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食品风味化学与感官评定暨品质创新

上海应用技术大学香料香精化妆品学部的宋诗清教授作《食用菌呈味肽的挖掘及其呈味特性研究》的报告,她主要从双孢菇中浓厚感呈味肽的纯化、鉴定和感官评价,浓厚感呈味肽与基本味感相互作用的研究,美味牛肝菌鲜味肽的挖掘及其呈味机制三个方面进行了介绍。她首先对双孢菇水溶性风味物质的提取方法进行了选择,接着通过感官评价,对高压制备水溶性风味物质的条件进行了优化,再通过感官评价、超滤和凝胶过滤色谱、液相色谱等方法,对双孢菇中浓厚感特性最强的分离组分(TOF/MS鉴定其结构)进行了鉴定,再通过目标肽的固相合成,对合成肽的呈味特性进行了评价。高压蒸煮法所得到的水溶性风味物质的提取率最高,沸水提取法次之,而温水提取法最低。高压蒸煮法得到的样品在鸡汤中的味道具有较强的浓厚感、复杂口感以及持久性。超滤、纳滤得到三个截留组分的特性发现,-0Da在水中的滋味具有苦味,鲜味较强,较强的刺舌感,在鸡汤溶液中的呈味效果具有中等强度的浓厚感。根据肽中氨基酸的分布比例、肽中总的氨基酸含量和三个截留组分在水中以及空白鸡汤中的呈味特点,他们对组分U2进行下一步分离。U2凝胶过滤色谱的分离纯化的条件为样品浓度为25mg/ml、洗脱液流速为0.75ml/min,样品的总回收率为87.12%,五个组分分离峰所占比例依次为31.27%、24.11%、18.52%、15.14%和10.96%。对凝胶分离所得五个组分进行感官评价,其中发现F5在水中的滋味具有鲜味、甜味、直冲感、涩味,在鸡汤溶液中的呈味效果具有强浓厚感、饱满感、复杂口感。通过对比凝胶分离组分在鸡汤中的鲜味咸味和浓厚感的强度,结果发现总体上组分F5和滤液的感官属性最为接近,F5在水中有鲜味、涩味和刺舌感,在鸡汤溶液中则表现出显著的浓厚感的风味特征:浓厚味、直冲感和复杂口感。对F5反相液相色谱分离得到五个亚组分(S5.1-S5.5),感官评价结果表明S5.2-S5.5均未表现出明显的浓厚感特性,只有组分S5.1的浓厚感风味特征最强。通过超滤、纳滤和凝胶色谱分离后发现F5具有的浓厚感呈味特性最为突出;对组分F5继续进行分离纯化和结构鉴定,最后得到两个相对分子量质量为.99Da(Gly-Leu-Pro-Asp)和.99Da(Gly-His-Gly-Asp)的肽。感官评价得到Gly-Leu-Pro-Asp在鸡汤中浓厚感的阈值为3.75mmol/L,Gly-His-Gly-Asp在鸡汤中浓厚感的阈值为2.08mmol/L。在双孢菇中浓厚感呈味肽与基本味感相互作用的研究方面,将浓厚感肽Gly-His-Gly-Asp设置成不同的浓度梯度,分别添加到咸(氯化钠)、鲜(谷氨酸钠)、甜(蔗糖)、酸(柠檬酸)、苦(咖啡因)五组基本味感物质的溶液中,对所配制的二元溶液进行感官评价和电子舌检测。结果发现:随着浓厚感肽浓度的增加,氯化钠溶液的咸味强度先增加再减弱,当浓厚感肽浓度为0.10g/L时,达到最佳的增咸效果;随着浓厚感肽浓度的增加,鲜味强度先增加再减弱,当浓厚感肽浓度为0.25g/L时,达到最佳的增鲜效果;随着浓厚感肽浓度的增加,蔗糖溶液的甜味强度先增加再减弱,当浓厚感肽浓度为0.05g/L时,达到最佳的增甜效果;随着浓厚感肽浓度的增加,柠檬酸溶液的酸味强度逐渐减弱,酸味强度与浓厚感肽浓度成反比;随着浓厚感肽浓度的增加,咖啡因溶液的苦味强度先减弱再增加,当浓厚感肽浓度为1.0g/L时,达到抑制苦味的最佳效果。