食品风味化学嗅感及嗅感物质三省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

食品风味化学n10/10/3 嗅感及嗅感物质嗅感及嗅感物质(三三)第1页食品风味化学n10/10/第2页食品风味化学n10/10/3.1嗅感及其生理学嗅感及其生理学3.2 嗅感理论嗅感理论 3.3 嗅感分子构性关系嗅感分子构性关系从化学结构研究气味从化学结构研究气味3.4 嗅感分子构性关系嗅感分子构性关系从气味研究分子化学结结构从气味研究分子化学结结构3.5 食品中嗅感物质形成基本路径之一食品中嗅感物质形成基本路径之一3.6食品中嗅感物质形成基本路径之二食品中嗅感物质形成基本路径之二学习目标：了解嗅感及其生理学、嗅感理论、嗅感学习目标：了解嗅感及其生理学、嗅感理论、嗅感分子构性关系，分子构性关系，知道和掌握食品中嗅感物质形成基本路径。知道和掌握食品中嗅感物质形成基本路径。第3页食品风味化学n10/10/3-4 嗅感分子构嗅感分子构-性关系性关系 从气味研究分子化学结构从气味研究分子化学结构 第4页食品风味化学n10/10/3.4.1香味与分子结构之间关系香味与分子结构之间关系一、从气味探讨分子结构一、从气味探讨分子结构（1）从气味预测官能团）从气味预测官能团我们评价某致香物有我们评价某致香物有 “醇香、酯香醇香、酯香”时，实际上就已经把这种致香物中时，实际上就已经把这种致香物中含醇类、酯类就指明了，这就是从气味直接预测官含醇类、酯类就指明了，这就是从气味直接预测官能团一个简单例子。普通来讲，当分子量比较小，能团一个简单例子。普通来讲，当分子量比较小，官能团在整个分子中占百分比较大时，官能团对气官能团在整个分子中占百分比较大时，官能团对气味影响是主要，气味表现主要由它决定。比如：含味影响是主要，气味表现主要由它决定。比如：含有有羟基、醚基、巯基、硫醚基、胺基、羰基、羧基、羟基、醚基、巯基、硫醚基、胺基、羰基、羧基、酯基酯基等官能团化合物分别各自有共同气味。等官能团化合物分别各自有共同气味。低级酯类（低级酯类（C6以下）以下）普通有轻微果实香普通有轻微果实香(表表21)。能够看出这些酯类都有共同香气，表现有共同联。能够看出这些酯类都有共同香气，表现有共同联想香气。分子内酯基位置对气味影响不大。想香气。分子内酯基位置对气味影响不大。第5页食品风味化学n10/10/表表21酯类（酯类（C6）气味）气味结构式RCOOR气味RR 香气表现联想气味CH3CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH(CH3)2CH2CH2CH2CH3CH2CH(CH3)2CH2CH2CH2CH3CH2CH(CH3)2CH2CH2CH3CH(CH3)2CH2CH3CH2CH3CH3CH3轻快果实香轻快果实香果实香果实香轻快果实香轻快果实香甜果实香甜果实香花样果香花样果香轻快果实香轻快果实香青果实香青果实香青果实香青果实香成熟梨香成熟梨香朗姆酒朗姆酒菠萝或香蕉菠萝或香蕉菠萝或香蕉菠萝或香蕉菠萝或香蕉菠萝或香蕉朗姆酒朗姆酒苹果苹果苹果苹果第6页食品风味化学n10/10/分分子子中中各各个个相相互互独独立立官官能能团团对对气气味味影影响响不不是是简简单单相相加加关关系系。比如，由苯比如，由苯至苯酚到悬钩子酮至苯酚到悬钩子酮气味改变：气味改变：第7页食品风味化学n10/10/（二二）从从气气味味预预测测分分子子部部分分结结构构当当官官能能团团不不是是简简单单置置换换基基，而而是是和和分分子子整整体体结结构构相相关关时时，依依据据一一定气味能够预测分子官能团，这么例子比较多。定气味能够预测分子官能团，这么例子比较多。焦焦糖糖香香气气使使人人联联想想到到砂砂糖糖那那样样甜甜芳芳香香，含含有有这这种种香味化合物中含有环状香味化合物中含有环状二酮体烯醇结构：二酮体烯醇结构：第8页食品风味化学n10/10/详详细细化化合合物物比比如如：麦麦芽芽酚酚、乙乙基基麦麦芽芽酚酚、异异麦麦芽芽酚酚、甲甲基基环环戊戊稀稀醇醇酮酮、羟羟基基呋呋喃喃酮酮。