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食品香气是指食品中产生各种挥发性的香味物质。
1.原料自身
大多数食品中本身含有香气物质，尤其在水果和蔬菜中。水果中的香气物质比较单纯，具有浓郁的天然香味，其香气物质以有机酸酯类、醛类和萜类为主，其次是醇、酮类及挥发酸。它们是植物体内生物合成而产生的。葡萄的主体香气成分是邻氨基苯甲酸甲酯，苹果的主体香气成分是乙酸异戊酯，桃的主体香气成分是醋酸乙酯和沉香醇酸内酯。
大多数蔬菜的总体香气较弱，但气味却多样。百合科和十字花科(葱、蒜、韭菜、芦笋、卷心菜、芥菜等)具有刺鼻的芳香，主要是含硫化物。例如：二丙烯基二硫醚物(洋葱气味的化合物)，二烯丙基二硫醚(大蒜气味的化合物)，硫醇(韭菜中的特征气味之一)。伞形花科蔬菜(胡萝卜，芹菜，香菜)具有微刺鼻的特殊芳香与清香，萜烯类气味物地位突出，它们和醇类及羰基化合物共同组成气味贡献物。葫芦科和茄科中的黄瓜和番茄具有青鲜气味，有关的特征气味是C6或C9的不饱和醇和醛。
2.香精香料
一方面，食品本身固有的香味，是食品原料自身存在的，是生物生长酶合成的产物。另一方面在食品加工、烹饪中添加了香料和香精，如面包焙烤加工中，制作奶油面包，除原料中面粉的自然气味外，面包中奶油香味，就是添加的人工合成香料，如添加2，3-己二酮合成香料，该物质具有奶油味结构式。美国2003年允许使用的合成香料为2068种，中国2004年允许使用的合成香料为1242种。
香精也称调香料，是由人工调配出来的各种香料的混合体，人们可以根据不同的需要选用香型。香精按香型可分为六类，分别为花香型，如玫瑰，水仙香型，多用于化妆品中；非花香型，多根据幻想而调配，如力士，古龙香型，多用于化妆品中；果香型，模仿果实的香气调配而成，如桔子、香蕉、苹果等，多用于食品和洁齿品中；酒用香型，如清香型、浓香型、酱香型、白兰地酒香型；烟用香型，如可可香型、桃香型、薄荷香型、茶花型；食品用香型，如方便食品中多用的肉香型，海鲜香型。
它们本身不一定呈现香气，它的作用在于加强对嗅感神经的刺激，提高和改善嗅细胞的敏感性，加强香气信息的传递。常用的增效剂有麦芽酚、乙基麦芽酚、谷氨酸钠、5'-胞苷酸和5'-鸟苷酸。
3.热处理反应
一般食品在加热过程中会形成香气物质，这与美拉德反应和焦糖化反应有关。1912年法国化学家发现了美拉德反应(Maillard Reaction)。近几十年来，美拉德反应一直是食品化学，食品工艺学，营养学，香料化学等领域的研究热点。美拉德发应是加工食品中食品的色泽和浓郁芳香的各种风味的主要来源。美拉德反应是指氨基化合物和羰基化合物之间发生的反应。几乎所有含有羰基(来源于醛、酮、糖或油脂氧化酸败所产生的醛、酮)和氨基(来源于游离氨基酸、多肽、蛋白质、胺类)的食品在加热条件下均能产生Maillard反应。Maillard反应能赋予食品独特的风味和色泽。反应有复杂的机理，首先由还原糖与氨基化合物缩合(这一反应称为羰氨反应)，然后通过一系列的缩合与聚合形成含氮的复杂的多分子色素，称为黑色素。美拉德反应过程可以分为初期、中期和末期，每一阶段又可细分为若干反应。
通过选择氨基酸和糖类，可以有目的地合成含有吡嗪类、吡咯类和呋喃类的不同香型香精。食品在加热过程中发生的美拉德反应会产生某些特有的食品风味，但也会使食品的营养价值降低，甚至还会产生毒性物质。反应物中的氨基酸、肽、蛋白质和还原糖类，是食品香味产生的主要来源之一，食品在蒸煮、焙烤及油炸过程中产生的食品香味，也即食品经过了热分解、氧化、重排或降解形成的香味前体，糖类在反应中生成香味物质的重要前驱物，生成呋喃衍生物、酮类、醛类、丁二酮、吡嗪类化合物等，然后形成特殊的食品风味，食品的呈香就是Maillard反应产物的积累。如爆米花、烤面包、烤肉、酱香型白酒等食品所形成的香味。
