第三章 果蔬的结构和化学组成.doc

第三章 果蔬的结构和化学组成水果是各种果树的果实，蔬菜的可食部分则包括根、茎、叶、花、果实及其变态组织。这些器官在组织结构上差异很大，也各有一定的功能、风味与生理特性和贮藏特性。在研究果蔬采后一系列变化时，要了解果蔬的形成和组织内的化学变化，以便掌握合理的采摘时期，获得最佳的贮藏效果。第一节 果蔬的定义及产品器官的发育、成熟和衰老一、果蔬的定义从植物学的角度来说，果实是由子房发育而成。苹果的果肉部分是由花被的下部发育形成的假果；柑桔的可食部分是由内皮层的子室内组织发育形成的变态浆果；菠萝的肉质部分及中心柱是由花被附属组织及总花梗构成的聚花果，草莓的果肉是由花托形成，外带许多小瘦果；而无花果的可食肉质则是一个中空的肉质花托带有许多小瘦果的复果；番茄的可食部分是多汁果肉中嵌有种子的浆果；黄瓜可食部分是中果皮和内果皮，由下位子房衍生的瓢果，菜豆食用部分是由单心皮子房衍生，沿两缝线开裂的荚果等。二、产品器官的生长和发育植物从种子的发育开始，进行光合作用，增大营养生长，以后进行花芽分化，形成果实和种子，产生生殖生长(果实的发育)。因此，果蔬的生长发育，是果蔬从量的增加，进而完成果蔬体生命周期中质的变化。但从花芽分化开始，在果蔬生长时期，采前环境因子和栽培都影响花芽的形成、开花授粉、座果及不同器官的品质。此外，促进生长力量最强的是种子和细嫩予房壁产生的生长激素，它使授粉和受精后的果实迅速增大、重量增加。还有一些果实，如香蕉、菠萝、脐橙和无核葡萄等虽不需要经过受精进行单为结实，但也都有激素的作用。(一)生长的构成各种果实从开花、花瓣脱落、座果、果实膨大，直至达到生理成熟所需时间有很大差别。草莓是3周，番茄是9周多，伏令夏橙是60周；而大多数果实则是15周左右。在这段时间里，果实在容积及重量上的增长可达几百至几千倍，种类不同，差异较大。成熟果实的重量是由细胞数、细胞大小及细胞比重决定的。而成熟时果实的细胞数及大小，是受细胞分裂率和膨大率及其持续期的影响。1细胞数在开花期，细胞分裂并不多，但是一个发育中的果实是生理学所称的代谢库之一。当果实成为代谢库之后，各种有机、无机物质都流向代谢库，它的很多组织就变为具有分生组织性质和具有分生能力的组织，并且开始生长。果实肉质细胞的分裂，一般只限于开花后的前几周，但也有例外。例如，苹果果肉在开花期有200万个细胞，在采果时则有4000万个细胞。2细胞体积在果实发育中细胞数是影响果实大小的一个重要因素，但是在多数种类的果实个体里，细胞体积则是增大果实的决定因子。例如葡萄果粒在开花后的体积增长中，三个增长组分所占比例是：细胞数占2倍，细胞比重占4倍，细胞体积占300倍以上。3细胞比重果蔬组织的比重是衡量各种果蔬质量的重要指标之一。通常情况下，叶菜类组织较根菜类和果实疏松，这是由于叶菜类具有果实和根菜类作物所没有的栅状组织和疏松的叶肉组织。但比重与可食部分的多孔性并无关系。在果蔬生长发育中由于细胞分裂和体积大幅度增大使果肉里积累了大量的有机物质，其浓度与时俱增，从而比重发生变化。比重大小受果蔬种类、品种、成熟度等因素的影响较大(例如鳄梨比重0.759；番石榴比重1051；西番莲，熟的0.637，末熟0.771)。单位体积或蔬菜的重量与同体积水重之比称为果蔬的比重。单位g/cm3D=W/V D-比重 W-所测果实或蔬菜的重量 （g） V-所测果实或蔬菜的体积 （cm3） 39页比重表格二生长曲线研究证明，不论是植物的整体，或是个别器官，它们的重量、体积、高度、细胞数量，甚至蛋白质含量的增长曲线的形状，在整个生长过程中都近似于S形。