不不过过别别麦麦芽芽酚酚无无香香味味，这这是是因因为为二二酮酮体体稀稀醇醇式式结结构构中中环环上上氢氢未未被被取取代代原原因因。这这已已被被试验所证实。试验所证实。第9页食品风味化学n10/10/食食品品和和烟烟草草香香气气成成份份中中存存在在有有吡吡嗪嗪核核、吡吡啶啶核核、噻噻唑唑核核化化合合物物，它们可能是经过梅拉德它们可能是经过梅拉德(Maillard)反应由糖和氨基酸转化而来。反应由糖和氨基酸转化而来。各各种种母母核核本本身身含含有有其其特特异异气气味味，但但以以下下化化合合物物却却含含有有相相同同钟钟性性胡胡椒椒香香气气，这这能能够够归归结结于于取取代代基基保保持持在在杂杂环环上上相相对对位位置置一一致致性性所所致致，而而且且杂杂芳芳香香环环上上电电子子密密度度分分布布相相同同。有有些些人人把把分分子子中中易易于于移移动动电电子分布视为共同部分结构。子分布视为共同部分结构。第10页食品风味化学n10/10/（三三）从从气气味味研研究究分分子子骨骨架架结结构构当当我我们们把把共共同同香香气气化化合合物物放放在在一一起起进进行行比比较较时时，能能够够看看出出有有些些化化合合物物官官能能团团不不一一样样，也也没没有有共共同同部部分分结结构构，但但含含有有相相同同或或相相同同香香气气品品质质，这这是是和和分分子子整整体体结结构构相相关关。比如：比如：下下面面化化合合物物官官能能团团各各异异，也也无无相相同同共共同同部部分分结结构构，经经过过UV研研究究发发觉觉与与相相关关活活泼泼电电子子分分布布无无关关。但但他他们们有有相相同同骨骨架架结结构构，正正是是因因为为下下列图所表示整体结构决定了他们含有相同花香气味。列图所表示整体结构决定了他们含有相同花香气味。第11页食品风味化学n10/10/莰莰稀稀、莰莰醇醇2、1，8桉桉叶叶油油素素三三者者含含有有相相同同樟樟脑脑气气味味。比比较较分分子子结结构构时时发发觉觉官官能能团团没没有有对对气气味味产产生生影影响响。三三者者都都有有一一个个相相同同牢牢靠靠筐筐型型结结构构。相相同同例例子子还还很很多多，此此处处不不再再叙叙述。述。第12页食品风味化学n10/10/3.4.2香型与分子结构特征之间关系香型与分子结构特征之间关系 香香型型也也即即香香气气类类型型。人人们们把把含含有有相相同同香香气气物物质质归归类类在在一一起起就就组组成成了了某某种种香香型型，关关于于香香型型（香香气气）分分类类方方法法有有许许各各种种，有有些些分分类类方方法法与与分分子子结结构构相相联联络络。本本节节内内容容不不对对众众多多香香气气分分类类方方法法进进行行讲讲述述，只只将将几几个个在在香香味味化化学学中中有有意意义义香香型型与与对对应应分分子子结结构特征给予总结。构特征给予总结。第13页食品风味化学n10/10/第14页食品风味化学n10/10/一、一、麝香及其分子结构特征麝香及其分子结构特征已已发发觉觉麝麝香香香香味味物物质质有有以以下下几几类类：一一是是苯苯系系麝麝香香化化合合物物（包包含含硝硝基基麝麝香香和和非非硝硝基基麝麝香香）；二二是是大大环环麝麝香香化化合合物物；三三是是甾甾体体及及四四氢氢萘萘麝香化合物麝香化合物。自自从从1888年年鲍鲍尔尔（Baur）首首次次合合成成硝硝基基麝麝香香后后，人人们们开开辟辟了了苯苯系系麝麝香香领领域域，合合成成出出了了众多硝基麝香化合物（见表众多硝基麝香化合物（见表28）。）。第15页食品风味化学n10/10/表表28常见硝基麝香化合物常见硝基麝香化合物第16页食品风味化学n10/10/表表28所所列列结结构构似似乎乎给给人人们们一一个个印印象象，芳芳香香族族硝硝基基化化合合物物含含有有麝麝香香香香气气条条件件为为最最少少具具备备二二个个硝硝基基、一一个个甲甲基基、和和一一个个叔叔丁丁基基。不不过过具具备备上上述述条条件件下下述述化化合物却没有麝香香气：合物却没有麝香香气：第17页食品风味化学n10/10/显显然然，只只具具备备上上述述条条件件是是不不够够，还还必必须须有有另另外外基基团团存存在在。