食品的味觉和呈味物质

一、甜味与甜味物质

甜味（sweet taste）是普遍受人们欢迎的一种基本味感，常用于改进食品的可口性和某些食用性。说到甜味，人们很自然地就联想到糖类，它是最有代表性的天然甜味物质。除了糖及其衍生物外，还有许多非糖的天然化合物、天然化合物的衍生物和合成化合物也都具有甜味，有些已成为正在使用的或潜在的甜味剂。

（一）呈甜机理

在提出甜味学说以前，一般认为甜味与羟基有关，因为糖分子中含有羟基，可是这种观点不久就被否定，因为多羟基化合物的甜味相差很大，再者，许多氨基酸、某些金属盐和不含羟基的化合物，例如氯仿（CHCl3）和糖精也有甜味。显然在甜味物质之间存在着某些共同的特性。多年来，逐渐发展成一种从物质的分子结构方面来阐明与甜味相关的学说，以便解释一些化合物呈现甜味的原因。

1967年，夏伦贝格尔（Shallen berger）在总结前人对糖和氨基酸的研究成果的基础上，提出了有关甜味的AH/B理论。他认为，在甜味剂的分子结构中存在一个能形成氢键的基团——AH，叫质子供给基，如—OH、—NH2、NH等；同时还存在一个有负电性轨道的原子B，叫质子接受基，如O、N原子等。呈味物的这两类基团还必需满足立体化学要求，才能与受体的相应部位匹配。在味感受器中，这两类基团的距离约为0.3nm，因此，甜味分子中的B基团与AH上质子之间的距离也必须在0.25～0.4nm之间。这样当两者接触时彼此能以氢键结合，产生味感。

尽管如此，AH/B生甜团学说仍存在很多矛盾。例如不能解释甜度与呈味物质结构的关系，Kier对AH/B生甜团学说做了补充和发展。他认为在甜味分子中除了AH和B两个基团外，还可能存在着一个具有适当立体结构的亲脂区域。即在距AH基团质子约0.35nm和距B基团0.55nm的地方有一个疏水基团（hydrophobic group）X（如CH2、CH3、C6H6等），它能与味感受体的亲油部位通过疏水键结合，使两者产生第三接触点，形成一个三角形的接触面（图10-1）。X部位似乎是通过促进某些分子与味感受体的接触面起作用，并因此影响到所感受的甜味强度。因此，X部位是强甜味分子的一个极为重要的特性，它或许是甜味物间甜味质量差别的一个重要原因。

图10-1　β-D-吡喃果糖甜味单位中AH/B和X之间的关系

（二）甜味强度及其影响因素

甜味的强度可用甜度来表示，但甜度目前还不能用物理或化学方法定量测定，只能凭人的味感来判断。通常是以在水中较稳定的非还原蔗糖为基准物下的甜度，这种相对甜度（甜度倍数）称为比甜度。由于这种比较测定法人为的主观因素很大，故所得的结果也往往不一致，在不同的文献中有时差别很大。

按Fechner规律R=K（C）n，即甜味强度R与甜味剂浓度C的n次方成正比。对43种糖来说，其n=1.3；对合成甜味例如糖精、新糖精等，其n＜1。例如用绝对阈值相比，蔗糖的比甜度为1.0时，糖精的比甜度为700，新糖精为70。但用最高浓度的Rm值相比，糖精较蔗糖的甜度不到一倍，新糖精反不及蔗糖。这是因为G=1/KRm，糖精与新糖精甜味受体的结合常数k分别比蔗糖大2个和1个数量级。当浓度增大时，蔗糖的甜度增加很快，糖精增加很慢。所以绝对阈值的甜味倍数可作为学术探讨用，不能作为实用价值的标淮。

影响甜度的主要因素如下。

①浓度。总的来说，甜度随着浓度的增大而提高，但各种甜味剂的甜度提高的程度不同。大多数糖及其甜度随浓度增高的程度都比蔗糖大，尤其以葡萄糖最为明显。如当蔗糖与葡萄糖的浓度均小于40%时，蔗糖的甜度大，但当两者的浓度均大于40%时，其甜度却几乎无差别。

②温度。温度对甜度的影响因甜味剂的不同而有所不同。一般来说，在较低的温度范围内，温度对大多数糖的甜度影响大。如图10-2所示。在较低温度范围内，温度对蔗糖和葡萄糖的影响很小，但果糖的甜度受温度的影响却十分显著，这是因为在果糖溶液的平衡体系中，随着温度升高、甜度大的β-D-吡喃果糖的百分含量下降，而不甜的β-D-吡喃果糖的百分含量升高。