根据果径、果重或果实体积的变化，一般可表现为单S型(苹果、梨、菠萝、香蕉、橙、荔枝等)，或双S型(桃、核果类、无花果、葡萄等)，有的可为三S型(猕猴桃)。三、产品器官的成熟和衰老(一)成熟 (maturation)成熟是指果实生长的最后阶段，即达到充分长成的时候。有的把它译为“绿熟”或“初熟”。在这一时期，果实中发生了明显的变化。如含糖量增加，含酸量降低，淀粉减少(苹果、梨、香蕉等)，果胶物质变化引起果肉变软，单宁物质变化导致涩味减退，芳香物质和果皮、果肉中的色素生成、叶绿素降解，维生素C增加，类胡萝卜素增加或减少，果实长到一定大小和形状，这些都是果实开始成熟的表现。有些果实在这一阶段开始出现光泽或带果霜，这是由于果皮上逐渐生成蜡质，能减少水分蒸散。随着含糖量的增加，果实可溶性固形物相应增高。这些性状常被用来判断果实采收成熟度(maturity)的指标和销售标准。因此按中文习惯把“maturation”译为成熟，这只是指果实达到可以采摘的程度，但不是食用品质最好的时候。柑桔的糖酸比值，葡萄的含糖量，梨、苹果和桃的果肉硬度及颜色等达到一定标准时，就被认为可以采摘。上面是指果实而言，对根、茎、叶等营养器官，也有未熟、成熟、老化、衰老之分。其中未熟与成熟的分界，可以认为是器官发育细胞膨大定型，由营养生长开始转入生殖生长或生理休眠的时候。(二)完熟(ripening)这是指果实达到成熟以后的阶段，果实完全表现出本品种典型性状，体积已经充分长大，并达到了最佳食用的品质。成熟的过程大都是果实着生在树上时发生，完熟则是成熟的终了时期，可以发生在树上，也可发生在采收之后。这时果实的风味、质地和芳香气味已经达到适宜食用程度。有些果实如香蕉、鳄梨和芒果等着生在树上时，往往不能等到完熟时就需要采收，香蕉在达到一定饱满度时采收，然后进行催熟才能食用。巴梨同鳄梨一样，尽管它已完全成熟，但继续留在树上却不能完熟，采后经过一段时间贮藏或处理以后才能达到完熟。研究者认为这与植物生长素的供应有关，也与乙烯的作用有关。新鲜果蔬其生命的各个阶段是相互连接又相互重叠的(图2l)。寿命的过程3衰老完熟54发育成熟成熟前期12 图2-1 新鲜果蔬在其寿命期间的各个阶段1-可食部分的开始；2-自然或理想生长之大小或形式的终止；3-能食用期的开始但对大多数食用者讲仍不太成熟；4-最大食用期间；5-显著消退中(三)衰老 (senescence)果实生长已经停止，完熟阶段的变化基本结束，即将进入衰老时期，衰老也可能发生在采收之前，但大多数发生在果实采收之后。一般认为，果实的呼吸作用骤然升高，也就是某些果实的呼吸跃变(respiration climacteric)的出现代表衰老的开始。果实的衰老是它个体发育的最后阶段，是分解过程旺盛进行，细胞趋向崩溃，最终导致整个器官死亡的过程。总之，果实从座果开始到衰老结束，是果实生命的全过程。研究者普遍认为，该过程被许多植物激素所控制，特别是乙烯的出现是果实进入成熟的征兆。由于适当浓度乙烯的作用，果实呼吸作用随之提高，某些酶的活性增强，从而促成果实成熟、完熟、衰老等一系列生理生化的变化(图2-2)，果实也同时表现出不同成熟阶段的特征。图2-2 高峰型果实在生长、 发育、 成长和成熟过程中的生长、呼吸和激素水平的理论动力曲线 (仿Lieberman)图中IAA-吲哚乙酸GA-赤霉素 ABA-脱落酸第二节 果蔬细胞的组成及其在采后成熟衰老中的变化植物体是由许多具有各种不同功能的细胞和组织构成的，它们的基本结构均由细胞壁及原生质体构成。原生质体由细胞核、细胞质和液泡组成，细胞质内还有许多细胞器，各具有不同的生理功能。