这这个个基基团团是是与与苯苯环环直直接接相相连连带带有有孤孤电电子子正正确确结结构构,或或重重键键结结合合结结构构,假假如如没没有有这这么么基基团团,芳芳环环上上必必须须有有第第三三个个硝硝基基存存在在。这这即即使使能能解解释释一一些些问问题题，但但对对与与葵葵子子麝麝香香结结构构类类似似化化合合物物（）没没有有麝麝香香气气味味却不能得到解释。却不能得到解释。第18页食品风味化学n10/10/毕毕特特在在总总结结前前人人经经验验基基础础上上，从从分分子子整整休休结结构构上上考虑对上述现象给予解释。考虑对上述现象给予解释。他认为：在苯环上置换硝基有两种不一样类型他认为：在苯环上置换硝基有两种不一样类型：（1）能能自自由由旋旋转转并并与与苯苯环环共共平平面面，此此时时硝硝基基作作为为极性官能团对待，可视为与置换酰基是等价，极性官能团对待，可视为与置换酰基是等价，(2)当当邻邻位位有有体体积积庞庞大大取取代代基基（比比如如叔叔丁丁基基、烷烷氧氧基基）时时，硝硝基基与与苯苯环环不不共共平平面面，硝硝基基不不能能白白由由旋旋转转，此此时时，硝硝基基只只作作为为体体积积庞庞大大取取代代基基对对待待，和和叔丁基等价。叔丁基等价。第19页食品风味化学n10/10/酮酮麝麝香香两两个个硝硝基基均均属属（2）情情况况，则则它它和和茚茚满满麝麝香香结结构构等等价价，二二者者都都有有强强烈烈确确实实香香香香气气，二二甲甲苯苯麝麝香香中中三三个个硝硝基基有有两两个个为为（2）情情况况，一一个个为为(1)情情况况，仍仍和和上上两两化化合合物物等等价价。葵葵子子麝麝香香中中因因为为甲甲氧氧基基妨妨碍碍作作用用使使得得与与之之相相邻邻一一个个硝硝基基属属（2），另另一一个个属属(1)情情况况，所所以以其其结结构构与与酮酮麝麝香香等等价价，含含有有麝麝香香香香气气。而而化化合合物物（）因因为为环环氧氧化化结结果果，使使得得两两个个硝硝基基均均属属(1)情情况况，所所以以它它空空间间结结构构实实际际上上与与葵葵子子麝麝香香是是不不等价，所以等价，所以无麝香香气无麝香香气。第20页食品风味化学n10/10/1948年年，卡卡平平特特和和伊伊斯斯特特(Carpenter and Easter)报报道道了了安安波波诺诺(Ambral)发发觉觉下下面面化化合合物物含含有有麝麝香香香香气气，从从而而开开辟辟了了非非硝硝基基麝麝香香领领域。域。到当前为止，已经有大量到当前为止，已经有大量非硝基麝香非硝基麝香问世问世(表表2一一9)。近年来，人们。近年来，人们已将注意力集中到非硝基麝香领城中，这类物质普通表现出很好光已将注意力集中到非硝基麝香领城中，这类物质普通表现出很好光稳定性，更能模仿天然存在稳定性，更能模仿天然存在大环麝香大环麝香香气。香气。第21页食品风味化学n10/10/第22页食品风味化学n10/10/对这类化合物结构特征，毕特总结为以下几个方面：对这类化合物结构特征，毕特总结为以下几个方面：n第一，碳原子数在第一，碳原子数在120之间，最好在之间，最好在1618之间；之间；n第二，第二，2，3一二氢茚或一二氢茚或1，2，3，4四氢萘骨架；四氢萘骨架；n第第三三，一一个个酰酰基基和和一一个个仲仲或或叔叔丁丁基基作作为为独独立立基基团团与与苯苯核核相连，相连，最好是乙酰基和叔丁基与苯核相连；最好是乙酰基和叔丁基与苯核相连；n第第四四，与与芳芳环环相相连连非非芳芳环环碳碳原原子子有有一一个个是是叔叔碳碳原原子子或或季季碳原碳原子，最好是季碳原子。子，最好是季碳原子。第23页食品风味化学n10/10/关于关于大环麝香大环麝香例子。总体能够将该类物质归纳为：例子。总体能够将该类物质归纳为：n(1)环中碳原子数为环中碳原子数为13一一19环酮；环酮；n(2)环中碳原子数为环中碳原子数为13一一15环碳酸酯；环碳酸酯；n(3)环中碳原子数为环中碳原子数为15一一19酸酐；酸酐；n(4)环中碳原子数为环中碳原子数为1418环内酯；环内酯；n(5)环中碳原子数为环中碳原子数为1419环亚胺。环亚胺。