食品的味觉分析味道化学 侯靖威 文档.docx
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食品的味觉分析味道化学侯靖威文档
学号:
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食品的味觉分析———味道化学
Tasteanalysisinfoodstuff——tastyChemistry
院(系)名称:
材化学院
专业名称:
应用化学
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指导教师:
陈婷教授
二零一三年四月
摘要
“民以食为天,食以味为先”,味是菜肴的核心,是中国菜肴的灵魂。
约3600年前,我国就有了五味之说(甘、咸、苦、辛、酸),之后人们又意识到调味与健康有密切的联系。
目前烹饪领域也有菜肴之美在于味,味之美在于调之说美食往往就是在这些味道的基础上千变万化,让人们一饱口福的。
许多人对这些味道有所侧重,或爱甜,或爱辣本文从五味的历史向你慢慢道来。
综合有机化学,结构化学。
简单地揭开味觉的本质。
将我们生活中遇到的形形色色零零总总的食物或是有气味的物品细化为诸如碳水化物、蛋台质、核酸、油脂等分子,。
分别就无味物、咸、酸、甜、苦、辣味物的结构特征的要点作了陈述。
纠正以前我们在学习生活中对它们存在的的部分误解。
同时我们也从健康的角度对它们指出各自存在的利弊。
关键字:
五味 健康 有机化学 生物化学
漫谈五味
五味(fiveflavours)药理学定义上说是指辛、甘、酸、苦、咸、淡、涩等功能药味的统称。
在我们日常生活中指酸﹑甜﹑苦﹑辣﹑咸五种味道。
但是在它最早的定义里五味并没有“辣”,而是“辛”。
现在一般将“辛辣”放在一起,而这两者是有区别的。
之所以在普通人口中,“辣”代替“辛”,在专家那里“辛辣”后来连在一起。
最主要的原因是,中国以前没有辣椒。
辣椒起源于南美洲的玻利维亚(Bolivia)和巴拉圭(Paraguay),真正的使用历史已经无从考究了。
野生辣椒主要靠鸟进行传播,1494年,哥伦布发现了新大陆,辣椒被带回欧洲,并很快传到亚洲和非洲,随即传播到世界各地。
大约明朝中后期辣椒传入中国,开花结果。
其实,中医在五味之外还有两味,分别是淡味和涩味。
淡味也许可以看作“没有味道也是一种味道”。
我们一般都说五味,很少说“七味”,原因是中医有时将淡味归入甜味,将涩味归入酸味。
另外也许是自然界中存在大量的是水果蔬菜也好,米面粗粮也罢,大多我们接触到的只是酸﹑甜﹑苦﹑辣,在日常口语中,人们说到味道时,有时候会省略“咸”,只说“酸甜苦辣”四味,似乎“酸甜苦辣”就能代表味道或生活的全部含义。
但其实不然,早在远古时期,我们的古人就已经在使用盐了。
食盐的历史同我们中华民族的历史一样,历经千年绵延不绝流传到今天。
战国时期就有记载,齐国是当时的产盐大国。
中国古代劳动人民对于盐的成因也早有探索,并有先识之见,认为盐的生成与水气有很大关系:
水曰润下,润下作咸。
这是长期观察得出的结论。
于是很早我们就有海水煮盐的传说。
古代人工最早采制的盐,可能是海盐。
传说黄帝之臣宿沙氏发明了煮海之法,所以海盐产区都奉他为制盐始祖神。
直到后来才发明了池盐、井盐、土盐、崖盐和砂石盐等。
但是中国海盐产量比重最大,占到了八成。
其实在食味大家族中,无论是哪一样,历史都可以追溯到很遥远,对于我们生活的意义都是非同凡响。
也正是这些我们平常家常便饭中看起来习以为常的味道,包含了大自然的馈赠与无穷的人类智慧。
有了“酸甜苦辣咸”,丰富了我们的生活的滋味,使得食材从简单的原材料变成了我们餐桌上盛放的美食,使得日常的吃饭成为一种享受。
正是因为如此,对它们的认识和研究是必要的。
通过查阅资料,本文在后面就会对五味——酸甜苦辣咸一一以科学的眼光简单的作出诠释,为什么未成熟的苹果是酸的?
为什么西瓜是甜的呢?
又是什么让我们觉得黄连是苦的呢?
