老王讲糖第16讲:红糖的香味怎么产生的?

老王讲糖第16讲:红糖的香味怎么产生的?

问:为什么不同品牌的红糖味道会不一样?红糖的香味怎么产生的?

答:

红糖风味的构成、来源及不同红糖风味差异浅析

摘要:

红糖作为一种常见的糖类产品,具有独特而复杂的风味。红糖的香气是由多种挥发性和非挥发性化合物共同作用的结果,成分较为复杂,主要由醛类、醇类、酮类、酯类、酚类、酸类、呋喃类、吡嗪类以及含硫化合物等挥发性化合物组成。不同的红糖因风味成分的不同而呈现不一样的味道。红糖风味来源包括甘蔗本身(糖类、氨基酸、有机酸等的作用)、生产过程(蔗糖转化、美拉德反应、焦糖化反应等反应生成多种风味物质)、存放过程(氧化、水分、温度、微生物影响风味)。不同红糖风味存在差异,源于甘蔗原料、生产工艺、成品存贮等的影响。深入了解这些因素有助于红糖的生产、储存和品鉴,满足消费者需求并能应对市场上以假乱真的现象。

一、红糖的风味主要包括哪些成分?

(一)红糖风味的成分

红糖的风味成分较为复杂,主要由以下几类物质组成:

醛类和酮类物质(如乙醛、丙酮、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、乙酰丙酸等。这类物质可能具有果香、花香、草香、坚果或奶油气味,此类化合物的含量和比例会影响红糖的整体香气层次);醇类(糠醇、乙醇和异戊醇等在红糖中也有一定含量,能够为红糖增加一些清新、发酵的味道,赋予它独特的层次感);酯类(如乙酸乙酯、丁酸乙酯等,赋予其果香和酸甜的气息。这类化合物通常是发酵作用的结果,部分来源于原料中的天然成分,部分则在糖料加工过程中生成);酚类(红糖中还含有一些酚类物质,这些物质会赋予红糖一种略带苦味的香气,类似于某些烤制食品的风味。较高含量的酚类化合物可能使红糖带有较为浓烈的烟熏或木质气息);酸类(酸类物质在红糖中以不同的种类和含量存在,其通过影响红糖的酸碱度、调节风味物质反应进程来为红糖增添独特的风味层次);呋喃类(如5-甲基-2-呋喃甲醇等,能为红糖带来独特的风味);吡嗪类(如2,6-二甲基吡嗪、2,6-二乙基-吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪等,是红糖香气的重要组成部分,赋予红糖特殊的香味);含硫化合物(尽管含量可能较少,却也为红糖丰富其整体风味的复杂性)等。

(二)日本在红糖风味方面的研究成果

日本科学家在对红糖风味的研究中取得了众多成果。山西村木等人从红糖中分析出127种物质,确定了其中66种化合物,还有一些必要的微量成分一直未弄清。另外,山西和时友等人分离出红糖香味的主要化合物3-羟基-4,5-二甲基-2(5氢)-呋喃酮,简称为蔗香酮(Soto-lon)。这一发现为理解红糖独特风味的化学本质提供了重要线索。

和田浩二等人在1990年发表的研究《StudiesonthearomaofKokuto》,红糖中的香气成分通过气相色谱分析,检测到约30个主要峰,主要包括2,6-二甲氧基苯酚(2,6-dimethoxyphenol)和4-乙烯基苯酚(4-vinylphenol)等与食品特有香气相关的化合物。这些成分不仅赋予了红糖独特的焦香、烟熏香气,还在红糖的整体风味中扮演了重要角色。

(三)中国研究中的风味成分

我国科学家通过对红糖风味的色谱分析发现,红糖的风味物质以酮类、醇类、酯类为主。这些成分在红糖的整体风味构建中发挥着关键作用。其中,酮类物质可能赋予红糖特殊的香气韵味,醇类物质可能带来清新、发酵的味道,酯类物质则往往带有果香和酸甜的气息。此外,挥发性物质以呋喃、糠醛、吡喃酮等衍生物居多。呋喃类化合物在红糖的香气形成中具有重要意义,例如5-甲基-2-呋喃甲醇等能够为红糖带来独特的风味;糠醛也是红糖风味的重要组成部分,其独特的气味特征为红糖的香气增添了层次感;吡喃酮类衍生物同样对红糖的整体风味有着不可忽视的贡献。

二、红糖风味成分的主要来源方式?

