食品原料学7化学成分.ppt

第二章 果蔬食品原料 果蔬化学组成及特性,第三节 果蔬的化学组成及其特性,如何去评价果蔬质量？这就需要从色、香、味、外观（形）、质地（脆、软）、营养成分等方面加以评价构成果蔬的品质。这些成分与果蔬主要化学成分密切相关。 （1）味道： （酸 sour ，甜 sweet ，苦 bitter ，辣 hot ，涩 ） 来源：甜 糖和淀粉 ； 酸 有机酸 ； 苦 糖苷 ； 涩 单宁 ；辣 辣味素等 。,（2）颜色(color)：控制颜色的主要是色素物质，包括叶绿素（绿色），花青素（红、紫色），黄色素：包括叶黄素、胡萝卜素（黄色）。 另外果蔬最主要的颜色变化是产生褐变： 酶褐变：和单宁关系最大 非酶褐变：和糖、蛋白质关系大,（3）香：笼统地说就是芳香物质，它有香气。 （4）外观： 水分：取决于含量的多与少。果蔬是含水量很高的产品，80%以上。 果蔬的形状 果胶：果胶决定脆度。（苹果放置后期发绵） 纤维素：太少不好，果蔬太软化。 太多也不好。尤其蔬菜老化，如老芹菜没法食用。 （5）营养成分：最主要的是维生素、矿物质（Ca、P、Fe 等）及其它蛋白质、脂肪、淀粉。 上述五方面由下面成分决定： 品质 （色泽、状态、硬度和鲜度）决定化学成分,另外，较重要的还有酶（催化剂）。酶能导致化学变化，而化学成分一变化，可导致品质变化，而贮藏加工为的就是要获得好的品质。酶是生物催化剂，在新鲜果蔬的细胞中，所有生化作用都在酶的作用下进行，往往加速化学成分变化，最后导致品质变化速度加快。贮藏运输的任务就是要控制减缓变化，达到保持品质目的。 蔬果中所含化学成分：水和干物质 水溶性物质：糖、果酸、有机酸、单宁； 非水溶性物质：纤维素、淀粉、脂肪,一、水分 果蔬中水分含量在80以上；失水达5 就会使果蔬品质下降； 水有二种形态：游离水、结合水； 果蔬含水量80%98%，黄瓜接近98%很高，香蕉很低70%多。 水分可保持果蔬的正常代谢，是保持果蔬新鲜品质的必要条件。因为水分使细胞处于膨胀状态，这样才有嫩和脆。（概念）若水分损失5%，果蔬品质、风味就会有所下降。 水分影响果蔬中酶的活性。 失水：酶活性上升 ；风味下降（酶褐变）； 腐烂 水为微生物活动提供条件。（干制就是把大部分水去掉，使微生物无法生活，达到保存目的。糖制、腌制也有同样原理去掉多余水分，达到保存果蔬之目的。,二、碳水化合物 （一）糖的基本性质 糖主要是葡萄糖、果糖和蔗糖。果实的含糖量在不同种类和品种间存在较大差异。 果糖等的吸湿性很强，但可利用此特性以防止蔗糖的晶析或返砂。 还原糖与氨基酸或蛋白质发生羰氨反应，使制品发生褐变。 1、物理性质：糖有甜味，是决定营养和风味的主要成分。 糖是味道的主要指标之一。蔬菜中的西红柿、西瓜都有糖的要求。加工中有必要调整糖含量，如果果蔬含糖量低，做罐头的话要提高其糖度，使风味俱佳。,糖是果蔬主要贮藏的物质之一。果蔬主要含有蔗糖、葡萄糖、果糖。 不同果蔬种类中三种糖含量差别很大，一般来说：仁果类以果糖为主，葡萄糖和蔗糖次之（苹果、梨）；核果类以蔗糖为主，葡萄糖和果糖次之（桃、梅、杏、李）。参见几种果糖含量表。 同量糖给人甜度不同，若蔗糖感觉为100，那么葡萄糖感觉是74，果糖感觉173。果糖最甜，葡萄糖最淡（甜味）。