食品風(fēng)味化學(xué)（第二版） 課件 第十二章 食品風(fēng)味質(zhì)量評(píng)價(jià)與安全控制

食品風(fēng)味質(zhì)量評(píng)價(jià)與安全控制第十二章第一節(jié)風(fēng)味質(zhì)量的評(píng)估監(jiān)測(cè)感官評(píng)定原料成品風(fēng)味料顏色微生物實(shí)驗(yàn)第二節(jié)食品風(fēng)味制品相關(guān)法規(guī)限制風(fēng)味化合物使用的法規(guī)GB2760-2014

《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》GB/T21171-2018

《香精香料術(shù)語(yǔ)》GB30616-2020《食品用香精》食品風(fēng)味的標(biāo)注及要求我國(guó)關(guān)于食品添加劑標(biāo)注內(nèi)容及要求說明：名稱成分或配料表第三節(jié)食品風(fēng)味形成過程的安全性調(diào)控晚期糖基化終末產(chǎn)物丙烯酰胺反式脂肪酸氯丙醇酯丙烯醛晚期糖基化終末產(chǎn)物晚期糖基化終末產(chǎn)物（Advancedglycationend-products,AGEs）是指在非酶促條件下，蛋白質(zhì)、氨基酸、脂類或核酸等大分子物質(zhì)的游離氨基與還原糖的醛基經(jīng)過縮合、重排、裂解、氧化修飾后產(chǎn)生的一組穩(wěn)定的終末產(chǎn)物，是一類通過美拉德反應(yīng)形成的內(nèi)源性的化學(xué)危害物。AGEs具有高度異質(zhì)性，在食品以及生物體內(nèi)以多種不同的形式存在，如CML、CEL、戊糖苷素、吡咯素和交聯(lián)素等。高脂高蛋白食物及烘烤或者油炸肉制品中AGEs含量較高，危害：降低機(jī)體免疫系統(tǒng)的防御功能，并增加罹患慢性疾?。ㄈ缣悄虿?、動(dòng)脈粥樣硬、腎病、心血管疾病、視網(wǎng)膜病變等慢性疾?。┑娘L(fēng)險(xiǎn)。AGEs的形成機(jī)制AGEs形成的主要途徑及食物中最常見的AGEs的分子結(jié)構(gòu)AGEs的檢測(cè)方法熒光光譜法氣相色譜-質(zhì)譜法液相色譜及液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)食品中AGEs的暴露水平幾乎所有食品均含有羰基和氨基，所以食品加工過程中均可通過美拉德反應(yīng)產(chǎn)生AGEs，如肉類、餅干、牛乳等日常食品中均含有一定量的AGEs一些食品中AGEs含量如右表所示：食品中AGEs的控制控制食品加工單元操作原料：蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)和水分含量加工方式：溫度、水分活度控制食品加工單元操作添加天然產(chǎn)物抑制劑其抑制途徑有以下幾種：覆蓋蛋白質(zhì)的糖基化位點(diǎn)清除氧化自由基捕獲活性二羰基化合物螯合金屬離子食品中AGEs的控制抑制AGEs形成的天然化合物及其作用機(jī)制丙烯酰胺丙烯酰胺（Acrylamide，AA）是一種有機(jī)小分子；具有神經(jīng)毒性、生殖毒性、免疫毒性和致癌性；1994年，國(guó)際癌癥研究所將其評(píng)定為2A類致癌物，即“人類可能致癌物”。AA的形成機(jī)制還原糖與天冬酰胺通過美拉德反應(yīng)形成丙烯酰胺途徑AA的形成機(jī)制丙烯醛或丙烯酸途徑食品中的甘油三油酸酯在高溫下熱解生成丙烯醛，丙烯醛及其氧化產(chǎn)物丙烯酸均可與氨反應(yīng)生成丙烯酰胺。研究還發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺也可在室溫下通過丙烯醛途徑形成，故一些低溫加工的食品同樣存在丙烯酰胺的污染問題。AA的檢測(cè)方法液相色譜及其聯(lián)用技術(shù)氣相色譜及其聯(lián)用技術(shù)酶聯(lián)免疫法電化學(xué)生物傳感器法食品中AA的暴露水平碳水化合物是幾種熱加工食品中丙烯酰胺的豐富來源，三種最常見的食物，如：油炸土豆：272～570μg/kg烘焙食品：75～1044μg/kg咖啡及其替代品中：229～890μg/kg食品中AA的控制控制原料中丙烯酰胺前體物質(zhì)含量控制原料中天冬酰胺和還原糖含量天冬酰胺和還原糖是形成丙烯酰胺的重要前體物質(zhì)。AA生成量與還原糖的濃度呈顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.652，p≤0.01），與天冬酰胺濃度呈正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.432，p≤0.05）。