食品的香气是食品中挥发性物质的微粒悬浮于空气中,经过鼻孔刺激嗅觉神经,然后传至大脑而引起的感觉。食品的香是嗅觉、口感的综合,对人有强烈的吸引力,控制着人的食欲。能用嗅觉辨别出该种物质存在的最低浓度称为香气阈值。香味物质在食品香气中所起的作用是不同的,若以数值定量化,则称为香气值或发香值,香气值是香味物质的浓度与它的阈值之比,即:
一般香气值<1时,这种香味物质不会引起人们的感觉。咀嚼食物时所感知的香味与香气密切相关。食物进入口腔所引起的味觉称香味。香气和香味在感知上是相辅相成的。
在食品的加工中为了改善和增强食品的芳香味或满足人们的感官需要,常在食品中添加香料和香精。依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,食品用香料是能够用于调配食品香精,并使食品增香的物质。香料一般具挥发性;在食品加香中,目前除橘子油、香兰素等少数产品外,一般均不单独使用香料。通常是数种至几十种香料调和起来,才能适应应用上的需要,这些经配制而成的香料称为香精。在食品中使用食品用香料、香精的目的是使食品产生、改变或增强风味。
香料的香味是由多种挥发性物质所组成。香料是具有挥发性的有香物质,按来源不同,可分为天然香料和人造香料。天然香料又分为植物性香料及动物性香料;人造香料包括单离香料(从天然香料中分离出来的单体香料)及合成香料(以石油化工产品、煤焦油产品等为原料经合成反应而得到的单体香料)。香料、香精的分类和用途见图7—1。
图7—1 香精、香料的分类和用途
1.发香物质的化学结构
发香物质一般属于有机化合物。发香物质发香的原因、香味的差异和强度的不同,主要在于其发香基团的不同、碳链结构的不同、取代基相对位置的不同及分子中原子空间排布的不同。
(1)发香物质中必须有一定种类的发香基团 发香基团决定了气味的种类。其中包括:含氧基团:羟基、醛基、酮基、羧基、醚基、苯氧基、酯基、内酯基等;含氮基团:氨基、亚氨基、硝基、肼基等;含芳香基团:芳香醇、芳香醛、芳香脂、酚类及酚醚等;含硫、磷、砷等原子的化合物及杂环化合物。单纯的碳氢化合物极少具有怡人的香味。
(2)碳链结构分子中碳原子数目、双链数目、支链、碳链结构等均对香味产生影响。不饱和化合物常比饱和化合物的香气强。双键能增加气味强度,三键的增强能力更强,甚至产生刺激性。如:丙醇CH3CH2CH2OH香味平淡,而丙烯醇(CH2═CHCH2OH)香味就强烈,苯丙醛(C6H5CH2CH2CHO)则具有刺激性香味。一般说来,分子中碳原子数在10~15香味最强。醇类分子中的碳原子在1~3时具有轻快的醇香,4~6的有麻醉性气味,7以上的有芳香性,10以内的醇相对分子质量增加时气味增加,10以上的气味渐减以至无味。
(3)取代基相对位置不同对香气的影响 取代基相对位置不同对香气的影响很大,尤其是对于芳香族化合物影响更大。如:香兰素是香兰气味,而异香兰素是大茴香味。
(4)分子中原子的空间排布不同对香味所产生的影响 一种化合物不同的同分异构体,往往气味不同。例如:R顺式结构的叶香醇比反式结构的橙花醇要香得多。两种左、右旋异构体香气强弱也不同。
(5)杂环化合物中的杂原子对香味的影响 有机的硫化物多有臭味,含氮的化合物也多有臭味。吲哚也称粪臭素,但它极度稀释后呈茉莉香味。这些杂环化合物对香味都有一定特别的影响。如:甲硫醚与挥发性脂肪酸、酮类形成乳香。某些含氧与硫或含硫与氮的杂环化合物有肉类味香。
2.发香物质的物理特性
影响香味的其他因素还很多,某些化合物能发香,并不单纯取决于发香基团和结构等因素。有些结构相似的化合物不一定有相似的香味,有些结构不同的化合物也可能有相似的香味。
香味的产生与发香物质的物理特性有关,其在一定程度上取决于该物质的电性、蒸汽压、溶解特性、扩散性、吸附性及表面张力等。
例如:美国学者Amoore从有机物中挑出20多种与樟脑气味相同的化合物,它们的结构无共同之处,但化合物的形状和大小一样。他认为,当物质分子几何形状与特定形态的生理感觉器官位置相吻合时,就有类似的气味。又如:香味剂的气味与其分子的电性存在一定关系,如在苯环上存在吸电子基如—CHO、—NO2、—CN等,一般产生类似的气味。
1.食品用香料、香精的使用原则
依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,食品用香料、香精的使用原则如下。