所有的这些,我所有们得从我们自身说起,我们由何判断是这个是苦的,那个是咸的呢。
这是因为我们身上神奇的部件——味蕾
味觉感受器——味蕾(tastebud)
现代科学证明,人共有五种味觉,即酸、甜、苦、咸和鲜五味。
得出这些感觉就是得益于我们身上的味蕾。
在舌头表面,密集着许多小的突起。
这些小突起形同乳头,医学上称为“舌乳头”。
在每个舌乳头上面,有长着像花蕾一样的东西,在儿童时期,味蕾分布较为广泛,而老年人的味蕾则因萎缩而减少。
正常成年人约有一万多个味蕾,绝大多数分布在舌头背面,尤其是舌尖部分和舌侧面,口腔的腭、咽等部位也有少量的味蕾。
人吃东西时,通过咀嚼及舌、唾液的搅拌,味蕾受到不同味物质的刺激,将信息由味神经传送到大脑味觉中枢,便产生味觉,品尝出饭菜的滋味。
味蕾是一椭圆形的构造。
味蕾分布在舌头上的乳头状突起内、舌的底面和口腔内咽部、软腭等处,是一种椭圆形的结构,外面有一层盖细胞,里面是细长的味觉细胞,味觉细胞的末端有味毛。
支配味蕾的感觉神经末梢细支包围在味觉细胞上,把味觉细胞的兴奋冲动传递到大脑的味觉中枢。
味蕾所感受的味觉可分为甜、酸、苦、咸四种。
其他味觉,如涩、辣等都是由这四种融合而成的。
感受甜味的味蕾在舌尖比较多;感受酸味的味蕾在舌的两侧后半部分比较多;感受苦味的味蕾集中在舌头根部;感受咸味的味蕾在舌尖和舌头两侧的前半部分。
除了味蕾以外,舌和口腔还有大量的触觉和温度感觉细胞,在中枢神经内,把感觉综合起来,特别有嗅觉参与,就能产生多种多样的复合感觉。
舌头上味蕾的功能不仅在于辨认不同的味道,而且与营养的摄取和机体内环境恒定的调节也有关系。
比如,肾上腺皮质功能低下的人,血中必须的Na+浓度就很低。
随着年龄增长,舌头上的味蕾约有2/3逐渐萎缩,造成角化增加,味觉功能下降,高烧、感冒、舌溃疡等疾病之后常常口淡而无味儿。
临床上口中无味一般多见于久病脾胃虚寒的人、消化系统疾病、内分泌疾病及长期发生的慢性疾病,舌乳头萎缩、味蕾减少,使味觉明显受到影响。
另外因口腔疾病如黏膜病、龋齿、牙周病、牙齿缺失没有修复等因素造成咀嚼不便,不能更好促使唾液分泌;患有糖尿病、萎缩性胃炎、维生素缺乏症等病的老年人,嗜好烟酒,烟酒对舌乳头直接损害,这些因素常促使味蕾退化、味觉下降、食而无味,另外锌元素不足常常连带着嗅觉和味觉的改变。
为了避免口内无味,每天应多吃点新鲜蔬菜和水果,因其中含有多种维生素和微量元素,有保护舌乳头味蕾的作用。
每日口服维生素C可刺激舌乳头味蕾,每天做口腔运动,叩齿咽津,强身健齿,可促进唾液分泌,延缓舌乳头味蕾老化。
甜
说起甜味,我们大部分人首先会想到的是糖(份),经常食用的糖有蔗糖(红糖、白糖、冰糖)、怡糖(麦芽糖)和果糖等。
此外,有甜味的物质,如糖精(化学名邻磺酞苯酞亚胺)、蜂蜜、甜菊糖(甜菊贰)、木糖醇、甜蜜素、紫苏草素、蛋白糖(AMP)、甘油、拉帕金糖(异麦芽酮糖)等。
为表示糖类的甜度,把蔗糖甜度定为标准1,而果糖1.73,葡萄糖0.74,麦芽糖0.32,乳糖0.16,甜菊贰200,糖精500,甜蜜素1500,淀粉0,木糖醇l.10,蛋白糖20000倍。
这种碳水化物最后转化为的淀粉、纤维和多糖至四糖以上的寡糖均无味。
单韧沐J双糖多数味甜,有些略苦,少数无味。
其带疏水配基者多数苦、少数甜、不溶于水者无味;带亲水配基者可有各种不同味道。
