常用调味料的化学结构与功效

第 12期 2004年 12月 中 国 调 味 品 CHINA CONDIMENT No．12 Dec．2004 文章编号 ：1o0O一9973(2004)12一oo3O一04 常用调味料的化学结构与功效 刘爱月，盛成乐，李存富 (淄博职业学院，山东 淄博 255000) 摘要 ：主要论述 了常用调味料葱、姜、蒜、辣椒、花椒、芥末、八角、茴香、胡椒等主要味成分的化学结 构，以及它们对人体健康所起的积极作用。 关键词：调味料；化学结构；功效 中图分类号 ：TS2O7．3 文献标识码：B The chemicaI structure and function of common flavour LIU Ai—yue，SHENG Cheng—le，LI Cun—fu (Zibo Voeational College，Zibo 255000，China) Abstract：This paper stated the chemical structure of shallot-ginger-garlic-capsicum -Chinese prickly ash，mustard-anised-ferula-pepper and its positive function to people health． Key words：flavour；chemical structure；function． 常用的调味料有葱、姜、蒜、辣椒、花椒、芥 末、八角、茴香、胡椒等，其本身具有一定的营 养价值，在烹调过程中不仅有调味、促进食欲 的作用，对人的身体健康也具有一定的功效。 葱 l_1 营养价值 葱中的水分含量为 90 以上，蛋 白质 1 ～1-5 ，脂肪 0．2 ，碳水化合物 4 左 右，含有较多的钾、磷及镁、钙、B族维生素和 维生素 C。 1．2 昧成分的结构 葱有辛味，折断后有辛味黏液，与香油配 合香味更佳。葱的辛辣成分主要是二正丙基 二硫化物和甲基正丙基二硫化物，结构式为： CH3CH2CH2一S—S—CH2CH2CH3 二正丙基二硫化物 CH3一S—S—CH2CH2CH3 甲基正丙基二硫化物 这些二硫化物可 以还原成有甜味 的硫 醇，失去香辛味。葱香是由丙烯硫醚、丙基丙 烯基硫化物、甲基硫醇、二丙烯基二硫化物、 二丙基二硫化物形成的，结构如下 ： CH2一CHCH2一S—CH2CH—CH2 丙烯硫醚 CH3CH2CH2一 S—S—CH3CH=CH2 丙基丙烯基二硫化物 CH3一 S— S—CH2CH= CH2 甲基丙烯基二硫化物 收稿 日期 ：2OO4一O8一O9 作者简介：刘爱月(1965--)，女，副教授，毕业于山东师范大学生物专业．本科学历，现从事食品营养的教学及研究工作，山东省 优秀教师；盛成乐(1961一)，男，副教授，毕业于山东师范大学生物专业，本科学历，现从事生物工程的教学及研究工作，淄博市生物工 程学科带头人；李存~'(1956--)，男，副教授，毕业于山东师范大学生物专业．本科学历，现从事食品分析的教学及研究工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 12期 调味技术 常用调味料的化学结构与功效 31 CH2一CHCH2一S—S—CH2CH—CH2 二丙烯基二硫化物 CH3一 S— H 甲基硫醇 1．3 功效 葱具有消散血管内瘀血块的作用，能降 低胆固醇，舒张血管，促进血液循环；葱能降 低血脂、血糖和血压，使大脑保持灵活，预防 老年痴呆；葱可增进食欲、兴奋神经；葱中的 挥发性辣素有较强的杀菌作用。 