图10-2　几种糖的甜度与温度关系

③味感物质的相互作用影响甜度。

（三）常见的甜味物质

甜味物质的种类很多，按来源分成天然的和人工合成的。按种类可分成糖类甜味剂、非糖天然甜味剂、天然衍生物甜味剂、人工合成甜味剂。

1.糖类甜味剂

糖类甜味剂包括糖、糖浆、糖醇。该类物质当其分子中碳数比羟基数小于2时为甜味，2～7时产生苦味或甜而苦，大于7时则味淡。大多数人都熟悉常见的糖类甜味剂，本章只介绍糖醇，糖醇是糖氢化后的产物，一般为白色结晶，和糖一样具有较大的溶解度，甜度比蔗糖低，但有的和蔗糖相当。如以蔗糖甜度为1，则木糖醇为1、麦芽糖醇0.9、麦芽糖醇糖浆0.7、山梨糖醇0.6、甘露醇0.4。糖醇类甜味剂由于无活性的羰基，化学稳定性较好，150℃以下无褐变，融化时无热分解。

由于糖醇溶解时吸热，具有清凉感，粒度越细，溶解越快，感觉越凉越甜，山梨糖醇清凉感最好，木糖醇次之。

①山梨糖醇。山梨糖醇是六元醇，可由葡萄糖经催化还原得到，天然存在于苹果、梨、葡萄等果实中，山梨糖醇保湿作用较强，能保持食品一定水分，防止干燥，可用作糕点、巧克力糖的保湿剂、防止鱼类冷冻时水分蒸发和蛋白质变性、在面食中防止淀粉老化、增加食品的风味，并具有协调食品甜、酸、苦味强度的作用等。

②木糖和木糖醇。木糖是由木聚糖水解而得。木聚糖是构成半纤维素的主要成分，存在于稻草、甘蔗渣、玉米芯和种子壳（稻壳、棉子壳）中，经水解，用石灰中和，滤出残渣，再经浓缩、结晶、分离、精制而得。纯晶为无色针状结晶粉末，易溶于水，不溶于酒精和乙醚。木糖有似果糖的甜味，甜度为蔗糖的65%。它不被微生物发酵，不易被人体吸收利用，专供糖尿病和高血压患者食用。

木糖经还原得木糖醇，木糖醇和蔗糖甜度相当，含热量也一样，具有清凉的甜味，人体对它的吸收不受胰岛素的影响，可以避免人体血糖升高。所以，木糖醇是适宜于糖尿病患者的甜味剂。因为木糖醇不能被微生物利用，还具有防龋齿的作用，在食品加工中，可替代蔗糖。

2.非糖天然甜味剂

这是一类天然的、化学结构差别很大的，但都具甜味的物质。主要有甘草苷（相对甜度100～300，图10-3）、甜叶菊苷（相对甜度200～300）、苷茶素（相对甜度400，图10-3）。以上几种甜味剂中甜叶菊苷的甜味最接近蔗糖。

图10-3　苷茶素与甘草苷的结构

3.天然衍生物甜味剂

该类甜味剂是指本来不甜的天然物质，通过改性加工而成的安全甜味剂。主要有：氨基酸衍生物（6-甲基-D-色氨酸，相对甜度1000），二肽衍生物（又名蛋白糖、阿斯巴甜，相对甜度20～50）、二氢查耳酮衍生物等。

二氢查耳酮衍生物（图10-4）是柚苷、橙皮苷等黄酮类物质在碱性条件下还原生成的开环化合物。这类化合物有很强的甜味，其甜味可参阅表10-1。

10-4　二氢查耳酮衍生物

表10-1　具有甜味的二氢查耳酮衍生物的结构和甜度

4.合成甜味剂

该类甜味剂在食品添加剂一章中有详细介绍，主要指糖精（邻苯甲酰磺酰亚氨钠盐，相对甜度300～500）和甜蜜素（环己氨基磺酸钠，相对甜度30～50）。

二、苦味与苦味物质

苦味（bitter taste）是食物中很普遍的味感，许多无机物和有机物都具苦味，单纯的苦味并不令人愉快，但当它与甜、酸或其他味感调配得当时，能形成一种特殊风味。例如若瓜、白果、茶、咖啡等，广泛受到人们的喜爱，同时苦味剂大多具有药理作用。一些消化活动障碍、味觉减弱或衰退的人，常需要强烈刺激感受器来恢复正常，由于苦味阈值最小，也最易达到这方面的目的。

（一）呈苦机理

为了寻找苦味与其分子结构的关系，解释苦味产生的机理，曾有人先后提出过各种苦味分子识别的学说和理论。

（1）空间位阻学说

Shallen berger等认为，苦味与甜味一样，也取决于刺激物分子的立体化学，这两种味感都可由类似的分子激发。有些分子既可产生甜味又可产生苦味。

（2）内氢键学说

Kubota在研究延命草二萜分子结构时发现，凡有相距0.15nm内氢键的分子均有苦味。内氢键能增加分子的疏水性，且易和过渡金属离子形成螯合物，合乎一般苦味分子的结构规律。