以上糖类形成甜味的情况比较复杂,只作简要介绍。
以葡萄糖、果糖为例,这两种糖均为单糖,它们的分子量相等,分子中各原子的比例相同,也都有两种异构体:
即。
型和日型,而它们有截然不同的结构,葡萄糖属于醛糖,果糖属于酮糖。
由于结构不同而它们的甜味出现很大差别,果糖远大于葡萄糖。
另外再把蜂蜜和糖精的知识向大家普及。
蜂蜜,它不是纯糖,成分中有较多的果糖和葡萄糖,所以蜂蜜也很甜。
它除含糖外,还含有蛋白质、无机盐、微量元素以及多种酶,它的营养价值较高,适于多种病人的辅助营养品和治疗品。
所以它有广泛的市场。
糖精:
它虽然很甜但并不是糖,更不是从糖内提出的精华。
是用人工合成法制成的有机化合物,它的主要成分是糖精钠。
化学名称为邻磺酞苯酞亚胺钠。
它比蔗糖甜500倍。
国家规定在食品中只许加十万分之一,加多时对人体有害,再多时便有苦味。
糖精只能充调甜味无营养价值。
所以大家平时记得注意
就食物安全来说,甜味是最可靠的。
植物如果是甜的,基本上就是对动
物无害的、无毒的。
而其他味觉的食物则没有这种简单的判断方法。
人类或动物与甜味的这种奇特关系,其实是大自然中一个稳定的合作。
每一种生命都把延续生命、传宗接代当作首要任务。
某些植物为了实现这个目标,常常需要动物的合作。
于是,植物经常在自己的果实里,集中大量的糖分,它不会伤害动物,只是需要动物来吃。
仿佛是因为动物替它传播生命而支付的酬劳。
甜味食物可益气补血,消除疲劳,解毒暖体,补充热量。
但过多食用甜味食物可引起血糖升高,胆固醇增加,发胖,影响视力,并易导致糖尿病、龋齿、心脑血管疾病。
国外的研究表明,经常大量食用甜味食品易使细胞老化。
另外,人体的内环境是弱碱性,而甜味食品大都属于酸性,如过食甜味食物,体内就会呈弱酸性,破坏了体内的酸碱平衡,易导致维生素B1缺乏,从而引起神经炎、消化不良、食欲不振、胃部不适等症。
酸
酸味的提出便联想到食醋,它的主要成分是醋酸,学名乙酸。
结构式CH3COOH。
纯乙酸在16℃下呈白色晶体,故又称冰醋酸。
在食品工业上用来制作鱼、肉、蔬菜、罐头及防腐剂。
家庭日常用的食醋含乙酸为5%一10%以内,还含有微量氨基酸和色素等。
不含色素的为白醋。
生活中用来调味、醋渍果瓜及蔬菜等。
另外乳酸:
在食品保存和加工中乳酸仅次于醋酸,它也有防腐性能并有一定营养价值。
乳酸除化产,供食品和饮料工业中应用。
市场上的酸牛奶就是用乳酸菌通过发酵而制成。
这使牛奶营养价值变高,而还具有特殊风味,使们喜爱。
酸HA的定味基是质子H十,助味基是其负离子A一。
用等克分子质子浓度的各种酸作比较(即pH值相同),则酸味强度取决于各酸的负离子A一。
此时弱的有机酸如酷酸的酸味可大于盐酸,而且以ppm计的味Ita]值是:
酷酸22,丁酸6.2,己酸15,辛酸5.38,癸酸3.5,C,:
以上羚酸无酸味
在各种动物中,爱吃酸的大概只有人类。
因为,对于动物来说,酸味一般都与食物腐败相关联。
有趣的是,植物似乎非常了解动物的这个简单规则,因此,大量果实可食的植物在果实成熟之前,都是酸的,目的似乎就是预防在种子成熟之前被动物吃掉,从而影响植物的传宗接代。
植物的果实和种子成熟后,酸的往往变成甜的,植物便与动物完成一个心照不宣的交易。
像人类一样专门爱吃酸的动物很少见。
人类为什么爱吃酸?
