3.2 嗅感理论 3.3 嗅感分子的构性关系——从化学结构研究气味 3.4 嗅感分子的构性关系——从气味研究分子的化学结构 3.5 食品中嗅感物质形成的基本途径之一 3.6食品中嗅感物质形成的基本途径之二
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食品风味化学Biblioteka 三、嗅觉生理学(一)嗅觉的特性 (1)敏锐 人的嗅觉相当敏锐，某些动物嗅觉更为突 出，如犬类、鳝鱼的嗅觉比普通人嗅觉约灵敏100 万倍。
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(2)易疲劳、适应和习惯 香水久闻而不觉其香；粪便 尽管恶臭，但呆久也能忍受。这说明嗅觉细胞易产生 疲劳而对该气味处于不灵敏状态，但对其他气味并不 疲劳。 当嗅觉中枢神经由于一种气味的长期刺激而陷入负反 馈状态时，感觉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。
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人在正常呼吸时，带有挥发性嗅感物分子 的空气流通过外鼻进入鼻腔，与嗅粘膜上 的嗅细胞接触，然后气流通过内鼻进入肺 部。因此，嗅感物质分子必须溶于粘液中 才能与嗅纤毛相遇而被吸附到嗅细胞上。
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(三)气味对身体的影响
(1)对呼吸器官的影响 主要是改变呼吸类 型。如：闻到香气时人会不自觉地深长吸 气；闻到可疑气味时呼吸短而强以便鉴别 气味；而闻到恶臭则会下意识地暂停呼吸， 再一点点试探；闻到辛辣气味会咳嗽等等。
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实验论证： (1)、按照这个学说的分子空间形状与气味 有高度相关性的观点，如果知道了一个分 子的几何形状，就有可能预测它的气味来。 如(A)分子，它可能适合风筝形的嗅细胞受 体而产生花香，也能适合楔形的嗅细胞受 体而产生薄荷香，或借助分子的一条侧链 而适合于棒形的嗅细胞受体，具有醚臭。
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后来 Amoore 在1967年又鉴别出第8种原臭： 甜香。他们还认为，在嗅粘膜上相应存在 有若干种形状大小不同的凹形的嗅小胞， 如同“锁眼” 。
当气味分子像“锁匙”一样插入时，嗅细胞 便受到刺激而产生嗅感。对于那些不属于 原臭的其他气味，他们认为是几种气味分 子同时刺激了不同形状的嗅细胞后产生的 复合气味的结果。
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(2)、该学说认为，天然存在的某种复杂气味是由 几种原臭分子共同作用嗅细胞而产生的。如雪松 油的主要嗅感物，按其分子的空间形状适合樟脑 臭、麝香、花香和薄荷臭4种气味受体，在 Johnston主持下，经过86次试验，终于找到了 用这4种原臭分子的不同数量组合复制出了有天然 雪松油气味的数量组合。此外，他们还用这4种原 臭化合物调配出具有天然檀香木油的气味组合。
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三、外形-功能团学说
第三个是外形-功能团学说，认为气味分子的形状、
大小以及功能团的性质、位置不同，因而吸附在嗅粘 膜后的排列状态也不一样，使嗅细胞产生不同的刺激 而形成嗅感。 8/31/2012
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二、立体结构学说
为 Amoore所发现，亦称“锁和锁匙学说”。 它曾在解释酶促反应机理、抗原与抗体的弹性 反应、DNA与mRNA的偶合作用等方面取得成 功。
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在这8种“原臭”中，它们都是有特殊官能团的结 构紧密的极性分子。 ①在异戊酸、1-二氢吡咯、三甲胺和异丁醛4个分 子中，其官能团是绝对不能代替的。 ②薄荷味和尿臭两个分子，结构中的酮基较为重 要，二级醇可以勉强地取代。 ③余下的两个分子，其嗅感似乎主要依赖于分子 的大小及形状，其他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。
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(二)嗅觉受体 在人的鼻腔前庭部分有一块嗅感上皮区域，也 叫嗅粘膜。膜上密集排列着许多嗅细胞就是嗅感受 器。它由嗅纤毛、嗅小胞、细胞树突和嗅细胞体等 组成。
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人类鼻腔每侧约有2000万个嗅细胞，兔子有 五千万个。嗅细胞和其周围的支持细胞、分泌粒 并列形成嗅粘膜。支持细胞上面的分泌粒分泌出 嗅粘液覆盖在嗅粘膜表面，液层厚约100μm，具 有保护嗅纤毛、嗅细胞组织以及溶解Na+、K+、 Cl-、Ca2+等的功能。 人患萎缩性鼻炎与嗅粘膜上缺乏粘液，处于 干燥状态有关。在嗅小胞上面生有几根至十几根 总在自发运动的纤毛，叫嗅纤毛。它象在水下生 长的水草，最初向粘液表面生长，至液面后便曲 折横向延伸。
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(4)对生殖器官的影响 气味与性的关系已引 起人们注意，这在动物中更为明显，许多 动物是通过信息素的气味来寻找配偶的。 实验表明，有些气味能促进子宫运动，有 的则抑制、甚至会引起流产。
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(5)对精神活动的影响 美好气味会使身心 愉快、神清气爽，有解除过度紧张、疲劳 的感觉；而恶臭会使人心烦、焦燥，丧失 活动欲望。当人们在集中注意力工作时， 气味的影响并不严重，但精神松弛时便会 增强。
因此他认为：
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①决定物质气味的主要因素可能是整个分子的几
何形状，而与分子结构或成分的细节无关。
②有些原臭的气味取决于分子所带的电荷。
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