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香味感官评定的生理学基础
第二章香味感官评定的生理学基础
第一节嗅觉与味觉的生理学效应
嗅觉和味觉同视觉、听觉、触觉一样,是人类感知自然界的最有效的工具。
嗅觉和味觉都是化学性感觉,鼻子的神经闻气味,舌头的味蕾识别味。
二者之间密切联合,都是化学分子与感觉器官相接触产生电信号,传给大脑形成感觉。
20世纪50年代以前,学术界往往将味觉和嗅觉混为一谈,有时还将味和香味错误地划分为一类。
现在,由于生理学和生物学广泛研究的结果,使我们认识了味觉和嗅觉在解剖学、生理学以及心理学上的差异,因此,我们不再将两种感觉混淆在一起。
需要指出的是,目前香料还主要是通过人的嗅觉和味觉等感官进行检验。
感官检验香味的产生主要是由鼻腔的嗅觉器官所引起的,而味则主要由位于口腔内的味觉器官(主要分布在舌部)所产生的,嗅觉的感受物质是鼻液(非鼻涕),味觉的感受物质是唾液,二者都是蛋白质和水的混合物,唾液是消化酶,鼻液是免疫蛋白。
在烟草等的感官评价时,最容易忽视的嗅觉在产品评定中占主导地位。
一、嗅觉系统组成与产生的机理
(一)、嗅觉系统的组成
从仿生学角度考虑,人体嗅觉感受器构成可概括为三个部分:
(1)鼻腔上皮组织,是接受气体并产生信号的第一个地方;
(2)嗅球,气体的种类通过“镜像”在这里形成;(3)大脑皮层,信息之间的联系在这里形成并存储。
气味物质就是通过这些感受器把信号传递给大脑的(如图2-1嗅觉信息的传输过程图2-1)。
与其它感觉相比,嗅觉系统组成的显著特点是其所属的神经直接进入大脑,而不需经过转导而到达中枢神经再传至大脑。
人体嗅觉感受器位于鼻腔内一个相当小的区域(约2.5cm2),我们称之为嗅上皮。
嗅上皮由三种主要类型的细胞组成,即嗅感受器细胞、支持细胞和基细胞。
在嗅上皮表面有一层粘膜层,覆盖着整个嗅觉系统,该层厚度10~50微米,气味分子必须穿过此层才能与感受器细胞作用(如图2-2)。
感受器细胞是初始的双极神经元,其树突位于嗅上皮的核心区。
支持细胞包围着感受器细胞树突,从嗅上皮表面观察,支持细胞呈六角形排列包围着感受器神经元,使之彼此分开,感受器细胞树突顶部与支持细胞通过在粘膜层表面上的紧密联结而束缚在图2-2嗅上皮的主要结构一起。
这种支持细胞可能具有三种功能:
第一,机械功能,即保持末梢上皮表面的结构整体性;第二,分离功能,使上皮表面的粘液与细胞周围细胞外液分开;第三,障碍功能,阻止初始非脂溶性分子移过嗅上皮。
相邻的支持细胞的顶部还具有缝隙连接,这种连接使支持细胞侧向联系成网。
支持细胞的核区形成了嗅上皮的末端核心层。
支持细胞的上部伸向嗅上皮的表面,若干短的微绒毛在此伸入粘液中,核心下柄相互靠近呈分枝状伸开足突,似张开的基膜。
形状不规则的基细胞,其核形成了最靠近上皮中部的核区并深藏于嗅上皮中。
基细胞的作用并未完全定论,有人认为它是在正常细胞更新及嗅上皮复厚期间起干细胞群的作用,更新感觉上皮和恢复嗅觉功能。
另外,嗅上皮内还有一种巨形多细胞体,称为鲍曼氏腺(图2-2),其位于粘膜下层,为外分泌腺,经由横穿嗅上皮的分泌管道而开口于嗅上皮表面。