(一)甘蔗原料本身带入的红糖风味物质

①糖类物质的基础作用

甘蔗是红糖的主要原料,其中丰富的蔗糖是红糖的主要成分来源。蔗糖本身具有一定的甜味,这是红糖甜味的基础。此外甘蔗中含有的还原糖(主要是葡萄糖、果糖,少量的己糖、戊糖等)是糖蜜的重要成分,对红糖的风味影响较大。

②氨基酸的贡献

甘蔗中含有的氨基酸种类繁多,这些氨基酸在红糖生产过程中扮演着重要的角色。它们能够与还原糖发生美拉德反应,不同的氨基酸与还原糖反应会产生不同的香味化合物,如醛类、酮类、吡嗪类等。这些由氨基酸参与生成的香味化合物为红糖增添了复杂的香气层次,使红糖的风味更加丰富多样。

③有机酸的影响

甘蔗中的有机酸成分,如柠檬酸、苹果酸等,也对红糖香味有贡献。在加工过程中,有机酸可能会发生化学反应,或者与其他成分相互作用,影响红糖的酸碱度和风味。它们可能会在一定程度上调节美拉德反应的进程,从而影响最终的香味。例如,有机酸的存在可能会改变反应体系的pH值,进而影响美拉德反应中各类化合物的生成速率和比例,最终塑造出独特的红糖风味。

④甘蔗香味的留存

甘蔗中含有的醇类、醛类和酯类化合物会部分保留在红糖中,为红糖带来清新的甘蔗汁香味。特别是未经精炼的红糖,其原料中的天然芳香物质保留较多,香气更为浓郁。

此外甘蔗含有的酚类、蔗蜡、蔗脂、蛋白质、淀粉等含量的不同,对最终红糖的风味均会造成影响。

(二)红糖生产过程中产生的风味物质

①蔗糖转化

在红糖生产过程中,蔗糖会发生转化反应生成葡萄糖和果糖等还原糖。这些还原糖有自身的甜味和风味,并且能参与美拉德反应等化学反应来丰富红糖香味。葡萄糖和果糖化学活性不同,与其他物质反应可生成独特香味化合物。加工条件(如温度、pH值)会影响蔗糖转化反应的速率和程度,进而影响红糖风味。

②美拉德反应

美拉德反应是红糖加工过程中极为关键的反应。该反应是还原糖与氨基酸、蛋白质等含氮化合物之间的反应。在红糖加工过程中,美拉德反应会产生一系列具有香味的化合物,如醛类、醇类、酮类、酯类、酸类、呋喃类、吡嗪类以及含硫化合物等挥发性化合物。这些化合物构成了红糖的特征风味,使红糖具有独特的香味。例如,乙基麦芽酚、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮和大马酮等物质的配合,能形成红糖的主要香味。美拉德反应的一个重要产物是吡嗪类化合物,这些化合物通常具有烘焙、坚果和焦糖的香气。美拉德反应的深度会显著影响红糖的色泽和风味,使其带有更多层次感。在不同的加工条件下,如温度、时间和压力等因素的变化,美拉德反应的程度也会有所不同,从而产生不同风味的红糖。

③还原糖碱性分解

红糖生产过程中还会发生还原糖碱性分解反应,这个反应会产生一些新的化合物,对红糖的香味产生影响。产物主要包括有机酸(如甲酸、乙酸、乳酸、草酸、二羟基丁二酸等);醛、酮类物质(如甲醛、甘油醛、丙酮醛、二羟基丙酮、二乙酰等);大分子缩合物。这些还原糖碱性分解反应产生的化合物,对红糖风味的形成也很重要。它与其他反应相互协同,共同塑造了红糖复杂的风味。

