《香料學》(全套課件)北京工商大學
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第十四章 雜環(huán)香料,§14.1 概述 一、定義:含有O、S、N等雜原子的環(huán)狀化合物。如:,二、特點,1. 雜環(huán)香料化合物多數(shù)存在于天然香料和食品中。 在食品中檢出40多種香料化合物,其中雜環(huán)有1000種以上。 在食品中檢出的吡嗪類化合物已經(jīng)超過100種。 炒咖啡中:171/370;黑面包中:34/92。 2. 這類化合物的香勢很強,閾值一般為ppm、甚至ppb級。在天然香料和食品中含量甚微,但對香味(香氣)的貢獻很大??勺鳛榱钊藵M意的食用或日用香料。合成品因純度很高,往往氣味不好,但極稀時香氣很好。例如: (1) 吲哚(沒有吲哚就沒有茉莉香精) 存在:茉莉油、糞便中;FEMA No.2593;濃時有不愉快的糞臭,稀釋后(0.1%)產(chǎn)生愉快的茉莉花樣鮮香,極度稀釋時味覺愉快。 (2) :濃時氣味令人作嘔;稀釋時有良好的烤肉香味。,3. 這類化合物香氣特征突出,香味特征非常明顯。 關(guān)鍵性香原料 提高香精檔次和食品象真度。 4. 除了個別化合物外,大部分雜環(huán)香料化合物是1970’s以后發(fā)展起來的(伴隨著現(xiàn)代分析儀器的發(fā)展),但其合成方法均很經(jīng)典。 5. 大部分的具有食品香味的上述化合物可以在食品加工過程(炒、蒸、烤等)中產(chǎn)生。 加熱引起的非酶反應(yīng)(Maillard反應(yīng)):產(chǎn)生雜環(huán)。定義:食品中氨基酸與還原糖之間的反應(yīng)。 6. 除喹啉和吲哚是重要的日用香料外,雜環(huán)化合物主要用作食用香料。,,§14.2 雜環(huán)香料化合物的一般合成方法,一、含有一個雜原子的五元雜環(huán)化合物的合成1. 由1,4-二羰基化合物合成(Paal-Knorr合成) 環(huán)化劑 XP2O5 OP2S5 SNH3 NHNH2R N-R 2. 由1,4-二取代烷、烯、炔合成3. 從烷烴出發(fā),4. α-氨基酮和β-二酮或β-酮酯縮合(Knoor吡咯合成),例如:2,4-二甲基吡咯的合成:5. α-鹵代酮與β-酮酸酯反應(yīng)(Hantzsch Synthesis),二、1,3-位含有二個雜原子的五元雜環(huán)化合物的合成,噁唑、噻唑、咪唑 1. Hantzsch合成(韓奇合成)X=O 噁唑;X=S 噻唑;X=N 咪唑。R1,R2=H、烷基、芳基;R3=H、NH2、NHR、Ar、OR 當X=S時,該方法非常有效,產(chǎn)率50%~70%。2. 由α-酰胺基酮合成(Robinson-Gabriel反應(yīng)),3. 由α-氨基酮合成,α-二酮或α-羰基醛在NH3存在下亦可得咪唑類。4. 由?;苌锖铣婶驶〈孽セ蛄蝓ィ╔= O,S),三、含有一個雜原子的六元雜環(huán)化合物的合成,1. 1,5-二羰基化合物環(huán)化2. 齊齊巴賓吡啶合成,四、吡嗪合成,1. 直接環(huán)化中間體自動氧化2. 吡嗪 取代吡嗪(有機鋰在雜環(huán)上加烷基比較有效)XR’= OCH3、SCH3,,§14.3 雜環(huán)香料代表物,一、呋喃類,概述,存在:幾乎所有天然食品中都可檢出呋喃類香料化合物。 香氣、香味:焦糖氣息、甜的水果、堅果及肉類香味。 特點:數(shù)量多、分布廣;香勢強、閾值低;香氣好、特征性強;用量小、價值高。 應(yīng)用:(肉味)食用香精。呋喃類香料代表物,1. 2-甲基-3-呋喃硫醇,存在:鮪魚。 香氣:良好的肉香和烤肉香、咖啡、水解植物蛋白樣香味。 安全性:FEMA No. 3188、COE 4173。 用途:主要用于各種肉味香精,特別適于牛肉汁和烤肉香精,在貝類和烤堅果香精中應(yīng)用非常廣泛。 制法:以2-甲基呋喃為原料,二、 噻吩類,廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥中,近來應(yīng)用于香料。 來源:洋蔥、面包及烤花生,酰基衍生物較多。 香氣特征:具有青甜和開胃的感覺。