食品风味物质与生物技术

    在多数情况下，风味和芳香物质是复杂的混合物，一种确切的风味或芳香有时取决于多种物质的均衡，也有时主要取决于一种单一的物质。本书中介绍的风味物质包括芳香（嗅感）风味物质、味感风味物质（咸味、酸味、甜味、苦味、鲜味）和特殊的感觉物质。虽然国内外学术期刊每年都会发表大量风味物质生物合成的研究报告，但对风味物质的生物技术生产进行系统介绍的书籍尚不多见，国内还是空白。在借鉴了国外最新研究成果的基础上，本书进行了系统概括和总结，并结合作者自身进行的研究作了详细阐述。因此，编写本书的目的是阐述风味物质生物技术生产的基本原理和技术，并通过对国内外特定风味物质生产和研究的分析，为读者开展类似的研究提供分析问题和解决问题的思考与方法。风味物质产品的类别非常多，但生物技术生产和研究的思路方法是可以通用或借鉴的。在这一方面，相信本书会对读者产生积极的影响。另外，特别要说明的是，一些传统的用生物技术生产的风味物质，由于国内已出版了一些专门的书籍，因此，本书中只进行了简单的介绍。

第一章　概述
第二章　糖苷类芳香化合物的生物合成
　第一节　糖苷类芳香化合物的研究状况
　第二节　前体的分析方法
　第三节　糖苷缩合的风味物质的化学组成
　第四节　在植物中糖苷结合的挥发性化合物的作用
　第五节　糖苷缩合的芳香化合物的生物技术转化
　第六节　基因工程的应用
第三章　单萜的微生物生物转化
　第一节　概述
　第二节　单萜生物转化的优势
　第三节　单萜生物转化中的问题
　第四节　单萜的生物转化中的生物转化反应
　第五节　单萜降解途径的遗传学
第四章　类异戊二烯的生物合成
　第一节　类异戊二烯的生物合成
　第二节　类异戊二烯生物合成的位置
　第三节　类异戊二烯生物合成的方法
第五章　内酯的生物技术生产
　第一节　概述
　第二节　内酯的发酵法生产
　第三节　内酯的酶法合成
第六章　酯类化合物的发酵生产
　第一节　酯类化合物的摇瓶发酵条件
　第二节　酯类化合物的分批发酵过程和代谢机理
　第三节　酯类风味物质的萃取发酵
第七章　食品甜味剂的生产
　第一节　概述
　第二节　淀粉糖及糖质原料类甜味剂
　第三节　氨基酸、肽、蛋白类甜味剂
　第四节　多元糖醇类甜味剂
第八章　食品酸味剂的生产
　第一节　柠檬酸的发酵生产
　第二节　乳酸的发酵生产
　第三节　苹果酸的发酵生产
第九章　食品鲜味剂的生产
　第一节　概述
　第二节　发酵法生产食品鲜味剂
　第三节　酶法生产食品鲜味剂
　第四节　其他复合风味物质的生产
第十章　酶和风味生物技术
　第一节　概述
　第二节　水解酶
　第三节　氧化还原作用
　第四节　C-C键的形成反应
第五节　其他各类酶
第十一章　应用真菌孢子和固定化细胞进行的特殊转化过程
　第一节　概述
　第二节　特殊催化剂
　第三节　香料化合物生产过程实例
第十二章　植物细胞培养技术生产香气产品
　第一节　概述
　第二节　植物细胞培养生产香气产品
参考文献

书摘
长期以来，人们也把描述香味的方法用于某些微生物的分类。随着有机化学领域中一些仪器分析手段的应用和改进，如气相色谱和质谱分析方法，越来越多的微生物风味挥发物质得以鉴定。实际上，微生物能生产很多种类的风味物质，下面对微生物所生产的风味物质的一些重要类群进行简单介绍。
(1)萜烯类化合物 通常是赋予香精油特殊香味的重要组分，它们由异戊二烯单体组所构成，可以是环状的、开链的、饱和的或不饱和的等各种形式。产萜烯的微生物大多是真菌，多见于腐烂的松木上，属于子囊菌类和担子菌纲。
(2)内酯类化合物 与味觉感应有关系，如它们与果味、椰子味、奶油味、甜味或坚果味有关。现今主要通过化学法合成，但采用微生物法生产此类化合物将比化学法合成有更多的优越性，特别是生产具有旋光性的内酯。例如，土壤真菌绿色木霉(Tricho—dermaviride)在简单生长培养基上可产生具有浓郁椰子味的物质，显示其主体特征的化合物是6—戊烷基—2—吡喃酮，其产物浓度可达170mg/L，而用化学法合成该化合物则需经过七步完成；香气掷孢酵母可通过发酵生产4—癸内酯达1．6mg／L，该物质具有强烈的桃香味。
(3)吡嗪类化合物 是加热食品中所具有的典型的香味组分，它可使其赋予特殊的焙烤风味或坚果的风味。例如，它存在于焙烤的坚果、咖啡、可可豆、焙烤制品和肉制品中。在正常情况下，这些化合物是通过美拉德反应(氨基和糖的褐变反应)形成的。但从蔬菜中也能分离出吡嗪类化合物，它们具有豌豆或新鲜蔬菜的鲜味。有一些微生物也能合成吡嗪类化合物，如谷氨酸棒杆菌能产生四甲基吡嗪。将吡嗪化合物加入到食品中，能使食品产生坚果味、咖啡味、巧克力味和香蕉味等。对于需要增加焙烤风味的食品，如微波炉食品来说，因其在加工过程中不能进行非酶褐变反应，故需添加天然吡嗪类化合物。
(4)酯类化合物 是另一类重要的风味物质，具有迷人的水果香味，它们是水果中的主要香味物质。但在水果中含量很低，大部分只为1～1OOmg／kg。早在一个世纪以前，人类就首次合成了这类风味物质，并已经知道可通过微生物法生产。
微生物发酵或转化技术生产风味物质，克服了长期以来植物作为天然风味物质惟一来源而存在的有效成分含量低、分离困难、受气候和植物病害影响等缺陷。具体来说，生物转化或微生物发酵法生产风味物质的优点是：
(1)得到的产品是天然的；
(2)由于底物和反应的高度专一性，因而可保
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