在野生牛肝菌鲜味肽挖掘及其呈味特性研究方面,通过转录组学/蛋白组学,对美味牛肝菌蛋白进行了鉴定,得到其数据库。他们通过LC-MS/MS分析、质谱数据库检索软件(MaxQuant1.6.0.16),得到肽段数分别为、和条。在利用计算机辅助鲜味肽的筛选(同源建模)方面,5X2M(鱼的甜味受体)与T1R1/T1R3蛋白序列一致性达到37%(30%),T1R1和T1R3蛋白分别有99.80%和99.75%氨基酸残基的二面角均在合理范围内,符合立体化学能量。最后确认27条初筛肽粗略分子对接结果-可能的鲜味肽分子。鲜味肽DGF、HHYE和KCGQ和鲜味受体T1R1/T1R3相互作用可以发现,打分高的对接的相互作用力更多。DGF主要结合在由Leu46、His47、Ser48、His71、Asp、Ser、Ser和Ser等组成的口袋中,并与周围较多的氨基酸残基形成氢键相互作用。多肽结构中Phe的苯环与Tyr、Ala和Trp形成疏水相互作用,进一步增强多肽与蛋白的亲和力。HHYE主要结合在由His47、Arg、Ser、Asp、Asp、Phe、Ser、Ala、Gln、Glu、Gln、Leu、Val组成的口袋中,并与周围Arg和Asp氨基酸残基形成了氢键相互作用。而多肽结构中Tyr的苯环则可以与Phe、Ala、Leu和Val形成疏水相互作用,进一步增强了多肽与蛋白的亲和力。KCGQ主要结合在由Leu46、His47、Ser48、Gly49、Cys50、His71、Cys、Asp、Ser、Arg、Ala、Tyr、Phe、Ser、Arg、Gln组成的口袋中,并与周围较多的氨基酸残基形成了氢键相互作用,主要有Ser48、Gly49、Ala、Phe。最后,宋教授总结通过LC-MS/MS鉴定三种处理方式的肽段数分别为、和条。通过分子对接确定美味牛肝菌中九条肽DGF,EAP,DPY,TEWH,YDKL,HHYE,KCGQ,RNGR和YFQH具有潜在的鲜味特性。通过合成感官验证了其中三条肽(DGF(高压处理)、HHYE(酶解)、KCGQ(酶解))都有鲜味增强效果。通过分子动力学模拟分析出鲜味肽和鲜味受体T1R1/T1R3间的相互作用模式,其主要作用力为氢键和疏水相互作用,对于肽的鲜味增强特征有了进一步的了解。可用于指导生产加工富含鲜味肽的牛肝菌产品。

东北电力大学的刘晶晶副教授作《风味感知信息的类生命体获取及感官传感模拟--谈谈那些失败的经历》。刘老师从一篇年发表在Science上的文章(():-)开始,首先介绍了一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开,根据SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。基于这一原理,她们开发了一种选择性电子舌针对茶叶物质成分含量进行检测。接着,刘老师介绍了基于生物柔性基底的复合力-味双模口感信息分析及协同机理的研究工作,他们设计了8个仿舌压头和一个阵列式薄膜压力传感器,取得了较好的效果。

江南大学的范文来研究员作《白酒中4-甲基苯酚(PC)的发现、产生途径与消减技术》的报告,他首先通过介绍Shih-GueiFu在研究竹笋嫩枝发酵制备过程中,对于在竹笋上空强烈的PC气味,认为可能是PC和乙酸的协同作用导致的;MartinSteinhaus对白胡椒粉提取物分析显示出强烈的粪便味,其中PC有较高的FD,而丁酸、3-甲基丁酸和己酸等对恶臭气味都起贡献,从而推断白酒中挥发性有机酸与陈味物质PC在感官上可以产生相互影响。