,2、化学性质： A、植物的呼吸，其呼吸基质（底物）是糖（可溶性糖），所以贮藏加工中呼吸的消耗会分解糖（放出热量），果蔬含糖量逐渐下降趋势，贮后风味变淡（糖度低了）。因此要尽量减少糖下降，根本要降低植物呼吸强度，故常把果蔬的含糖量作为果蔬耐贮指标之一。晚熟品种含糖量高，耐贮；早熟品种含糖量低，不耐贮。另外淀粉含量高的耐贮（因为淀粉可能化成糖），如梨、马铃薯、藕。 B、糖又是发酵基质，比如，果酒、泡菜都有发酵过程。这就是利用了糖可以转化成酒精，又可以转化成乳酸的特性，如果含糖过低时，糖向酒精、乳酸转化的过程就很难实现。,C、糖在加工中有好、有坏的一面，微生物很容易利用糖，由于果蔬本身含大量水分，这就有利于微生物能够充分利用糖，所以在贮藏加工时应避免微生物的侵染，同时还应避免造成损口。加工切碎后，暴露部分易污染。 反之，当糖的浓度提高到一定浓度时又会有抑制微生物活动的作用，这就是糖制品（浆片、果脯、蜜饯等）何以得以保藏的原因。,（三）、淀粉。 在未成熟的果实中含有大量的淀粉，香蕉的绿果中淀粉含量为20%-25%，而成熟后下降到1%以下。 块根、块茎类蔬菜中含淀粉最多，有藕、菱、芋头、山药、马铃薯等，其淀粉含量与老熟程度成正比增加。凡是以淀粉形态作为贮藏物质的蔬菜种类大多数能保持休眠状态，便于贮藏。 淀粉应用：通常先糖化，如酿酒。,（四）、纤维素和半纤维素。 这两种物质都是植物的骨架物质细胞壁的主要构成部分，对组织起着支持作用。 纤维素在果蔬皮层中含量较多，它又能与果实的木素、栓质、角质、果胶合成复合纤维素。这对果蔬的品质和贮运有重要意义。 果蔬成熟衰老时产生木素和角质使组织坚硬粗糙，影响品质。如芹菜、菜豆等老化时纤维素含量增加。 另外，许多霉菌含有分解纤维素的酶，受霉菌感染腐烂的果蔬往往变为软烂的状态，就是因为纤维素和半纤维素被分解的缘故。,食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。,（五）、果胶物质 在植物体内以3种形态存在：原果胶；果胶；果胶酸。在果实成熟时含量有不同的变化：未成熟时原果胶多，成熟时转化成果胶；熟透时变成果胶酸。 果胶与糖酸配合成一定比例时形成凝胶。 果胶溶于水，制果汁要除去。不溶于酒精。,三、有机酸 有机酸主要为柠檬酸、苹果酸、酒石酸和抗坏血酸。 果蔬的酸味并不取决于酸的总量，而是由它的pH值决定。水果pH值在3-4之间。 1、储藏期间，有机酸可作为呼吸底物被消耗，使果实酸味变淡。 2、果蔬加热后酸味增强，因为加热使蛋白质凝固，失去缓冲能力，氢离子增加。 3、果实含酸量不仅与风味密切相关，同时对微生物的活动有重要影响。酸度增加，杀菌效果好。 4、加热时，有机酸影响果胶等的稳定性和凝胶特性。 5、柠檬酸等还有护色作用。,四、单宁 单宁具有收敛性的涩味，其含量与果蔬的成熟度密切相关。具有水溶性和不溶态两种存在方式，在水果中普遍存在。 单宁物质在蔬菜中含量极少，但对蔬菜的食用和加工品质量有一定影响。 1、单宁与铁（黑色）、锡（玫瑰色）、碱（蓝色）等作用会变色，所以要注意设备和器具的选用。 （1）单宁含量高则变色快，所以加工时尽量选用单宁含量低的原料。采用热烫及硫处理可以抑制酶的活性。去皮及切分后放入盐水中或清水中可以减少氧的供给，以达防止变色目的。 （2） 单宁遇铁后变为墨绿色，遇锡变为玫瑰色。所以，加工时不要用铁、锡等器具。 （3）单宁遇碱作用很快就会变蓝色至黑色。