上列所述几种细胞单元在嗅上皮中所处层次,如果简单地划分依次为:
粘膜层→感受器细胞结及轴突(由支持细胞包围)→感受器细胞核区→基细胞,鲍曼氏腺贯穿整个层次。
(二)、嗅觉产生的机理
通过上述的介绍,我们对人类嗅觉系统的解剖学有了初步认识,关于嗅觉的产生机制,即刺激物如何渗透进入鼻粘膜,经嗅上皮嗅感受器细胞传导进入大脑而产生嗅觉的概念,目前尚未完全研究清楚。
科学家们正在应用神经解剖学、电生理学、生物化学和分子生物学等技术对此进行研究。
目前已证明:
能对特别的味道产生感觉是因为人的鼻子里有大量的“受体”蛋白质,这些蛋白质就在鼻子的细胞里,而这些细胞与人的大脑相连。
这一发现是由2004年诺贝尔医学奖和生理学奖的获奖者(美国科学家)理查德·阿克塞尔(RichardAxel)和琳达·巴克(LyndaBBuck)发现的,他们都独立地发现了两种其它类型的G蛋白质连结状受体,这两种受体位于鼻上皮的上端,可以探测到信息素。
舌味蕾上还有另一种类型的G蛋白质受体,而这与味觉有关。
他们所进行的一系列先驱性的研究向我们清楚地阐释了我们的嗅觉系统是如何运作的,并确定了大脑的第一个中转站的组织构成。
两位科学家发现了一个大型的基因家族。
这一基因家族由1000种不同的基因组成(占我们基因总数的百分之三),这些基因构成了相当数量的嗅觉受体种类,这些受体位于嗅觉受体细胞之内,这些细胞在鼻上皮的上端,可以探测到吸入的气味分子。
他们的研究显示,人的嗅觉图2-3嗅觉的形成系统具有高度“专业化”的特征。
比如,每个气味受体细胞仅表达出一种气味受体基因,气味受体细胞的种类与气味受体完全相同。
气味受体细胞会将神经信号传递至大脑嗅球中被称为“嗅小球”的微小结构。
人的大脑中约有2000个“嗅小球”,数量是气味受体细胞种类的2倍。
“嗅小球”也非常的“专业化”,携带相同受体的气味受体细胞会将神经信号传递到相应的“嗅小球”中,也就是说,来自具有相同受体的细胞信息会在相同的“嗅小球”中集中。
嗅小球随后又会激活被称为僧帽细胞的神经细胞,每个“嗅小球”只激活一个僧帽细胞,使人的嗅觉系统中信息传输的“专业性”仍得到保持。
僧帽细胞然后将信息传输到大脑其他部分。
结果,来自不同类型气味受体的信息组合成与特定气味相对应的模式,大脑最终有意识地感知到特定的气味。
因此,我们能够在春天时感觉到丁香的香味,并在其它时候记起这种香味。
两位科学家在研究中发现,每个气味感受器能识别多种气味,每种气味也能被多个气味感受器识别,因此,气味感受器是通过一种复杂的合作方式一起识别气味。
每个嗅觉受体细胞只含有一种嗅觉受体,而且每个嗅觉受体细胞都只表达某一种特定气味受体基因,每个受体可以探测到数量有限的气味,我们的嗅觉受体细胞因此对一些气味很敏感。
每个气味受体细胞会对有限的几种相关分子作出反应。
绝大多数气味都是由多种气体分子组成的,其中每种气体分子会激活相应的多个气味受体,并会通过“嗅小球”和大脑其他区域的信号传递而组合成一定的气味模式。
尽管气味受体只有约1000种,但它们可以产生大量的组合,形成大量的气味模式,这也就是人们能够辨别和记忆约1万种不同气味的基础。