因此,其研究思路为以白酒中的陈味物质PC为研究对象,首先对白酒中的陈味物质进行定性定量分析,接着探讨有机酸与PC在感官上的相互影响,再从窖泥中对产PC的微生物进行筛选,最后确定白酒中PC去除的方案。接下来,范老师详细介绍了白酒中窖泥臭萃取及洗脱组分确定的过程,他将白酒利用液液萃取(LLE),通过正相色谱分馏,再通过GC-O,确定F4组分(戊烷:乙醚=70:30)具有窖泥臭。同时,他列举了具有异味的一些风味物质的RIDB-Wax,香气描述,香气强度和确定方法,其中PC(4-甲基苯酚)被确定为动物臭,马厩臭。接着,范老师介绍了窖泥臭物质的验证,即稀释4-甲基苯酚标准品至F4组分中相似浓度,通过GC-MS检测,比较标准品和F4组分TIC,可见出峰时间一致。另外,通过三杯二品法,添加4-甲基苯酚之后的各种白酒中,窖泥臭有不同程度的加强。接下来,范老师对4-甲基苯酚的嗅觉阈值进行了测定,他们通过ASTME-用限度的强制选择提升浓缩系列法测定气味和味道极限,结果确定4-甲基苯酚在模拟白酒(46%vol酒精水溶液)中的嗅觉阈值为.97μg/L。文献报道4-甲基苯酚在水中的嗅觉阈值是10μg/L,该物质在白酒中的嗅觉阈值为在水中的17倍。范老师还介绍了一种挥发性酚类物质的萃取方法的选择,DI-SPME(浸入式-SPME)。DI-SPME-GC-MS定量方法在线性范围内有很好的线性关系,R2均0.99。最后,范老师介绍了采用二次蒸馏消减白酒中4-甲基苯酚的做法。他们分别采用了壶式蒸馏酒、常压蒸馏酒,结果发现壶式蒸馏酒是最好的去除窖泥臭的最好办法,并考察了不同蒸馏方式对四大酯、浓香型白酒中挥发性脂肪酸的影响。

中国农业科学院烟草研究所、中国农业科学院特种作物研究中心(青岛)和农业农村部烟草和香薰植物产品风险评估实验室的庞雪莉副研究员作《食品香气劣变及其调控技术研究进展》,她首先介绍了食品加工过程中香气劣变的普遍性,比如热加工产生异味,如甜瓜可产生硫化味,刺梨产生青草味,蟠桃产生酸味,荔枝产生洋葱味;非热加工产生的异味主要有,超高压处理橙汁产生紫丁香气味,辐照处理哈密瓜会产生以青草气为主的辐照味等,还有食品或农产品储藏过程中产生的异味,如玉米和柑橘;食品自身带来的异味,如罗非鱼,啤酒,豆类产品,茶叶等;包装材料迁移带来的异味,如HDPE瓶装水的异味问题。接着她介绍了分子感官科学研究食品中异味的基本思路,即先从挥发性组分的捕获开始(顶空固相微萃取SPME、动态顶空取样DHS、管内微阱捕集Itex、溶剂辅助蒸发萃取SAFE、搅拌棒吸附萃取SBSE、超临界流体萃取SFE),经历异味组分初步筛选鉴定(GC-MS、GC-MS-O、CG-IMS、PTR、AIMS),异味贡献量化评价(稳定同位素稀释分析SIDA结合OT计算OAV),最终验证异味贡献(相似度评价、三角试验、重组试验、省略试验)。接下来她详细介绍了异味提取的一些常用技术,主要包括吸附提取技术(固相微萃取SPME、搅拌棒吸附SBSE、管内提取技术ITEX),顶空提取技术(静态顶空SHS和动态顶空DHS),溶剂提取技术(溶剂辅助蒸发SAFE和液液萃取LLE),超临界流体萃取(超临界CO2高压萃取SCDE)和亚临界流体萃取(SCFE)等。然后,她介绍了气味活性组分筛选常用的气相色谱嗅闻技术(GC-O),其中包括频率检测法(记录目标物质被嗅闻到的总次数),稀释至阈值法(香气物质能被嗅闻到的最大稀释倍数),时间-强度法(定量描述气味的强度)等。还可采用一些复合联用技术对异味组分定性,比如针对低阈值痕量组分的多维气相分析技术,可以解决检测器无信号响应,被无气味贡献的大峰掩盖,多个气味共出峰以及气味簇≠单个香气化合物等问题。