因此，蔬菜用碱液去皮后，应及时将碱洗净。,2、单宁易与果汁、果酒中蛋白质形成沉淀。可利用此性质使酒澄清。 3、单宁是果蔬酶促褐变的重要底物。 单宁物质能氧化生成暗红色物质。要防止这种变化，进行蔬菜加工时，应从单宁含量、酶(氧化酶、过氧化酶)的活性及氧的供给三方面考虑：,五、含氮物质 蔬菜中含氮物质远高于果实含量。主要是蛋白质、氨基酸等，包括酶。 1、果蔬中蛋白质有助于其他食物蛋白质在人体中的消化。 2、风味：如果果蔬中没有氨基酸，那么味道就差些（淡薄），有氨基酸味道就浓郁。如鲜、甜、香味。 3、颜色：果蔬中所含的氨基酸与成品的色泽有关。如羰氨反应；酪氨酸生产黑色素；含硫氨基酸及蛋白质在罐头食品中形成硫化物，引起产品色变。 食品安全：蔬菜中硝酸盐转化为亚硝酸盐。,六、糖苷类 糖苷物质（苦味物质）：果蔬中最常见有苦味的为柑橘类和瓜类，一般它是由糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）和配糖体（醇、酚、醌、酮等）合成的。 苦杏仁苷：存在于多种果实的种子中，以核果类含量最多，桃、梅、李、杏、苹果、苦扁桃等果核种仁中。 （举例：杏仁，柑橘的果皮发苦，还有柠檬汁，就是含有糖苷物质）； 性质：糖苷可以水解，但不能全被消除（溶于水，苦味，无色无臭晶体）。, 茄碱苷：土豆、西红柿、茄子中有龙葵碱（茄碱苷 C45H73NO15 ），其毒性特强，口感麻辣（土豆芽眼发绿吃后的感觉），它可溶鲜红血球，引起黏膜发炎、头痛、呕吐和不消化等症，危及生命。绿色西红柿存在较多龙葵碱，所以避免一次食用过量，主张削去芽眼（土豆）绿色部分后再食用，土豆栽培时不让它暴露，贮藏中也不让土豆见光，否则发绿。 橘皮苷 橘皮苷味极苦；所以在加工中要注意原料的选择和进行必要的处理。 橘皮苷在稀酸中加热或随着果实的成熟，逐渐被水解，苦味减轻直至消失。,黑芥子苷：十字花科蔬菜中除含辛辣成分外，还常有苦味，如芥菜中（根、茎、叶、种子）有苦味，是含有黑芥子苷引起的。芥子苷水解后生成具有特殊风味和香气的芥子油、葡萄糖、其它化合物，不但苦味消失，而且品质有所改进，所以芥菜需要让它水解才好。这种变化在蔬菜腌渍中很重要。,葫芦素类物质：瓜类果实中的苦味物质总称为葫芦素类，生产生种一般均含有苦味。主要存在于果实、根、种子、叶等部位，幼小时不含或很少，随果实成长逐渐形成，苦味物质的形成受环境条件气候的影响，高温干旱形成的多。葫芦素类物质已研究出多种，但不十分清楚，以苷类存在，有毒，可入药，据报道，葫芦素能防肿瘤，又有泻性。,七、维生素 1、维生素A原(胡萝卜素) 植物体中无维生素A，但广布维生素A原，在胡萝卜、菠菜中含量最多。当维生素A原进入人体后，经肝脏可转变为维生素A。 维生素A比较稳定，耐高温，但在加热时遇氧易氧化。罐藏时能很好地保存，而在长时间干制时容易损失。在碱性溶液中比在酸性溶液中稳定。,2、影响维生素的破坏条件：蔬菜中含多种维生素，其中以VC的含量较高。 热和光：VC怕热、光，见光、热后很快被氧化破坏。在碱性条件下，加热VB1遭破坏，为了减少被破坏，要求低温避光贮藏。VB2易被光破坏，耐热。 酸碱度：VC、VB1、VB2在酸性条件下稳定，VA原在碱性条件下稳定，因此炒胡萝卜（富含VA）时，最好少加醋。 氧气：VC是被氧破坏最直接的，加工中尽量隔离氧气。 