（3）三点接触学说

Lehmann发现，有几种D-型氨基酸的甜味强度与其L-异构体的苦味强度之间有相对应的直线关系，因而他认为苦味分子与苦味受体之间和甜感一样也是通过三点接触而产生苦味，仅是苦味剂第三点的空间方向与甜味剂相反。

上述几种苦味学说虽各有所长，但大都脱离了味细胞膜结构而只着眼于刺激物分子结构，而且完全不考虑那些苦味无机盐的存在。

（4）诱导适应学说

曾广植根据他的味细胞膜诱导适应模型提出了苦味分子识别理沦，其要点如下。

①苦味受体是多烯磷脂在黏膜表面形成的“水穴”，它为苦味剂和蛋白质之间的偶联提供了一个巢穴，同时肌醇磷脂（PI）通过磷酰化生成PI-4-PO4和PI-4，5-（PO4）2后，再与Cu2+、Zn2+、Ni2+离子结合，形成穴位的“盖子”。苦味分子必须首先推开盖子，才能进入穴内与受体作用。这样，以盐键方式结合于盖子的无机离子便成为分子识别的监护，当它一旦被某些过渡金属离子置换后，味受体上的盖子便不再接受苦味剂的刺激，产生抑制作用。

②由卷曲的多烯磷脂组成的受体穴可以组成各种不同的多极结构而与不同的苦味剂作用。试验表明，人在品尝硫酸奎宁后，并不影响继续品味出尿素或硫酸镁的苦味，反之亦然。若将奎宁和尿素共同品尝，则会产生协同效应，苦感增强。这证明奎宁和尿素在味受体上有不同的作用部位或有不同的水穴。但若在品尝奎宁后再喝咖啡，则会感到咖啡的苦味减弱。这说明两者在受体上有相同的作用部位或水穴，它们会产生竞争性抑制。

③多烯磷脂组成的受体穴有与蛋白粘贴的一面，还有与脂质块接触的更广方面。与甜味剂的专一性要求相比，对苦味剂的极性基位置分布、立体方向次序等的要求并不很严格。凡能进入苦味受体任何部位的刺激物会引起“洞隙弥合”，通过下列作用方式改变其磷脂的构象，产生苦味信息。

a.盐桥转换。Cs+、Rb+、K+、Ag+、Hg+、R3S+、R4N+、RNH—NH+3、Sb（CH3）4等属于结构破坏离子，它们能破坏烃链周围的冰晶结构，增加有机物的水溶性，可以自由地出入于生物膜。当它们打开盐桥进入苦味受体后，能诱发构象的转变。Ca2+、Mg2+虽和Li+、Na+一样属结构制造离子，对有机物有盐析作用，但Ca2+、Mg2+在一些阴离子的配合下能使磷脂凝集，便于结构破坏离子进入受体，也能产生苦味。

b.氢键的破坏。（H2N）2C—X（X为O、NH、S）、RC（NH2）—XRC=N（X为OH、RNHCH）等可作为氢键受体。由于苦味受体为卷曲的多烯磷脂孔穴，无明显的空间选择性，使具有多极结构的上述刺激物也能打开盖子盐桥进入受体（更大的苦味肽只能有一部分侧链进入）。它们进入受体后可破坏其中的氢键及脂质—蛋白质间的相互作用，对受体构象的改变产生很大的推动力。

c.疏水键的生成。疏水键型刺激物主要是酯类，尤其是内酯、硫代物、酰胺、氮杂环、生物碱、抗生素、萜类和胺等。不带极性基的疏水物不能进入受体，因为盐桥的配基和磷脂头部均有手性，使受体表层对疏水物有一定的辨别选择性。但这些疏水物一旦深入孔穴脂层即无任何空间专一性要求，可通过疏水相互作用引起受体构象的改变。

诱导适应学说进一步发展了苦味理论，对解释有关苦味的复杂现象作出了很大贡献，例如：

①更广泛地概括了各类型的苦味剂，为进一步研究结构与味感的关系提供了方便。

②在受体上有过渡金属离子存在的观点，对硫醇、青霉胺、酸性氨基酸、低聚肽等能抑制苦味及某些金属离子会影响苦味提供了解释。

③对为什么甜味盲者不能感受任何甜味剂，而苦味盲者仅是难于觉察少数有共扼结构的苦味剂的现象，做了可能的解释。苦味盲是先天性遗传的，当Cu2+、Zn2+、Ni2+与患者的受体上蛋白质产生很强的络合，在受体表层做监护离子时，一些苦味剂便难以打开盖子进入穴位。

④苦味受体主要由磷脂膜组成的观点也为苦味强度提供了说明。因为苦味剂对脂膜有凝聚作用，增加了脂膜表面张力，故两者有对应关系；苦味剂产生的表面张力越大，其苦味强度也越大。