食品中AA的控制控制食品加工工藝原料進(jìn)行預(yù)處理浸泡或漂燙（檸檬酸、NaCl和CaCl2溶液浸泡）天冬酰胺酶處理脈沖電場(chǎng)或微波處理控制溫度和時(shí)間控制水分含量選擇合適煎炸用油食品中AA的控制添加外源抑制劑添加陽(yáng)離子添加抗氧化劑添加氨基酸或蛋白質(zhì)反式脂肪酸反式脂肪酸（Transfattyacids，TFA）是含有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立、非共軛雙鍵并且具有反式構(gòu)型的不飽和脂肪酸的統(tǒng)稱。天然油脂中的不飽和脂肪酸大多呈順式結(jié)構(gòu)，而在某些條件下（如部分氫化），脂肪酸中的一個(gè)雙鍵可以從順式構(gòu)型變?yōu)榉词綐?gòu)型，如油酸是許多來源中天然存在的脂肪酸，而反油酸是在油的部分氫化過程中出現(xiàn)的油酸的反式結(jié)構(gòu)。反式脂肪酸的來源或形成途徑天然反式脂肪酸天然TFA主要存在于反芻動(dòng)物（如牛、羊）的肉和乳制品中，主要是在反芻動(dòng)物瘤胃細(xì)菌酶的生物氫化作用下形成的。生物氫化作用是在瘤胃中共生的多種瘤胃細(xì)菌的共同參與下，將飲食中的順式脂肪酸轉(zhuǎn)化為反式脂肪酸。將不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡投容^高的終產(chǎn)物，是反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌群的一個(gè)獨(dú)特的生化反應(yīng)過程。一般來說，脂肪酸的生物氫化速率隨著不飽和度的增加而增加，亞油酸（C18:2）和亞麻酸（C18:3）作為主要底物，其生物氫化程度分別為70%～95%和85%～100%。在乳制品和肉制品中的TFA含量普遍較低，且以順9,反11-C18:2為主，占總同分異構(gòu)體的80%以上。這類來源的TFAs在技術(shù)上被認(rèn)為是反式脂肪酸，因?yàn)樗诜词綐?gòu)型中包含至少一個(gè)雙鍵。但美國(guó)食品和藥品管理局并未將共軛亞油酸的這些異構(gòu)體歸類為反式脂肪，并可以用于食品中。反式脂肪酸的來源或形成途徑工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生反式脂肪酸油脂部分加氫油脂氫化，是一種對(duì)脂肪和油進(jìn)行改性處理的過程，即在催化劑的作用下，油脂的不飽和雙鍵與氫發(fā)生加成反應(yīng)，可以將液態(tài)的不飽和油脂變成固態(tài)或者半固態(tài)的油脂，從而改善油脂的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、塑性，抗氧化能力等功能特性。油脂氫化的過程中，一部分雙鍵被加成，另一部分雙鍵發(fā)生位置異構(gòu)或轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)型（即為TFA）。反式脂肪酸的含量主要與原料中不飽和脂肪酸含量和氫化條件（如氫化溫度、氫化壓力、攪拌強(qiáng)度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑類型和濃度）有關(guān)。反式脂肪酸的來源或形成途徑工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生反式脂肪酸熱處理油脂精煉的方法主要包括化學(xué)精煉和物理精煉兩種,如下圖所示：反式脂肪酸的形成主要是在最后的高溫（180-270°C）脫臭階段，如右表所示：油脂精煉過程中C18:1、C18:2和C18:3的反式異構(gòu)體分布（占總脂肪酸的%）反式脂肪酸的來源或形成途徑工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生反式脂肪酸熱處理油炸是另一個(gè)影響反式脂肪酸形成的食品加工過程。在這個(gè)過程中，反式脂肪酸的形成與所用食用油類型、油炸過程和溫度等因素密切相關(guān)。深度油炸也被認(rèn)為是形成反式脂肪酸的重要因素。在油炸過程中，油被連續(xù)或反復(fù)地置于高溫（160-190°C）下，多不飽和脂肪酸受到高溫、氧氣、水分、反復(fù)煎炸等的影響發(fā)生氧化、劣敗，產(chǎn)生脂質(zhì)氫過氧化物、醛類等氧化產(chǎn)物，并由于異構(gòu)化反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致反式脂肪酸的形成。反式脂肪酸的檢測(cè)方法氣相色譜法（GC）及其質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）紅外光譜法（IR）銀離子（Ag+）-色譜法食品中反式脂肪酸的暴露水平不同食物中反式脂肪酸的含量不同，如表所示：其中人造黃油和起酥油是具有不同異構(gòu)體的反式脂肪酸的主要來源，人造黃油中的TFA主要是反式-C18:1，占總反式脂肪酸的90%以上。