一、食品加工中香氣生成與損失

食品呈香物質(zhì)形成的基本途徑，除了一部分是由生物體直接生物合成之外，其余都是通過在儲(chǔ)存和加工中的酶促反應(yīng)或非酶反應(yīng)而生成。這些反應(yīng)的前體物質(zhì)大多來自于食品中的成分，如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪以及核酸、維生素等。因此，從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn)來考慮，食品在儲(chǔ)存加工過程中生成香氣成分的反應(yīng)是不利的。這些反應(yīng)使食品的營(yíng)養(yǎng)成分受到損失，尤其是那些人體必需而自身不能或不易合成的氨基酸、脂肪酸和維生素。當(dāng)反應(yīng)控制不當(dāng)時(shí)，甚至還會(huì)產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)的或有毒性的物質(zhì)，如稠環(huán)化合物等。

從食品工藝的角度看，食品在加工過程中產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)的反應(yīng)既有有利的一面，也有不利的一面。前者如增加了食品的多樣性和商業(yè)價(jià)值等，后者如降低了食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、產(chǎn)生不希望的褐變等。這很難下一個(gè)肯定或否定的結(jié)論，要根據(jù)食品的種類和工藝條件的不同來具體分析。例如，對(duì)于花生、芝麻等食物的烘焙加工，在其營(yíng)養(yǎng)成分尚未受到較大破壞之前即已獲得良好風(fēng)味，而且這些食物在生鮮狀態(tài)也不大適于食用，因而這種加工受到消費(fèi)者歡迎。對(duì)咖啡、可可、茶葉或酒類、醬、醋等食物，在發(fā)酵、烘焙等加工過程中其營(yíng)養(yǎng)成分和維生素雖然受到了較大的破壞，但同時(shí)也形成了良好的風(fēng)味特征，而且消費(fèi)者一般不會(huì)對(duì)其營(yíng)養(yǎng)狀況感到不安，所以這些變化也是有利的。又如，對(duì)糧食、蔬菜、魚肉等食物來說，它們必須經(jīng)過加工才能食用。若在不是很高的溫度、受熱時(shí)間不長(zhǎng)的情況下，營(yíng)養(yǎng)物損失不多而同時(shí)又產(chǎn)生了人們喜愛、熟悉的風(fēng)味，這時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是人們所認(rèn)同而無可非議的。有些烘烤或油炸食品，如面包、餅干、烤豬、烤鴨、炸魚、炸油條等。其獨(dú)特風(fēng)味雖然受到人們的偏愛，但如果是在高溫下長(zhǎng)時(shí)間烘烤油炸，會(huì)使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大為降低，尤其是重要的限制氨基酸如賴氨酸的明顯減少，這也是消費(fèi)者所關(guān)心的。至于乳制品則是另外一種情況。美拉德反應(yīng)對(duì)其風(fēng)味并無顯著影響，但卻會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)成分的嚴(yán)重破壞，尤其是當(dāng)嬰兒以牛乳作為賴氨酸的主要來源之一時(shí)，這種熱加工是不利的。經(jīng)過強(qiáng)烈的美拉德反應(yīng)之后，牛奶的價(jià)值甚至?xí)档偷脚c大豆粕或花生粕粉相似的程度。水果經(jīng)加工后，其風(fēng)味和維生素等也受到很大損失，遠(yuǎn)不如食用鮮果。

二、食品加工中香氣的控制

為了解決或減輕營(yíng)養(yǎng)成分與風(fēng)味間可能存在的某些矛盾，加強(qiáng)食品的香氣，世界各國(guó)的食品科技工作者都十分重視對(duì)食品香氣的控制、穩(wěn)定或增強(qiáng)等方面的研究。

（一）控制作用

1.酶的控制作用

酶對(duì)食品，尤其是植物性食品香氣物質(zhì)的形成，起著十分重要的作用。在食品的儲(chǔ)存和加工過程中，除了采用加熱或冷凍等方法來抑制酶的活性外，如何利用酶的活性來控制香氣的形成，目前也正在研究和探索。一般認(rèn)為，對(duì)酶的利用主要有下列2個(gè)途徑。