⑤解释了苦味强度随温度下降而增加，与温度对甜味、辣味的影响刚好相反的现象。因为苦味剂使脂膜凝聚的过程是放热效应，与甜、辣味剂使膜膨胀过程是吸热效应相反。

⑥它还说明了麻醉剂对各种味感受体的作用为何以苦味消失最快、恢复最慢的现象。这是由于多烯磷脂对麻醉剂有较大的溶解度，受体为其膨胀后失去了改变构象的规律，变得杂乱无章，不再具有引发苦味信息的能力等。

（二）常见的苦味物质

食品中有不少苦味物质，如苦瓜、白果、莲子的苦味被人们视为美味，啤酒、咖啡、茶叶的苦味也广泛受到人们的欢迎。当消化道活动发生障碍时，味觉的感受能力会减退，需要对味觉受体进行强烈刺激，用苦味能起到提高和恢复味觉正常功能的作用，可见苦味物质对人的消化和味觉的正常活动是重要的。俗话讲“良药苦口”，说明苦味物质对治疗疾病有着重要作用。应强调的是很多有苦味的物质毒性强，主要为低价态的氮硫化合物、胺类、核苷酸降解产物、毒肽（蛇毒、虫毒、蘑菇毒）等。

植物性食品中常见的苦味物质是生物碱类、糖苷类、萜类、苦味肽等；动物性食品常见的苦味物质是胆汁和蛋白质的水解产物等；其他苦味物有无机盐（钙、镁离子）、含氯有机物等。

苦味物质的结构特点是：生物碱碱性越强越苦；糖苷类碳与羟基物质的量的比值大于2为苦味[其中—N（CH3）3与—SO3，可视为2个羟基]；D-型氨基酸大多为甜味，L-型氨基酸有苦有甜，当R基大（碳数大于3）并带有碱基时以苦味为主；多肽的疏水值大于6.85kJ/mol时有苦味；盐的离子半径之和大于0.658nm的具有苦味。

1.茶碱、咖啡碱、可可碱

茶碱、咖啡碱、可可碱是生物碱类苦味物质，属于嘌呤类的衍生物，结构如图10-5所示。

图10-5　生物碱类苦味物质

咖啡碱主要存在于咖啡和茶叶中，在茶叶中含量为1%～5%。纯品为白色具有丝绢光泽的结晶，含1分子结晶水，易溶于热水，能溶于冷水、乙醇、乙醚、氯仿等。熔点235～238℃，120℃升华。咖啡碱较稳定，在茶叶加工中损失较少。

茶碱主要存在于茶叶中，含量极微，在茶叶中的含量为0.002%，与可可碱是同分异构体，具有丝光的针状结晶，熔点273℃，易溶于热水，微溶于冷水。

可可碱主要存在于可可和茶叶中。在茶叶中的含量为0.05%，纯品为白色粉末结晶，熔点342～343℃，290℃升华，溶于热水，难溶于冷水、己醇和乙醚等。

2.啤酒中的苦味物质

啤酒中的苦味物质主要来源于啤酒花和在酿造中产生的苦味物质，约有30多种，其中主要是α酸和异α酸等。α酸，又名甲种苦味酸，它是多种物质的混合物，有律草酮、副律草酮、蛇麻酮等（图10-6），主要存在于制造啤酒的重要原料啤酒花中，它在新鲜啤酒花中含量为2%～8%，有很强的苦味和防腐能力，在啤酒的苦味物质中占85%。异α酸是啤酒花与麦芽在煮沸过程中，由40%～60%的α酸异构化而形成的。在啤酒中异α酸是重要的苦味物质。当啤酒花煮沸超过2h或在稀碱溶液中煮沸3min。酸则水解为律草酸和异己烯-3-酸，使苦味完全消失。

图10-6　律草酮、蛇麻酮结构

3.糖苷类

苦杏仁苷、水杨苷都是糖苷类物质，一般都有苦味。存在于中草药中的糖苷类物质，也有苦味，可以治病。存在于柑橘、柠檬、柚子中的苦味物质主要是新橙皮苷和柚皮苷，在未成熟的水果中含量很多，它的化学结构属于黄烷酮苷类（图10-7）。

图10-7　柚皮苷的结构

柚皮苷的苦味与它连接的双糖有关，该糖为芸香糖，由鼠李糖和葡萄糖通过1→2糖苷键结合而成，柚苷酶能切断柚皮苷中的鼠李糖和葡萄糖之间的1→2糖苷键，可脱除柚皮苷的苦味。在工业上制备柑橘果胶时可以提取柚皮苷酶，并采用酶的固定化技术分解柚皮苷，脱除葡萄柚果汁中的苦味。