第24页食品风味化学n10/10/甾甾体体化化合合物物则则被被限限定定于于一一定定结结构构大大小小甾甾醇醇或或甾甾酮酮，这类化合物如：这类化合物如：第25页食品风味化学n10/10/含含有有麝麝香香香香味味化化合合物物种种类类较较多多，结结构构复复杂杂，是是否否能能够够说说麝麝香香香香型型与与其其分分子子结结构构之之间间就就没没有有共共性性联联络络呢呢?不不是是。经经过过研研究究发发觉觉上上述述各各类类物物质质分分子子在在整整体体结结构构上上有有必必定定联联络络，比比如如，含含有有麝麝香香香香韵灵猫酮与雄甾一韵灵猫酮与雄甾一16烯一烯一3一酮在外形上有极其相同性。一酮在外形上有极其相同性。这这种种相相同同共共性性，毕毕兹兹等等人人总总结结为为下下述述麝麝香香分分子子结结构构特特征征：结结构构密密集集、相相当当坚坚硬硬、椭椭圆圆形形分分子子含含有有一一个个在在空空间间上上能能够够靠靠近近极极性性基基团团，分分子子量量在在220一一250之之间。间。第26页食品风味化学n10/10/第27页食品风味化学n10/10/二、紫罗兰香及其分子结构特征二、紫罗兰香及其分子结构特征自自1934年年卢卢基基伽伽判判定定出出紫紫罗罗兰兰酮酮结结构构以以来来，人人们们已已合合成成出出许许多多含含有有紫紫罗罗兰兰香香味味化化合合物物（表表2一一10）。从从这这些些化化合合物物结结构构能能够够归归纳纳该该香香气气类类型型物物质质含含有有分分子子结结构构特特征征为为：含含有有l，3烯烯酮酮取取代代环环己己烯烯，在在上上述述取取代代基基两两侧侧最最少少具具备备两两个个甲甲基基，甲甲基基数数目目增增多多则则气味加强。气味加强。第28页食品风味化学n10/10/表表210一些一些紫罗兰香味紫罗兰香味化合物结构化合物结构第29页食品风味化学n10/10/第30页食品风味化学n10/10/三、苦杏仁香味及其分子结构特征三、苦杏仁香味及其分子结构特征包包伦伦斯斯（Boelens）总总结结了了一一系系列列含含有有苦苦杏杏仁仁香香味味化化合合物物（表表211），并并总总结结出出苦苦杏杏仁仁化化合合物物结结构特征为：构特征为：（1）分分子子中中最最少少有有一一个个官官能能团团，而而这这个个官官能能团团必必须须是是吸吸电电子子基基；（2）吸吸电电子子基基连连接接在在闭闭环环共共轭轭体体系系（苯苯环环或或五五元元杂杂环环）或或吸吸电电子子基基连连接接成成下下面面结结构双键上：构双键上：第31页食品风味化学n10/10/表表211含有含有苦杏仁香味苦杏仁香味化合物化合物第32页食品风味化学n10/10/第33页食品风味化学n10/10/四、茉莉香及其分子结构特征四、茉莉香及其分子结构特征19世世纪纪末末至至20世世纪纪早早期期，人人们们才才开开始始茉茉莉莉香香化化学学研研究究，自自茉茉莉莉油油中中分分离离并并判判定定出出其其关关键键香香气气成成份份“茉茉莉莉酮酮”、“茉茉莉莉内内酯酯“、和和“茉茉莉莉酮酮酸酸甲甲酯酯”后后，合合成成出出了了大大量量与与上上述述三三种种结结构构相相关关茉茉莉莉香香味味化化合合物物(表表2一一12)。第34页食品风味化学n10/10/以以后后，人人们们还还发发觉觉有有些些与与茉茉莉莉油油无无关关成成份份也也含含有有茉茉莉莉香香气气，这这些些化化合合物物包包含含：（1）利利用用羟羟醛醛缩缩合合反反应得到一些酮和醛应得到一些酮和醛，比如：，比如：第35页食品风味化学n10/10/（2）一些）一些酯类酯类，比如：，比如：第36页食品风味化学n10/10/（3）1，3二噁烷二噁烷衍生物，比如：衍生物，比如：第37页食品风味化学n10/10/（4）其它类型化合物，比如）其它类型化合物，比如：第38页食品风味化学n10/10/表表212含有含有茉莉香味茉莉香味化合物化合物第39页食品风味化学n10/10/从从上上述述化化合合物物结结构构能能够够总总结结出出茉茉莉莉香香味味分分子子结结构构特特征征为为：围围绕绕一一个个中中心心碳碳原原子子上上连连接接有有三三个个不不一一样样基基团团，既既是是：一一个个强强极极性性基基团团（官官能能团团），一一个个含含有有C5C6烷烷基基侧侧链链和和一一个个较较弱弱极极性性基基团团，能能够够形形象象表表示为：示为：第40页食品风味化学n10/10/第41页食品风味化学n10/10/五、龙涎香及其分子结构特征五、龙涎香及其分子结构特征龙龙涎涎香香是是一一个个宝宝贵贵动动物物香香，起起源源于于自自然然界界抹抹香香鲸鲸代代谢谢物物。