本章概要
以食品气味为中心，概述香味的基本理论，分析食品香气形成的几大主要途径，介绍植物性食物及动物性食物中主要原料的香气成分，阐述加热食品及发酵食品香气形成的主要途径与原理。
教学目标
了解食品香味的基本理论
熟悉食品香气形成的主要途径
掌握植物性食物及动物性食物的主要香气物质
熟悉加工类食品香气形成的主要原因
第一节 香味概述
食品的气味是食品风味的一个重要组成部分，气味是挥发性物质刺激鼻腔嗅觉神经所产生的一种嗅感觉。令人喜爱的，能被接受的叫香；令人生厌的，不能被接受的叫臭。食品的气味成为判别、评价食品的一个重要手段，也成了烹饪加工食品的一个目的。
食品的香气由多种挥发性的香味物质所组成，香味物质是指在食品中能产生香味，而且具有已经确定化学结构的化合物。大多数食品中，均含有多种香味物质。通常，香味物质在食品中的含量总是微量的。
一、嗅味理论
食品中的香气是通过嗅觉来实现的。嗅觉是指食品中挥发性香味物质的微粒悬浮于空气中，经过鼻孔，刺激嗅觉神经，然后传至中枢神经而引起的感觉，即为嗅觉。从气味物质进入鼻孔到产生嗅觉的时间很短，约为0．2～0．3秒。
关于产生嗅觉的理论有很多种，这些理论主要解释了闻香过程的第一个阶段，即香基与鼻黏膜之间所引起的变化，至于下一阶段的刺激传导和嗅觉等还没得到解释。这些嗅觉理论可归纳为两个方面：
（一）微粒理论
它包括香化学理论、吸附理论、象形的嗅味理论等。这三种理论关系到香物质分子微粒在嗅觉器官中，由于它们在短距离中经过物理作用或化学作用而产生嗅觉。
（二）电波理论
电波理论即振动理论，这种理论认为香物质的分子由于价电子振动时将电磁波传达到嗅觉器官而产生的嗅觉。
嗅觉的感受能力与人的生理因素、心理因素及各种外界因素有关。人的内在因素，主要表现在对各种气味物质产生的灵敏度不同。某些疾病或心情好坏都能影响嗅觉感受能力。人的嗅觉很灵敏，也易产生疲劳（或称为适应），即久而不闻其香，也不辩其臭。
一般来说，一般性气味1～2分钟就可以适应，强烈的气味经过10分钟也能适应。
外界因素主要决定于气味物质的种类，同时外界因素还与气味物质的浓度和环境温度、湿度有关。在一定范围内，食品的温度越高，挥发性气味物质的种类越多，气味也就越浓。周围环境温度在37～38℃时，人们的嗅觉感受能力最强，湿度增大也会提高嗅觉的感受力。气味物质的浓度并不是越浓越好，在有些情况下，只有浓度极低时才呈香气，浓度高时则为臭气。
二、香气与化学结构
（1）化合物的气味决定于分子结构，官能团部分决定气味的品种，分子的其余部分决定气味的类型。无机化合物中除SO2、NO2、NH3、H2S等气体有强烈的气味外，大部分均无气味。有机化合物有气味的很多，这与化合物的化学结构有密切的关系。有气味的物质一般在分子中都具有某些原子或原子团，这些原子或原子团称为形成气味的原子团，又称为发香团。
硫化物（sultides）、SH化合物及有机硫化物。此类化合物多有强烈的臭味，一般阈值都很低，即使含量极微，也能对香味起一定的影响。
脂肪族化合物。此类碳氢化合物具有石油气味，但气味一般较弱，因此实际上在食品的香味中是不重要的。
芳香族化合物。此类化合物多具有芳香气味，邻位及对位香气稍有差别。
含氮化合物。与食品气味有关的是胺类。
（2）在同系列的化合物中，低级化合物的气味决定于所含的气味原子团，而高级化合物的气味则决定分子结构的形状和大小。
（3）决定气味本质的因素有：偶极短、空间位阻（立体因素）、红外光谱、拉曼光谱和氧化性等。
（4）决定气味强度的因素有蒸汽压、溶解度、扩散性、吸附性、表面张力等。例如，有气味的物质都具有挥发性，因为有气味的物质只有具有挥发性，才能到达鼻黏膜，才能感受到气味。又如，有气味的物质一般既溶于脂（才能通过感受细胞的脂膜），同时也能溶于水（才能透过嗅觉感受器的黏膜层）。这样，相对分子质量小的，则脂溶性就小，如果相对分子质量太大，则蒸汽压也大，这样的化合物都无气味。所以有人提出分子量在50～300的有机化合物才有气味。