4.氨基酸和肽类中的苦味物质

一部分氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸都有苦味。水解蛋白质和发酵成熟的干酪常有明显的令人厌恶的苦味。氨基酸苦味的强弱与分子中的疏水基团有关；小肽的苦味与相对分子质量有关，相对分子质量低于6000的肽才可能有苦味。

三、酸味与酸味物质

酸味（sour taste）是动物进化最早的一种化学味感。许多动物对酸味剂刺激都很敏感，人类由于早已适应酸性食物，故适当的酸味能给人以爽快的感觉，并促进食欲。不同的酸具有不同的味感。酸的浓度与酸味之间并不是一种简单的相互关系。酸的味感是与酸性基团的特性、pH值、滴定酸度、缓冲效应及其他化合物尤其是糖的存在与否有关。

（一）呈酸机理

用酸味剂提取的味蕾匀浆只能得到磷脂。在各种味觉的构性关系中，目前普遍认为，质子H+是酸味剂HA的定味基，阴离子A-是助味基。定味基H+在受体的磷脂头部相互发生交换反应，从而引起酸味感。在pH值相同时有机酸的酸味之所以一般大于无机酸，是由于有机酸的助味基A-在磷脂受体表面有较强的吸附性，能减少膜表面正电荷的密度，亦即减少了对H+的排斥力。二元酸的酸味随链长加大而增强，主要是由于其负离子A-吸附于脂膜的能力增强，减少了膜表面的正电荷密度。若在A-结构上增加羧基或羟基，将减弱A-的疏水性，使酸味减弱；相反，若在A-结构上加入疏水性基团，则有利于A-在脂膜上的吸附，使膜增加对H+的引力。

上述酸味模式虽说明了不少酸味现象。但目前所得到的研究数据，尚不足以说明究竟是H+、A-还是HA对酸感最有影响。酸味剂分子的许多性质如相对分子质量、分子的空间结构和极性对酸味的影响亦未弄清，有关酸味的学说还有待于进一步发展。

（二）食品中重要的酸味物质

酸味物质是食品和饮料中的重要成分或调味料。酸味能促进消化，防止腐败，增加食欲、改良风味。俗话讲“柴米油盐酱醋茶”是生活的七件宝，可见食醋在调味品中占有重要地位。常用的酸味物质有：

①食用醋酸。食醋是我国使用最广泛的调味品。一般食醋中含醋酸3%～5%，还含有多种有机酸、氨基酸、糖类和酯类等，因此，经发酵制作的优质食醋具有绵甜酸香的味感。在烹调中除作为调味料外，还有去腥臭的作用。

②柠檬酸。又名枸橼酸，因在柠檬、枸橼和柑橘中含量较多而得名。化学名称为3-羟基-3-羧基-戊二酸。柠檬酸的纯品为白色透明结晶，熔点153℃，可溶于水、酒精和醚类，性质稳定。柠檬酸的酸味纯正，滋美爽口。入口即可达到酸味高峰，余味较短。广泛用于清凉饮料、水果罐头、糖果、果酱、合成酒等。通常用量为0.1%～1.0%，它还可用于配制果汁；作油脂抗氧剂的增强剂，防止酶促褐变等。

③苹果酸。苹果酸在苹果及其他仁果类果实中含量较多，学名α-羟基丁二酸，天然苹果酸为L-型，可参与人体正常代谢。苹果酸为白色针状结晶，无臭，有略带辣味的酸味，在口中呈味时间长，有抑制不良异味的作用。与柠檬酸合用，有强化酸味的作用。多用于果汁、果冻、果酱、清凉饮料及糖果等，用量根据口味而定。

④酒石酸。酒石酸的化学名称为2，3-二羟基丁二酸。酒石酸存在于多种水果中，以葡萄中含量最多。酒石酸会在酿造葡萄酒时形成沉淀物——酒石，成分是酒石酸氢钾，用硫酸溶液处理，再经精制而成。酒石酸为透明棱柱状结晶或粉末，易溶于水，它的酸味是柠檬酸的1.3倍，稍有涩感，葡萄酒的酸味与酒石酸的酸味有关。用途和柠檬酸相似，还适用于作发泡饮料和复合膨松剂的原料。

⑤乳酸。乳酸最早是在酸奶中发现的，故而得名，化学名称为α-羟基丙酸。乳酸有三种异构体：在酸奶中获得的是外消旋体，熔点18℃；肌肉中的糖原在缺氧条件下代谢形成右旋乳酸，熔点26℃；糖经乳酸杆菌发酵制得的为左旋乳酸，熔点26℃。乳酸可用于乳酸饮料和配制酒。也用于果汁露等，多与柠檬酸混合使用。乳酸也可以抑制杂菌繁殖。

