食品香料的穩定性 [复制链接]

晨曦
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发表于 2005-11-18 12:32:13 |只看该作者 |倒序浏览

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来源：大葉大學（台湾）游銅錫

食品香料在食品上的使用很普遍, 對食品的品質及接受性也有很大的影響。一般食品香料使用者對香料之穩定性極為重視, 因為如果香料變質或不穩定不但造成香料本身價值的損失, 如將變質或不穩定之香料應用於食品上,導致食品品質的劣變, 或消費者接受性之降低, 所造成的損失才更驚人。一般食品香料的使用者大概都知道要跟香料供應商索取規格表, 及香料的使用或儲存時該注意的要點; 也知道利用比重, 折射率, 色澤的測定; 及利用氣相層析分析法, 及官能品評法來判斷香料的品質及穩定性, 但是若能再進一步了解各類香料的組成及香料組成分之反應性與穩定性, 則在香料儲存及應用時因為已經能預先掌握香料的特性及反應性或穩定性, 因此對香料的品質及產品品質的掌控能取得先機, 因而能對所生產的產品達到較好的品管與品保。為了加深香料使用者對食品香料穩定性的了解, 本文將概略介紹常用食品香料的組成, 及從香味化學的觀點來探討香料的穩定性。

一. 常用食品香料中所使用之重要或量多的成份:

1. 杏仁: benzaldehyde, 5-methylthiophene-2-carboxaldehyde

2. 茴香, 八角: anethole

3. 蘋果: alkyl isovalerates, isoamyl acetate, trans-2-hexenal

4. 香蕉: isoamyl acetate, trans-2-hexenal

5. 藍莓: isobutyl 2-butenoate

6. 奶油: 低碳鏈脂肪酸, diacetyl, methyl ketones

7. 櫻桃: benzaldehyde, p-tolualdehyde, heliotropine

8. 巧克力: vanillin, ethyl vanillin, pyrazines, 5-methyl-2-phenyl-2-hexenal, cyclotene

9. 肉桂: cinnamic aldehyde

10. 椰子: 內酯類 (lactones)

11. 咖啡: furfuyl alcohol, furfural, furfuryl mercaptan, furfuryl thiopropionate, cyclotene

12. 丁香: eugenol

13. 蒜頭: disulfides, trisulfides, allicin

14. 葡萄: methyl anthranilate, esters, craboxylic acids

15. 柑橘類水果: 不飽合碳氫化合物, C8-C12醛類化合物

16. 花生及核桃類: furans, pyrazines

17. 山葵, 芥末: allyl isothiocynates

18. 茉莉: benzyl acetate, benzyl alcohol

19. 肉類: aldehydes, thiazoles, thiophenes

20. 瓜類: hexanal, trans-2-hexenal, cis-3-hexenol, 不飽和醛類化合物

21. 牛奶: ethyl maltol, ethyl vanillin, vanillin, lactones, C2-C12 有機酸

22. 菇類: 1-octen-3-ol, 及其它八碳醇

23. 香菇: 1-octen-3-ol, 直鏈及環狀含硫化合物

24. 水蜜桃: lactones, 6-amyl-alpha-pyrone

25. 梨子: 含雙不飽和碳鏈之酯類化合物

26. 薄荷類: menthol 或 l-carvone

27. 鳳梨: allyl caproate, methyl beta-methylthiopropionate, esters, carboxylic acids

28. 玉米: pyridines, pyrazines, furans, dimethyl suifide

29. 馬鈴薯 methional, pyrazines

30. 梅子: dimethyl benzyl carbinyl isobutyrate, C1-C6 acids, ionones

31. 海產品: pyridines, amines

32. 煙燻類: guaicol, phenols

33. 草莓: ethyl maltol, cis-3-hexenol, ethyl methylphenyl glycidate, furaneol

34. 番茄: hexanal, isobutylthiazole, cis-4-heptenal

35. 香草: vanillin, ethyl vanillin

36. 酒類: isoamyl alcohol, isobutyl alcohol, phenylethyl alcohol

37. 蜂蜜: linalool, linalool oxide, phenylethyl alcohol, phenyl acetaldehyde

38. 茶類: cis-3-hexenol, trans-2-hexenal, linalool, linalool oxide, ionones, nerol, nerolidol, indole, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol, terpenes

39. 一般水果類: 酯類, 短鏈有機酸, 醛類, 酮類化合物

40. 乳製品: C1-C12有機酸, diacetyl, acetoin, methyl ketones, lactones

二. 與香料穩定性有關之基礎香味化學

要了解香料儲藏時及使用於食品後為何會產生品質的變化, 先要知道與香料呈香有關之重要香味化合物之香味化學。茲將此等香味化學或反應簡述如下:

1. Schiff's base 的形成: 此即amino類化合物與醛類化合物反應所形成的縮合反應產物, 此反應會改變醛類化合物的呈香性及產生不良的顏色。

2. Amino 類化合物 (例如anthranilates, indoles, quinolines) 與酮類化合物 (例如vanillin, heliotropine) 反應產生縮合產物, 而改變呈香性與顏色。此反應在香料上之最典型例子為葡萄香料中之methyl anthranilate 與醛或酮類化合物, 如vanillin或ethyl vanillin, 反應而產生變色及變味;茶類香料中之indole與heliotropine反應而變色及變味。

3. 不飽和碳氫化合物 (例如柑橘及香辛料精油中之terpene 類化合物) 氧化產生含氧化合物及過氧化物而影響呈香性。

4. 酯類及內酯類化合物之水解成醇類及酸類化合物。

5. Adol 縮合反應: 即醛類與醛類化合物, 醛類與酮類化合物, 酮類與酮類化合物進行縮合反應形成aldol 化合物, 而使呈香性改變。

6. Retroaldol水解反應: 即aldol化合物進行水解回復成醛類或酮類化合物的反應。

7. 半縮醛 (hemiacetal), 縮醛 (acetal), 及半縮酮 (hemiketal)的形成反應: 醇類化合物會與醛類化合物反應形成半縮醛或縮醛, 或與酮類化合物反應形成半縮酮, 而造成香味的改變。食品香料中常用到醇類化合物, 如酒精, 丙二醇, 甘油, 己六醇, 等當溶劑, 當香料中之呈香成份含有醛類化合物時, 此等反應即易進行而影響香料的呈香性。美國IFF香料公司曾進行香味成份之穩定性研究發現, heliotropine 會與丙二醇 (PG)反應形成heliotropine propylene glycol acetal; 經16 週之儲存試驗發現會有27.8 %之heliotropine 轉變成相對的acetal; vanillin 會與丙二醇反應形成 vanillin propylene glycol acetal; 經16週之儲存試驗發現會有57.5 % 之vanillin 轉變成相對的acetal; ethyl vanillin 會與丙二醇反應形成ethyl vanillin propylene glycol acetal; 經16週之儲存試驗發現會有53.4% 之ethyl vanillin轉變成相對的acetal; benzaldehyde會與與丙二醇反應形成benzaldehyde propylene glycol acetal; 經16週之儲存試驗發現會有84.7 % 之benzaldehyde 轉變成相對的acetal; levulinic acid 會與丙二醇反應形成levulinic acid propylene glycol acetal; 經16 週之儲存試驗發現會有81.9 % 之levulinic acid 轉變成相對的acetal。由上述研究可以知道acetal, hemiacel, hemiketal的形成對香料的品質, 特別是對牛奶, 香草, 肉桂, 櫻桃, 杏仁, 梅子, 煙燻肉, 及巧克力等香料的品質有很大的影響。

8. 梅納反應: 即amino 類化合物與基化合物進行脫水縮合反應, 而形成暗褐顏色及異味的反應。這個反應在高溫下較易進行; 這個反應也是造成柑桔果汁異味產生的一個重要反應。

9. 酯類的形成: 這個反應乃醇類化合物與有機酸類化合物進行脫水縮合的反應; 酸性條件下有利於此反應的形成。一般水溶性香料常以醇類當溶劑; 當香料成份中有有機酸類化合物存在時, 此等有機酸易與醇類溶劑形成酯類化合物, 而改變香料的呈香性。

10. 酮類化合物與烯醇類化合物相互轉換的反應(Keto-enol tautomerization): 即酮類化合物轉變成烯醇類化合物; 烯醇類化合物轉變成酮類化合物之反應, 酸性條件下有利於此反應的形成。

11. 硫醇類化合物的氧化: 硫醇類化合物易氧化變成硫醚類化合物而改變香料的呈香性。典型的例子為咖啡特徵香味化合物furfuryl mercaptan及榴槤特徵香味化合物propyl mercaptan的氧化。

三. 香味成份的穩定性

一般食品用香料主要乃是由食品級香味成份及溶劑所組成。上文已從香味化學的觀點探討香料中具不同官能基之香味成份於香料儲藏或食品加工及儲存過程所可能進行的反應, 為了讓食品香料製造者及使用者在製造或使用香料時能更了解香料的特性及穩定性, 下文再從食品香料中常用或重要之香味化合物之穩定性, 及於香料儲存時容易進行的反應或變化作一整理:

1. 容易氧化的香料成份:

(1) 醛類化合物: 如 benzaldehyde及含多量benzaldehyde 之almond oil (常用於杏仁, 櫻桃, 梅子等香料), cinnamic aldehyde及含多量 cinnamic aldehyde 之cinnamon oil (常用於肉桂, 楊桃香料), anisaldehyde及含多量 anisaldehyde 之 anise oil (常用於八角, 茴香等香料), phenylacetaldehyde (常用於蜂蜜及甜味香料), lily aldehyde (常用於鈴蘭香料), citral, hexanal (常用於蔬果香料), 3-phenyl propanal (常用於瓜類香料), aldehyde C-11 undecyl & undecenyl (常用於柑桔類香料), cyclamen aldehyde (常用於柑桔類香料), hydroxycitronellal (常用於花香香料), hexyl cinnamic aldehyde (常用於瓜類香料), 2,4-decadienal (常用於油脂, 肉類香料), 及多不飽合醛類化合物 (常用於瓜類, 肉類, 梨子香料)。

(2) 硫醇類化合物: 如propyl mercaptan (常用於榴槤, 肉類, 蔥類等香料), furfuryl mercaptan (常用於咖啡, 麥茶, 肉類等香料), pineapple mercaptan (常用於鳳梨香料)。

(3) 不飽合碳氫化合物: 如limonene, terpenes, sesquiterpines, terpene alcohols, 含不飽合碳氫化合物之柑桔精油或香料 (如甜橙, 柳橙, 檸檬, 萊姆, 葡萄柚等), 及含不飽合碳氫化合物之香辛料精油等。

(4) furaneol (常用於草莓, 鳳梨, 芒果, 冬瓜茶, 咖啡, 及其它甜味香料等)。

2. 容易產生聚合者: 如phenyl acetaldehyde (常用於蜂蜜香料), aldehyde C-12 lauryl (常用於柑桔香料), lactones (常用於牛乳, 椰子, 水蜜桃, 杏子香料), acetaldehyde (常用於水果香料), acetyl carbinol (常用於乳製品香料), furfural, 5-methyl furfural (常用於咖啡, 麥茶, 冬瓜茶香料), ocimene, citral (常用於檸檬, 生薑香料)等。

3. 遇金屬離子易變色者:

(1) 遇鐵離子易變色者: 如 vanillin, ethyl vanillin, maltol, ethyl maltol (常用於草梅, 牛奶, 甜香香料), cyclotene (常用於咖啡, 冬瓜茶, 麥茶, 巧克力香料), eugenol (常用於丁香, 香蕉香料), benzyl iso-eugenol, benzyl salicylate。

(2) 遇鋁離子易變色者: benzyl alcohol (常用於茉莉香料), citronellol, 3-phenyl propanol, terpinyl acetate (常用於柑桔香料)。

4. 照光易變色者: 如 indole (常用於茶香料), skatole (常用於化粧品香料), ethyl vanillin, vanillin (vanilla extract, benzoin extract), eugenol (clove bud oil, clove leaf oil, bay oil), isoeugenol, benzyl isoeugenol, cinnamic aldehyde (cimmamon bark oil, cinnamon leaf oil, cassia oil), amyl cinnamic aldehyde, methyl anthranilate (jasmine absolute, orange flower absolute, neroli oil), methyl methyl anthranilate (常用於橙花香料), allyl anthranilate, nitromusks (musk ketone, musk ambrete, musk xylene, moskene), oakmoss, treemos, birch tar oil, castoreum oil, citral (lemon grass oil), heliotropine (常用於櫻桃香料), isobutyl quinoline, isopropyl quinoline, furfural, 5-methyl furfrual, methyl octine carbonate, phenylacetic acid, benzyl alcohol, ionones (常用於蘋果, 茶, 莓類香料), farnesol, linalool (常用於木瓜, 茶, 蜂蜜香料), bromstyrol, estragol, dimethyl hydroquinone, nerolin yara yara等。

5. 易形成縮醛或半縮醛者: 如vanillin, ethyl vanillin, benzaldehyde, heliotropine, valeraldehyde (常用於可可, 巧克力香料), butaldehyde (常用於可可, 巧克力香料), levulinic acid (常用於糖香, 肉類香料)等。

6. 加熱不易熔化者: 如gum benzoin, olibanum resinoid等。

7. 易裂解者: 如isothiocynates (芥末, 山葵之辛辣成份), allicin (大蒜之辛辣成份) 等。

由上述之資料整理我們可以知道, 如能初步了解食品香料的基本組成, 並對各類具不同官能基之香料中之重要香味化合物在不同儲存條件, 或食品製備及加工條件中可能引起的變化或化學反應有所認知, 而將香料作最佳的儲存及應用, 將可使所製造出來的食品有最佳的品質及最佳的消費者接受性; 食品香料本身也能發揮其賦香及增進食品消費者喜好性的效果。