（5）气味与分子中的电性存在着一定的关系。如在苯环上引入吸电子基，如-CHO、-NO2、-CN等，一般产生相似的气味。
三、香气值和主体香
食品的气味成分种类繁多，容易变化。为了把握一个食品的总体气味风格，应先分清气味成分中各种成分的作用。
气味物质达到一定浓度时才能引起嗅觉。气味物质刚刚能引起嗅觉的最低浓度叫做该物质的香气阈值。而香气值是判断一种物质在食品香气中所起作用的数值，或称为发香值，香气值是香味物质的浓度和香气的阈值的比值：
香气值在1以下，说明嗅觉器官对这种物质的香气无感觉。
主体香是指一种食品中香气值最大的那些成分的气味。通常，食品和菜肴的主体香有两三种，这是因为气味的产生与瞬间的某些化学反应相关，而不同时刻食品中的这些成分的浓度可能交替变化着，使人的嗅觉难以准确认定某一气味。判断一个成分在食品中对香气所起作用的大小，不是由它的实际浓度，而是由它的香气值来决定的。
第二节 食品香气形成的途径
食品中的香气成分，有的是食物本身含有的，有的是由香气前体物质通过各种途径产生的。香气的前体物质有的本身无气味，但它们能通过各种生物化学或化学途径转化或降解成气味物质，这些物质称作香气的前体物质，简称为香气前体（或前驱物）。
食品中香气产生的途径主要有以下几种。
一、生物合成
各种食品原料在天然生长和收获后的鲜活状态下，在生命代谢中通过将蛋白质、氨基酸、糖、脂等物质转变为一些能挥发的成分，从而产生香气。这主要包括植物性原料在生长、成熟过程中产生的香气成分，动物性原料在后熟过程中产生的香气成分，微生物代谢对食品的发酵、腐败作用所产生的气味成分等。
（一）植物的生长、成熟作用
植物在生长、成熟过程中所产生的香气成分主要是其次生物质中的萜类，呼吸作用中产生的各种酸、醇、酯，以及蛋白质及氨基酸衍生出的低沸点挥发物。
挥发性萜类。分子量较低的萜类是易挥发成分，种类极多，特别在香料中含量较多。其产生过程为：葡萄糖丙酮酸甲羟戊酸萜类酯。
呼吸作用中产生的酯对原料香气有很大贡献，特别是在水果成熟过程中更为明显。其产生过程为：含硫气味成分。
植物中将氨基酸转氨、脱氨，也会产生许多挥发性物质，特别是含硫氨基酸的降解，能产生很多种含硫气味成分，这在蔬菜中很普遍。
（二）动物的生长、后熟作用
动物性食品的气味，在鲜活原料时并不显着，主要由其在生长或后熟过程中油脂的分解产物、雌雄个体性激素的分泌及氨基酸的分解等产生。
（三）微生物的代谢作用
在微生物代谢作用下，食品会产生许多气味成分。如发酵食品，它因不同的发酵过程，产生如醇、酸、酯等一系列产物。另外，发酵菌也能将氨基酸转变为各种产物。食品腐败变质，也是微生物代谢的结果，此时糖和油脂水解、氧化、酸败，蛋白质水解，氨基酸分解。特别是氨基酸分解，会产生许多恶臭气味物质。
二、酶作用
食品原料在烹制加工时，其自身的酶或外加入的酶能使原料中的一些物质转变为气味成分。当原料组织遭破坏后，这些酶转变为游离状态酶，其活力大增，能产生酶反应。
（一）酶直接作用
产生气味的酶反应，一般是直接产生气味物，蔬菜中产生含硫物时最显着，这类反应叫直接酶作用。能被酶反应生成气味物的前体叫风味前体，此酶也叫风味酶。其反应式为：葱、蒜、萝卜、甘蓝、洋葱等许多蔬菜的气味都是这样产生的。
（二）酶间接作用
酶反应有时并不直接产生气味成分，它只是产生气味成分的前体或为气味成分产生提供条件。
例如，酶促氧化中的酚酶，将酚氧化成醌，醌进一步氧化氨基酸、脂肪酸、胡萝卜素等产生香气，茶叶的香气也与此有关。又如，脂氧化酶产生的氢过氧化物自身进一步反应或与别的脂肪酸反应，最终产生氧化臭味。
三、高温分解作用
食品产生气味的非酶化学反应都以分解反应为主。它们是热分解反应、氧化反应和光辐射分解反应三大类。对于烹饪加工而言，热分解反应是产生气味的主要方式，特别是烹调中高温加热使原料产生的各种反应，是形成菜肴鲜香美味的关键所在。
（一）热分解