①在食品中加入特定的增香酶。通過在玻璃容器內(nèi)將酶液與基質(zhì)作用生成香氣的方法。可以篩選出能生成特定香氣成分的酶。用于這種目的的酶類通常稱為“增香酶”。例如黑芥子硫苷酸酶、蒜氨酸酶等。當(dāng)蔬菜脫水干燥時(shí)，由于黑芥子硫苷酸酶也失去了活性，這時(shí)即使將干燥蔬菜復(fù)水。也難以再現(xiàn)原來的新鮮香氣。若將黑芥子硫苷酸酶液加入干燥的卷心菜中，就能得到和新鮮卷心菜大致相同的香氣風(fēng)味。經(jīng)熱燙、脫水后的水芹菜，也可通過加入從另一種蔬菜中提取的酶制劑的辦法，來恢復(fù)水芹特有的香氣。用酶處理過的加工蔬菜，香氣不但接近于鮮菜，而且又突出了天然風(fēng)味中的某些特色，往往更受人們喜愛。又如，為了提高某些乳制品的香氣特征，有人利用特定的酯酶，以使乳脂肪更多地分解出有特征香氣的脂肪酸。

②在食品中加入特定的去臭酶。有些食品往往會(huì)含有少量的具有不良?xì)馕兜某煞?，從而影響了風(fēng)味。有人認(rèn)為，有可能利用酶反應(yīng)來去掉這種氣味不好的成分，以改善食品香氣。例如，大豆制品中由于含有一些中長(zhǎng)碳鏈的醛類化合物而產(chǎn)生豆腥氣味。這些醛類大部分和大豆蛋白結(jié)合在一起，用化學(xué)或物理方法完全除掉相當(dāng)困難。因?yàn)榘凑誛eber-Fecher法則，嗅覺和氣味的刺激強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成正比。某種氣味成分即使消除了99%，其嗅感強(qiáng)度仍會(huì)殘留1/3。而利用醇脫氫酶和醇氧化酶來將這些醛類氧化，便有可能除去它們產(chǎn)生的豆腥氣味。

采用加酶的方法使加工食品恢復(fù)某些新鮮香氣或消除某種異味的技術(shù)，目前尚未得到廣泛應(yīng)用。其主要原因有三：一是從食品中提取酶制劑經(jīng)濟(jì)成本較高；二是將酶制劑純化以除去不希望存在的酶類的技術(shù)難度較大；三是將加工后的食品和酶制劑分裝在兩個(gè)容器上出售，帶來麻煩。因此，對(duì)酶的控制利用前景，不同的科學(xué)家意見并不一致。目前看來，風(fēng)味酶對(duì)那些只需產(chǎn)生一兩種有代表性香氣化合物的場(chǎng)合，還是可行的。

2.微生物的控制作用

發(fā)酵過程是將微生物加入食物內(nèi)并對(duì)其繁殖進(jìn)行有效控制的過程。發(fā)酵香氣主要來自微生物的代謝產(chǎn)物。例如，發(fā)酵乳制品的微生物有3種類型：一是只產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌；二是產(chǎn)生檸檬酸和發(fā)酵香氣的細(xì)菌；三是產(chǎn)生乳酸和香氣成分的細(xì)菌。其中第3類菌能將檸檬酸在代謝過程中產(chǎn)生的α-乙酰乳酸轉(zhuǎn)變成具有發(fā)酵乳制品特征香氣的丁二酮，故有人也將它叫作芳香細(xì)菌。因此，可以通過選擇和純化菌種來控制香氣。此外，嚴(yán)格工藝條件對(duì)食品香氣也很重要。例如，當(dāng)氧氣充足時(shí)，上述第三類菌能將α-乙酰乳酸氧化生成丁二酮；但在缺氧時(shí)，則會(huì)生成沒有香氣的2，3-丁二醇。

有時(shí)也可以利用微生物的作用來抑制某些氣味的生成。例如，脂肪和家禽肉在儲(chǔ)存過程中會(huì)生成氣味不良的低級(jí)脂肪醛類化合物。有人利用一種叫Pseudo Monas的微生物，能抑制部分低級(jí)脂肪醛的生成，并且還會(huì)使過氧化物的含量降低。

（二）香氣的穩(wěn)定和隱蔽作用

香氣物質(zhì)由于蒸發(fā)原因而造成的損失，可以通過適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定作用來防止。在一定條件下，使食品中香氣成分的揮發(fā)性降低的作用，就是一類穩(wěn)定作用。穩(wěn)定作用必須是可逆的，否則會(huì)造成香氣成分的損失而毫無意義。香氣物質(zhì)的穩(wěn)定性是由本身和食物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)所決定的。例如，完整無損的細(xì)胞比經(jīng)過研磨、均質(zhì)等加工后的細(xì)胞能更好地結(jié)合香氣物質(zhì)；加入軟木脂或角質(zhì)后，也會(huì)使香氣成分的滲透性降低而易于保存。目前利用的穩(wěn)定作用大致有2種方式。