高等植物的细胞器有质体、线粒体、高尔基体、核糖体、过氧化物体、乙醛酸体、溶酶体、微管等。细胞与细胞之间还有许多称为胞间连丝的原生质细丝相连。当果蔬成熟衰老时，在生物化学和组织结构上要发生种种变化。一、细胞器有关果蔬成熟衰老中细胞形态结构变化方面的资料不多，ER.B.Pantastico(1975)，Harris和Spurr(1969)，Butler和Simon(1971)在观察了多种植物细胞中细胞器结构变化的基础上，提出了这样一种概念，认为植物细胞衰老的第一个特征是核糖体开始崩溃，淀粉粒减少最后消失。以后的变化顺序为内质网和高尔基体一同泡囊化而消失。线粒体有时在衰老的早期就变小或减少，有时嵴膨胀，它就比其他细胞器较糠崩溃，能保留到衰老晚期。液泡膜在细胞器完全解体之前也崩溃。核膜和质膜最后退化，当质膜崩溃这个细胞就宣告死亡。二、细胞壁对成长和成熟中细胞壁超微结构的变化研究的还很少，但已知在果蔬的不同发育阶段，细胞壁的结构不同，形成不同的细胞，构成不同的组织。幼嫩蔬菜柔软多汁，是因为以薄壁细胞为主。随着果蔬的成熟，厚角细胞和厚壁细胞分化增多，使组织坚韧，质地也就发生改变。芹菜多纤维，菜豆荚老化多筋，就是硬化细胞增多而形成的。三、角质层和蜡1角质层也称为角质，是覆盖在植物体地上部表皮细胞壁上极细密的一层膜。主要成分是一种高级腊肪酸，略可透过水分和气体，对徽生物的侵入具有较强的抵抗性。通常果品角质层较厚，果菜类多在幼嫩时采收，角质层因未完全发育，保护性较差，对贮运有重大影响。2蜡质在角质层的表面上有一层10-100nm厚的蜡质层。角质不溶于有机溶剂，蜡质可溶于氯仿、醚和苯等。在蜡质中，有硬蜡(石蜡系和链烯系高级碳氢化合物)和软蜡(高级乙醇和脂肪酸的酯、乙醛、酮、甾醇、磷脂、萜烯等)之分，多数是硬蜡，形成果粉(如苹果)或蜡粉(如甘蓝)。通常，果实比叶有更多的蜡，甘蓝比甜菜、芜青、马铃薯有更多的蜡。Mazliak等(1963)研究了果实在生长和贮藏期间蜡组分的变化，发现果实在挂树期间硬蜡增加的比油快，冷藏期间油增加而硬蜡保持稳定平衡水平。蜡质对角质层和下部组织有保护作用，可限制水分蒸腾，这也就是人们在产品表面进行涂蜡处理的依据。四、开孔表皮组织系作为抑制水分和气体透过的保护组织，具有重要的作用。另一方面，它也是进行正常呼吸和蒸腾作用不可少的组织。它的代表是气孔和皮孔(在苹果和梨上也称为果点)，果实中的柿子、葡萄、蔬菜中的茄子、番茄和甜椒的果面上，没有气孔和皮孔。柿子和茄子、番茄、甜椒等具有蒂的，气孔集中在蒂的部位，进行着气体交换和蒸腾，从而可以明确蒂在生理上起着重要的作用。葡萄是在果梗部进行着这个作用。五、细胞间隙(胞间空隙)细胞间隙系统在生理上非常重要，依靠它使果蔬组织的每个细胞都容易获得维持正常呼吸所必要的O2，并排除CO2。在间隙系统内，各种气体都依自己的分压差进行扩散移动。苹果是细胞间隙容量较大的果实，由于品种不同细胞间隙占总体积的范围在20.4-35.7%（苫名19.7%），叶菜类占20以上，果菜和茎菜约为20。但也有差异很大的，如马铃薯仅占1一2，而茄子可达40。墩谷(1973)测定过一些果蔬细胞间隙内的气体，结果表明：在20呼吸稳定后，CO2为5，O2为15。1969年他曾做了这样的试验，用减压渗入法，使茄子间隙内全部换入O2然后放人大气中，6h内就恢复了原状，这表明通过间隙系统进行的气体交换相当快。果实进入成熟时，间隙系统比率增大，有人认为这是果实成熟后呼吸增强的原因之一，也有人不同意这种见解。果实软熟时，间隙系统被堵塞，气体交换就受阻。如Wardlan等(1939)测得香蕉果实随着呼吸跃变的出现，细胞间隙内O2不断降低，CO2不断升高，果肉变软，此现象被认为是细胞间隙被堵塞所致。