二、味觉系统组成与产生的机理
味觉是指食物在人的口腔内对味觉器官化学感受系统的刺激并产生的一种感觉。
不同地域的人对味觉的分类不一样。
在五种感觉当中,人们对味觉的了解最少。
味觉是人体重要的感觉器官,我们把味觉分为广义的味觉和狭义的味觉,广义的味觉是指食物从口腔进入消化道的过程中的感觉,包括心理的、物理的和化学的三种味觉,狭义的味觉即化学味觉,是口腔内舌面上的味蕾所感受到的味觉。
本书中主要阐述化学味觉。
(一)、味觉系统的组成
1、舌部结构
谈到味觉系统,人们首先会想到舌头,因为舌头有辨别味道的功能。
这种功能与它的结构密切相关,舌由表面的粘膜和深部的舌肌组成。
舌肌由纵行、横行及垂直走行的骨骼肌纤维束交织构成。
粘膜由复层扁平上皮与固有层组成。
舌根部粘膜内有许多淋巴小结,构成舌扁桃体。
舌背
部粘膜形成许多乳头状隆起,称舌乳头(Tongual图2-4舌部结构图
papillae),可分为四种(如图2-5)。
1)丝状乳头:
丝状乳头(filiformpapillae)数目最多,遍布于舌背各处。
乳头呈圆锥形,尖端略向咽部倾斜,浅层上皮细胞角化脱落,外观白色,称舌苔。
2)菌状乳头:
菌状乳头(fungiformpapillae)数目较少,多位于舌尖与舌缘部,散在于图2-5丝状乳头和菌状乳头结构图状乳头之间。
乳头呈蘑菇状,上皮不角化,含有味蕾。
固有层中有丰富的毛细血管,使乳头外观呈红色。
(图2-5)
3)轮廓乳头:
轮廓乳头(circumvallatepapillae)有10余个,位于舌界沟前方。
形体较大,顶端平坦,乳头周围的粘膜凹陷形成环沟,沟两侧的上皮内有较多味蕾。
固有层中有较多浆液性味腺,导管开口于沟底,味腺分泌的稀薄液体不断冲洗味蕾表面的食物碎渣,以利味蕾不断接受物质刺激(图2-6)。
4)叶状乳头:
叶状乳头(foliatepap图2-6轮廓乳头结构图illae)位于舌体后方侧缘,形如叶片整齐排列,乳头间沟的两则上皮中富有味蕾,沟底也有味腺开口。
兔的叶状乳头很发达,人的叶状乳头已近退化。
2、味觉系统组成
味觉系统可以认为由下面三部分组成:
一是用于转导化学信号的受体元素;二是用于收集和传送化学神经信息的末端感觉神经系统;三是用于分析传导过来的感觉神经信息的一种复杂的中枢神经系统。
转导化学信号的受体元素有两种,分别是味蕾图2-7味蕾结构图
和自由神经末梢。
1.味蕾:
味蕾(tastebud)为卵圆形小体主要分布于舌侧缘和舌尖部,多位于轮廓乳头(circumvallatepapillae)的沟里和菌状乳头(fungiformpapillae)
的两侧,少数散在于软腭、会厌及咽等部上皮内。
成人的舌约有味蕾2000~3000个,味蕾一般有40-150个味觉细胞构成,大约10-14天更换一次,味觉细胞表面有许多味觉感受分子,不同物质能与不同的味觉感受分子结合而呈现不同的味道。
在显微镜下观察染色的舌部,可在菌状乳头上看到许多小蓝点,这就是味孔(tastepore),即味蕾管(到达味蕾的导管)。
口腔和咽部粘膜的表面也有散在图2-8脑神经支配味蕾图的味蕾存在。