①形成包含物。即在食品微粒表面形成一種水分子能通過而香氣成分不能通過的半滲透性薄膜。這種包含物一般是在食品干燥過程中形成的，當(dāng)加入水后又易將香氣成分釋放出來。組成薄膜的物質(zhì)有纖維素、淀粉、糊精、果膠、瓊脂、羧甲基纖維素等。

②物理吸附作用。對(duì)那些不能形成包含物的香氣成分，可以通過物理吸附作用（如溶解或吸收）而與食物成分結(jié)合。一般液態(tài)食品比固態(tài)食品有較大的吸附力；脂肪比水有更大的黏結(jié)性；相對(duì)分子質(zhì)量大的物質(zhì)對(duì)香氣的吸收性較強(qiáng)等。例如，可用糖來吸附醇類、醛類、酮類化合物，用蛋白質(zhì)來吸附醇類化合物。但若用糖或蛋白質(zhì)來吸附酸類、酯類化合物，則效果要差很多。

雖然從理論上講將某一氣味完全抵消的另一氣味物質(zhì)是存在的，但實(shí)際上要找到這種物質(zhì)來抵消某些異味是非常因難的。由于希望加入某種物質(zhì)來直接消除異味很難取得效果，所以對(duì)異味進(jìn)行隱蔽或變調(diào)就成為常用的方法。使用其他強(qiáng)烈氣味來掩蓋某種氣味，稱為隱蔽作用。使某種氣味與其他氣味混合后性質(zhì)發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫變調(diào)作用。從感覺的角度看，人們?cè)诟惺芰薃和B氣味之后，經(jīng)過大腦的“融合”，變成另一種嗅感或無嗅感的現(xiàn)象是存在的。這種“補(bǔ)嗅”的關(guān)系與顏色中的“補(bǔ)色”現(xiàn)象有某些類似之處。

三、食品香氣的增強(qiáng)

目前主要采用2種途徑來增強(qiáng)食品香氣。一是加入食用香精以達(dá)到直接增加香氣成分的目的。有關(guān)這方面的問題可查閱食品添加劑有關(guān)書籍。二是加入香味增強(qiáng)劑，提高和改善嗅細(xì)胞的敏感性，加強(qiáng)香氣信息的傳遞。香味增效劑有各種類型，呈現(xiàn)出不同的增香效果。有的增效作用較為單一，只對(duì)某種類食品有效果；有的增香范圍廣泛，對(duì)各類食品都有增香作用。目前在實(shí)踐中應(yīng)用較多的主要有麥芽酚、乙基麥芽酚、MSG、IMP、GMP等。

麥芽酚和乙基麥芽酚都是白色或微黃色針狀結(jié)晶，易溶于熱水，也可溶于多種有機(jī)溶劑中。它們都具有焦糖香氣，乙基麥芽酚還有明顯的水果香味。

它們的結(jié)構(gòu)中含有酚羥基，遇Fe3+會(huì)發(fā)生絡(luò)合而顯紅色，影響食品的潔白度，故應(yīng)防止與鐵器長(zhǎng)期接觸。它們?cè)谒嵝詶l件下的增香效果較好；隨著pH值升高，香氣減弱；在堿性條件下由于酚形成酚鹽，效果較差。

表10-9　麥芽酚在一些食品中的參考用量（單位：mg/kg）

麥芽酚和乙基麥芽酚目前在各種食品和卷煙中都已得到廣泛應(yīng)用（表10-9）。作為食品香料使用，一般用量較大，常在200mg/kg以上，若增至500mg/kg效果更顯著，它會(huì)使食品產(chǎn)生麥芽酚固有的香蜜般的香氣和水果香氣。在5～150mg/kg之間，它能對(duì)某一主要成分的香氣起增效作用，氨基酸明顯增加肉香，加到天然果汁內(nèi)可明顯提高該水果的獨(dú)特風(fēng)味。作為甜味增效劑使用，能減少食品中的糖用量，并可去掉其中加入糖精后的苦澀味感。對(duì)于某些必須減糖的療效食品有效果。乙基麥芽酚的增香作用約為麥芽酚的6倍。