似乎没有确切的理由。
而且,与我们的味觉完全相反的是,很多酸味食物,其实是碱性的,比如梅子、橘子、梨子、葡萄、柠檬等,味觉上虽然是酸的,却是碱性的。
多吃这类食物,对于保持人体的弱碱性,是有好处的。
酸味是由有机酸产生的,吃酸味食物可增强肝脏功能,并能消除胃酸降低而引起的食欲不振。
人们在紧张工作之后,吃些酸味食物有利于恢复疲劳,有些酸味食物(如米醋等)还具有杀菌消炎的作用。
近年来,国外美容界有些专家还认为经常吃
些酸味食物有助于保养皮肤。
但过多地食用酸味食物则会使消化功能紊乱,胆石症病人食用酸味食物易诱发胆绞痛,骨伤患者食用酸味食物会影响伤口的愈合。
苦
虽然前面提到很多植物利用甜味来吸引动物帮助传宗接代,但是,这并不是植物唯一的模式。
有些植物故意产生一种味道,不让动物吃,这就是苦味。
自古以来人们对苦味就很重视,《周礼》载:
“凡和,春多酸,夏多苦,秋多辛,冬多咸……以苦养气”。
《本草备要》也指出:
“苦能泻热而坚肾,泻中有捕也”。
提到苦味,必然想到苦瓜、苦菜、蒲公英等。
除此外,生活中的啤酒有清香的苦味,这是啤酒花所致。
另外茶叶、咖啡、可可、巧克力等都是带有苦味的物质,这些是有机物中的苦味,多属生物碱所致。
无机物中的苦味,有钙、镁、钱等离子,为数不多的金属盐中苦味,这些在生活中不常见到。
研究人员中发现,苦味食品多含有氨基酸、生物碱、维生素、贰类、苦味素、微量元素等,这些都具有消炎、杀菌、解毒、解热、祛暑、利肝、保胆、助消化、增进食欲,提神醒脑,消除疲劳等作用。
苦味是由机械碱产生的。
医学认为、苦味食物能除燥利湿、通便利尿;但过食易导致消化不良、食欲不振、胃部不适等症
C12以上直链分子虽无味,但添上亲水基可以有味。
当(CH2)n。
中的n。
数与(CHOH)n。
中的nOH。
数之比R=nc⁄n0H在2一7之间将有苦味,R<2将有甜味,R>7淡味。
这是吕氏(Ney)的“规律。
例如二氢姜油醇(20)的“19⁄3=6·3“味苦。
特殊情况例外,如己糖的“6⁄5=1·2”,其32个异构体都甜,但甘露糖有苦味是由于它分子中有内氢键,其脂溶性大大超过1.2的表观值。
人类经过长期实践,发现有些苦味食物对人体非常有利,虽然日常苦味食物数量不多,不过这些食物大多具有独特的药用价值。
更多的苦味,存在于中药里面。
还有一个奇特的现象令人迷惑,甘蔗作为甜味重要来源之一,最早产于中国南方,而很多可以食用的苦味食物,最早也产生于这个地区,例如茶、苦丁茶、苦荞麦等。
当然,另一个重要的苦味食物———苦瓜,原产地在印度,随郑和下西洋来到中国。
但是,在欧洲人广泛种植甘蔗之前,印度同样曾经是蔗糖的一个重要产地。
为什么甜味的产地容易形成苦味食品?
这确实令人好奇。
咸
五味一般都有各自不同的食物来源,只有咸味的来源比较单一。
盐是一种伟大的东西。
它的主要成分是氯化钠(NaCI),咸味是其中氯离子的作用。
氯离子和钠离子结合互相感应才出现咸味;若氯离子和其他金属离子结合便不显咸味。
再者,某些有机酸的钠盐也有咸味,如苹果酸钠,可用于肾脏病人代替食盐。
(1)盐M十A一的定味基是M十,主要是碱和碱土金属和按(包括氨墓酸盐)正离子。
助味剂是硬碱性负离子,软碱性负离子趋于产生苦味。
(2)仅食盐的浓溶液有纯正咸味,氯化钾、氯化按、氯化钙等的咸味都不纯,而是稍酸颇苦。
氯化枷和氯化艳则以苦为主,氯化锉有甜味,氯化钠和钾的稀水溶液也有甜味。
(3)负离子A一对味道的形成也有决定性作用,硬酸硬碱形成的盐味咸;软酸软碱形成的盐味苦。
曾有人以共分子量小于或大于150作为划分咸味苦味的经验规律。
廿氨酸盐酸盐味咸,色氨酸捷酸盐味苦。
虽然食盐它很不起眼,也很不值钱,可它对人类的作用就像空气和水一样重要。
食盐除制造胃酸外,也是血液循环和内分泌系统不可缺少的物质。
平时人们从日常生活的菜肴中能够获得足够的食盐。
近年来发现,食盐摄人过量,会造成一些多发病,如高血压、心脏病等。
平日食物中的食盐应控制在0.1%-0.5%左右为宜,也根据人的年龄和体质强弱不同而有差别。
食盐的种类很多,食时选用加碘的精制盐为宜。
这盐的优点可防甲状腺肿大病。
如果没有盐,没有咸味,人类就会死亡。
远古时期人类迁徙的历史,其实就是追寻盐的足迹。
为什么人类不能离开盐?