因因为为天天然然产产品品起起源源日日益益困困难难，所所以以，人人们们正正在在努努力力寻寻找找化化学学合合成成物物来来替替换换天天然然产产物物。当当前前，能能合合成成出出来来并并应应用用于于香香精精调调制制龙龙涎涎香香类类物物质质为为数数不不多多，但但经经对对天天然然产产品品分分析析发发觉觉，有有众众多多有有机机物物属属于于龙龙涎涎香香气气物物质质。奥诺夫奥诺夫(Ohloff)将这些物质分成以下几类：将这些物质分成以下几类：第一，赖百当第一，赖百当系列，这类化合物如：系列，这类化合物如：第42页食品风味化学n10/10/第二，第二，降补生烷降补生烷衍生物，该类化合物如：衍生物，该类化合物如：第43页食品风味化学n10/10/第三，第三，十氢萘系列内酯十氢萘系列内酯，比如：，比如：第44页食品风味化学n10/10/第四，第四，十氢萘系列四氢呋喃衍生物十氢萘系列四氢呋喃衍生物，比如：，比如：第45页食品风味化学n10/10/从从骨骨架架结结构构能能够够看看出出，龙龙涎涎香香分分子子结结构构含含有有稠稠合合十十氢氢萘萘结结构构，奥奥诺诺夫夫将将龙龙涎涎香香型型分分开开特特征征总总结结成成一一个个有有名名规规则则嗅嗅觉觉三三轴轴向向规规则则。他他认认为为：龙龙涎涎香香型型分分子子强强烈烈立立体体结结构构关关系系表表现现在在反反式式稠稠合合十十氢氢萘萘骨骨架架上上(结结构构A)，人人类类香香味味感感受受体体与与香香味味分分子子之之间间相相互互作作用用发发生生在在一一个个三三度度空空间间中中。香香味味分分子子与与嗅嗅觉觉感感受受体体之之间间作作用用是是经经过过分分子子三三点点作作用用而而发生。发生。第46页食品风味化学n10/10/在在结结构构A中中，直直立立桥桥头头取取代代基基(R1或或R2)或或者者氢氢原原子子作作为为作作用用点点之之一一，另另一一个个作作用用点点是是位位于于位位取取代代基基Ra，另另外外，分分子子中中5一一位位上上取取代代基基也也可可看看成成一一个个作作用用点点。取取代代基基R1、R2和和Ra中中含含有有氧氧原原子子时时对对产产生生龙龙涎涎香香是是有有利利。比比如如，满满足足上上述述条条件件二二氢氢降降龙龙涎涎香香醇醇和和5，5一一9一一三三甲甲基基反反式式一一2一一十十氢氢萘萘基基乙乙酸酸酯酯两两个个化化合合物物含含有有经经典典龙龙涎涎香香香香气气。三三点点作作用用实实质质结结果果是是，当当大大多多数数功功效效因因子子(基基团团)处处于于反反式式十十氢氢萘萘同同侧侧时时气气味味加加强强，而而多多数数功功效效因因子子处处于于异异侧侧时时气气味味大大大大减减弱弱。结结构构B不不能能满满足足类类似似龙龙涎涎香香性性质质香香味味分分子子所所要要求求立立体体化化学学条条件件，所所以以含含有有B式结构化合物不会产生龙涎香气。式结构化合物不会产生龙涎香气。第47页食品风味化学n10/10/第48页食品风味化学n10/10/六、檀香及其分子结构特征六、檀香及其分子结构特征檀香香味分子能够归纳成以下几个类型：一是檀香醇衍生物、同系檀香香味分子能够归纳成以下几个类型：一是檀香醇衍生物、同系物及同分异构体；二是萜基环己醇类；三是龙脑烯基衍生物类；四物及同分异构体；二是萜基环己醇类；三是龙脑烯基衍生物类；四是其它化合物。含有代表性檀香化合物如表是其它化合物。含有代表性檀香化合物如表2一一13。表213 含有代表性檀香化合物 第49页食品风味化学n10/10/布布伦伦克克和和克克蕾蕾恩恩(Brunke&Klein)依依据据檀檀香香分分子子结结构构总总结结出出檀檀香香分分子子结结构构特特征征为为：含含有有12一一17个个碳碳原原子子(1个个醚醚氧氧基基中中氧氧原原子子相相当当l个个碳碳原原子子)以以及及与与分分子子大大基基团团部部分分含含有有特特定定距距离离烃烃基基分分子子有有檀檀香香香香气气。