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花椒中麻味物质的呈味机理及制备方法研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-31
核心提示:麻味物质以山椒素为主要代表。麻味物质在空气中极易发生化学变化,目前国内外尚未建立花椒麻味评价及适用于工业生产的麻味物质提取的标准方法,这一现状阻碍了花椒的深加工及广泛的市场流通。
   麻味物质以山椒素为主要代表。麻味物质在空气中极易发生化学变化,目前国内外尚未建立花椒麻味评价及适用于工业生产的麻味物质提取的标准方法,这一现状阻碍了花椒的深加工及广泛的市场流通。不少学者对酰胺的制备方法及产生麻味的原因进行了分析,试图揭开麻味物质在人体中的响应机制并为花椒中麻味物质的快速检测构建有效方法。四川农业大学食品学院的徐丹萍、蒲彪和四川农业大学林学院的叶萌等人主要对花椒中麻味物质的主要种类、麻味物质呈味机理及制备方法的研究现状进行综述,为花椒麻味物质构效关系的深入探究和麻味物质检测标准方法的建立等提供支持。
 
  麻味物质的呈味机理
 
  麻味物质激发感觉神经
 
  不同麻味物质对人体产生的具体感觉不同,例如羟基-α-山椒素主要产生刺痛的感觉,δ-、γ-和α-山椒素产生燃烧的感觉,而β-山椒素则主要产生麻木的感觉等。麻味不是基本味觉,人体对麻味的感知主要与酰胺基团有关。一方面,酰胺基团N原子上的孤对电子不定域不易与其他原子形成共价键,脂烃基对氨基氮的斥电子效应使N原子上的电子云密度增大;另一方面,酰胺基团的C=O双键与脂肪链上的C=C双键形成π-π共轭,使电子云向氧原子方向移动,造成整个酰胺基团电子云密度增大,与质子结合力变强,刺激舌黏膜和触觉神经产生辛麻感。
 
  麻味物质的构效关系
 
  电位离子通道瞬时受体电位(TRP)V1和和TRPA1能被山椒素及其衍生物激活产生辛麻感,但是当刺激性物质的结构不同时,能刺激不同的受体产生刺激感受。麻味强度受到C链长短及N端结构的影响,C链长度越长麻味强度越低;同时,N端结构对麻味强度的影响,按照降序排列顺序依次是:异丁基酰胺、哌啶、乙醇胺和2-乙基己胺、吡咯烷、3-甲基丁胺、丁胺和甲基丁基酰胺。
 
  麻味物质的制备方法
 
  常规制备方法
 
  目前麻味物质的常规制备过程是:首先,利用有机溶剂或超临界CO2等对样品进行初步提取,初提后的样品进行硅胶、凝胶等色谱的梯度洗脱,收集不同洗脱条件下的馏分;其次,利用高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、质谱(MS)等直接进行定性、定量,或者采用制备型薄层色谱(TLC)、制备/半制备型HPLC、高速逆流色谱(HSCCC)、超高效液相色谱(UPLC)等仪器进一步对样品分离纯化;最后结合核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、MS分析等,进行麻味物质结构的鉴定。
 
  1) 麻味物质的提取和分离
 
  常用的提取方法有有机溶剂提取、超临界CO2萃取等,主要的分离方法有硅胶色谱、制备/半制备型HPLC、HSCCC、UPLC等。用于麻味物质初步提取的有机溶剂有甲醇、乙醇、氯仿、石油醚、乙醚、植物油等,其中甲醇、乙醇是最常使用的麻味物质粗提溶剂。单一的有机溶剂提取得到的麻味成分的含量较低,一般结合其他方法进行提纯。用石油醚作为索氏提取的溶剂,经甲醇溶液浸提后,采用逆流干柱层析法提取花椒油树脂中的麻味物质,不饱和酰胺在麻味物质纯品中的相对含量达到了95.50%。有机溶剂提取法的缺点比较明显,易引入杂质,导致麻味物质变性,提取率较低,所得麻味成分质量不高等。
 
  2) 麻味物质的结构鉴定
 
  经分离提纯后的样品通过NMR、IR、UV、MS等进行综合分析,能够得到麻味物质的精确化学结构,为进一步研究麻味物质的构效关系及不同麻味物质间的相互作用提供了基础。NMR、IR、UV、MS能够提供化合物中原子的化学位移、耦合常数、积分曲线,分子中化学键、官能团的振动吸收频率,电子跃迁吸收波长,离子质荷比等方面的信息,是进行结构鉴定的常用方法。
 
  麻味物质的化学合成
 
  麻味物质容易发生化学变化,分离纯化较复杂,提取率低,麻味物质标准品还未实现工业化生产。化学合成麻味物质采用市售化学物质作为反应起始物,能够在工业化生产中通过控制化学反应过程关键参数,以经济、可控、快速、规模化的标准实现批量生产。此外,以化学反应中间体作为麻味物质前体物质进行保存,能够有效实现麻味物质保存、运输等过程的稳定性。化学合成麻味物质为麻味物质标准品制备、花椒中麻味物质含量检测、花椒分级及花椒油标准制定等领域提供了条件。
 
  结 语
 
  目前的研究表明山椒素是刺激口腔黏膜产生麻味的主要物质,通过研究刺激受体激活的山椒素基团或结构的类型,对探明酰胺产生麻味的必需结构具有一定意义。物质的麻味强度受分子结构的影响,通过将麻味物质结构数值化,量化麻味强度和分子结构的关系,有助于深入分析麻味物质的构效关系。花椒中物质种类复杂,麻味强度还受到挥发油、酮类等物质的影响,探究其他物质对麻味强度的相生相克作用,有助于明确人体对麻味的响应机制。
 
 
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