食品贮藏与保鲜技术及原理 第二章1果蔬保鲜原理1.ppt

第二章水果蔬菜贮藏保鲜原理 1 1 水果蔬菜的化学组成及其在贮藏过程中的变化水果蔬菜的采后生理水果蔬菜的采后病害 2 第一节水果蔬菜的化学组成及其在贮藏过程中的变化 2 3 果蔬的结构 表皮组织 有保护作用 由蜡质层 角质层构成 表皮上有气孔 皮孔等气体交换的通道 芸香科果实还含有大量油胞 皮层组织 表皮下的多层细胞构成 富含叶绿素 类胡萝卜素和花青素等色素 使果蔬表现得五彩缤纷 皮层组织的细胞较小 有一定的抵抗外力损伤的能力 3 4 营养组织 在皮层组织下 细胞较大 含水量很多 营养丰富 其他组织 不同的果蔬表现不同 如叶菜类含有大量的纤维组织 起机械支撑和运送养分的功能 水果和果实类蔬菜还有种子等 4 5 荔枝的结构 红色囊状细胞 白色致密细胞 白色海绵细胞 5 6 果蔬质地好坏取决于其组织结构 组织结构与它们的化学成分密切相关 包括水分和干物质两大类 干物质分为水溶性物质 果胶物质 有机酸 维生素等 和非水溶性物质 脂肪 色素 芳香物质 纤维素和半纤维素等 果蔬的结构 6 7 水分 水含量 大多数果蔬为75 95 95 西瓜 草莓 番茄 黄瓜水分类 1 游离水或自由水 溶解可溶性固形物的水分 易蒸发 2 束缚水 胶体微粒 或与果蔬组织中其它物质结合 不易丢失 游离水 束缚水比例越小果蔬抗寒性越强 7 8 水分的作用 1 是完成生命活动过程的必要条件 2 影响果蔬嫩度 鲜度和味道 失水导致萎蔫 失重 失鲜 3 影响果蔬耐贮性 含水量高耐贮性差 易腐烂变质 8 9 干物质 可溶性固形物 糖类 有机酸 果胶 水溶性维生素 单宁 酶 部分无机盐 含氮物质 色素等 非可溶性固形物 淀粉 纤维素 半纤维素 脂溶性维生素 原果胶 脂肪 部分色素等 9 10 天然果汁组成 g 100ml 10 11 碳水化合物 糖 含量 蔗糖 葡萄糖 果糖 此外含有甘露糖 半乳糖 山梨醇 甘露醇以及阿拉伯糖 木糖 木糖醇 核糖等 仁果类 以果糖为主 葡萄糖 蔗糖次之 如苹果 梨等核果类 以蔗糖为主 葡萄糖 果糖次之 如桃 杏等浆果类 以葡萄糖 果糖为主 如草莓 蓝莓 猕猴桃等柑橘类 蔗糖较多 如橘子 柠檬 柚子等 11 12 一些果蔬含糖量 12 大多水果的含糖量在7 18 之间 蔬菜的含糖量大多在5 以下 13 糖是反映果蔬味道的重要物质 感到甜味 供给人体热量 糖的功能与特点 13 14 糖是水果 蔬菜生长 衰老过程中变化最明显的物质之一 14 15 糖是重要的贮藏物质 是果蔬贮藏过程中呼吸的主要基质 在呼吸过程中分解放热 甜度下降 C6H12O6 6O26H2O 6CO2在果蔬贮藏中 呼吸消耗糖分越少 果蔬的品质越好 说明贮藏条件适宜 反之 贮藏条件不适宜 15 16 碳水化合物 淀粉 淀粉以直链或支链淀粉的形式存在于块茎 块根 豆类等蔬菜以及许多未成熟的果实中 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 有利于贮藏 16 17 淀粉含量随成熟度和采后贮藏条件 温度 时间 变化很大 随着果实成熟 果蔬体内的淀粉在酶作用下转化为糖 果实变甜 17 香蕉 绿色 25 1 黄色 18 18 19 碳水化合物 纤维素 含量 a 在果蔬皮层含量较多 b 芦笋 芹菜 菜豆老化时纤维素含量增加 