儿童味蕾较成人为多,老年时因萎缩而逐渐减少。
每一味蕾由味觉细胞和支持细胞组成。
味觉细胞顶端有纤毛,由味蕾表面的孔伸出,是味蕾感受的关键部位。
味觉细胞顶端有纤毛,称为味毛,由味蕾表面的孔伸出,是味觉感受的关键部位。
(如图2-7)。
口腔中不同部位的味蕾受不同的脑神经支配,舌前部的味蕾是由面神经(Ⅶ)鼓索支刺激支配;腭部的味蕾是由第Ⅶ对神经的最表浅的硬腭支刺激支配;轮廓乳头的味蕾是由舌咽神经(Ⅸ)刺激支配。
叶状乳头的味蕾常规地被认为是由舌咽神经刺激支配;不过至少有一部分是由第Ⅶ对与第Ⅸ对神经共同刺激支配。
喉部的味蕾是由迷走神经(Ⅹ)刺激支配。
除了味觉刺激外,舌前部的味蕾是由三叉神经刺激支配。
在舌后部,味觉是由舌咽神经(Ⅸ)传递。
菌状乳头上以及前软腭上的味蕾受位于面部膝状神经节内的感觉神经刺激支配(图2-8)
2.自由神经末端:
“自由神经末端”是指可以在光学显微镜下区分出来,且不具有辨别受体或囊状物包着的神
经末端。
这些自由口腔内提供化学受体的末梢感觉神经系统位于四种不同的头部神经节内。
这四种神经节为:
三叉神经节、图2-9三种不同类型的神经节面部膝状神经节、颞骨岩部神经节和迷走神经节。
三叉神经节含有提供口腔所有部位的自由神经末端的感觉神经,另三个神经节支配着味蕾。
生理学和生理物理学对这些不同神经和神经节的功能性的研究表明:
在不同神经节上的化学感觉系统,对化学物质不同的化学性能方面有选择性地反应。
(二)、味觉产生的机理
舌前2/3味觉感受器所接受的刺激,经面神经之鼓索传递;舌后1/3的味觉由舌咽神经传递;舌后1/3的中部和软腭,咽和会厌味觉感受器所接受的刺激由迷走神经传递.味觉经面神经,舌神经和迷走神经的轴突进入脑干后终于孤束核,更换神经元,再经丘脑到达岛盖部的味觉区。
(图2-10为味蕾传递味觉信号示意图)
产生味觉的化学物质(也称刺激物)刺激受体元素(味蕾及自由神经末端),由末端感觉神经系统转导至中枢神经系统。
传至大脑的信息经分析、判别便产生了味的概念,这可认为是味觉产生的基本机理。
统计数据表明:
数以千计的不同化学成分都可以产生味觉,然而我们通常所感觉到的却仅为有限的几种味,分别为甜、酸、咸、苦、鲜(氨基酸味)。
图2-10为味蕾传递味觉信号示意图。
人们也一直将舌头味觉分成甜、酸、咸和苦4个区域,能品尝出“甜”味的味蕾位于舌尖;“咸”味味蕾位于舌头前部的一侧;“酸”味味蕾在“咸”味味蕾的后面;“苦”味味蕾在舌头的后半部分。
即人们常说的味觉地图,如图2-11。
图2-11味觉地图
这个味觉地图蒙蔽了人们的味觉达一个多世纪之久,直到1974年才被证明是错误的。
现在舌头能品尝出五种基本味道(甜、苦、咸、酸、鲜(氨基酸味))已经得到确认,舌头的任何部分都具备几乎一样的品尝出这些味道的能力。
近些年第六味觉“油味”引起了研究者的注意,科学家发现在味蕾区存在CD36蛋白质,CD36蛋白质除了扮演清道夫受体用于结合多种
蛋白质和脂蛋白外,还可以转运脂肪酸,通过对CD36精确定位,发现他们存在于味蕾细胞的顶面,在这里细胞可以感受到饮食中的油味。
那么,味究竟怎样产生(从化学信息变成感觉信息)的呢?
