食品香氣

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　　食品香氣是指食品中產生各種揮發性的香味物質。

　　1.原料自身

　　大多數食品中本身含有香氣物質，尤其在水果和蔬菜中。水果中的香氣物質比較單純，具有濃郁的天然香味，其香氣物質以有機酸酯類、醛類和萜類為主，其次是醇、酮類及揮發酸。它們是植物體內生物合成而產生的。葡萄的主體香氣成分是鄰氨基苯甲酸甲酯，蘋果的主體香氣成分是乙酸異戊酯，桃的主體香氣成分是醋酸乙酯和沉香醇酸內酯。

　　大多數蔬菜的總體香氣較弱，但氣味卻多樣。百合科和十字花科(蔥、蒜、韭菜、蘆筍、捲心菜、芥菜等)具有刺鼻的芳香，主要是含硫化物。例如：二丙烯基二硫醚物(洋蔥氣味的化合物)，二烯丙基二硫醚(大蒜氣味的化合物)，硫醇(韭菜中的特征氣味之一)。傘形花科蔬菜(胡蘿蔔，芹菜，香菜)具有微刺鼻的特殊芳香與清香，萜烯類氣味物地位突出，它們和醇類及羰基化合物共同組成氣味貢獻物。葫蘆科和茄科中的黃瓜和番茄具有青鮮氣味，有關的特征氣味是C₆或C₉的不飽和醇和醛。

　　2.香精香料

　　一方面，食品本身固有的香味，是食品原料自身存在的，是生物生長酶合成的產物。另一方面在食品加工、烹飪中添加了香料和香精，如麵包焙烤加工中，製作奶油麵包，除原料中麵粉的自然氣味外，麵包中奶油香味，就是添加的人工合成香料，如添加2，3-己二酮合成香料，該物質具有奶油味結構式。美國2003年允許使用的合成香料為2068種，中國2004年允許使用的合成香料為1242種。

　　香精也稱調香料，是由人工調配出來的各種香料的混合體，人們可以根據不同的需要選用香型。香精按香型可分為六類，分別為花香型，如玫瑰，水仙香型，多用於化妝品中；非花香型，多根據幻想而調配，如力士，古龍香型，多用於化妝品中；果香型，模仿果實的香氣調配而成，如桔子、香蕉、蘋果等，多用於食品和潔齒品中；酒用香型，如清香型、濃香型、醬香型、白蘭地酒香型；煙用香型，如可可香型、桃香型、薄荷香型、茶花型；食品用香型，如方便食品中多用的肉香型，海鮮香型。

　　它們本身不一定呈現香氣，它的作用在於加強對嗅感神經的刺激，提高和改善嗅細胞的敏感性，加強香氣信息的傳遞。常用的增效劑有麥芽酚、乙基麥芽酚、谷氨酸鈉、5'-胞苷酸和5'-鳥苷酸。

　　3.熱處理反應

　　一般食品在加熱過程中會形成香氣物質，這與美拉德反應和焦糖化反應有關。1912年法國化學家發現了美拉德反應(Maillard Reaction)。近幾十年來，美拉德反應一直是食品化學，食品工藝學，營養學，香料化學等領域的研究熱點。美拉德發應是加工食品中食品的色澤和濃郁芳香的各種風味的主要來源。美拉德反應是指氨基化合物和羰基化合物之間發生的反應。幾乎所有含有羰基(來源於醛、酮、糖或油脂氧化酸敗所產生的醛、酮)和氨基(來源於游離氨基酸、多肽、蛋白質、胺類)的食品在加熱條件下均能產生Maillard反應。Maillard反應能賦予食品獨特的風味和色澤。反應有複雜的機理，首先由還原糖與氨基化合物縮合(這一反應稱為羰氨反應)，然後通過一系列的縮合與聚合形成含氮的複雜的多分子色素，稱為黑色素。美拉德反應過程可以分為初期、中期和末期，每一階段又可細分為若幹反應。

　　通過選擇氨基酸和糖類，可以有目的地合成含有吡嗪類、吡咯類和呋喃類的不同香型香精。食品在加熱過程中發生的美拉德反應會產生某些特有的食品風味，但也會使食品的營養價值降低，甚至還會產生毒性物質。反應物中的氨基酸、肽、蛋白質和還原糖類，是食品香味產生的主要來源之一，食品在蒸煮、焙烤及油炸過程中產生的食品香味，也即食品經過了熱分解、氧化、重排或降解形成的香味前體，糖類在反應中生成香味物質的重要前驅物，生成呋喃衍生物、酮類、醛類、丁二酮、吡嗪類化合物等，然後形成特殊的食品風味，食品的呈香就是Maillard反應產物的積累。如爆米花、烤麵包、烤肉、醬香型白酒等食品所形成的香味。