这里的多维气相分析主要指中心切割多维色谱-嗅觉检测技术(MDGC-O),它可以实现复杂气味区域重叠,减轻嗅闻负担,提高嗅闻准确度的一种高分辨多维色谱,具有1D/2D模式快速灵活切换系统,可以实现多维流路设计,全二维+1DGC-O检测数据以及1D/2D模式快速灵活切换的功能。在气味贡献量化评价方面,她重点介绍了阈值的测定及目前的现状,例如,在不同介质中阈值不同,即空气水酒精(随着酒精浓度的升高,阈值呈现递增趋势);不同结构阈值差异较大,如1-对孟烯-8-硫醇(葡萄柚香气,10e-11g/L),麦芽酚(焦糖香气,3.5×10e-2g/L)。同一物质阈值数据差异较大,如β-鸢尾酮,其阈值0.-23μg/L不等,其差异悬殊的原因与样品污染、降解,参与测试人员的数量以及个体差异均有一定关系。常用的阈值测定方法主要有ASTM的三点选配法,以及GC-O/AEDA法。在香气劣变的物质基础部分,庞博士以两种自身带异味的水产做了说明,比如罗非鱼,其异味为土腥味,构成这种土腥味的物质主要有3-戊酮、2,3-辛二酮、庚醛、辛醛、壬醛、δ-2氨基戊醛等醛类物质和杂环类化合物;海带/马氏珍珠贝,其异味为腥味,构成这种腥味的物质主要有癸醛、辛醛、2-十一酮、1-辛酮-3-醇、苯甲醛、庚醛、甲氧基-苯基-肟、脂肪酸降解产物等。在香气劣变控制措施部分,庞博士介绍了减少异味生成、控制已生成异味组分和掩蔽异味感知等三种途径。她以热加工甜瓜汁为例,进行了介绍,例如甜瓜汁经热加工后,C9不饱和醇醛减少,清鲜香气降低;小分子Strecker醛类生成发酵异味,异味抑制后新鲜香气不足,这种情况下必须兼顾“去异”和“增香”。最后,庞博士以异味分析要智能便捷、自身食品异味控制要更精准和异味抑制剂筛选作为本领域的展望结束了这次报告。

北京林业大学的朱宝庆副教授作《基于顶空固相微萃取结合气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱(HS-SPME-GC-Orbitrap-MS)技术的果酒中痕量香气组分分析方法的建立与应用》的报告,他首先指出挥发性组分的香气阈值差异很大。甲氧基吡嗪、大马士酮等的香气阈值低至ng级,这些痕量组分给化学分析带来了巨大的挑战。共流出和痕量组分检出给果酒关键香气成分鉴定带来挑战。果酒香气分析的瓶颈性问题之一是具有重要呈香贡献痕量组分的鉴定。GC-orbitrap高灵敏度、高分辨率,目前主要用于环境和食品安全领域。以二硫化碳为例,其碎片离子CS2(75.m/z),在分辨率,FWHM(m/z)均可分辨出元素S(32),S(33),S(34)的精细同位素结构。高分辨率的优势在于提高了选择性。接下来,朱博士重点介绍了果酒中痕量组分的HS-SPME-GC-Orbitrap-MS方法建立,他通过SOP分析流程的建立,靶标的选择,萃取头选择与前处理优化,基质效应,方法评价,定量结果,HRMS谱图可能与NIST不符,香味化合物数据库的建立(foodflavorlab.cn)。接下来,朱博士总结如下:(1)、使用GC-Orbitrap可鉴定果酒痕量挥发性香气化合物;(2)、HS-SPME最优条件:萃取头DVB/CAR/PDMS,平衡吸附温度60℃;(3)、基质对痕量化合物的定量具有较强的增强/抑制效应;(4)、为了方便定性,开发建立了一个痕量组分质谱数据库。最后,朱博士分享了他们采用这个方法分析果酒的痕量组分的一些例子,例如在枸杞果酒的分析中,