2 姜 2．1 营养价值 老姜的水分含量为 85 ～9O ，蛋白质 1-3 ～1-5 9／5，脂肪 1．5 左右，碳水化合物 1O ～11 ，含较多的钾、钙、磷、镁等无机 盐，并有一定量的胡萝 卜素、核黄素和尼克 酸、抗坏血酸等维生素。 2．2 昧成分的结构 姜主要用来去异味，增香味；本身除有辣 味外，还具有挥发性芳香味。 姜中的辛辣物质主要为邻甲氧基酚的衍 生物，主要有姜酮、姜醇、姜酚。结构式如下： OH 姜酮 H H2cH(C}{2)‘cH3 姜酚 H(CH2)IcH3 oH 姜醇 2．3 功效 姜有解毒杀菌的作用，对水产品效果更 好；姜辣素能刺激消化道中的神经末梢，促进 消化液的分泌，改善食欲；姜辣素进人人体 后，能产生抗氧化酶，清除 自由基，有抗衰老 的作用；据研究，姜具抑制癌细胞生长的作 用。姜的香味主要来 自于酚、姜萜、莰烯、水 芹烯、柠檬醛等，结构式如下 ： (OH3)2c=OH—CH2一CH2一C(OH3)--OH—CHO 柠檬醛 3 大蒜 3．1 营养价值 大蒜中的水分含量为 64 ，蛋白质 6 ～ 7 ，脂肪 0．2 ，碳水化合物 22 ～25 ， 含有钾、磷、镁、钙、硒及少量的 B族维生素 和维生素C。 3．2 昧成分的结构 大蒜有辣味、芳香味和特殊臭味，主要是 由蒜氨酸在酶的作用下分解为蒜素，蒜素进 一 步形成，反应过程如下： qH2 cH cH2 cH2 ． ————— j．．————— I + I ————— ( 2 + 。 6H2 。 cH2’cH2 ’ C ． HNH： 0 ． sI — H o §oH §H 蒜氨酸 丙烯基亚磺酸 丙烯硫醇 H2 H2 O ． H O ． H 还原 O。H 2 H2 — = 2 G — — I I 一 S 蒜素 ：=< v i； c一 瓤 C 扣一 维普资讯 http://www.cqvip.com 32 中 国 调 味 品 总第 3i0期 大蒜的辛辣物质主要是二硫化物，即二 丙烯基二硫化物、丙基丙烯基二硫化物，结构 式为： CH2=CHCH2一S—S—CH2CH=CH2 二丙烯基二硫化物 CH3CH2CH2一S—S— CH2CH=CH2 丙基丙烯基二硫化物 蒜的香气成分主要是二丙烯基二硫化 物、甲基丙烯基二硫化物、丙烯硫醚形成的辛 辣成分，结构式见前。 3．3 功效 蒜中所含蒜氨酸在胃中可生成大蒜素， 具有较强的杀菌能力，可以预防和治疗胃肠 炎，还能杀死多种致病微生物。 大蒜能降低血脂，有明显的抗血小板聚集 作用，因而减少血栓形成，预防冠心病和动脉硬 化。 大蒜有保护肝脏的作用，能诱导肝细胞 脱毒酶的活性，阻断致癌物亚硝胺的化学合 成，从而预防癌症的发生。 大蒜中的脂溶性挥发油能显著提高巨噬细 胞的吞噬机能，提高机体的免疫力。大蒜中的 硒能促进胰岛素的合成，可减轻糖尿病病情。 大蒜能有效地防治铅中毒。大蒜抗氧化 活性高，能延缓衰老。 4 辣椒 4．1 营养价值 辣椒中的水分含量为12．8％以上，蛋白质 15 ，脂肪 12％，碳水化合物 11 左右，Vc含量 高，含较多的钾、粗纤维、灰分、胡萝 卜素。 4．2 昧成分的结构 辣椒有去腥、解腻、增香的作用。其辣味 的主要成分是辣椒素、二氢辣椒素、高辣椒 素、高二氢辣椒素。结构式为： OH 辣椒素的基本结构 其中：R=(CHz)．CH=CH—CH(CH。)z 辣椒素 R=(CHz)6CH(CH。)z 二氢辣椒素 R=(CH：)5CH(CH )： 高辣椒素 R=(CHz) CH(CH。)： 高二氢辣椒素 4．