食品原料在加热时可发生许多化学反应，水解就是其中的一种。但是蛋白质、多糖的水解产物并不能直接挥发，所以它不是产生气味的直接方式，不过它为更进一步的分解创造了条件。例如，发酵过的豆瓣，因事先经过了水解，加热时能产生特别显着的香气。对于分子量较小的酯、糖苷等进行水解能直接产生气味成分。油脂的水解也有明显气味生成。加热时能直接产生气味的反应主要是以下三类。
1.糖、氨基酸和油脂的直接分解
在温度较高（一般都在大于120℃）并且加热时间较长时，食品中的糖、氨基酸、油脂等都能直接裂解，在有氧气时更易进行。这是烹调中采用炸、爆、炒、煎等烹制方法的菜肴其香味特别浓郁的主要原因。
单糖、低聚糖及多糖都能在强热下裂解并产生气味。分子较小的单糖、低聚糖裂解的温度低，产物更易挥发；多糖的裂解产物还可能对人体有毒。温度超过500℃以上时会发生炭化及生成强致癌的多环芳烃，应避免此类情况的出现。糖热解的产物主要是各种呋喃衍生物，如5－甲基糠醛、羟甲基糠醛、乙酰呋喃等；另外，小分子的醛、酮也起重要作用。焦糖化作用中就有糖的热分解反应发生，所以它在食品中应用极广，以致常把焦糖香气作为高温加热后食品成熟的一个标志和特征。
氨基酸加热时的脱氨、脱羧及侧链基团的反应中生成的气味物更多，更具特征性。
2.糖、氨基酸、油脂的相互反应
糖、氨基酸等除自身分解外，它们之间还会发生一些反应，产生更复杂的气味成分。
羰氨反应是各种糖、氨基酸等相互作用的重要反应，它不仅在生成色素方面发挥作用，而且在食品气味物生成方面也发挥着重要作用。
糖、氨基酸加热时，很容易生成一种具有特征香气的烷酸内酯产物，特别是短时间加热时，这种产物为气味的主体。
不同的氨基酸与不同的糖反应，通过生成不同的内酯、吡嗪等杂环化合物，可产生出不同的加热气味。
3.二次反应
各种成分的相互反应还因与各种分解反应产物的进一步偶联、交叉而变得更加复杂、多样，叫做二次反应。例如，由糖或羰氨反应产生的羟甲基糠醛与含硫氨基酸及其分解产物之间又可发生许多反应。
（二）氧化及光解
食品气味的产生还与氧化、光解等反应有一定的关系。加热时，氧化作用本身也变得强烈，产生热氧化的分解产物。氧化、光解主要是在加工、贮藏时对油脂的分解。油脂的自动氧化是产生酸败的主要原因。例如，大豆的豆腥气味、鱼肉的腥气、奶油气味、畜禽肉的膻臊气味等，都与自动氧化产生的酸败产物有关。
四、其他作用
通过物理变化得到或改变某种气味也是食品气味产生的一个方面。对于低温加热或短时加热的食品来说，物理变化的重要性更加突出。此时，加热只是为了使食品中原有的挥发性成分改变其存在状态，从结合型变成游离型，并与水、油一并挥发出来。蔬菜在加热时产生的香气就是这样产生的。
添加香调料、辅料也是为了让这些原料中的香气成分能转移到整个食品中去。较长时间地在水或油中加热，能将这些成分溶解于水或油中，让其他原料吸附它们，最后使整个菜肴都有香气。当然，要更好地做到这一点，原料之间的选配和时间的控制是关键。另外，在一定封闭状况下让香气少扩散到空气中也很重要。对于有异味的原料，要尽量让其异味扩散。
烹饪中要除去令人不快的气味，可综合利用上述气味产生的各种方式。例如，在选料时注意互相配合，让原料在烹制前放置或预处理、码味、添加香调料、控制加热温度和时间、用汤煨制等。这些方法实际上就是在控制气味物质的状态、生成速度、扩散吸附、气味物质的前体物等。
第三节 食品原料的香气
天然的动、植物烹饪原料各有其特征的气味，在制作菜肴时，有些是需要保持的，有些则需要清除。
一、植物性食物的香气
（一）水果的香气
水果具有较浓郁的芳香气味，一般比蔬菜浓一些。香味主要通过酶作用生物合成，并随果实逐渐成熟而增加。水果的香气成分比较复杂，以醛类、有机酸酯类、多烯类化合物为主，其次是醇类、酮类、挥发酸等物质。各种水果的香气成分大多已确定，其香气成分差异较大。
（二）蔬菜的香气
新鲜蔬菜多具清淡的香气，没有水果的香气那样浓郁，但有些蔬菜也具有独特而浓郁的气味，如葱、蒜、韭菜、芫荽等。这些蔬菜的特殊气味主要与其特殊的化学成分有关，其中主要是硫化物和萜类。