品质劣变 特点 a 纤维素的含量与存在状态 决定着细胞壁的弹性 伸缩强度和可塑性 含量越高 耐贮性和运输性能越好 但品质越差 b 纤维素 半纤维素是影响果蔬质地与食用品质的重要物质 同时也是维持人体健康不可缺少的辅助成分 19 20 膳食纤维 1970s以前 粗纤维 不被消化 吸收 仅包含部分纤维素和木质素 对身体不利 1990s以后 粗纤维与健康密切相关 预防冠心病 糖尿病 结肠癌和便秘等疾病 改名为膳食纤维 膳食纤维 主要来自于植物的细胞壁 主要成分是纤维素 半纤维素 树脂 果胶及木质素等 膳食纤维不易被消化 膳食纤维是健康饮食不可缺少的 20 21 膳食纤维的分类 膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物 以是否溶于水分为两个基本类型 水溶性纤维 果胶 树胶 存在于大麦 燕麦 豆类 胡萝卜 柑橘 亚麻等植物的非纤维性组织中 非水溶性纤维 纤维素 半纤维素和木质素 多存在于植物细胞壁中 存在于小麦糠 玉米糠 芹菜 果皮和根茎蔬菜中 21 22 膳食纤维的功能 减缓消化速度 快速排泄胆固醇 控制血液中胆固醇含量 果胶结合胆固醇 木质素结合胆酸 使其直接从粪便中排出 消耗体内贮藏的胆固醇来补充胆汁中被消耗的胆固醇 从而预防心脑血管疾病 控制血液中的血糖浓度 果胶可延长食物在肠内的停留时间 降低葡萄糖的吸收速度 调节糖尿病患者胰岛素和三甘油酸脂 防治胆结石 胆结石的形成与胆色素 胆固醇含量过高有关 由于膳食纤维可结合胆固醇 促进胆汁的分泌 循环 可预防胆结石的形成 22 23 膳食纤维的功能 防治便秘 膳食纤维体积大 可促进肠蠕动 减少食物在肠道中停留时间 其中的水份不容易被吸收 另外 膳食纤维在大肠内经细菌发酵 直接吸收纤维中的水份 大便变软 通便 预防结肠和直肠癌 这两种癌的发生主要与致癌物在肠道内停留时间长 和肠壁长期接触有关 增加膳食纤维含量 使致癌物浓度相对降低 同时膳食纤维有刺激肠蠕动作用 致癌物与肠壁接触时间缩短 长期以高动物蛋白为主的饮食 同时摄入纤维素不足是导致这两种癌的重要原因 23 24 膳食纤维的功能 预防胃肠道疾病 膳食纤维吸水溶胀有利于增加食糜体积 刺激胃肠道蠕动 促进排便和增加便次 起到导泄作用 减少粪便在肠道中的停滞时间及粪便中有害物质与肠道的接触 保持肠道清洁 预防胃肠道疾病 利于减肥 水溶性膳食纤维具有很强的吸水溶胀性 吸水后膨胀 体积和重量增加10 15倍 既能增加人的饱腹感 使摄入的热能减少 在肠道内营养的消化吸收也下降 最终使体内脂肪消耗而起减肥作用 24 25 26 基本结构 脱水半乳糖醛酸聚合物 部分半乳糖醛酸的羧基被甲酯化 根据性质和结构差异分为原果胶 果胶质酸 果胶酸 果胶 碳水化合物 果胶物质 特点 未成熟的果实中多含有非水溶性的原果胶 果实坚实 脆硬 随着果实的成熟 原果胶在原果胶酶作用下分解为溶于水的果胶 果肉变软 贮藏性能下降 所以 果胶物质的含量及种类直接影响果蔬硬度以及坚实度 26 25 一些果蔬及植物组织中果胶含量 27 有机酸 果蔬的味道不仅决定于含糖量的多少 还决定于糖与酸的比例 有机酸是影响果蔬味道的又一重要因素 果蔬中有机酸主要为 果酸 柠檬酸 苹果酸 酒石酸 少量草酸 水杨酸 琥珀酸 有些蔬菜如菠菜 茭白 苋菜 竹笋含有较多草酸 