3 功效 能刺激口腔黏膜，反射性增加胃的运动， 增加消化酶的活性 ，从而促进食欲，并能抑制 肠内异常发酵。 能提高脂肪代谢能力，“燃烧”体内的脂 肪，消耗多余脂肪，起减肥作用；能促进荷尔 蒙分泌，具美容功能。 可促进血液循环，改善怕冷、怕伤、血管 性头痛等症状。辣椒中丰富的Vc，可降低胆 固醇，控制心脏病及动脉硬化。辣椒含有抗 氧化物质，可预防癌症。辣椒能杀灭胃及腹 中的寄生虫。 5 花椒 5．1 营养价值 花椒的水分含量 12．5 ，蛋白质14．1 ， 脂肪5．5％，碳水化合物35．1 9／5，含较多的钾、 磷、钙、镁。 5．2 昧成分的结构 花椒有麻味、香味，可去腥解腻、增香和 味。花椒的麻味主要是花椒素的作用，辣味 由丙烯芥子油造成，结构式如下： CH3CH=CH—CH=CH—CH=CH(CH2)．CH=CHCONHCH3CH(CH3)2 花椒素 其中烯键为(反式，反式，顺式，反式)称 a一山 椒素，若为全顺式则称 p一山椒素。 CH2=CHCH2 NCS 丙烯芥子油 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 12期 调味技术 常用调味料的化学结构与功效 33 花椒的香味主要是天竺葵醇、香茅醇产生的， 结构式为： (CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)CHCH2OH 天竺葵醇 CH2=C(CH3)(CH2)CH(CH3)CH2CH2OH 香茅醇 5．3 功效 花椒能使血管扩张，有降血压的作用。 据研究，服食花椒水，可驱除寄生虫。 6 芥末 6．1 营养价值 芥茉中蛋白质 23．6 ，脂肪 29．9 ，碳 水化合物 28．1 ，含较多的钙、磷、钾、镁、 VE和B族维生素。 6．2 昧成分的结构 芥末有特殊的辛辣味，其刺激性辣味主 要由芥子甙类产生的： CHz—CHCHz NCS 异硫氰丙烯酯 CHs(CHz) NCS 异硫氰酸丁酯 CHsCH=CHNCS 丙烯基异硫氰酸酯 C6 HsCHzNCS 苯甲基异硫氰酸酯 辛辣气味由硫葡萄糖甙分解产生： ， oso, f R-CI％N=C--S异硫氰酸盐 ／＼⋯ R-CH：~+嗽N 勰 、S-c6}I ll0s l匍萄话+HsoI 6．3 功效 芥末可促进唾液分泌，淀粉酶和胃膜液 增加，增加食欲，有助于消化；有很高的解毒 功能，能解鱼蟹之毒；最新研究，芥末中的异 硫氰酸酯类化合物，可预防蛀牙，并有抑制癌 症的作用；芥末有预防高血脂、高血压、心脏 病，降低血液粘稠度作用。 7 八角和小茴香 7．1 营养价值 八 角 和 小 茴 香 含 蛋 白质 5 ，脂 肪 0．3 ，碳水化合物 1．8 ，含较多的钾及钙、 钠、镁和 B族维生素。 7．2 昧成分的结构 八角和小茴香有特殊的香味，可增香祛 除异味。其香气来源于一些醚、醛和酚。如： 。 CH=CHCH3 茴香脑 7．3 功效 能促进消化液分泌，增加胃肠蠕动，排除 积存气体，有健胃、行气的功效。同时有明显 升高白细胞的作用。 8 胡椒 8．1 营养价值 胡椒含蛋白质 9．5 ，脂肪 2．2 ，碳水 化合物 74．6 ，含较多的钾、磷及钙、钠、铁。 8．2 昧成分的结构 胡椒的辛辣味主要由胡椒碱引起，顺式 称胡椒酰胺 ，反式称异胡椒酰胺。 O=C-CH2-CH=C—- O＼" ~／CH2 O／ 胡椒 碱 8．3 功效 胡椒可促使发汗，治疗风寒感冒。胡椒有防 腐抑菌的作用，可解鱼虾肉毒。