有科学家猜测,这可能是生命来自海洋的永久烙印。
掌握了盐,几乎就能掌握很多人的生命。
因此,古往今来,盐始终是政府专控的商品,它一方面是商品经济不太发达的时候,政府的主要税收来源;另一方面,它也使得政府在食品安全上,承担了最古老、最基本的责任。
盐就是这样,最简单、最平常,却最重要。
辣
辣味是由辣椒碱产生的。
产生原理与甜酸苦咸不同,它主要不是通过味蕾感受,而是通过神经。
我们切辣椒、洋葱的时候,手上会感到火辣辣的,眼睛也会受不了。
吃完辣椒后,肠胃也会有火辣辣的感觉。
辛辣味这种对神经的刺激作用,在其他几种味觉那里是不存在的。
只要有神经存在的人体部位都能感受到辛辣,而并不是只有口腔的味蕾能够感受。
正因为辛辣的神经感受功能,使得有人指出,辣味像毒品一样,容易使人上瘾。
所以,有人提出,辣味其实不是味觉,而是痛觉,味觉的基本元素只有四个,应该不包括辣味。
辣味中最有代表的是辣椒,其次如大蒜、生姜、葱、韭菜、胡椒、芥末等。
这些辛辣味的产生,都含有不同的特殊化学成分。
如辣椒中含有辣椒碱,大蒜中含有大蒜素,胡椒中含有胡椒碱,生姜中含有姜油酮,芥末中含有芥子油等等。
这些辛辣成分有些在常温下有挥发性,如芥子油、葱、韭菜的挥发油;有的受热而分离出来增加辣味的,如辣椒碱;有的受热被破坏的,如大蒜素;有的受热而很稳定的如姜油酮。
生活中的白酒也有辣味,它是酒精(乙醇)的滋味,乙醇对神经有兴奋作用,也有麻醉作用。
饮用过量便会酒醉,大过量时会中毒而死亡。
辣味物为两亲分子RX,其中X是带极性的亲水头,R是非极性的亲脂尾。
例如,辣椒、生姜,花椒胡椒、
大蒜
但有辣味的合成物包括OHCHO,COOR,COR等一般极性基。
助味基仍是非极性尾,其末端若有双键则辣味更浓。
例如辣椒碱的辣味随尾链的增长而加剧,至C,达高峰。
若尾端无双链或支链,增长至C:
2以后将丧失辣味。
如其尾端增添亲水基,则将产生苦味。
医学认为,辣味食物可以开胃、行滞化癖。
科学实验表明,食用辣味食物可以使皮肤毛细血管扩张,促进血液循环。
通常食品中添加辛辣料能增强风味增加食欲。
各种辛辣成分有杀菌作用,如姜、大蒜还有医疗作用,都有益于人体健康。
但过食辣味食物易导致大便干燥、口舌糜烂;患有眼病、胰腺炎、胃溃疡、食管炎、肺结核、皮肤病、咽喉肿痛、牙痛、痔疮、高血压等病症的人若过食辣味食物则会加重病情。
科学前沿
TS-5000Z智能味觉系统,即电子舌,是采用了同人的舌头味觉细胞工作原理相类似的人工脂膜传感器技术,可以客观数字化的评价食品或药品等样品的苦度、涩味、酸味、咸味、鲜味、甜味等基本味觉感官指标,同时还可以分析苦的回味、涩的回味和鲜的回味(丰富度)。
这是世界上唯一一套可以同人类味觉感官相匹配的仪器,对于食品、药品等产品质量控制、新品研发、投诉处理、产品打假等各种对味觉评估有要求的场合,是一款非常难得的有效工具!
在整个测量过程中,味觉传感器必须要有整体选择性,就像人的舌头一样,可以对同一种味道具有连续的响应。
KyushuUniversity大学的To-ko教授,经过多年的研究,开发出基于人工脂膜技术的味觉传感器,这个传感器技术的响应状态同人的舌头对味道的响应极为相似。
味觉传感器上的脂膜通过静电作用和疏水作用同不同的味觉物质发生反应,导致脂膜上的膜电势发生变化,这种变化会通过传感器输出终端的计算机检测到。
参考文献
【1】曾广植《食品味觉与其化学结构的关系》 《生理科学进展1,82年第13卷第4期》
【2】李金华 《餐味与栖学》 《化工之友》2001年第6期
【3】仰之 《每种味道都有往事》
【4】曾广植 中国科学院上海有机化学研究所 《味道化学漫谈》
【5】万鸿平 《酸甜苦辣咸利弊谈》
【6】曾广植 中国科学院上海有机化学研究所 《味觉探讨》
【7】耿利华 李扬 詹浩宇 姜小苓 《食品的味觉分析》 《中国食品添加剂》 China food additives
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