　　有些焦糖化產物除了顏色外，還具有獨特的風味，如麥芽酚(3-羥基-2-甲基吡喃-4-酮)與麥芽酚(3-羥基2-乙酰基呋喃)具有麵包風味，2H-4-羥基-5-甲基呋喃-3-酮是各種風味與甜味的增強劑。

　　4.酶作用

　　酶是生物細胞產生的有催化作用的蛋白質。食品中的大分子物質如風味前體物質，蛋白質，脂肪等可在酶的作用下而產生特定的風味物質。食品風味很大一部分來自於內源酶，它們能夠賦予食品應有的特征風味。在食品加工過程中易導致內源酶活力的降低或喪失，而留下的底物仍然有效，所以採用酶製劑的形式添加到食品中可以改善和強化風味的形成，這種酶稱為風味酶。另外，各種食品表現出風味的時間不同，蔬菜，水果在成熟後散髮出濃郁的香氣，在加工後卻會變淡甚至產生異味，如香菜脫水後產生一些類似乾草的氣味，脫水生薑片產生焦糊味，噴霧乾燥番茄有烤糊味，因此很多食品需要在加工後再添加風味酶以恢復其風味。人們最初是利用風味酶恢復脫水和冷凍食品的香氣，例如：蔬菜中特有的香氣成分是異硫氰酸酯類，這種酯類是通過黑芥子酶作用而形成的，當蔬菜脫水乾燥時，黑芥子硫苷酸酶失去活性，這是乾燥蔬菜復水也難以再現原來的新鮮香氣，若將酶液加人到乾燥的蔬菜中，就能得到其新鮮時的香味。

　　酶技術在肉類香精中的應用很廣泛，主要體現在肉蛋白的水解中，產生高質量的肉蛋白酶水解物，進而生產出肉味更逼真，強度更高的天然肉類香精。用胃蛋白酶對雞肉進行水解，將肉蛋白質水解成分子量為2000～5000的肽類，再將酶水解物加熱，便可得到強烈的煮雞或烤雞肉味，肉味強度比傳統方法產生的香味強80～100倍。利用丹麥Novozyme生產的風味酶水解雞肉蛋白，其水解產物具有明顯的雞湯香味，碎雞肉中加人複合蛋白酶和風味酶，在55℃下水解8h，制得的酶解液與HVP，酵母抽提物一起，加入一些氨基酸和還原糖，120℃下加熱60min，進行美拉德反應產生關鍵性的烤肉味或雞肉味化合物。

　　脂肪在脂肪酶的作用下水解得到的對游離脂肪酸食品風味有重要影響。有時，游離脂肪酸會被轉化為其它風味物質。短鏈脂肪酸(C₅以下)有刺激性的煙熏味，與油脂的酸敗味有關。中鏈脂肪酸(C₅-C₁₂)有肥皂味，對食品風味影響最大。例如菠蘿椰子老姆酒有時會帶有強烈的肥皂味，就是因為椰子中的脂肪在菠蘿的耐熱脂肪酶作用下，釋放出十二碳脂肪酸。

　　5.微生物發酵作用

　　傳統的發酵類食品或調味品，如黃酒、面醬、食醋、豆腐乳、醬油等都是通過微生物作用於糖類、蛋白質、脂類及原料中某些風味前體而產生呈香物質，這些呈香物質是微生物的代謝產物，一般包括醇、醛、酮、酸、酯類等化合物。

　　吡嗪類為含N的雜環化合物，是加熱食品中所具有的典型香味成分，谷氨酸棒桿菌是四甲基吡嗪的產生菌。將吡嗪類化合物加入到食品中，能夠產生堅果味、咖啡味、巧克力味和香蕉香氣。內酯化合物具有濃郁的香氣，在各種具有水果味，可可味，乳酪味及堅果味的食品體系中都曾分離得到內酯。假絲酵母，細菌在含有丙酮液的培養液中具有產生內酯的能力；另外萜烯類化合物是賦予香精油特殊香味的重要組份，產萜烯類的微生物多為真菌，通過真菌發酵產生的萜烯類化合物主要有香茂醇(鮮玫瑰香)，香味醇(玫瑰香，甜果香)，里那醇(鮮花香，甜柑橘香)等；香蘭素在食品中的應用很廣泛，目前，通過微生物發酵技術制取香蘭素已成為國內外研究的熱點。