有些焦糖化产物除了颜色外，还具有独特的风味，如麦芽酚(3-羟基-2-甲基吡喃-4-酮)与麦芽酚(3-羟基2-乙酰基呋喃)具有面包风味，2H-4-羟基-5-甲基呋喃-3-酮是各种风味与甜味的增强剂。
4.酶作用
酶是生物细胞产生的有催化作用的蛋白质。食品中的大分子物质如风味前体物质，蛋白质，脂肪等可在酶的作用下而产生特定的风味物质。食品风味很大一部分来自于内源酶，它们能够赋予食品应有的特征风味。在食品加工过程中易导致内源酶活力的降低或丧失，而留下的底物仍然有效，所以采用酶制剂的形式添加到食品中可以改善和强化风味的形成，这种酶称为风味酶。另外，各种食品表现出风味的时间不同，蔬菜，水果在成熟后散发出浓郁的香气，在加工后却会变淡甚至产生异味，如香菜脱水后产生一些类似干草的气味，脱水生姜片产生焦糊味，喷雾干燥番茄有烤糊味，因此很多食品需要在加工后再添加风味酶以恢复其风味。人们最初是利用风味酶恢复脱水和冷冻食品的香气，例如：蔬菜中特有的香气成分是异硫氰酸酯类，这种酯类是通过黑芥子酶作用而形成的，当蔬菜脱水干燥时，黑芥子硫苷酸酶失去活性，这是干燥蔬菜复水也难以再现原来的新鲜香气，若将酶液加人到干燥的蔬菜中，就能得到其新鲜时的香味。
酶技术在肉类香精中的应用很广泛，主要体现在肉蛋白的水解中，产生高质量的肉蛋白酶水解物，进而生产出肉味更逼真，强度更高的天然肉类香精。用胃蛋白酶对鸡肉进行水解，将肉蛋白质水解成分子量为2000～5000的肽类，再将酶水解物加热，便可得到强烈的煮鸡或烤鸡肉味，肉味强度比传统方法产生的香味强80～100倍。利用丹麦Novozyme生产的风味酶水解鸡肉蛋白，其水解产物具有明显的鸡汤香味，碎鸡肉中加人复合蛋白酶和风味酶，在55℃下水解8h，制得的酶解液与HVP，酵母抽提物一起，加入一些氨基酸和还原糖，120℃下加热60min，进行美拉德反应产生关键性的烤肉味或鸡肉味化合物。
脂肪在脂肪酶的作用下水解得到的对游离脂肪酸食品风味有重要影响。有时，游离脂肪酸会被转化为其它风味物质。短链脂肪酸(C5以下)有刺激性的烟熏味，与油脂的酸败味有关。中链脂肪酸(C5-C12)有肥皂味，对食品风味影响最大。例如菠萝椰子老姆酒有时会带有强烈的肥皂味，就是因为椰子中的脂肪在菠萝的耐热脂肪酶作用下，释放出十二碳脂肪酸。
5.微生物发酵作用
传统的发酵类食品或调味品，如黄酒、面酱、食醋、豆腐乳、酱油等都是通过微生物作用于糖类、蛋白质、脂类及原料中某些风味前体而产生呈香物质，这些呈香物质是微生物的代谢产物，一般包括醇、醛、酮、酸、酯类等化合物。
吡嗪类为含N的杂环化合物，是加热食品中所具有的典型香味成分，谷氨酸棒杆菌是四甲基吡嗪的产生菌。将吡嗪类化合物加入到食品中，能够产生坚果味、咖啡味、巧克力味和香蕉香气。内酯化合物具有浓郁的香气，在各种具有水果味，可可味，奶酪味及坚果味的食品体系中都曾分离得到内酯。假丝酵母，细菌在含有丙酮液的培养液中具有产生内酯的能力；另外萜烯类化合物是赋予香精油特殊香味的重要组份，产萜烯类的微生物多为真菌，通过真菌发酵产生的萜烯类化合物主要有香茂醇(鲜玫瑰香)，香味醇(玫瑰香，甜果香)，里那醇(鲜花香，甜柑橘香)等；香兰素在食品中的应用很广泛，目前，通过微生物发酵技术制取香兰素已成为国内外研究的热点。