在干枸杞酒样中,采用GC-Orbitrap可以发现愈创木酚,麦芽酚,4-乙基愈创木酚,在鲜枸杞酒样中,采用GC-Orbitrap可以发现麦芽酚,4-乙基愈创木酚,C-10-马索亚内酯,δ-十一内酯;在蓝莓果酒香气分析中,在六种蓝莓酒中共检测出了种挥发性化合物,其中三分之一的物质是通过GC-Orbitrap-MS检测到的;最受消费者喜爱的感官属性是“水果味”和“花香”,最不受消费者喜爱的感官属性是“甘草”和“辣椒”等;样品中的“甜味”、“水果味”和“花香”均由酯类物质贡献;o-伞花烯,对伞花烯,和4-乙烯基苯酚与消费者喜爱的感官属性呈负相关。

思聚仪器仪表(上海)有限公司的蒋家奎博士作《食品中VOCs的新一代自动分析技术》的报告。他重点介绍了基于玛珂思的冷阱技术,指出二次冷阱聚焦和反吹进样的优势在于优化灵敏度,改善峰形,增加特异性和具有更宽的定量范围。其全自动工作流程适用于液体样品浸没取样、固体和液体样品的顶空取样。他们将该GC×GC增强分离技术用于植物替代牛肉制品香气分析,还可以用于非目标物分析,主要是使用原始色谱数据分析,即先将对齐的色谱图并自动拆分为多个区域块,然后对每个数据文件的每个区域块进行收集,自动比较每个m/z离子碎片,再利用特征筛选功能突出了显示例类之间的关键区别,最后审查和识别差异化合物。在此基础上,蒋博士提出了肉制品香气逆向工程研究,即首先对纯肉制品的风味进行分析,再对植物替代制品(PBS)的风味进行分析,与纯肉比对发现缺失的香气成分,再将其补充到PBS中通过感官评价获得其最佳风味和口感。例如,消费者比较喜欢的牛肉风味主要有黄油/牛肉脂肪和甜味。在所鉴定的挥发性成分中,双乙酰和乙偶姻是与总体风味的可接受度相关性最近的风味物质。最后,蒋博士对他的报告总结如下:通过Centri实现灵活、自动化的样品萃取和富集前处理过程,将INSIGHT全二维调制器和BenchToF2结合可提供丰富多样的样品特征信息;通过ChromCompare+自动校正复杂色谱图的保留时间,并提取更多的可用信心进行分析;对VOCs分析实现端对端的全流程分析解决方案。

江南大学生物工程学院的唐柯博士作《风味/感官组学在葡萄酒研究及生产中的应用》的报告,他首先指出风味是构成葡萄酒品质的关键因素,接着他着重介绍了以德国慕尼黑应用科技大学(HochschuleMünchenUniversityofAppliedSciences)PeterSchieberle为首的感官组学(Sensomics)的研究思路,感官组学也称分子感官科学(MolecularSensoryScience),是在分子水平上定性、定量和描述风味,对食品的风味进行全面深入的剖析,主要思路是以生物活性为指导发现关键风味物质,进而对其准确定量,然后进行重构和缺失实验来验证其风味贡献。而以美国明尼苏达州立大学GaryAReineccius为首的风味组学(Flavoromics)的研究思路则认为,风味组学是一种非靶向的分析技术,通过代谢组学思路和方法尽可能收集更多的化学信息,再利用化学计量学的手段将食物的化学成分与感官相联系,从而发现影响风味感知的风味化合物,同时还可以进行预测。接着他介绍了在葡萄酒风味研究中的常用研究手段和方法,比如在前处理技术方面,常采用的有LLE、SPE、SPME、SFE、SAFE、泡沫萃取法......;在仪器设备方面,常采用的有GC-MS、GC-FID、GC-PFPD、GC-O、GC×GC-TOFMS......;在感官分析方面,常采用的有定量描述性分析(QDA)、质地剖面法(TP)、风味剖面法(FP)、自由选择剖面法(FCP)和时间-强度法(TI).......;在消费者调查方面,常采用的有Napping?