草酸会刺激腐蚀消化道的粘膜蛋白 还可与体内的钙盐结合形成草酸钙沉淀 降低对钙的吸收 不易多食 28 不同种类和品种的果蔬 有机酸的种类和含量不同 通常幼嫩果蔬含酸量较高 随着发育与成熟 酸含量会因呼吸消耗而降低 在贮藏中酸代谢速度比糖快 使糖酸比提高 导致味道变甜 变淡 食用品质与贮运性能下降 糖酸比是衡量果蔬品质重要指标之一 有机酸 29 30 一些水果中有机酸含量 31 一些果蔬的pH值 32 酚类物质 特性 酚类物质与果蔬的风味 褐变和抗病性有关 随着果蔬的成熟 含量降低 酚类物质的含量 种类及变化规律是采后生理研究的重点 风味果蔬的涩味主要来自单宁类物质 多酚物质 褐变酶促褐变 酚类物质被多酚氧化酶氧化形成醌类物质 醌进一步聚合成黑色物质 如马铃薯 苹果 桃 抗病性病原菌侵染果蔬后 酚类物质及其代谢相关酶如苯丙氨酸裂解酶 多酚氧化酶 过氧化物酶等酶活性及同工酶发生变化 是目前国内外研究的热点 33 果蔬及饮料中多酚物质 TP 非单宁多酚物质 NT 及单宁 T 含量 34 一些果实中单宁含量 当单宁含量 如涩柿 达0 25 时就可感到明显的涩味 达到1 2 就会产生强烈的涩味 未熟果蔬的单宁含量较高 食之酸涩 难以下咽 但一般成熟果中可食部分的单宁含量通常在0 03 0 1 具有清凉口感 35 单宁为高分子聚合物 单体 邻苯二酚 邻苯三酚与间苯三酚 根据单体间的连接方式与其化学性质的不同 可将单宁物质分为水解型单宁与缩合型单宁两大类 随着果蔬的成熟 可溶性单宁的含量降低 涩味是由于可溶性的单宁使口腔粘膜蛋白凝固 产生收敛性作用而产生的一种苦涩味 可溶性单宁可与蛋白质结合 防止微生物的侵染 所以未成熟的果实不易腐烂 而成熟后则易腐烂变质 果蔬中单宁的作用 36 收敛作用 单宁与蛋白质以疏水键和氢键等方式发生缩合反应 产生收敛感觉 化妆品中加入单宁 直接的效果是收敛作用 含单宁化妆品在防水条件下对皮肤有很好的附着力 并可使粗大毛孔收缩 绷紧而减少皱纹 使皮肤细腻 单宁在化妆品中的应用 37 防晒作用 单宁在紫外线光区有强烈吸收 柿子单宁已被证实对人体无毒性 含有这类单宁的防晒化妆品被称为 紫外线过滤器 对紫外线的吸收率达98 以上 对日晒皮炎 色斑均有明显抗御作用 注 单宁与单宁之间 或者单宁与黄酮之间以疏水键和氢键形成分子复合体 二者互为辅色素发生共轭效应 提高了吸光度 同时提高了水溶性 二者具有协同效应 38 美白功能 皮肤颜色主要由黑色素的含量决定 黑色素的生成是在紫外线作用下黑色素细胞内的酪氨酸经酪氨酸酶催化合成的 单宁能抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶的活性 使黑色素还原脱色 还能有效清除活性氧 在化妆品中加入单宁具有综合美白效果 39 抗皱作用 胶原在真皮中形成致密的束状与皮肤表面平行 随着年龄的增长 皮肤中的胶原在活性氧自由基的作用下断裂或相互交联 使结构变得坚固 缺乏弹性同时形成皱纹 弹性蛋白 弹性纤维 是维持皮肤弹性最主要的纤维蛋白 它的含量下降或变性是皮肤弹性下降和皱纹形成的主要原因 抑制弹性蛋白酶对弹性蛋白的降解 是恢复皮肤弹性 延缓皱纹和衰老的重要途径 单宁具有清除自由基和抑制弹性蛋白酶活力的作用 使皮肤保持健康 有光泽 有弹性 40 单宁在医学上的应用 青柿子粉单宁能抑制蛇毒蛋白的活性 