⑥抗坏血酸。抗坏血酸为白色结晶，易溶于水，有爽快的酸味，但易被氧化，在食品中可作为酸味剂和维生素C添加剂，还广泛用于肉类食品作抗氧化剂（现多用异抗坏血酸，它不具维生素C的功能，但抗氧化效果相同）、肉制品发色剂的助剂、防止酶促褐变、营养强化剂等。

⑦葡萄糖酸。葡萄糖酸为淡黄色浆状液体，易溶于水，微溶于酒精，产品为50%的水溶液。葡萄糖酸的酸味爽快，用于清凉饮料、配制食醋的调料，在营养方面可替代乳酸和柠檬酸，还可用于制作嫩豆腐的凝固剂。现在市售的内酯豆腐就是使用δ-葡萄糖酸内酯，在豆浆加热过程中，δ-葡萄糖酸内酯缓慢水解变成葡萄糖酸，使大豆蛋白发生凝固作用而制成内酯豆腐。

⑧磷酸。磷酸是唯一作为酸味剂的无机酸。磷酸的酸味强，但有较强的涩味，单独使用风味较差，常用于可乐饮料作酸味剂。

以上各种酸味剂中，目前世界上用量最大的酸味剂是柠檬酸，全世界的生产能力约为50万吨。富马酸和苹果酸的需求将会有很大发展。

四、咸味与咸味物质

（一）咸味模式

咸味在食品调味中颇为重要。咸味是中性盐所显示的味，只有氯化钠才产生纯粹的咸味，用其他物质来模拟这种咸味是不容易的。如溴化钾、碘化钾除具有咸味外，还带有苦味，属于非单纯的咸味。一般情况，盐的阳离子和阴离子的原子量越大，越有增加苦味的倾向。0.1mol/L浓度的各种盐离子的味感特点如表10-2所示。

表10-2　盐的味感特点

咸味是由离解后的离子所决定的。咸味产生虽与阳离子和阴离子互相依存有关，但阳离子易被味感受器的蛋白质的羧基或磷酸吸附而呈咸味。因此，咸味与盐离解出的阳离子关系更为密切，而阴离子则影响咸味的强弱和副味。咸味强弱与味神经对各种阴离子感应的相对大小有关。

（二）常见的咸味物质

在所有中性盐中，氯化钠的咸味最纯正，未精制的粗食盐中因含有KCl、MgCl2和MgSO4，而略带苦味。在中性盐中，正负离子半径小的盐以咸味为主；正负离子半径大的盐以苦味为主。苹果酸钠和葡萄糖酸钠也具有纯正的咸味，可用于无盐酱油和肾脏病人的特殊需要。

五、鲜味与鲜味物质

（一）呈鲜机理

鲜味（delicious taste）是一种复杂的综合味感，当鲜味剂的用量高于其单独检测阈值时，会使食品鲜味增加；但用量少于阈值时，则仅是增强风味，故欧美常将鲜味剂称为风味添加剂。

鲜味的通用结构式：—O—（C）n—O，n=3～9。就是说，鲜味分子需要有一条相当于3～9个碳原子长的脂链，而且两端都带有负电荷，当n=4～6时鲜味最强。脂链不限于直链，也可为脂环的一部分。其中的C可被O、N、S、P等取代。保持分子两端的负电荷对鲜味至关重要，若将羧基经过酯化、酰胺化，或加热脱水形成内酯、内酰胺后，均将降低鲜味。但其中一端的负电荷也可用一个负偶极替代，例如口蘑氨酸和鹅膏蕈氨酸等，其鲜味比味精强5～30倍。这个通式能将具有鲜味的多肽和核苷酸都概括进去。目前出于经济效益、副作用和安全性等方面的原因，作为商品的鲜味剂主要是谷氨酸型和核苷酸型。谷氨酸型鲜味剂属脂肪族化合物（aliphatic compounds），在结构上有空间专一性要求，若超出其专一性范围，将会改变或失去鲜味感。它们的定味基是两端带负电的功能团，如—COOH、—SO3PH、—SH、G=O等；助味基是具有一定亲水性的基团，如α-L-NH2、—OH等，凡与谷氨酸羧基端连接有亲水性氨基酸的二肽、三肽也有鲜味，若与疏水性氨基酸相接则将产生苦味，肌苷酸型鲜味剂属于芳香杂环化合物，结构也有空间专一性要求，其定位基是亲水的核糖磷酸，助味基是芳香杂环上的疏水取代基。琥珀酸（succinic acid）及其钠盐均有鲜味，它在鸟、兽、禽、畜等动物中均有存在，而以贝类中含量最多。