(1)在食品中使用食品用香料、香精的目的是使食品产生、改变或提高食品的风味。食品用香料一般配制成食品用香精后用于食品加香,部分也可直接用于食品加香。食品用香料、香精不包括只产生甜味、酸味或咸味的物质,也不包括增味剂。
(2)食品用香料、香精在各类食品中按生产需要适量使用,表B.1中所列食品没有加香的必要,不得添加食品用香料、香精,法律、法规或国家食品安全标准另有明确规定者除外。除表B.1所列食品外,其他食品是否可以加香应按相关食品产品标准规定执行。(www.xing528.com)
(3)用于配制食品用香精的食品用香料品种应符合本标准的规定。用物理方法、酶法或微生物法(所用酶制剂应符合本标准的有关规定)从食品(可以是未加工过的,也可以是经过了适合人类消费的传统的食品制备工艺的加工过程)制得的具有香味特性的物质或天然香味复合物可用于配制食品用香精(注:天然香味复合物是一类含有食品用香味物质的制剂)。
(4)具有其他食品添加剂功能的食品用香料,在食品中发挥其他食品添加剂功能时,应符合本标准的规定。如:苯甲酸、肉桂醛、瓜拉纳提取物、双乙酸钠(又名二醋酸钠)、琥珀酸二钠、磷酸三钙、氨基酸等。
(5)食品用香精可以含有对其生产、贮存和应用等所必需的食品用香精辅料(包括食品添加剂和食品)。食品用香精辅料应符合以下要求:
①食品用香精中允许使用的辅料应符合相关标准的规定。在达到预期目的前提下尽可能减少使用品种。
②作为辅料添加到食品用香精中的食品添加剂不应在最终食品中发挥功能作用,在达到预期目的前提下尽可能降低在食品中的使用量。
(6)食品用香精的标签应符合相关标准的规定。
(7)凡添加了食品用香料、香精的食品应按照国家相关标准进行标示。
(8)不得添加食用香料、香精的食品名单 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,不得添加食用香料、香精的食品名单列于表B.1;有:巴氏杀菌乳、灭菌乳、发酵乳、稀奶油、植物油脂、动物油脂(包括猪油、牛油、鱼油和其他动物脂肪等)、无水黄油、无水乳脂、新鲜水果、新鲜蔬菜、冷冻蔬菜、新鲜食用菌和藻类、冷冻食用菌和藻类、原粮、大米、小麦粉、杂粮粉、食用淀粉、生鲜肉、鲜水产、鲜蛋、食糖、蜂蜜、盐及代盐制品、饮用天然矿泉水、饮用纯净水、其他饮用水、茶叶、咖啡。
较大婴儿和幼儿配方食品中可以使用香兰素、乙基香兰素和香荚兰豆浸膏(提取物),最大使用量分别为5mg/100mL、5mg/100mL和按照生产需要适量使用,其中100mL以即食食品计;企业应按照冲调比例折算成配方食品中的使用量;婴幼儿谷类辅助食品中可以使用香兰素,最大使用量为7mg/100g,其中100g以即食食品计,生产企业应按照冲调比例折算成谷类食品中的使用量;凡使用范围涵盖0~6个月婴幼儿配方食品不得添加任何食用香料。
2.香料、香精的使用注意点
(1)选择合适的添加时机 香精、香料都有一定的挥发性,因此必须按照工艺要求,选择合适的时机进行添加,如尽可能在加工后期或加热后冷却时添加,添加时应搅拌均匀,使香味成分均匀地渗透到食品中去,加入香味剂时,最好一点一点慢慢加入并减少其在空气中的暴露。
(2)添加顺序应正确 多种香料、香精混合使用时,应先加香味较淡的,然后加香味较浓的。例如柑橘→柠檬→香槟→香蕉→香橼→葡萄等。
香料、香精在碱性环境中不稳定,使用膨松剂的焙烤食品使用香料、香精时要注意分别添加,以防碱性物质与香料香精发生反应,否则,将影响食品的色、香、味,如香兰素与碳酸氢钠接触后失去香味,变成红棕色。
(3)使用中注意香味剂与食品环境的协调 香精、香料在使用前必须做预备试验,因为香味剂加入食品后,其效果是不同的,有时香味会改变。原因是香味受其他原料、其他添加剂、食品加工过程、人的感觉影响。所以要在预备试验中找到最佳使用效果才在食品加工中应用。
含气的饮料、食品和真空包装的食品,体系内部的压力、包装过程,都会引起香味的改变,对这类食品都要增减其中香味剂的某些成分。
要防止香料香精的氧化、聚合及水解作用。
(4)掌握合适的添加量 食品生产中,香料、香精的用量要适当,添加量过少,固然影响效果,添加量过多,也会带来不良的效果。这要求称量要准确,使用时应尽可能使香精、香料在食品中均匀分布。
(5)掌握温度、时间及其稳定性 使用香精、香料时要注意使用温度、时间及其稳定性,还要按照香精、香料特性来使用。
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