第三节 果蔬的化学组成及其在采后成熟衰老中的变化水果和蔬菜是人们生活中每日不可缺少的食品。它有着诱人的色、香、味和质地，能增进食欲，有助于食物的消化吸收。果蔬中所含有的各种维生索、矿物质和有机酸，是从粮食、肉类和禽蛋中难于摄取到的，而且是具有特殊营养价值的物质，所以水果、蔬菜作为保健食品的效用很大。但是反映果蔬品质的各种化学物质，在果蔬成长、成熟和贮藏过程中不断发生着变化，而要搞好果蔬的流通和贮藏保鲜，就必须了解这些化学成分的变化规律，以便保持其应有的品质。果蔬中所含的化学成分可分为两部分，即水分和固形物(干物质)。固形物包括有机物和无机物。有机物又分为含氮化合物和无氮化合物，此外还有一些重要的维生素、色素、芳香物质以及许多的酶。这些物质具有各种各样的特性，这些特性是决定果蔬本身品质的重要因素。果蔬的化学组成，由于种类、品种、栽培条件、产地气候、成熟度、个体差异以及采收后的处理等因素的影响，有很大变化。因此，研究了解果蔬的化学成分组成及其在各种环境条件下的变化，是十分必要的。一、水分及无机成分(一)水分水分是果蔬的主要成分，其含量依果蔬种类和品种而异，大多数的果蔬组成中水分占80-90。西瓜、草莓、番茄、黄瓜可达90以上。含水分较低的如山楂也占65左右。水分的存在是植物完成生命活动过程的必要条件。水分是影响果蔬嫩度、鲜度和味道的重要成分，与果蔬的风味品质有密切关系。但是果蔬含水量高，又是它贮存性能差、容易变质和腐烂的重要原因之一。果蔬采收后，水分得不到补充，在贮运过程中容易蒸散失水而引起萎蔫、失重和失鲜。其失水程度与果蔬种类、品种及运贮条件有密切关系。(二)无机成分(灰分或矿质元素)果蔬中矿质元素的量与水分和有机物质比较起来，虽然非常少，但在果蔬的化学变化中，却起着重要作用，因此也是重要的营养成分之一。果蔬中矿物质的80是钾、钠、钙等金属成分，其中钾约占成分的一半以上，磷酸和硫酸等非金属成分只不过占20。此外，果蔬中还含多种微量矿质元素，如锰、锌、钼、硼等，对人体也具有重要的生理作用。水果类虽然含有机酸，呈现酸味；但它的灰分却在体内呈现碱性，因此和蔬菜一样，都被称为碱性食品。而相对来讲，谷类和肉类中的磷、硫的含量很多，会在体内形成磷酸、硫酸而呈现酸性，因而被称为酸性食品。为了保持人体血液和体液的酸碱平衡，在食用肉类、谷类等酸性食品的同时，还需要食用水果和蔬菜等碱性食品，这在维持人体健康上是十分重要的。果蔬中大部分矿物质是和有机酸结合在一起，其余的部分与果胶物质结合。与人体关系最密切的而且需要最多的是钙、磷、铁，在蔬菜中含量也较多。例如各种蔬菜每100克食用部分的含钙量为：萝卜缨含280mg，雪里蕻含235mg，苋菜含200mg；其次是毛豆、水芹等含量也不少。黄瓜中含磷最多为530mg，菠菜为375mg，青豌豆为280mg；其次是荸荠、青扁豆荚等。含铁最多的为芹菜含8.5mg，毛豆含6.4mg，凉薯含59mg，其次为苋菜、水芹菜等。菠菜和甜菜时中的钙呈草酸盐状态存在，不能被人体吸收，而甘蓝、芥菜中的钙呈游离状态，容易被人体吸收。二、维生素果蔬是食品中维生素的重要来源，对维持人体的正常生理机能起着重要作用。虽然人体对维生素需要量甚微，但缺乏时就会引起各种疾病。果蔬中维生素种类很多，一般可分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类，现将其功能和特性分述如下。(一)水溶性维生素此类维生素，易溶于水，所以在果蔬加工过程中应特别注意保存。1维生素B(硫胺素)豆类中维生素B1含量最多，在酸性环境中较稳定，在中性或碱性环境中遇热易被氧化或还原。