某些金属离子（Cu2+,Fe2+）的存在，促进VC的氧化，加工中不能用Cu、Fe的工具器皿保存，也有变色的可能。 抗坏血酸酶的含量越高，VC损失越大，所以贮藏加工中选择抗坏血酸酶含量低的品种加工。,八、矿物质 矿物质含量与水分和有机质相比是非常少的，在蔬菜的化学变化中起着催化剂作用。钙、磷、铁、硫、镁、钾、碘、铜等，以盐类形式存在。矿物质80%是K、Na、Ca等金属成分，P酸和S酸等非金属只不过占20%，所以果蔬是碱性食品。 蔬菜中含有各种人体必需的矿物质(如钙、磷、铁等)。这些矿物质除为人体机构的主要成分外，并能保持人体血液和体液中一定的pH值。所以经常食用蔬菜，才能维持人体正常的生理机能，保证身体健康。,与人体营养关系最密切而需要最多的是Ca、P、Fe： Ca含量高的有：酸枣、柑橘、核桃、香蕉、山楂、芥菜、苋菜、油菜、豆角、毛豆 P含量高的有：核桃、石榴、板栗、酸枣、黄瓜、青豌豆、毛豆、菜花、菠菜 Fe含量高的有：酸枣、核桃、山楂、板栗、海棠、草莓、柑橘、芹菜、韭菜、毛豆,矿质元素生理作用： 它是主要的营养成分。 可保持人的体液酸碱平衡。 矿质元素在食品原料中特点： 它们在贮藏加工中变化不大，无需进行特殊保护。 果蔬表面常含有有害的农药残留金属元素，如Cu、Se、Pb等，对人体造成中毒，所以应清洗干净再食用。,九、芳香物质 挥发油又称油精，是蔬菜具有香味和其他特殊气味的主要成分。蔬菜中挥发油含量很少，但由于它有挥发性，所以甚香，可增进风味，提高食品的可消化率。挥发油在蔬菜中的含量因蔬菜种类不同而差异甚大。挥发油的主要成分为醇、酯、醛、酮和烃类，还有醚、酚类利含硫及含氮化合物。 大多数挥发油类都具有杀菌作用，有利于加工品保藏。蔬菜腌制时添加副料和香料，一方面是为了改良风味，同时也为了增强保藏性。 加热易使挥发物质损失。因此，在蔬菜加工时，特别是干制，不宜采用过高温度。,不同果蔬含不同芳香物质，所以香味各异（苹果香、哈密瓜香等）。芳香物质包括醇、酯、醚等物质，其共同特点是沸点低，所以常温下易挥发，故能给人感觉香气的存在。萝卜、芹菜、姜的香味各不相同。因为沸点低，所以芳香物质在贮藏、加工中损失严重，这就降低了品位，所以要求低温贮藏、加工。同时，适当包装也可以防止挥发。 举例：大蒜素有杀菌作用，作为调料加入成品中起杀菌作用。苹果贮藏中芳香物的聚集造成病害，所以应注意通风排气，去掉芳香物质，但又不可过度，注意防止水分损失、降低。,十、脂类物质 油分：存在于种子和部分果实中，如油菜、核桃。 蜡质：水果中，如苹果、梨、李、葡萄、柿子等，果实表面在成熟时形成一层蜡质，称蜡质层，蜡被或果粉，可保护果皮，减少蒸发，防止茎、叶和果实凋萎；阻止有害微生物侵害；堵塞部分气孔和皮孔，有利于储藏。,十一、色素物质 蔬菜呈现各种不同的颜色，是由于各种色素存在的结果。 （1）绿色色素：蔬菜的绿色，是由于含有叶绿素。不溶于水，不耐热不耐光。叶绿素在碱性条件下水解为叶绿酸等，叶绿酸等与碱反应，生成叶绿酸盐，其绿色更为稳定。铜叶绿素作为着色剂。 提问：颜色变化为什么能作为成熟度和新鲜度的指标？ （2）类胡萝卜素：类胡萝卜素分布于植物的根、叶、花、果实中，它表现的颜色有黄色、橙色、橙红色，不溶于水主要有下列几种：,胡萝卜素：又叫维生素A原，常与叶绿素和叶黄素同时存在，呈现橙黄色。番茄、胡萝卜、辣椒中都含有这种色素。 番茄红素 ：为胡萝卜素的