这个问题目前尚未定论,主要趋向两种理论解释。
1965年,埃瑞克逊(Erickson)等从神经生理学和心理学的观点出发提出了与上述理论不同的观点。
埃瑞克逊对用描术视觉中三原色那样去假定味觉仅有四种基本味的观点提出质疑,他们使用某种溶液刺激整个舌部,并通过对解剖的个体神经元进行记录,报道了许多所谓的个体神经元对多种味呈现敏感性。
有些神经元对糖和盐呈现反应,另一些对苦昧物质起反应,另有一些对四种基本味觉的刺激物均有反应。
根据埃瑞克逊的观点,我们的大脑通过神经传输可以接受大量杂乱的信息,进入大脑的信息中包含有味觉品质的信号,大脑复制下信息寻找不同神经元的信号,这样就决定了交叉神经元的刺激形式,交叉神经纤维或交叉神经单元的形式决定了味的品质。
埃瑞克逊发展起来的是一种统计模拟系统。
交叉神经元是通过将刺激信号转换成味觉品质的信号而确定味。
1974年,以卡尔·帕夫曼(CarlPfaffmann)为首的研究小组提出了味通道理论,他们认为:
人存在一套四种味觉通道与四种基本味相对应,无论分子具有什么样的化学构型,分子都以不同的强度刺激一种、两种、三种或所有四种通道。
占主导地位的或具最强刺激作用的将决定味的品质,即决定是哪种味觉。
所有其它的各种味觉都起源于基本味的结合。
一些对不同味物质敏感性的电生理学的研究支持了该理论。
帕夫曼的观点也称信息通道理论,它的实质是认为人确实存在有基本味,甜、酸、咸、苦代表了原始味产生的基本过程,这些基本过程发生于味信息的感觉编码中。
我们感觉到的味品质信息直接与味觉系统所具有的有限的味信息通道相对应。
这4种基本味觉的换能或跨膜信号的转换机制并不一样,如咸和酸的刺激要通过特殊化学门控通道,甜味的引起要通过受体、G-蛋白和第二信使系统,而苦味则由于物质结构不同而通过上述两种形式换能。
和前面讲过的嗅觉刺激的编码过程类似,中枢可能通过来自传导四种基本味觉的专用神经通路上的神经信号和不同组合来“认知”这些基本味觉的以外的多种味觉。
第二节气味理论及其应用
“气味”是物质最重要的特征之一,最能代表物质的本质。
它从概念发展到范畴以至形成学说,已成为调香理论体系中重要的组成部分,得到了广泛的应用。
但它的理论实质是什么?
王充《论衡·自然》“太虚不能无气,气不能聚而为万物。
”说明“气”作为本原范畴,回答了关于何为宇宙万物的起源问题。
不过,有时还将“气”和“味”纠缠在一起,以“气味”的形式来回答宇宙万物(包括生物)的起源问题。
如《素问·六节藏象论》“天食人以五气,地食人以五味。
”寇宗云“生物者气也,成之者味也。
”此之谓也。
说明气味可以作为一个实体范畴,用以说明概括事物的存在状态、结构关系和变化情况等。
此外,在中医药理论体系中,它还具有一些确定不移的意义,即气味是具体的物质。
如李东恒所谓“药之所用,皆以气味为主”。
刘河间所谓“制方之体,本于气味也。
”都说到气味是具体的物质,即气味是能够独立存在的,作为一切属性的基础和万物本原的东西。
鉴于气味物质在人们的化工工业、食品工业、香料工业、植保信息、医药卫生等方面发挥着重要作用,研究和探讨气味物质物理化学基础,对揭示天然气味物质的结构以及人工合成了香味物质具有重要意义。
为此,本节旨在分析气味物质与有机体,特别是与嗅感器官相互作用的各种因素。
由于这是一个跨学科课题,故需用物理化学,生物物理学以及生物化学的知识给予阐明。
一、气味物质的化学基础
空气中飞散的气味分子所呈气味并非一成不变,它随着温度、浓度以及环境的变化而有所改变,不但其强度有所变化,并且香臭亦因之而异。
(一)、气味物质所具备的条件
1959年,日本人小幡弥太朗在总结前人理论的基础上,概括了有气味的有机化合物必须具备条件为:
(1)这种物质必须具有挥发性。
只有易挥发的物质,分子才易到达鼻粘膜,从而产生气味。
(2)分子量在29-300之间的有机物才有可能产生气味。
(3)必须是脂水双溶。
(4)分子中具有发臭基团,常见的发臭基团主要有:
羰基(>C=O)、醛基(-CHO)、甲醇基(-CH2OH)、酯基(-CO2R)、氨基(-NH2)、醚基(-O-)、羧基(-CO2H)、碳酸基(
)。
(5)折光率(
)大约在1.5左右。
(6)拉曼效应测定的波数在1400-3500cm-1之间。
以上条件可以作为判断分子有无气味的依据。
(二)、气相中的气味物质
1、气味物质的蒸气压
一般认为,世界上没有绝对不挥发的物质(在绝对零度-273℃以上时),因此任何物质都有气味产生。
由于物质的挥发性,在液体(或者固体)的表面存在着该物质的蒸气,这些蒸气会对液体(或固体)表面产生一定的压强,我们称之为该液体(或固体)的蒸气压。
比如,水的表面就有水蒸气压,当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候,水就沸腾。
我们通常看到水烧开,就是在100摄氏度时水的蒸气压等于一个大气压。
蒸气压的大小不仅与物质的性质有关,还会随着温度的变化而变化。
即蒸气压是在特定温度下置于空气中的液态(或固态)化学物质所产生的压力,用毫米汞柱(mmHg)表示。
标准大气压是760mmHg。
在室温(25℃)下,蒸气压高于760mmHg,即沸点在25℃以下的化合物是气体,一给定的气味物质在空气中产生的蒸气压,与它在真空中所产生的蒸气压是相等的。
关于气味物质的挥发性通常人们用蒸气压来表示。
表2-1列出了若干化合物的蒸气压。
表2-1气味化合物在25℃时的蒸气压
气味物质
蒸汽压mmHg/25℃
分子量
气味物质
蒸气压mmHg/25℃
分子量
三甲胺
1700
59
苯
94.8
78.11
吡啶
20
79
甲苯
28.4
92.14
异丁酸异丁酯
4.2
144
1,2-二甲苯
6.6
106.16
1-芹香酮
0.12
150
1,3-二甲苯
8.29
106.17
苯乙醚
0.022
170
1,4-二甲苯
8.84
106.16
d-氯乙酰苯
0.0075
155
1,4-苯二甲酸
9.20×10-6
166.13
ω-十五烷内酯
4.5×10-4
240
嗅甲烷
1620
94.94
麝香酮
2.1×10-6
294
1-戊烯
635
70.13
2-氯-1,3-丁二烯
215.27
88.54
1-辛烯
17.4
122.21
2、浓度单位
如果25℃(298K)时气味物质的蒸气压是P,分子量为M,则在25℃与气味物质处于平衡的空气相中的气味物质,其浓度可有下式计算:
)
这一计算是根据1mol的任何气体在0℃、760mmHg时其体积均为22.4
。
对于大多数有机化合物而言,用g/
表示其终浓度,其数值都太小而且很不方便。
因此,习惯上把它转换成三种广泛应用的浓度单位,即:
(1)将该数字乘以106转换成mg/m3
(2)将mg/m3乘以22.4/M,转换成ppm,v/v(按体积计的百万分之几的浓度)
(3)将mmHg表示的蒸气压乘以1320,则可直接变成ppm单位。
(三)、液相中的气味物质
1、气味物质的溶液
气味物质常以溶液,如水、植物油、乙醇、硝基苯、溴苯、四氯化碳、氯仿、溴代烃、乙二醇、丙三醇等液态的形式存在或被使用。
因此溶解度S的概念也被用来描述气味物质的浓度。
溶解度是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的克数,通常表示g/
(每升溶液中溶质的克数)。