大大基基团团部部分分能能够够是是多多环环、单单环环或或者者脂脂肪肪族族基基团团。分分子子中中C2和和C6位位置置上上支支链链化化，有有利利于于檀檀香香香香气气嗅嗅觉觉效效果果，C7位位置置上上双双键键是是必必要要，该该双双键键能能够够被被环环丙丙烷烷环环、醚醚基基或或含含有有立立体体障障碍碍环环境境所所替替换换。结结构构式式以以下下（R=H,CH3）：）：第50页食品风味化学n10/10/1.樟脑香樟脑香含有樟脑气味化合物有：含有樟脑气味化合物有：莰酮、莰醇、莰烯、莰酮、莰醇、莰烯、1,8-桉桉树脑、萘、对二氯苯、二环辛烷、环辛烷树脑、萘、对二氯苯、二环辛烷、环辛烷。(七七)其它基本嗅感及结构其它基本嗅感及结构第51页食品风味化学n10/10/这里现有含极性基团分子，也有不含极性基团分子。这里现有含极性基团分子，也有不含极性基团分子。这是当前已知在基本嗅感中唯一含有非极性基团分这是当前已知在基本嗅感中唯一含有非极性基团分子类型子类型。其中饱和烃分子，嗅感十分微弱。由此可其中饱和烃分子，嗅感十分微弱。由此可见，极性功效团在这里对樟脑气味性质没有什么影见，极性功效团在这里对樟脑气味性质没有什么影响，响，决定嗅感性质主要结构原因是分子外形决定嗅感性质主要结构原因是分子外形。Amoore提出，樟脑气味嗅感分子提出，樟脑气味嗅感分子结构特征结构特征为：为：含含有高堆积密度和刚性、直径约为有高堆积密度和刚性、直径约为0.75nm球形或卵形球形或卵形分子；而分子中极性功效团对嗅感强度有影响。分子；而分子中极性功效团对嗅感强度有影响。第52页食品风味化学n10/10/2.薄荷香薄荷香 主要是一些单环萜类和小环酮类化合物。如：L-薄荷醇、异胡薄荷醇、胡椒醇、香芹醇、薄荷酮、薄荷醇、异胡薄荷醇、胡椒醇、香芹醇、薄荷酮、异胡薄荷酮、胡椒酮、麝香草酚、香芹酚异胡薄荷酮、胡椒酮、麝香草酚、香芹酚、香芹酮。、香芹酮。第53页食品风味化学n10/10/3.麦芽香麦芽香 异丁醛、异丁醛、2-甲基丁醛、异戊醛、甲基丁醛、异戊醛、2-甲基戊醛、正甲基戊醛、正丁醛以及丁醇丁醛以及丁醇等。若在异丁醛分子中引入一个竞争性外形基团时，比如3-甲基丁酮、2-硝基丙烷等，其嗅觉缺失会显著降低。当前已证实麦芽香模式存在当前已证实麦芽香模式存在。第54页食品风味化学n10/10/4.尿臭尿臭 当前已知有尿臭味嗅感分子有：当前已知有尿臭味嗅感分子有：16-雄甾烯雄甾烯-3-酮、酮、4,16-雄甾二烯雄甾二烯-3-酮、顺酮、顺-4-甲基甲基-4(4-叔丁环己基叔丁环己基)-2-戊酮、戊酮、2-甲基甲基-4(5,5,6-三甲基三甲基-2-降龙脑基降龙脑基)环己酮环己酮(见见p136)。其中有些分子。其中有些分子顺式和反式结构之间顺式和反式结构之间在嗅感强度上存在很大差异在嗅感强度上存在很大差异。体积外形体积外形大大约处于约处于10.40.3nm狭窄范围之内狭窄范围之内，分子分子内都含有酮基内都含有酮基。第55页食品风味化学n10/10/5.鱼腥臭鱼腥臭 叔胺叔胺类许多低分子化合物类许多低分子化合物都含有这种强烈气味。都含有这种强烈气味。如三甲胺、二甲基乙胺、甲基二乙胺、如三甲胺、二甲基乙胺、甲基二乙胺、N-甲基甲基吡咯烷、吡咯烷、N-甲基呱啶甲基呱啶等。普通认为，等。普通认为，鱼腥气味鱼腥气味与其嗅感分子中完全被取代氮原子相关与其嗅感分子中完全被取代氮原子相关，分子，分子结构关键特征是存在结构关键特征是存在带带3个小烷基和孤电子正个小烷基和孤电子正确氮原子或磷原子、砷原子确氮原子或磷原子、砷原子。第56页食品风味化学n10/10/6.汗酸臭汗酸臭 研究表明，研究表明，异戊酸、异丁酸、异己酸异戊酸、异丁酸、异己酸等都等都展现出较强烈汗臭气味，而且这种气味模展现出较强烈汗臭气味，而且这种气味模式与鱼腥味嗅感模式有着很强联络。鱼腥式与鱼腥味嗅感模式有着很强联络。鱼腥气味嗅觉缺失患者中，有很大百分比也含气味嗅觉缺失患者中，有很大百分比也含有汗臭气味嗅觉缺失。当前看来，有汗臭气味嗅觉缺失。