食品香气的控制与增强

一、食品加工中香气生成与损失

食品呈香物质形成的基本途径，除了一部分是由生物体直接生物合成之外，其余都是通过在储存和加工中的酶促反应或非酶反应而生成。这些反应的前体物质大多来自于食品中的成分，如糖类、蛋白质、脂肪以及核酸、维生素等。因此，从营养学的观点来考虑，食品在储存加工过程中生成香气成分的反应是不利的。这些反应使食品的营养成分受到损失，尤其是那些人体必需而自身不能或不易合成的氨基酸、脂肪酸和维生素。当反应控制不当时，甚至还会产生抗营养的或有毒性的物质，如稠环化合物等。

从食品工艺的角度看，食品在加工过程中产生风味物质的反应既有有利的一面，也有不利的一面。前者如增加了食品的多样性和商业价值等，后者如降低了食品的营养价值、产生不希望的褐变等。这很难下一个肯定或否定的结论，要根据食品的种类和工艺条件的不同来具体分析。例如，对于花生、芝麻等食物的烘焙加工，在其营养成分尚未受到较大破坏之前即已获得良好风味，而且这些食物在生鲜状态也不大适于食用，因而这种加工受到消费者欢迎。对咖啡、可可、茶叶或酒类、酱、醋等食物，在发酵、烘焙等加工过程中其营养成分和维生素虽然受到了较大的破坏，但同时也形成了良好的风味特征，而且消费者一般不会对其营养状况感到不安，所以这些变化也是有利的。又如，对粮食、蔬菜、鱼肉等食物来说，它们必须经过加工才能食用。若在不是很高的温度、受热时间不长的情况下，营养物损失不多而同时又产生了人们喜爱、熟悉的风味，这时发生的反应是人们所认同而无可非议的。有些烘烤或油炸食品，如面包、饼干、烤猪、烤鸭、炸鱼、炸油条等。其独特风味虽然受到人们的偏爱，但如果是在高温下长时间烘烤油炸，会使其营养价值大为降低，尤其是重要的限制氨基酸如赖氨酸的明显减少，这也是消费者所关心的。至于乳制品则是另外一种情况。美拉德反应对其风味并无显著影响，但却会引起营养成分的严重破坏，尤其是当婴儿以牛乳作为赖氨酸的主要来源之一时，这种热加工是不利的。经过强烈的美拉德反应之后，牛奶的价值甚至会降低到与大豆粕或花生粕粉相似的程度。水果经加工后，其风味和维生素等也受到很大损失，远不如食用鲜果。

二、食品加工中香气的控制

为了解决或减轻营养成分与风味间可能存在的某些矛盾，加强食品的香气，世界各国的食品科技工作者都十分重视对食品香气的控制、稳定或增强等方面的研究。

（一）控制作用

1.酶的控制作用

酶对食品，尤其是植物性食品香气物质的形成，起着十分重要的作用。在食品的储存和加工过程中，除了采用加热或冷冻等方法来抑制酶的活性外，如何利用酶的活性来控制香气的形成，目前也正在研究和探索。一般认为，对酶的利用主要有下列2个途径。

①在食品中加入特定的增香酶。通过在玻璃容器内将酶液与基质作用生成香气的方法。可以筛选出能生成特定香气成分的酶。用于这种目的的酶类通常称为“增香酶”。例如黑芥子硫苷酸酶、蒜氨酸酶等。当蔬菜脱水干燥时，由于黑芥子硫苷酸酶也失去了活性，这时即使将干燥蔬菜复水。也难以再现原来的新鲜香气。若将黑芥子硫苷酸酶液加入干燥的卷心菜中，就能得到和新鲜卷心菜大致相同的香气风味。经热烫、脱水后的水芹菜，也可通过加入从另一种蔬菜中提取的酶制剂的办法，来恢复水芹特有的香气。用酶处理过的加工蔬菜，香气不但接近于鲜菜，而且又突出了天然风味中的某些特色，往往更受人们喜爱。又如，为了提高某些乳制品的香气特征，有人利用特定的酯酶，以使乳脂肪更多地分解出有特征香气的脂肪酸。

②在食品中加入特定的去臭酶。有些食品往往会含有少量的具有不良气味的成分，从而影响了风味。有人认为，有可能利用酶反应来去掉这种气味不好的成分，以改善食品香气。例如，大豆制品中由于含有一些中长碳链的醛类化合物而产生豆腥气味。这些醛类大部分和大豆蛋白结合在一起，用化学或物理方法完全除掉相当困难。因为按照Weber-Fecher法则，嗅觉和气味的刺激强度的对数成正比。某种气味成分即使消除了99%，其嗅感强度仍会残留1/3。而利用醇脱氢酶和醇氧化酶来将这些醛类氧化，便有可能除去它们产生的豆腥气味。

采用加酶的方法使加工食品恢复某些新鲜香气或消除某种异味的技术，目前尚未得到广泛应用。其主要原因有三：一是从食品中提取酶制剂经济成本较高；二是将酶制剂纯化以除去不希望存在的酶类的技术难度较大；三是将加工后的食品和酶制剂分装在两个容器上出售，带来麻烦。因此，对酶的控制利用前景，不同的科学家意见并不一致。目前看来，风味酶对那些只需产生一两种有代表性香气化合物的场合，还是可行的。