如20℃时,食盐的溶解度是36克,氯化钾的溶解度是34克。
这些数据可以说明20℃时,食盐和氯化钾在100克水里最大的溶解量分别为36克和34克;也说明在此温度下,食盐在水中比氯化钾的溶解能力强。
由于在室温下,有许多气味物质能以任意比例与水和(或)其它溶剂相溶,所以溶解度概念的应用是有限的。
2、浓度单位
对于典型的气味物质,除去给出的数值很低的g/
浓度之外,比较通用的是mg/
浓度,后者在数值上与ppm,w/v(百万分之重量体积浓度)相等。
如果用水做溶剂,则其几乎可以等于ppm,w/v(百万分之重量浓度)
(四)、相间气味物质分布
1、空气-水分配系数
分配系数是指在气味物质-水两相体系达平衡状态时,气味物质在空气和水中的浓度的比值。
分配系数反映了气味物质在空气和水相间的迁移能力,是描述气味物质在水环境中行为的重要物理化学特征参数。
分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。
如果气味物质仅微溶于水(S小于10g/
),则下面的计算就很适用。
将过量的液态气味物质加到含有水与空气的带瓶塞烧瓶中,振摇片刻,静置,这时在水相和气相形成第三相,该相必定与水相和空气相平衡(即饱和)。
气相中的气味物质浓度除以溶液中气味物质的浓度,得该气味物质的空气-水分配系数
:
(5.38×10-5)
空气相与水相中的浓度应在相同温度,如25℃测定。
由于平衡时空气中的浓度可根据蒸气压估计,水中浓度可由其溶解度估计,故此计算是可用的。
表2-2列出若干不同官能团的直链戊碳化合物的某些数据。
显然官能团对分配系数(其值相差达106)有重大影响。
戊胺,该物质可无限溶于水,其分配系数可用气相色谱法测定。
其空气-水分配系数的计算值与试验值一般是相符的。
表2-2若干戊碳化合物在25℃时的空气-水分配系数
化合物
蒸气压mmHg
在水中的溶解度g/
分子量
分配系数w/v
戊烷
520
0.038
72
52
戊硫醇
15
0.16
104
0.55
甲酸甲酯
32
15
102
0.011
戊醛
16
12
86
0.0063
2-戊酮
16
54
86
0.0013
戊胺
28
∞
87
0.0013
戊醇
2.5
23
88
0.00052
戊酸
0.29
50
102
0.000031
2、油-水和空气-油分配系数
分配系数与气味物质在不同溶剂中的溶解度有关。
在以水为其中的一相时,测得的分配系数称为油/水分配系数。
在科学文献或物理参数手册上较常收载的分配系数是物质正辛醇,特别是与代表油相的n-辛醇或橄榄油所组成的油-水体系的分配系数。
气味物质分配系数的大小是反映气味物质经生物膜转运的重要物理参数,细胞膜是具有亲脂性的脂质双分子层,一般而言,具有较大油-水分配系数的气味物质更容易穿透细胞膜转运和吸收,但分配系数过大的药物则相对不易分配进入水性体液。
因此对于分配系数较小即水溶性较大的气味物质而言,影响气味物质向体内转运的限速过程主要是从水性体液向细胞膜分配的过程。
相反,对于分配系数较大即难溶性的气味物质,影响其转运的限速过程主要是在水性体液中的溶解。
由于细胞膜,包括神经末梢在内,含有一层脂层,并被一层水膜覆盖,故气味分子在空气、水和油间的分布必定对其穿透细胞膜的能力有某些影响。
各种气味物质的油——水分配系数
也在一个相当大范围变动,这取决于油的性质。
即该油是极性的(如橄榄油)还是非极性的(如矿物油).如果一给定的气味物质,其空气——水和油——水分配系数为已知,则其空气——油分配系数可由下式进行计算:
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