④蛋白质分解

蛋白质在红糖加工过程中会发生分解,产生氨基酸等物质。这些分解产物能够参与美拉德反应,为红糖的香味贡献力量。同时,蛋白质分解产生的一些小分子肽类物质也可能对红糖的口感和风味产生影响。例如,小分子肽类物质可能会影响红糖的黏度和口感,进而与红糖的风味相互作用,给消费者带来独特的感官体验。

⑤焦糖化反应

红糖生产过程中还会发生焦糖化反应,也是红糖风味的重要来源之一。红糖焦糖化反应的产物主要包括乙酰基呋喃(蔗糖分子中的化学键在高温下发生断裂和重排,形成含有呋喃环结构的乙酰基呋喃。它是一种具有类似于烤制或焦糖的甜香味,这种香味是红糖独特风味的重要组成部分)和5-羟甲基糠醛(蔗糖在高温下逐步分解,经过一系列复杂的反应路径最终生成5-羟甲基糠醛。呈现出甜香和略带焦糖的味道,它对红糖的风味和色泽有着重要的影响)。此外还会生成焦糖类的焦糖酐、焦糖烯、腐黑酸等物质,均对红糖的风味产生影响。

(三)红糖存放过程中产生的风味物质

①氧化反应产物

在储存过程中,红糖中的一些成分可能会发生氧化反应。例如,醛类物质可能会进一步氧化为羧酸类物质,这会导致红糖的香味发生变化,可能会出现一些酸败的气味。同时,一些不饱和脂肪酸也可能会发生氧化,产生异味,影响红糖的香气品质。氧化反应的速率会受到储存环境的影响,如温度、湿度和光照等因素。较高的温度、湿度以及光照可能会加速氧化反应的进行,从而使红糖的风味更快地发生劣变。

②水分影响

储存环境中的水分含量对红糖香味有重要影响。如果环境湿度较高,红糖可能会吸收过多的水分,导致微生物滋生和化学反应的加速。微生物的代谢活动可能会产生一些不良气味,如霉味等,同时也会影响红糖中原有香味成分的稳定性。相反,如果环境过于干燥,红糖可能会失去部分水分,导致一些挥发性香味成分的损失,使红糖的香味变淡。因此,合适的湿度环境对于保持红糖的风味至关重要。

③温度影响

温度也是影响红糖储存过程中香味变化的重要因素。高温环境会加速红糖中各种化学反应的速率,包括氧化反应、美拉德反应的继续进行等。这可能会导致一些香味成分的过度反应和分解,产生不良气味。而低温环境虽然可以在一定程度上减缓化学反应的速率,但如果温度过低,可能会导致红糖中的水分结冰,破坏红糖的晶体结构,进而影响其香味和品质。此外,温度的波动也可能对红糖的风味产生不利影响,因为温度的变化会导致红糖内部的物理和化学状态发生改变,从而影响香味成分的稳定性。

④微生物影响

在储存过程中,如果储存条件不当,红糖可能会受到微生物的污染。微生物在红糖上生长繁殖会产生各种代谢产物,这些代谢产物会对红糖的风味产生显著影响。例如,某些微生物可能会分解红糖中的糖类、蛋白质等成分,产生异味物质。同时,微生物的生长也可能会改变红糖的酸碱度,进而影响红糖中香味成分的稳定性和风味表现。

三、不同红糖风味差异的主要原因?

