第四节 气味的分子结构

能够具有气味的分子，一般是相对分子质量较小的分子。相对分子质量在20～300之间的分子，如果其沸点较低，则能成为气体，大都具有气味。一般沸点在-60～300℃的物质，种类是很多的。其沸点高低与分子形状和大小、分子内的官能团和分子结构有关系，从而影响气味。对于相对分子质量小、分子中官能团所占分量大的物质，其官能团往往决定气味；反之，相对分子质量较大时，气味不仅与官能团，而且与分子整个形状、大小等有关。无机物中除SO2、NO2、NH3、H2S等气体具有强刺激外，大都无气味。

分子中的官能团对其理化性质起决定作用，对气味也具有重要作用。有机物是何种气味及气味的强弱，与其分子中的一些官能团有关。这些官能团称为发香团。在食物中含有N、S、P、F等原子的官能团往往都有气味。实际上各种官能团不但决定了化合物的类型，而且还都有一些各自官能团所决定的气味。如酯、醇、酸、醛、醚、芳香族化合物、硫醇等都分别具有各自特定的气味。

一、脂肪烃含氧衍生物

通常，相对分子质量低的链状醇、醛、酮、酸、酯等化合物，挥发性强、功能团的比重大，因而功能团特有的气味也较强烈。随着分子碳链的增长，其气味按果实香型→清香型→脂肪臭型的方向变化，而且气味的持续性也变强；增到C15～C20以上时，功能团在整个分子中的影响已大为减弱，变成无嗅成分。

1．醇类

饱和醇和不饱和醇的嗅感特点与碳链长度的关系分别见表2-2和表2-3。不饱和醇的气味往往比饱和醇更强烈，多元醇一般没有气味。

2．醛类

低级饱和脂肪醛随着相对分子质量增加，刺激性气味减弱，由强烈的刺激性气味逐渐变为愉快气味；C8～C12的饱和醛在很稀的浓度下也有良好香气，如壬醛有玫瑰香和杏仁香，十二醛（月桂醛）呈花香；碳数再增多则嗅感减弱。不饱和醛大多具有愉快的香气，其嗅感一般也较强烈，见表2-4。

有些不饱和醛，尤其α-、β-不饱和醛具有脂肪氧化气味或强烈臭气。

3．酮类

脂肪酮类常表现出较强的特殊嗅感。低级饱和酮常有特殊香气，如丙酮有类似薄荷的芳香，2-庚酮有香蕉和梨的气味。C15以上的脂肪甲基酮则带有油脂腐败的臭气。饱和二酮（双乙酰）是许多食物的嗅感成分，其中相对分子质量低时会有较强的刺激性气味，随着碳数增加，低浓度时呈现奶油类的香气，高浓度时有的会有油脂的酸馊气味。

低级不饱和酮具有一定的刺激性，相对分子质量较大的不饱和酮一般有良好气味；很多花香都与羰基化合物有关，见表2-5。

4．羧酸类

低级的饱和羧酸通常都有不愉快的嗅感，例如，甲酸有强烈的刺激性气味，丁酸有酸败臭气，己酸有汗臭味；碳数再多的饱和羧酸有脂肪气味；到C16以上已无明显嗅感。很多不饱和脂肪酸都具有愉快的香气，见表2-6。

5．酯类

由低级的饱和单羧酸或多数的不饱和单羧酸与低级的饱和醇或不饱和醇所形成的酯类，都具有愉快的水果香气，见表2-7。

另外，有共同香气、相对分子质量相同的酯类，其气味与分子中酯基的位置并无多大关系。同时，内酯与酯一样具有特殊的水果香气，尤其是γ-内酯或δ-内酯广泛存在于各种水果中，表现出每种水果的特征香气。

二、芳香族化合物

芳香族化合物都有其特殊的嗅感。虽然苯的气味令人讨厌，但苯环上引入烃基后，嗅感发生了改变；邻位和对位的芳香衍生物因分子形状不同，一般其嗅感也稍有差别。其特点包括：

（1）当苯环侧链上取代基的碳数逐渐增多时，其气味也像脂肪烃那样由果香→清香→脂肪臭方向转变，直至气味完全消失。

（2）当苯环上直接连接极性官能团时，会产生复杂的嗅感。有的是官能团起主要作用；而有的起主要作用的则是分子整体，还会因基团位置的不同而改变嗅感。另外，当有两个或更多相互独立的功能团时，产生的嗅感并不等于各功能团气味相加，见表2-8。

三、含氮化合物

大多数低分子胺类具有不愉快的嗅感（见表2-9），许多还有毒性。

除了某些能产生明显味感之外，氨基酸和酰胺类化合物通常没有明显的嗅感。大部分芳香族的硝基化合物、芳香腈类化合物有明显的嗅感，但气味差别很大，有的还呈现出麝香的气味。易挥发的亚硝酸异戊酯通常呈现特有的醚气味。含氮杂环化合物的复杂嗅感与其功能团和分子形状有关。

四、含硫化合物

含硫化合物是一大类嗅感物质，且阈值很低，对食物储藏和加工后的嗅感影响很大。大部分低级的硫醇和硫醚具有难闻的臭气或令人不快的嗅感；大多数易挥发的二硫或三硫化合物能产生有刺激性的葱蒜气味；一般异硫氰酸酯类则具有催泪性刺激辛香气味；含硫的杂环化合物的嗅感十分复杂，而大多数噻唑类化合物具有较强烈的嗅感，见表2-10。