手性含硫食品香料立体异构体香气特性及天然组成研究

The odor properties of chiral flavors relate closely to their stereo structures. The odor properties and natural distributions of stereoisomers of chiral sulfur-containing flavors will be investigated in this project. The stereoisomers of chiral sulfur-containing flavors will be prepared by enzymatic methods and asymmetric syntheses, including mercapto-containing alcohols, aldehydes, ketones and carboxylates, tetrahydrofuranthiols and their derivatives. The odor properties of the prepared single stereoiosmers will be evaluated by GC-O and electronic nose and compared with those of the corresponding racemates. The relationship between the stereo structures and odor properties of chiral sulfur-containing flavors will be explored. To those naturally occurring chiral sulfur-containing flavors, their distributions of stereoisomers will be analyzed and determined qualitatively and quantitatively by chiral GC or two-dimentional GC with self-prepared single stereoisomers as internal or external standards after extracting from various food, such as meat, vegetables and fruits by traditional solvent extraction, SPME, or SAFE. The work in this project will broaden the understanding of the relationship between the stereo structures and odor properties of chiral flavors and be significant to the application of single stereoisomers of chiral sulfur-containing flavors in the future.

手性香料的香气特性与立体结构密切相关。本项目拟研究手性含硫食品香料立体异构体的香气特性以及天然组成情况。主要研究利用酶催化或不对称合成的方法制备手性含硫食品香料各个立体异构体，包括巯基醇类、巯基醛酮类、巯基羧酸酯和四氢呋喃硫醇类及其衍生物。对所得到的手性食品香料各个立体异构体利用GC-O、电子鼻等手段进行香气特性分析研究，比较立体异构体、消旋体之间香气特性的区别，探讨含硫香料立体结构和香气特征关系。对天然存在的手性含硫食品香料，通过传统溶剂萃取、固相微萃取、溶剂辅助蒸馏萃取等方法从肉类、蔬菜和水果等各种食品中进行提取分离，利用手性GC及二维手性GC进行分析，用自制的手性含硫食品香料立体异构体作为内标或外标，对手性含硫香料各个立体异构体的组成进行定性和定量的测定。本项目的研究一方面可以加深对手性香料立体结构和香气特性关系的认识，另一方面对实现这些手性含硫香料单一立体异构体的应用具有重要意义。

含硫香料化合物具有阈值低、香气强的特点，是一类非常重要的食品香料。近年来一些多官能团的含硫香料受到了越来越多的关注，它们通常具有非常独特的香气特性。这些多官能团的含硫香料通常为手性香料，存在多个立体异构体。手性香料立体异构体香气特性是香料研究领域近些年的研究热点之一。本项目主要涉及了手性含硫多官能团的食品香料，包括含1,3-氧硫官能团的香料、四氢呋喃硫醇类香料和四氢噻吩类香料。.（1）含1,3-氧硫官能团手性香料研究.很多含有1,3-氧-硫官能团的化合物具有热带水果或蔬菜香气，1,3-氧-硫官能团因此被称为这类香气的“生香团”。这类香料通常至少含有一个手性中心，存在多个立体异构体，而这类香料化合物及其立体异构体的制备还很少有文献报道。本项目研究了3-巯基-1-庚醇、3-巯基-1-庚基乙酸酯、3-甲硫基-1-庚醇、3-甲硫基-1-庚基乙酸酯、2-巯基-4-庚醇、3-甲硫基癸醛6个化合物消旋体及12个立体异构体的制备和香气特性的评价分析研究。.（2）四氢呋喃硫醇类手性香料研究.2-甲基-3-四氢呋喃硫醇是一个非常重要的肉香味手性香料，研究表明其trans-构型具有明显更强的肉香味。而其衍生物2-甲基-3-呋喃硫醇乙酸酯是一个相对较新的食品香料，2011年才通过美国FEMA组织的安全评价。为了了解其立体异构体的香气特性，本项目设计了其四个立体异构体的制备路线，并对四个立体异构体的香气特性进行了研究。同时本项目还对其同系物2,5-二甲基-3-四氢呋喃硫醇的两个非对映体立体异构体进行了研究。.（3）四氢噻吩手性香料研究.在本项目研究1,3-氧硫官能团香料的制备中，意外发现了一种简便的四氢噻吩环的构建方法。并由此制备了2-丙基-4-乙酰氧基四氢噻吩、2-己基-4-乙酰氧基四氢噻吩的顺反立体异构体，并比较了其与结构类似的四氢呋喃环香料的香气特性。.本项目完成上述了三个系列手性含硫多官能团香料的研究，涉及了十余个香料化合物，获得二十余个立体异构体产品及其香气特征、香气阈值数据。手性多官能团的含硫香料的重要性在最近一些年逐渐得到重视，不断有文献报道这类新的化合物存在于食品中挥发性成分中，并且表现出很特殊的香气特征。因此该类化合物具有很好的市场应用前景，而本项目的研究既探讨了该类新型香料的消旋体的制备，同时也研究了立体异构体的制备及香气特性。为其进入市场提供了非常有价值的参考依据。