对眼镜蛇等毒素有很强的解毒作用 口腔中的细菌分泌糖苷转移酶 促进蔗糖合成葡聚糖 细菌粘于牙齿表面 单宁能抑制糖苷转移酶活性及糖苷的合成从而减少龋齿的形成 日本已经有相应的产品 治疗肠道细菌传染病 单宁 大黄属或其他植物 和其他抗菌药联合使用 抑制突变 对防止UV诱发的皮肤癌和皮肤老化有效果 41 脱涩原理 42 将可溶性单宁在酶或缺氧条件下转变为不溶性单宁 缩合型 涩味减弱甚至完全消失 无氧呼吸产物乙醛可与单宁发生聚合反应 使可溶性单宁转变为缩合型单宁 所以生产上往往通过温水浸泡 乙醇或高浓度CO2等 诱导柿果产生无氧呼吸而达到脱涩目的 脱涩原理 43 酚类物质代谢途径 44 果蔬的苦味主要来自一些糖苷类物质 糖苷由糖基与含有羟基的化合物 醇 醛 酚 鞣酸等 通过糖苷键连接而成 大多糖苷类都具有苦味或特殊的香味 其中有些是食品工业中主要的香料和调味品 但有的糖苷有剧毒 糖苷类 45 茄碱苷 龙葵苷 主要存在于茄科植物中 马铃薯块茎及龙葵全草含量较多 超过0 01 就会感觉到明显苦味 超过0 02 可使人中毒 马铃薯的茄碱苷集中在薯皮和萌发的芽眼部位 当马铃薯受光照表皮呈淡绿色时 茄碱显著增加 由0 006 增加到0 024 应将发绿和发芽马铃薯皮部和芽眼削去方能食用 果蔬中常见糖苷类物质 46 茄碱苷分解后产生有毒生物碱 莨菪碱 茄碱 动物实验显示具有增加心肌收缩 抑制葡萄糖利用 抗真菌 溶血 兴奋平滑肌 致畸胎作用 苦杏仁苷 核果类种仁中含量多 由苦杏仁素 氰苯甲醇 与龙胆二糖形成 具有强烈苦味 经酶或加热作用生成剧毒氢氰酸 具有镇咳 抗癌作用 其作用机制不一 HCN所致 苦杏仁苷而非氰化物所致 日 美报道临床治疗癌症效果显著 但亦报道有服后死亡病例 其抗癌价值尚有争论 目前 NCI正对200名用其它方法无效的癌症患者临床试验治疗 47 柚皮苷 双氢黄酮类化合物 存在于柑橘类果实中 尤以白皮层 种子 囊衣和轴心部分为多 具有强烈苦味 降血胆固醇 减少血栓形成 改善微循环和营养供给 可用于防治心脑血管疾病 柚皮甙碱性条件经氧化得到二氢查耳酮甜味剂 其甜度是蔗糖的1000倍 柚皮甙与异香兰素作用得新橙皮甙 它是二氢查耳酮甜度的950倍 新橙皮甙是一种无毒 低能量 高甜度的新一代甜味剂 48 含氮物质 果蔬的鲜味主要来自具有鲜味的氨基酸 酰胺和肽 其中以Glu Asp gln和Asn最重要 水果中含氮物质为0 2 1 2 蔬菜类为0 6 9 0 竹笋中含有的天冬氨酸钠具有天冬氨酸的鲜味 谷氨酸钠 味精 水溶液有浓烈的鲜味 谷氨酸钠或谷氨酸的水溶液加热到120 以上或长时间加热时 则发生分子内失水 缩合成有毒的 无鲜味的焦性谷氨酸 49 果蔬都含有特有的芳香物质而具有香气 各种芳香物质的含量和主要成分不同 构成了果蔬独特的香气 芳香物质 又称为挥发油或精油 种类很多 多为油状挥发性物质 且含量极少 主要包括醇 酯 醛 酮 烃 烯和萜等挥发油大多具有发汗 理气 止痛 抑菌 矫味等作用 芳香物质 50 果蔬中芳香物质含量及成分 芳香物质 51 果蔬种子含油量 果蔬中还含有一些不挥发性的油和蜡质统称为油脂类 芳香物质 52 只有水果或蔬菜成熟后才能产生大量的挥发油 没有成熟的果蔬缺乏香气 因此鉴定香气是判断果品成熟度的标准之一 挥发油低沸点 易挥发 果蔬贮藏过久 由于挥发或酶解而含量降低 