手性偶姻类食品香料化合物立体结构与香气特征关系研究

食品添加剂的安全问题受到普遍的关注，作为食品添加剂的重要组成部分的食品香料的安全问题也日益受到重视。很多食品香料化合物都是手性化合物，一些手性香料的不同立体异构体会选择性地在生物体内累积。因此只使用真正具有所需要的香味活性的立体异构体，其潜在的危害性就会大大降低。手性偶姻类化合物在食品香料中占有重要地位，其立体结构和香气特征的关系大都处于未知状态。本项目将探索具有代表性的手性偶姻类食品香料化合物的不对称合成方法，包括3-羟基-2-戊酮、2-羟基-5-甲基-3-己酮、5-羟基-4-辛酮、3-羟基-4-苯基-2-丁酮等。通过本项目的研究建立一系列手性偶姻类食品香料化合物的不对称合成方法，探讨其立体结构和香气特征的关系及一般规律，确认这类香料化合物在自然界中立体异构体的分布情况和真正具有香味活性的立体结构。本项目的研究工作对于食品香料安全性评价、高品质的食品香精配方的实现具有重要意义。

偶姻类化合物在食用香料中占有重要的地位，广泛用于饮料、糖果、奶制品等食用香精中。这类化合物都含有一个手性中心，存在一对互为对映体的立体异构体，目前市场上使用的均为消旋体的混合物。本项目研究了这类香料化合物不同立体异构体的制备方法、香气特性以及天然存在的偶姻在自然界中对映体的组成情况。.本项目首先建立了以酮为起始原料通过烯醇硅醚的中间体制备光学活性偶姻香料的方法。通过Sharpless不对称双羟基化反应或史一安不对称环氧化反应，完成了包括3-羟基-4-苯基-2-丁酮、2-羟基-5-甲基-3-己酮、3-羟基-5-甲基-2-己酮、3-羟基-2-辛酮以及3-羟基-2-戊酮的一系列手性偶姻的不对称合成。该方法实用简便，立体选择性较高。对实现手性偶姻香料的工业化生产和应用具有积极意义。.本项目获得了一系列手性偶姻不同立体异构体的香气特性数据。3-羟基-2-戊酮R构型有洋葱味、焦香味和咸味，S构型有焦香味和咸味；3-羟基-2-辛酮两个对映体，香气除了都具有蘑菇气味外，R构型有明显青草的气味，S构型具有明显土壤味； 3-羟基-5-甲基-2-己酮的R构型有发酵酸味，而S构型除了具有弱的酸味外，还有类似于乙偶姻的甜香味，油腻味，S构型更加饱满的气味。3-羟基-4-苯基-2-丁酮R构型具有弱的水果和清香香味，而S构型具有强的焦糖香，甜香和花香； 2-羟基-5-甲基-3-己酮R构型具有明显甜香、奶香味，S构型表现出奶香味。这些手性偶姻的不同立体异构体香气特征和香气强度均有明显区别，且R构型具有更强的香气强度。研究结果对于探索手性香料的香气特性和立体结构的关系、及其在食用香精配方中的应用具有积极的借鉴作用。.本项目对天然存在的手性偶姻在蜂蜜中的对映体组成情况进行了分析。通过GC-MS确定了16种蜂蜜中四种偶姻类香料的存在情况。澳大利亚、意大利和荷兰的三种桉树蜂蜜中发现了偶姻3-羟基-2戊酮，R构型占优势；我国的荔枝蜂蜜、澳大利亚、意大利、美国和荷兰四种桉树蜂蜜中发现了2-羟基-5-甲基-3-己酮和3-羟基-5-甲基-2-己酮偶姻香料，S构型占优势。鉴于天然存在的手性香料对映体组成的特点，对一些含有手性香料产品中手性香料的对映体组成的测定可以作为判断产品天然度的一项有力依据。蜂蜜的产地及植物来源的鉴别也是目前备受关注的问题之一。该项目的研究结果可用作蜂蜜鉴别的参考依据。