(一)甘蔗本身原料不同

①品种差异

不同品种的甘蔗所含的成分不同,这会导致制成的红糖香味有差异。例如,黑皮果蔗红糖中吡嗪类物质占比较高;闽引黄皮果蔗红糖中酮类物质含量最高;大田雪蔗红糖中酚类物质含量最高;同安果蔗红糖中烷类、醛类及酸类含量相当。不同品种的甘蔗在糖类、氨基酸、有机酸、矿物质等成分的含量和比例上存在差异,这些差异在红糖的加工过程中会被放大,从而体现在最终红糖产品的风味上。例如,某些甘蔗品种可能富含特定的氨基酸,这些氨基酸在美拉德反应中会生成独特的香味化合物,使红糖具有特殊的风味。

②生长环境影响

甘蔗生长环境中的气候、土壤和水分等条件会影响甘蔗中成分的含量和种类,进而影响红糖的香气。例如,土壤中的矿物质含量、气候的温度和湿度等因素,可能会影响甘蔗中糖类、氨基酸等物质的积累。在热带地区,充足的阳光和雨水使得甘蔗糖分含量较高,所制成的红糖甜味浓郁;而寒带或亚寒带地区的甘蔗则可能含有更多的芳香物质,所制红糖香味更加丰富。此外,土壤中的矿物质成分也会通过甘蔗的生长过程影响其汁液的风味,进而影响红糖的香味。例如,富含铁和钙等矿物质的土壤中生长的甘蔗,其红糖可能呈现出更加丰富的风味层次。

③甘蔗成熟度的影响

甘蔗成熟度不同,其成分含量有一定的差别,进而影响红糖风味。成熟甘蔗蔗糖含量高、还原糖含量低、氨基酸、有机酸含量相对稳定,因此制作出的红糖风味独特且浓郁。高蔗糖量使焦糖化反应生成大量物质,带来浓郁焦糖香,且为美拉德反应提供稳定底物。稳定的氨基酸经美拉德反应产生多种协调的风味化合物,增添复杂香气层次。有机酸能调节反应进程,避免甜腻,平衡风味。

未成熟甘蔗蔗糖低、还原糖不稳定,氨基酸和有机酸波动大。制作红糖时,焦糖化反应产生的香味物质少,甜味不足。美拉德反应生成的风味物质少且比例失调,香气单一。整体风味平衡差,存在过甜、过酸或香气与甜味不匹配等问题。

(二)生产工艺的影响

①加工过程中的条件差异

加工过程中的温度、时间和压力等因素对红糖香味影响较大。例如在红糖加工过程中,不同的温度条件下美拉德反应的程度不同,会导致产生的香气化合物种类和含量有差异。在澄清阶段,石灰水会影响糖汁中的酚酸含量,进而影响美拉德反应的底物;在蒸发阶段,石灰水和高温加热会加速糖浆的美拉德反应和焦糖化反应;在浓缩阶段,温度对红糖加工过程中的味道影响最大。此外,时间因素也不容忽视,较长的熬制时间可能会使红糖的焦糖化程度更高,风味更加浓郁,但也可能导致一些不良物质的生成。压力条件同样会影响红糖的加工过程,不同的压力可能会改变反应的速率和平衡,从而影响红糖的风味。

②不同加工工艺的影响

传统的手工制作方法和现代的工业化生产方法可能会导致红糖中香气成分的差异。例如,手工制作可能在时间控制、温度均匀性等方面与工业化生产不同,从而使红糖香味有所不同。传统手工红糖通常在高温下熬制时间较长,香味浓郁,带有强烈的焦糖香气。这种红糖在熬制过程中,糖分的焦糖化程度较高,导致其味道更加复杂,甜味中带有微苦和烤香。而现代工业生产的红糖通常为了保证产量和均一性,熬制时间较短,温度控制较为精确,因此其香味相对清淡,甜味较为纯粹,少了传统手工红糖中那种厚重的香气。

③添加物的影响

某些红糖在制作过程中可能会添加其他辅料,例如姜汁、大枣、阿胶、当归等。这些添加成分会为红糖增添新的香气层次。例如,姜汁红糖带有辛辣的姜味,而大枣红糖则散发出温和的果香。这些不同的辅料不仅丰富了红糖的风味,也使其具有一定的药用或滋补功能,适合不同的饮用需求。此外,添加物的种类、添加量以及添加的时机等都会影响红糖的最终风味。例如沪生堂采取在红糖熬制过程中添加辅料的独有工艺,使得辅料的滋补作用远优于其它企业在成品红糖中物理混合的生产方式。