、FlashProfile、Sorting、TDS、TCATA......。在此基础上,唐博士以全世界的主要冰酒为研究对象,介绍了整个实验的设计思路,第一部分是对冰酒中靶向风味物质的分析,在挥发性风味物质方面,他选择LLE、SPE、SPME和SBSE对风味物质进行富集萃取,再采用GC-O和GC-MS结合AEDA对之进行定性和定量分析,第二部分是对不同地区冰酒的发酵过程进行了分析(酵母代号K1、ST、R2和ECB),主要测定了其中的非挥发性风味物质,采用了HPLC和UPLC结合MS/MS的方法,最后通过重组、缺失和接受度测试等感官分析方法对冰酒的风格属性进行了评价。结果发现,威代尔冰酒的香韵结构为杏桃、热带水果、玫瑰、蜂蜜、焦糖和干果,其中检测出菠萝酮、3-甲硫基丙醛和β-大马酮等特有风味物质,在对产区威代尔冰葡萄酒感官特征分析的过程中,唐博士首先介绍了品评小组是由11位经过了1年以上感官培训的品评员,并参与过葡萄酒的定量描述分析,其对威代尔冰葡萄酒的感官描述确定词为nut,tropicalfruit,apricot,honey,caramel,rose,在属性训练上,分别确定nut的参照物是李子干、杏仁和核桃;fruit是菠萝和香蕉;apricot是杏桃和水蜜桃;honey是蜂蜜;caramel是焦糖;rose是玫瑰。所有参照物均用酒鼻子(Lenezduvin)配制(10%乙醇水溶液,pH3-4),其标度训练则采用线性标度标准(ISO;ISO)。最后通过区分能力,重复性和整体一致性三方面确定感官评价小组的有效性。在定量描述分析方面,唐博士利用XLSTAT(Addinsoft,Paris,France)对中国和加拿大产区冰葡萄酒定量描述分析的感官数据PCA分析,从PCA结果可以看出,中国威代尔冰酒主要表现为干果和蜂蜜的香气,而加拿大产区的冰酒则主要表现为热带水果、玫瑰和焦糖的香气更为显著。与干果及蜂蜜风味呈正相关性的主要风味物质有1-己醇、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯和苯乙醛等;与玫瑰呈正相关性的主要风味物质有1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮、异丁酸乙酯、异戊酸乙酯、辛酸乙酯、玫瑰醚、里那醇、α-松油醇、橙花醇等;与焦糖呈正相关性的主要风味物质有γ-己内酯、γ-癸内酯、乙酸乙酯、愈创木酚、1-庚醇、4-乙烯基愈创木酚、菠萝酮、1,4-桉叶素、桃醛、3-甲硫基丙醛、β-大马酮等。唐博士对不同酿酒酵母对威代尔冰酒挥发性组分的影响进行了研究,结果共定性出种化合物,从香气化合物种类、相对含量和组成特征上来看,不同酿酒酵母酿造的冰酒具有很好的特征性,通过FlavornetHome(

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