餅干、蛋糕、油炸食品和其他由部分氫化植物油制成的零食中也含有大量TFA。不同食品中反式脂肪酸含量食品中反式脂肪酸的控制油脂精煉和食品熱加工過程中的控制優(yōu)化與控制加工工藝：如加熱時(shí)間、加熱溫度等選擇合適的油脂：TFA的形成與油脂中不飽和脂肪酸的含量有關(guān)，相同加工條件下，油中的不飽和脂肪酸含量越高，反式脂肪酸越易生成；食用油中某種順式脂肪酸含量高，其生成的相應(yīng)TFA含量也高。因此，選擇合適的油脂種類也是降低TFA含量的有效途徑。食品中反式脂肪酸的控制油脂氫化過程中的控制降低氫化反應(yīng)溫度、提高反應(yīng)壓力、增加反應(yīng)系統(tǒng)攪拌速率、減少催化劑用量等超臨界流體催化氫化、電化學(xué)催化氫化、超聲波催化氫化等新型氫化方法氫化油的替代酯交換分提油凝膠氯丙醇酯氯丙醇類化合物是丙三醇的羥基被一個(gè)或兩個(gè)氯取代形成的化合物總稱，包括單氯丙二醇（MCPD）和雙氯丙醇（DCP）兩大類。食品加工過程中，主要以3-MCPD為主。3-MCPD具有生殖毒性、免疫毒性、神經(jīng)毒性及潛在的致癌性，且在2011年被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)歸為2B類致癌物，即“可能的人類致癌物”。捷克科學(xué)家Svejkovska等提出在食品中3-MCPD主要以與脂肪酸結(jié)合的形式存在，因此以3-氯-1,2-丙二醇脂肪酸酯（3-MCPD酯）作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，可反映食品加工中氯丙醇酯類物質(zhì)的生成狀況。3-MCPD酯的形成機(jī)制氯離子直接親核取代假說環(huán)酰氧鎓離子中間體假說3-MCPD酯的形成機(jī)制縮水甘油酯中間體假說3-MCPD酯的檢測(cè)方法間接檢測(cè)方法原理：將3-MCPD酯水解為游離的3-MCPD，并選擇合適的衍生劑如苯硼酸（PBA）或七氟丁酰基咪唑（HFBI）將其衍生化，然后利用GC-MS進(jìn)行定量分析，進(jìn)而計(jì)算出食品中3-MCPD酯的含量。其中將3-MCPD酯水解為游離的3-MCPD的方式主要包括以下三種：堿法水解、酸法水解和酶法水解。直接檢測(cè)方法對(duì)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單凈化處理后，利用LC-MS直接進(jìn)行3-MCPD酯檢測(cè)的方法。食品中3-MCPD酯的暴露水平食用油脂，如表所示：食用油脂尤其是精煉油脂是3-MCPD酯的主要來源之一。其他熱加工食品：其他含油食品如嬰幼兒配方乳粉、炸薯?xiàng)l、餅干等食品中也可檢測(cè)到一定含量的3-MCPD酯。熱反應(yīng)風(fēng)味料，如熱反應(yīng)肉味香精。食品中3-MCPD酯的控制食用油脂中3-MCPD酯的安全控制油脂精煉過程中的控制去除3-MCPD酯前體物質(zhì)：甘油酯（TAG、DAG和MAG）和氯源（有機(jī)氯或無機(jī)氯）改善油脂脫臭工藝：采用兩步脫臭法降低脫臭溫度油脂精煉后處理加入活性炭、活性漂白土（ABE）、沸石或硅酸鎂等吸附材料，減少油脂用于熱加工食品中由縮水甘油酯生成3-MCPD酯。酶法去除已生成的3-MCPD酯食品中3-MCPD酯的控制熱反應(yīng)風(fēng)味料中3-MCPD酯的安全控制選擇合適的脂肪酶解工藝脂肪添加量：在保證風(fēng)味前提下盡可能降低脂肪添加量氯化鈉添加模式：熱反應(yīng)之前不添加氯化鈉，美拉德反應(yīng)結(jié)束后低溫添加氯化鈉丙烯醛丙烯醛（Acrolein，ACR）是一種親電性的不飽和醛，結(jié)構(gòu)式為CH2=CHCHO，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑，是一種強(qiáng)制激性揮發(fā)氣體，人體可通過消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種方式接觸。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將丙烯醛評(píng)定為3類致癌物。食品加工過程中丙烯醛的形成途徑（A）碳水化合物來源；（B）美拉德反應(yīng)；（C）甘油來源丙烯醛的分析檢測(cè)方法液相色譜法2,4-二硝基苯肼（DNPH）衍生測(cè)定法氣相色譜法在進(jìn)行分析前一般需要進(jìn)行衍生化處理，常用的衍生化試劑有PFBHA、PFPH和TFEH食品中丙烯醛的暴露水平根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局，人類接觸丙烯醛的主要來源是大氣。除此之外，日常生活中，烹調(diào)油煙、炙烤和油炸食品等也是ACR的主要來源。有關(guān)數(shù)據(jù)表明食品中ACR含量在10～600