当前看来，汗酸臭汗酸臭气味刺激分子仅含有气味刺激分子仅含有狭窄结构范围：局限狭窄结构范围：局限于于C3C8且末端有一个异丙基柔性羧酸分且末端有一个异丙基柔性羧酸分子子。第57页食品风味化学n10/10/附：非基本嗅感成份及结构附：非基本嗅感成份及结构 (一一)、柿子椒香气、柿子椒香气(绿铃胡椒香气绿铃胡椒香气)据报道，据报道，2-异丁基异丁基-3-甲氧基吡嗪甲氧基吡嗪是甜柿子是甜柿子椒特征风味化合物，阈值很小，在空气中椒特征风味化合物，阈值很小，在空气中为为210-6mg/kg为嗅感强度极大芳香物质。为嗅感强度极大芳香物质。Seifert等人对气味与分子结构间关系作过等人对气味与分子结构间关系作过大量研究，主要结论以下。大量研究，主要结论以下。第58页食品风味化学n10/10/(1)侧链烷基影响侧链烷基影响 研究表明，当改变上述分研究表明，当改变上述分子中吡嗪环上侧链烷基子中吡嗪环上侧链烷基(异丁基异丁基)时，其嗅感时，其嗅感性质及强度改变。性质及强度改变。由表可见，当异丁基被由表可见，当异丁基被C3C6烷基取代时，气味特征和阈值几乎烷基取代时，气味特征和阈值几乎不变；若被碳数小于不变；若被碳数小于3或大于或大于6烷基取代，烷基取代，其气味性质发生改变，阈值也显著增大。其气味性质发生改变，阈值也显著增大。第59页食品风味化学n10/10/(2)侧侧链链甲甲氧氧基基影影响响 试试验验指指出出，当当甲甲氧氧基基被被乙乙氧氧基基取取代代时时，嗅嗅感感特特征征为为带带泥泥土土甜甜柿柿子子椒椒气气味味，阈阈值值增增大大了了26倍倍；当当被被仲仲丁丁氧氧基基-OCH(CH3)CH2CH3取取代代时时，则则特特征征气气味味消消失失而而展展现现花花香香。这这说说明明当当甲甲氧氧基基被被碳碳数数更更多多烃烃氧氧基基取取代代后后，原原气气味味减减弱弱直直至至丧丧失失.有有些些人人还还发发觉觉，当当甲甲氧氧基基被被甲甲硫硫基基(-SCH3)或或二二甲甲胺胺基基-N(CH3)2取取代代后后，原原气气味味也也消消失，出现失，出现化学药品气味化学药品气味。第60页食品风味化学n10/10/(二二)焦糖香气焦糖香气 也称为褐变风味。含有这类气味化合物很也称为褐变风味。含有这类气味化合物很多，包含有多，包含有吡喃酮、呋喃酮、环酮吡喃酮、呋喃酮、环酮等等.第61页食品风味化学n10/10/形形成成焦焦糖糖香香气气嗅嗅感感分分子子都都含含有有一一个个共共同同部部分分结结构构-烯烯醇醇环环酮酮结结构构，这这是是展现焦糖香气必要条件。展现焦糖香气必要条件。在在羟羟基基-位位上上存存在在取取代代基基，也也有有主主要要影响。影响。Hodge认认为为产产生生焦焦糖糖香香气气分分子子应应具具备备以以下条件下条件：第62页食品风味化学n10/10/烯烯醇醇-羰羰基基结结构构必必须须处处于于同同一一平平面面上上，且且相相互形成份子内氢键；互形成份子内氢键；羟羟基基-位位上上取取代代基基对对维维持持分分子子外外形形也也是是必必需。需。比比如如，2-甲甲基基-3-甲甲氧氧基基吡吡喃喃-4-酮酮之之所所以以没没有有焦焦糖糖香香气气，与与其其不不能能形形成成份份子子内内氢氢键键相相关关；别别麦麦芽芽酚酚和和2,3-二二甲甲基基-5-羟羟基基吡吡喃喃-4-酮酮则则因因为为在在羟羟基基-位位上上无无取取代代基基，因因而而也也不不产产生生嗅感。嗅感。第63页食品风味化学n10/10/对对Hodge结结构构模模式式也也有有不不一一样样看看法法。比比如如Ohloff认认为为，焦焦糖糖香香气气嗅嗅感感分分子子烯烯醇醇-羰羰基基部部分分必必须须有有平平面面结结构构，但但内内氢氢键键结结合合则则不不是是必必须须。他他主主张张在在分分子子中中应应有有质质子子供供体体A-H和和质质子子受受体体B，且且二二者者间间距距离离应应小小于于0.3nm，方方能能与与嗅嗅细细胞受体相互作用。这个学说与甜味理论靠近。胞受体相互作用。这个学说与甜味理论靠近。第64页食品风味化学n10/10/(三三)花香及其它花香及其它 Beets认为，有些非基本嗅感是由小极性分子认为，有些非基本嗅感是由小极性分子产生。