(三)成品存贮的影响

①红糖常温保存时的风味变化

日本的广濑直人等人的研究表明,红糖储存对其香味的影响主要表现在:

a.风味物质变化

在常温保存过程中,黑糖中的游离氨基酸含量减少,而3-乙基-2,5-二甲基吡嗪含量在保存6个月后略有增加,2-甲基四氢呋喃-3-酮在保存前期含量增加。这些变化表明美拉德反应在常温保存期间仍在缓慢进行,进而影响风味。美拉德反应产生的物质是黑糖风味的重要组成部分,反应的持续进行改变了风味物质的组成比例,影响黑糖的风味特性。

b.风味差异缩小

随着保存时间延长,通过对香气成分进行主成分分析发现,第1主成分的差异逐渐减小,表明黑糖的香气特性趋于相似。这意味着在存放过程中,由于美拉德反应等化学变化,不同黑糖原本存在的风味差异逐渐缩小。

c.含硫化合物的影响

含硫化合物(如二甲基硫醚)在保存初期的3-6个月内急剧减少,到21个月时含量相较于保存开始时减少了94%以上。二甲基硫醚具有海岸气味和青草气味,它的大量减少必然改变黑糖的风味,使这种特殊气味在黑糖风味中的占比显著降低。

d.羧酸类的影响

羧酸类中的丁酸在保存的前15个月内含量有所增减,但在18个月之后急剧减少。丁酸是在黑糖制造过程中由微生物二次生成的成分,其含量的变化影响黑糖风味的复杂性和独特性。C

②储存条件的影响

储存条件如温度、湿度和光照等会影响红糖中香气成分的稳定性。不当的储存条件可能会导致香气成分的分解和损失,从而影响红糖的香气。例如,高温高湿环境可能加速红糖中挥发性香气成分的挥发和化学反应,使红糖香味变淡或变质。而低温低湿且避光的储存环境有助于保持红糖的香气成分的稳定性,延长其风味的保持时间。此外,储存容器的材质和密封性也会对红糖的风味产生影响,透气性好的容器可能会导致红糖更快地失去香气成分,而密封性好的容器则能较好地保持红糖的风味。

综上所述,红糖的风味是一个复杂的体系,其风味成分、来源方式以及不同红糖之间风味的差异都受到多种因素的综合影响。深入了解这些因素有助于更好地生产、储存和品鉴红糖,满足消费者对于红糖风味多样化的需求。

四、延伸阅读

简单来说,红糖的味道主要来源于甘蔗本身含有物质的带入(清香味的来源)、红糖熬制过程中美拉德反应(红糖香味的主要来源及风味区别)、焦糖化反应(红糖焦香的来源)、还原糖碱性分解、红糖存贮过程中的风味变化。

不同品种的红糖因甘蔗品种、产地、生产工艺等的影响而呈现不同的风味,老王讲糖对市场上的红糖根据风味的不同进行如下划分:

①清香型(例如古方红糖、义乌青糖):

直接以甘蔗汁为原料直接熬制浇注而成的红糖,其保留了较多的甘蔗本身的清香味。

而清香型红糖根据甘蔗品种和产地的不同,又可以分为清香(多为早熟品种,甘蔗茎叶味较重)、蜜香(出自中晚熟品种,更多的呈糖蜜的风味)、乳香型(此说法来源于网络,目前缺乏更多专业品鉴依据)。

②蜜香型(例如甘汁园等):

直接采取工业化红糖为原料进行分装和加工,红糖的香味主要来源于所含有的糖蜜成分。

蜜香型可以说是目前国内红糖市场的最主要香型,直接采用工业红糖进行加工的企业占红糖生产企业40%以上,其产品均可称为蜜香型。同时,由于赤砂糖也含有较多的糖蜜成分,因此也常用来冒充蜜香型红糖销售。

③复合香型(也称完美香型,例如沪生堂):