2-乙酰基噻吩 芥菜香2-乙基噻吩 蘇合香噻吩酮 洋蔥香成分,三、吡咯類,發(fā)現(xiàn):1975年,20多種取代吡咯(I.F.F.) ,現(xiàn)在 50多種。 來源:烤咖啡、花生、可可、蘑菇、煙草、綠茶。 香味:焦香及壤香部分代表物:,代表物:2-乙?;量?( 2-Acetylpyrrol ),存在:食醋、草果、面包、牛肉、可可、咖啡、炒花生、大豆、蘑菇、醬油、燒雞、茶等。 香氣:焙烤香氣、類似吲哚的較弱香氣,有谷物、魚的香氣。 安全性:FEMA No. 3202。 用途:食用香精、煙用香精。在飲料、冰激凌、糖果等中用量~50ppm。 制法:,四、噻唑類,1967年開始被研究。 來源:絞牛肉、燉牛肉、熟牛肝、烤土豆、炒花生、爆玉米、可可、咖啡、酒、麥芽等。 香味:鮮菜香、烤肉香及堅果香。香氣特強、閾值很低。 應(yīng)用:調(diào)配肉香精及焙烤香味的食用香精。,代表物:三甲基噻唑(2,4,5-Trimethyl thiazole),存在:牛肉、紅豆、煮土豆、葡萄酒中微量存在。 香味:濃郁巧克力香、堅果、焦糖、烤肉香味。 香氣:濃郁巧克力香、淡青香。 安全性:FEMA No. 3325。 用途:巧克力香精、咖啡香精、肉香香精。 制備:1.2.,五、吡啶類,吡啶類是在天然中廣泛存在的一類化合物,在醫(yī)藥合成中應(yīng)用較多,在香料行業(yè)中的應(yīng)用遠不及吡嗪等雜環(huán)化合物,但在日用和食用香精中均有使用,尤以食用香精中為多。常見的吡啶類香料化合物有:,六、吡嗪類,使用最多,用量最大的一類雜環(huán)香料。 來源:在50多種食品中發(fā)現(xiàn)了120多種吡嗪類。 發(fā)現(xiàn):1879年于甜菜糖中發(fā)現(xiàn)甲基吡嗪及同系物;1928年于咖啡中檢出吡嗪及甲基吡嗪,之后未見報道;1964年于食品中發(fā)現(xiàn)有2,5-二甲基吡嗪,之后這種報道大量出現(xiàn),是雜環(huán)中研究報導最多的一種。 存在:烘烤食品中最多,如烤堅果、烤花生、烤肉中。 香昧:堅果香、巧克力、咖啡及烘烤食品香氣。烷基吡嗪:烤堅果樣;甲氧基吡嗪:鐘胡椒樣;乙?;拎海禾貏e強烈的爆玉米花烤香。 應(yīng)用:食用香精。至少40多種吡嗪類香料商業(yè)化。,代表物:2,3,5-三甲基吡嗪,存在:炒大麥、熟牛肉、可可制品、咖啡、炒花生、爆玉米花、土豆、大豆等。 香氣:堅果香、烤香。 安全性:FEMA No. 3244。 用途:可可、咖啡制品、花生、芝麻等烘烤食品,飲料、煙草制品、巧克力、糖果、大豆制品等。 制法:丁二酮和1,2-丙二胺合成,七、吲哚類,吲哚是較早應(yīng)用于調(diào)香的雜環(huán)化合物,主要用于日用花香型香精,極微量用于食用香精。常用的有吲哚和3-甲基吲哚。 代表物:3-甲基吲哚(Skatole)(糞臭素) 存在:大靈貓香膏、糞便。 安全性:FEMA No. 3019,F(xiàn)DA,RIFM。 香氣:濃度高時糞便臭氣、濃度低時有優(yōu)雅花香。 應(yīng)用:作為定香劑痕量用于花香型和動物香型日用香精中。極痕量用于葡萄、干酪、果香、堅果香等食用香精。,制備:(1)Fischer吲哚合成法,以丙醛和苯腙為原料。(2)鄰乙基-N-甲酰苯胺異構(gòu)化、環(huán)化。,八、喹啉類,和吲哚一樣,喹啉類也是重要的日用香料。常用的喹啉類香料化合物有:,代表物:6-甲基喹啉,存在:未見報道。 香氣:濃度高時令人不愉快氣味,濃度低時具有靈貓香和煙草香。 安全性:不作食用,一般認為可安全外用。 應(yīng)用:蜜香型、百花型、紫丁香型、鈴蘭型、依蘭型、茉莉型、煙草型、橡苔型等香精。 制備:Skraup喹啉合成法,26,作 業(yè),1. 寫出下列香料化合物的化學結(jié)構(gòu)式并簡述其香氣特征。吲哚、2-甲基-3-呋喃硫醇、2-乙酰基噻吩、2-乙?;量?-乙氧基噻唑、2-乙?;拎骸?-甲基吲哚、6-甲基喹啉。 2. 寫出合成下列香料化合物的化學反應(yīng)方程式。2-乙?;秽?、2,3-二甲基吡嗪、三甲基噻唑、2,3,5-三甲基吡嗪。,
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