这类小极性分子，如产生。这类小极性分子，如H2S、CH3SH、(CH3)2S、NH3、CH3NH2等，在与等，在与嗅粘膜受嗅粘膜受体体结合时，因为结合时，因为极性功效团极性功效团有利于定向和高效有利于定向和高效率相互作用，轻易进入受体适宜位置，从而产率相互作用，轻易进入受体适宜位置，从而产生一个有高度复杂综合特征强烈嗅感。生一个有高度复杂综合特征强烈嗅感。第65页食品风味化学n10/10/这时这时气味性质特征主要取决于极性功效团本质气味性质特征主要取决于极性功效团本质。伴随伴随分子量增分子量增大，大，分子体积增加分子体积增加，嗅感分子与，嗅感分子与受体相互作用才变得较有选择性，嗅感信息也受体相互作用才变得较有选择性，嗅感信息也由复杂变得较为简单、基本，这时由复杂变得较为简单、基本，这时气味性质也气味性质也由受极性功效团特定影响而转变为越来越受分由受极性功效团特定影响而转变为越来越受分子外形影响子外形影响。第66页食品风味化学n10/10/他依据对非基本嗅感物质研究结果，提出了两他依据对非基本嗅感物质研究结果，提出了两条含有基本主要性原理。条含有基本主要性原理。(1)当分子外形部分由一个类似形态不一样部当分子外形部分由一个类似形态不一样部分所取代时，分子主要嗅感特征保持不变分所取代时，分子主要嗅感特征保持不变。第67页食品风味化学n10/10/(2)当极性基团由一个含有相同定位趋向另一当极性基团由一个含有相同定位趋向另一极性基团取代时，分子主要嗅感特征也保持不变。极性基团取代时，分子主要嗅感特征也保持不变。第68页食品风味化学n10/10/电子鼻技术原理电子鼻技术原理及应用及应用。第69页n10/10/食品风味化学第70页食品风味化学n10/10/Introduction:.Olfactory PhysiologyOrganic ChemistrySignal ProcessingPattern RecognitionComputational LearningElectronicNoseChemical Sensors/Analytical Chemistry第71页食品风味化学n10/10/Electronic Nose Systems第72页食品风味化学n10/10/Commercially Available Systems第73页食品风味化学n10/10/Block Diagram of theExperimental Setup第74页食品风味化学n10/10/Experimental SetupSwitchingBoxMassFlowControllerNetworkAnalyzerVOCinbubblerNitrogenVOCPCSensorCell第75页食品风味化学n10/10/EXPERIMENTAL SETUPMass FlowControllerNetwork AnalyzerGas BubblerSensorCellMass FlowMeterSwitchingBoxPost-Itnotes第76页食品风味化学n10/10/How Does Odor Signallook Like?第77页食品风味化学n10/10/Identification of VOCsPreprocessingIncreasing Pattern SeparabilityNeural Network TrainingNeural Network ValidationVOC IdentificationRaw Sensor Readings(6-D)Filtering,Normalization,De-trending,etc.Fuzzy nose(FNOSE),Feature range stretching,orNonlinear cluster transformationMultilayer perceptron LEARN+(for incremental learning)Classification.第78页食品风味化学n10/10/Thanks！第79页