2.微生物的控制作用

发酵过程是将微生物加入食物内并对其繁殖进行有效控制的过程。发酵香气主要来自微生物的代谢产物。例如，发酵乳制品的微生物有3种类型：一是只产生乳酸的细菌；二是产生柠檬酸和发酵香气的细菌；三是产生乳酸和香气成分的细菌。其中第3类菌能将柠檬酸在代谢过程中产生的α-乙酰乳酸转变成具有发酵乳制品特征香气的丁二酮，故有人也将它叫作芳香细菌。因此，可以通过选择和纯化菌种来控制香气。此外，严格工艺条件对食品香气也很重要。例如，当氧气充足时，上述第三类菌能将α-乙酰乳酸氧化生成丁二酮；但在缺氧时，则会生成没有香气的2，3-丁二醇。

有时也可以利用微生物的作用来抑制某些气味的生成。例如，脂肪和家禽肉在储存过程中会生成气味不良的低级脂肪醛类化合物。有人利用一种叫Pseudo Monas的微生物，能抑制部分低级脂肪醛的生成，并且还会使过氧化物的含量降低。

（二）香气的稳定和隐蔽作用

香气物质由于蒸发原因而造成的损失，可以通过适当的稳定作用来防止。在一定条件下，使食品中香气成分的挥发性降低的作用，就是一类稳定作用。稳定作用必须是可逆的，否则会造成香气成分的损失而毫无意义。香气物质的稳定性是由本身和食物的结构和性质所决定的。例如，完整无损的细胞比经过研磨、均质等加工后的细胞能更好地结合香气物质；加入软木脂或角质后，也会使香气成分的渗透性降低而易于保存。目前利用的稳定作用大致有2种方式。

①形成包含物。即在食品微粒表面形成一种水分子能通过而香气成分不能通过的半渗透性薄膜。这种包含物一般是在食品干燥过程中形成的，当加入水后又易将香气成分释放出来。组成薄膜的物质有纤维素、淀粉、糊精、果胶、琼脂、羧甲基纤维素等。

②物理吸附作用。对那些不能形成包含物的香气成分，可以通过物理吸附作用（如溶解或吸收）而与食物成分结合。一般液态食品比固态食品有较大的吸附力；脂肪比水有更大的黏结性；相对分子质量大的物质对香气的吸收性较强等。例如，可用糖来吸附醇类、醛类、酮类化合物，用蛋白质来吸附醇类化合物。但若用糖或蛋白质来吸附酸类、酯类化合物，则效果要差很多。

虽然从理论上讲将某一气味完全抵消的另一气味物质是存在的，但实际上要找到这种物质来抵消某些异味是非常因难的。由于希望加入某种物质来直接消除异味很难取得效果，所以对异味进行隐蔽或变调就成为常用的方法。使用其他强烈气味来掩盖某种气味，称为隐蔽作用。使某种气味与其他气味混合后性质发生改变的现象，叫变调作用。从感觉的角度看，人们在感受了A和B气味之后，经过大脑的“融合”，变成另一种嗅感或无嗅感的现象是存在的。这种“补嗅”的关系与颜色中的“补色”现象有某些类似之处。

三、食品香气的增强

目前主要采用2种途径来增强食品香气。一是加入食用香精以达到直接增加香气成分的目的。有关这方面的问题可查阅食品添加剂有关书籍。二是加入香味增强剂，提高和改善嗅细胞的敏感性，加强香气信息的传递。香味增效剂有各种类型，呈现出不同的增香效果。有的增效作用较为单一，只对某种类食品有效果；有的增香范围广泛，对各类食品都有增香作用。目前在实践中应用较多的主要有麦芽酚、乙基麦芽酚、MSG、IMP、GMP等。

麦芽酚和乙基麦芽酚都是白色或微黄色针状结晶，易溶于热水，也可溶于多种有机溶剂中。它们都具有焦糖香气，乙基麦芽酚还有明显的水果香味。

它们的结构中含有酚羟基，遇Fe3+会发生络合而显红色，影响食品的洁白度，故应防止与铁器长期接触。它们在酸性条件下的增香效果较好；随着pH值升高，香气减弱；在碱性条件下由于酚形成酚盐，效果较差。

表10-9　麦芽酚在一些食品中的参考用量（单位：mg/kg）

麦芽酚和乙基麦芽酚目前在各种食品和卷烟中都已得到广泛应用（表10-9）。作为食品香料使用，一般用量较大，常在200mg/kg以上，若增至500mg/kg效果更显著，它会使食品产生麦芽酚固有的香蜜般的香气和水果香气。在5～150mg/kg之间，它能对某一主要成分的香气起增效作用，氨基酸明显增加肉香，加到天然果汁内可明显提高该水果的独特风味。作为甜味增效剂使用，能减少食品中的糖用量，并可去掉其中加入糖精后的苦涩味感。对于某些必须减糖的疗效食品有效果。乙基麦芽酚的增香作用约为麦芽酚的6倍。