调味料虽然能供 给少量的营养素，改善食物的风味，增强食欲，对 人体有一定的好处，但并不是多多益善，有时过 量使用会影响其调味功能，有些调味料如花椒、 八角、茴香中的黄樟素，可改变正常组织的细胞 遗传功能，诱发恶性肿瘤，芥末中的硫氰酸盐、 (下转第 19页】 <二= 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 12期 试验报告 正交试验法优选姜花精油提取工艺条件 19 基沉香醇、a一萜品醇、二氢一a一紫罗酮、6一 十一烷胺、4，8一二甲基 1，3，7一壬三烯、十 六烷酸、2一乙基一1，1一二甲基一3一亚甲基 环已烯 、苯乙腈、4一吗啉基一5一甲基一2一 呋喃酮等挥发性成分。 2 结果与讨论 2．1 从 50g干、鲜姜花中分别平均提取精油 0．42g、0．39g、出油率分别 为 84 、8O ， RSD分别为 1．65、1．76(n一3)，说明该最佳 试验条件稳定可行。 2．2 精油得油率与加水量关系不大，但如果 加水太多，会引起暴沸；加水太少，又很容易 蒸干，对出油率都会有影响。实验证明，蒸馏 烧瓶内的 内容物加水以不超过烧瓶容积的 2／3为宜。 2．3 蒸馏 3h，出油率已达总量的 9O 以上， 继续加热，出油率虽略有上升，但幅度不大， 基本保持平稳。为了节约时间，提高工作效 率，选择 3h为最佳提取时间。 2．4 姜花捣碎比不捣碎出油率高，可能是在 捣碎过程中，部分油细胞破碎或即将破碎，使 蒸馏时油细胞更容易胀破而使出油率有所增 加。 2．5 干姜花出油率比鲜姜花略高，但香味稍 逊色一些，原因可能是水分存在于鲜花较多， 在精油分子上周形成一层膜，起了保护作用， 使精油较难蒸出，且姜花在干燥过程中，某些 挥发性的、含量极微、影响香味清新的成份有 所损失或变质使干花精油香味不及鲜花的。 3 结论 3．1 用正交试验法优化姜花精油的最佳提 取工艺条件为，将姜花捣碎，加 5倍水，提取 3h。 3．2 从姜花中提取的精油是一种淡黄色接 近无色的带清香气味液体，香味儿特、香气优 雅，可配制成香水、沐浴露、护肤品、洗发水 等。姜花精油具有调节情绪、排除压力、增加 信心的作用，还可治疗多种妇科疾病。国 外[‘]曾有人从姜化活性物中得到 8个二萜， 其中4个具细胞毒性，其抗癌作用正在研究 之中。因此，对姜花这种植物资源及其精油 的化学成份分析和药理活性研究 ，具有重要 意义，提高精油产率的研究也就显得尤为重 要。 参考文献： [1]赵庆，邹澄，郝小江，等．姜花属植物二萜成分研 究进展[J]．天然产物研究与开发，1988，11(6)： 85—91． E23何文斐，李士敏，杨鑫骥．正交试验探讨金银花 挥发油的提取条件[J]．中国中药杂志，2003，28 (2)：172一l73． E33范燕萍，余让才，黄蕴，等．姜花挥发性成分的固 相微萃取一气相色谱分析口]．园艺学报，2003， (4) 475． (上接第 33页) 异硫氰酸大量摄入可损害肝、肾及致 甲 状腺肿 。另外 ，大多 调味 品属热性 ，夏 天 食用 ，特别是 内热高的人食用会引起便 秘 、肠胀 气 等 。所 以 ，适 量 即可 ，不 可 过 量食用 。 参考文献： E13卢一 ．烹饪营养学[M]．四JIf：人 民出版社， 2003．8． [2]中国烹饪协会美食营养委员会 ．第一营养 [M]．北京出版社，2004．4． [3]汪小兰．有机化学EM]．高等教育出版社，2002．2． [4]王立忠 ．食品生物化学[M]．中国商业出版社， 】99】．8． 维普资讯 http://www.cqvip.com