以甘蔗原汁红糖为原料,经低温烘焙干燥制作而成,香味中保留了甘蔗本身的清香、红糖的蜜香及低温真空烘焙过程中产生的淡焦香。

该产品是采取相对独特的工艺加工而成的香型,产品生产成本较普通红糖高30%以上,品质更优良,红糖口感比较醇厚,适合更多人的口味。

④焦香型(主要是部分黑糖产品):

以红糖或甘蔗为原料,经过较高温度和相对较长时间的熬制而成,产品呈现明显的焦香味,在日本和台湾较多。

⑤甜香型(此类产品在严格意义上并不属于红糖范畴,但由于其在市场上占有超过50%的份额,故在此提及):

是指以非红糖或少量添加红糖为原料生产而成的加工红糖,此类红糖除了有甜味外基本上没有红糖应有的香味和功效。

主要包括:

a.以冀鲁为主,皖粤滇等地为辅的地区,以冰糖废蜜、赤砂糖、葡萄糖等为原料加工而成的低价红糖粉,占领了大量的中低端市场。特别是独立袋红糖领域,此类伪红糖占有率更高达95%以上(目前老王讲糖仅发现沪生堂、Nr心等极少数企业使用的是纯红糖烘干包装)。

b.以魔都某网红高价红糖为代表的颗粒红糖,其成分则以少量红糖添加葡萄糖、麦芽糊精等制作而成,红糖的功效远低于正常的红糖。

c.以赤砂糖冒充红糖更是红糖的重灾区,赤砂糖的年产量数倍于红糖,基本上都当作红糖用以食品加工或直接冒充红糖销售(也有部分是以赤砂糖的名义销售的)。老王讲糖甚至一些品牌企业也使用赤砂糖作为红糖销售,特别是冒充蜜香型红糖时较难区别,因为赤砂糖也含有较多的糖蜜成分,且其理化指标亦符合红糖国标的要求。赤砂糖虽然不完全具有红糖的品质和功效,但因其生产工艺和成分的原因,仍具有一定的红糖功效。

由于此类产品占有超过50%的市场份额所以在此一并列举,但此类产品严格意义来说并不属于红糖。

小知识:红糖风味产生的原理之——美拉德反应

甘蔗中含有氨基酸以及木糖、葡萄糖、果糖等还原糖,在红糖生产过程中,这些氨基酸和还原糖会发生美拉德反应,从而产生不同的气味,这是构成红糖风味的主要来源。由于甘蔗品种不同,其所含氨基酸的类别及含量存在差异,这也导致了不同红糖之间风味有所区别。在美拉德反应中,甘蔗里不同的氨基酸会产生不同的风味,而红糖的风味则是各种味道的复合。

甘蔗中含有的氨基酸100150180

天冬氨酸Asp

(天门冬氨酸)

硬糖焦糖

苏氨酸Thr淡槭树汁味焦香

丝氨酸Ser淡槭树汁味糖的焦香

谷氨酸Glu焦香、旧的木香糖的焦香、鸡香

脯氨酸Pro谷样香烘烤香

甘氨酸Gly焦糖烧糊的糖

丙氨酸Ala甜焦糖烧糊的糖

胱氨酸Cys

(注:半胱氨酸呈味)

肉香、臭鸡蛋味、煨鸡味 

缬氨酸Val焦糖、槭树汁味沁鼻的巧克力香

蛋氨酸Met土豆、卷心菜味土豆、卷心菜味

异亮氨酸Ile果香、霉腐味干酪的焦香

亮氨酸Leu果香、黑麦面包干酪的焦香

酪氨酸Tyr焦糖糖的焦香

苯丙氨酸Phe花香、玫瑰、紫罗兰紫罗兰、丁香、焦糖

赖氨酸Lys面包香、炸土豆焦香 

色氨酸Trp巧克力糖的焦香

组氨酸His面包香黄油

精氨酸Arg面包香、黄油、爆玉米香、烘烤土豆烧糊的糖

而红糖表现出的香味,主要是以上不同味道之间的复合体。

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