（二）常见的鲜味剂

鲜味是食品的一种能引起强烈食欲，可口的滋味。呈味成分有核苷酸、氨基酸、肽、有机酸等类物质。

（1）鲜味氨基酸

在天然氨基酸中，L-谷氨酸和L-天冬氨酸的钠盐及其酰胺都具有鲜味。L-谷氨酸钠俗称味精，具有强烈的肉类鲜味。味精的鲜味是由α-NH3+和γ-COO-两个基团静电吸引产生的，因此在pH=3.2（等电点）时，鲜味最低；在pH=6时，几乎全部解离，鲜味最高；在pH=7以上时，由于形成二钠盐，鲜味消失。

食盐是味精的助鲜剂。味精有缓和咸、酸、苦的作用，使食品具有自然的风味。L-天冬氨酸的钠盐和酰胺亦具有鲜味，是竹笋等植物性食物中的主要鲜味物质。L-谷氨酸的二肽也有类似味精的鲜味。

（2）鲜味核苷酸

在核苷酸（nucleotides）中能够呈鲜味的有5’-肌苷酸、5’-鸟苷酸（5’-guanylic acid）和5’-次黄苷酸（5’-inosinic acid），前二者鲜味最强。此外，5’-脱氧肌苷酸及5’-脱氧鸟苷酸也有鲜味。这些5’-核苷酸单独在纯水中并无鲜味，但与味精共存时，则味精鲜味增强，并对酸、苦味有抑制作用，即有味感缓冲作用。5’-肌甘酸与L-谷氨酸-钠的混合比例一般为1：（5～20）。

（3）琥珀酸及其钠盐

琥珀酸钠（succinic acid）也有鲜味，是各种贝类鲜味的主要成分。用微生物发酵的食品如酿造酱油、酱、黄酒等的鲜味都与琥珀酸存在有关。琥珀酸用于酒精清凉饮料、糖果等的调味，其钠盐可用于酿造品及肉类食品的加工。如与其他鲜味料合用，有助鲜的效果。

六、辣味与辣味物质

辣味是由辛香料中的一些成分所引起的味感，是一种尖利的刺痛感和特殊的灼烧感的总和。它不但刺激舌和口腔的触觉神经，同时也会机械地刺激鼻腔，有时甚至对皮肤也产生灼烧感。适当的辣味有增进食欲、促进消化液分泌的功能，在食品调味中已被广泛应用。

（一）呈辣机理

分子的辣味随其非极性链的增长而加剧。以C9左右达到最高峰，然后突然下降，称之为C9最辣规律。辣椒素、胡椒碱、花椒碱、生姜素、丁香、大蒜素、芥子油等都是双亲分子，其极性头部是定味基，非极性尾部为助味基。大量研究资料表明，其辣味符合C9最辣规律。

一般脂肪醇、醛、酮、酸的烃链长度增长也有类似的辣味变化。上述辣味分子尾链如无顺式双键或支链时，n-C12以上将丧失辣味；若链长虽超过n-C12但在ω-位邻近有顺式双键，则还有辣味。顺式双键越多越辣，反式双键影响不大；双键在C9位上影响最大，苯环的影响相当于一个C4顺式双键。一些极性更小的分子如BrCH=CHCH2Br、CH=CHCH2X（X-NCS、OCOR、NO2、ONO）、（CH=CHCH2）2Sn（n=1，2，3）、Ph（CH2）n NCS等也有辣味（图10-8，图10-9）。

图10-8　辣椒素与其尾链Cn的辣味关系

图10-9　生姜素与其尾链Cn的辣味关系

辣味物质分子极性基的极性大小及其位置与味感关系也很大。极性头的极性大时是表面活性剂，极性小时是麻醉剂。极性处于中央的对称分子如图10-10所示，其辣味只相当于半个分子的作用，且因其水溶性降低而辣味大减。极性基处于两端的对称分子如图10-11所示，则味道变淡。增加或减少极性头部的亲水性，如将结构式图10-12改变为结构式图10-13，则辣味均降低，甚至调换羟基位置也可能失去辣味，产生甜味或苦味。

图10-10　极性处于中央的对称分子

图10-11　极性基处于两端的对称分子

图10-12　增加或减少极性头部的亲水性前的分子式

图10-13　增加或减少极性头部的亲水性后的分子式

（二）常见的辣味物质

（1）热辣（火辣）味物质

热辣味物质是一种无芳香的辣味，在口中能引起灼热感觉，主要有以下几种。

①辣椒（capsicum）。它的主要辣味成分为类辣椒素（capsaicine），是一类碳链长度不等（C8～C11）的不饱和单羧酸香草基酰胺，同时还含有少量含饱和直链羧酸的二氢辣椒素，后者已有人工合成。不同辣椒的辣椒素含量差别很大，甜椒通常含量极低，红辣椒含0.06%，牛角红椒含0.2%，印度萨姆椒为0.3%，乌干达辣椒可高达0.85%。