从而香气减少 影响果蔬的品味 所以应在低温下贮藏防止芳香物质的损失 芳香物质 53 色素 各种色素的存在及其相互作用使果蔬呈现各种颜色 色素物质也是决定果蔬成熟度的重要指标 按其对水的溶解性可分为花青素 花黄素 按色泽可分为红色和兰色色素 花青素 黄色色素 类胡萝卜素 黄酮类色素 和绿色色素 叶绿素类 54 叶绿素类 叶绿素不稳定 由叶绿素a 蓝绿色 和叶绿素b 黄绿色 的混合物 在酸性介质中形成脱镁叶绿素 绿色消失 呈现褐色 在碱性介质中叶绿素分解生成叶绿酸 甲醇和卟醇 常用来作为成熟度和贮藏质量变化的标志 类胡萝卜素 果蔬中类胡萝卜素有300多种 主有胡萝卜素 番茄红素 番茄黄 辣椒红素 辣椒黄素和叶黄素 色素 55 花青素 水溶性感光色素 以糖苷形式存在于果蔬中 呈红 蓝 紫色 充足的光照有利于花青素的形成 因此山地 高原地带果品的着色好于平原地带 花青素的合成还受植物营养状况的影响 营养越好 着色越好 风味品质越佳 黄酮类色素 水溶性黄色色素 较稳定 以游离或糖苷或与金属离子螯合的形式存在于果蔬中 如洋葱铁锅烹调后易变色 是由于黄酮类色素与铁离子螯合的作用 色素 56 随堂小试 姓名学号专业1 食品的最佳食用期称为 2 未成熟水果的涩味是因为其中含有 引起的 维生素 果蔬是人体营养中维生素最重要的直接来源 人体不能合成 极微量维生素对人体生长和健康是必需的 57 的VA和98 的VC来自果蔬 维生素可分为脂溶性 A D E K 和水溶性维生素 C B1 B2 B6 B12 58 维生素A 视黄醇 和胡萝卜素新鲜果蔬 菠菜 豌豆苗 红心甜薯 胡萝卜 青椒 南瓜等 含有大量 胡萝卜素 一分子 胡萝卜素在人和动物肠壁及肝脏中转化为两分子VA 胡萝卜素又被称为VA原 VA体内具有累积作用 不需要天天补充 若短期大量食用 有毒害作用 缺乏VA 影响暗适应能力 如儿童发育不良 皮肤干燥 干眼病 夜盲症等 脂溶性维生素 59 维生素E 生育酚 猕猴桃 杏仁 胡桃 向日葵籽 玉米 小麦胚芽 最丰富 山药 莴苣 生姜等 VE具有抗氧化 抗衰老作用 保持红细胞的完整性 促进细胞合成 促进性激素分泌 提高生育能力 还可防治更年期综合症 有 护卫大使 之称 缺乏VE 出现动脉粥样硬化 贫血 肌肉萎缩 不育 癌症等 脂溶性维生素 60 维生素K与凝血人体需要量少 新生儿极易缺乏 促进血液正常凝固及骨骼生长 深绿色蔬菜如紫花苜蓿 菠菜 甘蓝菜 莴苣 花椰菜 豌豆 香菜 大豆油中含量丰富 V 控制血液凝结 是四种凝血蛋白 凝血酶原 转变加速因子抗血友病因子和司徒因子 肝内合成不可缺少的物质 预防内出血及痔疮 缺乏V 会延迟血液凝固 引起新生儿出血 脂溶性维生素 61 维生素C 抗坏血酸 人体肝脏缺少L 古洛内酯氧化酶 自身不能合成VC 需从食物中获得 如鲜枣 山楂 猕猴桃 草莓 柑橘类及绿叶蔬菜 VC含量与果蔬品种及栽培条件有关 野生高于人工栽培 成熟高于未成熟 露地栽培高于地下栽培 VC促进骨胶原 骨骼和牙齿的生长 利于创伤愈合 防止牙床出血 促进氨基酸和脂肪代谢 预防心血管病 改善Fe Ca和叶酸的利用 增强肌体免疫力 水溶性维生素 62 维生素B族VB1 硫胺素 果蔬中含量0 01 0 02mg kg 豆类中含量高 缺VB1患脚气病和多种神经炎 表现为指趾麻木 肌肉酸痛 压痛 尤以腓肠肌为甚 VB2