②胡椒（pepper）。常见的有黑胡椒和白胡椒两种，都由果实加工而成。由尚未成熟的绿色果实可制得黑胡椒，用色泽由绿变黄而未变红时收获的成熟果实可制取白胡椒。它们的辣味成分除少量类辣椒素外，主要是胡椒碱（piperine），它是一种酰胺化合物，其不饱和烃基有顺反异构体，其中顺式双键越多时越辣；全反式结构也叫异胡椒碱。胡椒经光照或储存后辣味会降低，这是顺式胡椒碱异构化为反式结构所致。

③花椒（xantlhoxylum）。花椒主要辣味成分为花椒素（sanshool），也是酰胺类化合物。除此外还有少量异硫氰酸烷丙酯等，它与胡椒、辣椒一样，除辣味成分外还含有一些挥发性香味成分。

（2）辛辣（芳香辣）味物质

辛辣味物质是一类除辣味外还伴随有较强烈的挥发性芳香味物质味感和嗅感双重作用的成分。

①姜。新鲜姜的辛辣成分是一类邻甲氧基酚基烷基酮，其中最具代表性的为6-姜醇，分子中环侧链上羟基外侧的碳链长度各不相同（C3～C9）。鲜姜经干燥储存，姜醇会脱水生成姜烯酚类化合物，后者较姜醇更为辛辣。当姜受热时，环上侧链断裂生成姜酮，辛辣味较为缓和。

②肉豆蔻（nutmeg）和丁香（clove）。肉豆蔻和丁香的辛辣成分主要是丁香酚和异丁香酚，这类化合物也含有邻甲氧基苯酚基因。

③芥子苷（mustard glycosidcs）。有黑芥子苷（sinigrin）及白芥子苷（sinalbin）两种，在水解时产生葡萄糖及芥子油。黑芥子苷存在于芥菜（brassica juncea）、黑芥（sinapic niqra）的种子及辣根（horse raddish）等蔬菜中。白芥子苷则存在于白芥子（sinapis alba）中。

在苷蓝、萝卜、花椰菜等十字花科蔬菜中还含有一种类似胡椒的辛辣成分S-甲基半胱氨酸亚砜（S-methyl-cysteine-oxide）。

（3）刺激辣味物质

刺激辣味物质是一类除能刺激舌和口腔黏膜外，还能刺激鼻腔和眼睛，具有味感、嗅感和催泪性的物质，主要有以下几种。

①蒜、葱、韭菜。蒜的主要辣味成分为蒜素、二烯丙基二硫化物、丙基烯丙基二硫化物3种，其中蒜素的生理活性最大。大葱、洋葱的主要辣味成分则是二丙基二硫化物、甲基丙基二硫化物等。韭菜中也含有少量上述二硫化合物。这些二硫化物在受热时都会分解生成相应的硫醇（mercaptan），所以蒜、葱等在煮熟后不仅辛辣味减弱，而且还产生甜味。

②芥末、萝卜。芥末、萝卜主要辣味成分为异硫氰酸酯类化合物。其中的异硫氰酸丙酯也叫芥子油（allyl mustard oil），刺激性辣味较为强烈。它们在受热时会水解为异硫氰酸，辣味减弱。

七、其他味感

1.清凉味

薄荷醇和D-樟脑代表一类清凉风味物，它们既有清凉嗅感，又有清凉味感。其中薄荷醇是食品加工中常用的清凉风味剂，在糖果、清凉饮料中使用较广泛。这类风味产物产生清凉感的机制尚不清楚。

一些糖的结晶入口后也能产生清凉感，产生这种感觉是因为它们在唾液中溶解时将吸收大量溶解热。例如，蔗糖、葡萄糖、木糖醇和山梨醇结晶的溶解热分别为18.1、94.4、153.0和110.0J/g，后3种甜味剂明显具有这种清凉风味。

2.涩味

当口腔黏膜蛋白质被凝固时，就会引起收敛，此时感到的滋味便是涩味。因此涩味不是由于作用味蕾所产生的，而是由于刺激触觉神经末梢所产生的。

引起食品涩味的主要化学成分是多酚类化合物，其次是铁金属、明矾、醛类、酚类等物质，有些水果和蔬菜中存在的草酸、香豆素和奎宁酸等也会引起涩味。

未成熟柿子的涩味是典型的涩味。涩柿的涩味成分，是以无色花青素为基本结构的配糖体，属于多酚类化合物，易溶于水。当涩柿及未成熟柿的细胞膜破裂时，多酚类化合物逐渐溶于水而呈涩味。在柿子成熟过程中，分子间呼吸或氧化，使多酚类化合物氧化、聚合而形成不溶于水的物质，涩味随即消失。

茶叶中亦含有较多的多酚类物质，由于加工方法不同，制成的各种茶所含的多酚类各不相同，因而它们涩味程度也不相同。一般绿茶中多酚类含量多，而红茶经过发酵后多酚类被氧化，其含量减少，涩味也就不及绿茶浓烈。