维生素B1，是维持人体神经系统正常活动的重要成分，也是糖代谢的辅酶之一。当人体中缺乏维生素B1，常引起脚气病，发生周围神经炎、消化不良和心血管失调等。2维生素B2(核黄素)甘蓝、番茄中含量较多。维生素B2耐热，在果蔬加工中不易被破坏；但在碱性溶液中遇热不稳定。它是一种感光物质，存在于视网膜中，是维持眼睛健康的必要成分，在氧化作用中起辅酶作用。3维生素C(抗坏血酸)16世纪人们就知道，柠檬等果汁可治疗坏血病，其有效成分就是今天所说的维生素C。它参与人体代谢活动，加强对病菌的抵抗力，维持胶原的正常发育，在毛细血管中帮助铁的吸收和保护结缔组织，从而加速伤口的愈合，同时也是生成骨蛋白的重要成分。维生素C易与致癌物质亚硝胺结合，有防癌效应。但是维生素C易溶于水，易被氧化失去作用，是一种不稳定的维生素。维生素C分为L型和D型(即还原型和氧化型)。只有L型抗坏血酸才具有生理活性。D-抗坏血酸可以还原为L-抗坏血酸。D-抗坏血酸进一步氧化时，便生成二酮古罗糖酸，再进一步分解，便生成苏氨酸和草酸，成为无生理活性的产物，这个过程是不可逆的。维生素C在酸性条件下比较稳定，在中性或碱性介质中反应快。由于果蔬本身含有促使抗坏血酸氧化的酶，因而在贮藏过程中会逐渐被氧化减少。减少的快慢与贮藏条件有很大关系，一般在低温、低氧中贮藏的果蔬，可以降低或延缓维生素C的损失。果蔬种类不同，维生素C含量有很大差异，如酸枣、沙棘、刺梨、枣、猕猴桃、山楂、柑桔、甜椒、雪里蕻、花椰菜、苦瓜等果蔬中维生素C含量比较高。其中甜椒的红果果皮中比绿果(适熟期)果皮中维生素含量高，过熟时含量降低。果蔬的不同组织部位其含量也有所不同，一般是果皮中维生素C高于果肉中的含量。(二)脂溶性维生素（脂溶性维生素能溶于油脂，不溶于水）1.维生素 A原(胡萝卜素)植物体中不含维生素 A，但有维生素 A原即胡萝卜素。果蔬中的胡萝卜素被人体吸收后，在体内可以转化为维生素 A。它在人体内能维持粘膜的正常生理功能，保护眼睛和皮肤等，能提高对疾病的抵抗性。它在贮藏中损失不显著。含胡萝卜素较多的果蔬有：胡萝卜、菠菜、空心菜、芜荽、韭菜、南瓜、芥菜、 杏、黄肉桃、柑桔、芒果等。2.维生素 E和维生素 K这两种维生素存在于植物的绿色部分，性质稳定。葛根富含维生素E；菠菜、甘蓝、花椰菜、青番茄中富含维生素 K。维生素 K是形成凝血酶原和维持正常肝功能所必需的物质，缺乏时会造成流血不止的危险病症。三、碳水化合物果蔬中的碳水化合物，有糖、淀粉、纤维素、果胶物质等，是干物质中的主要成分。(一)糖糖是果蔬甜味的主要来源，是重要的贮藏物质之一，主要包括单糖、双糖等可溶性糖。不同种类的果蔬，含糖量差异很大。柑桔中的莱檬含糖量极低，而海枣(Date)的含糖量可达鲜重的61。多数果蔬中含蔗糖、葡萄糖和果糖，各种糖的多少因果蔬种类和品种等而有差别。而且果蔬在成熟和衰老过程中，含糖量和含糖种类也在不断变化。例如：杏、桃和芒果等果品成熟时，蔗糖含量逐渐增加。成熟的苹果、梨和批把，以果糖为主、也含有葡萄糖，蔗糖含量也增加。未熟的李子几乎没有蔗糖，到黄熟时，蔗糖含量有一个迅速增加的过程。另外一些常见蔬菜，如胡萝卜主要含蔗糖，甘蓝含葡萄糖。蔬菜中含糖量较果品为少，一般的果菜，随着逐渐成熟含糖量日益增加，而块茎、块根类蔬菜，成熟度越高，含糖量越低。可溶性糖是果蔬的呼吸底物，在呼吸过程中分解放出热能，果蔬糖含量在贮藏过程中趋于下降，但有些种类的果蔬，由于淀粉水解所致，使糖含量测值有升高现象。表3-1是苹果果实在成熟期间的化学变化。表3-1 苹果果实在成熟期间的化学变化()化学成分果实部位采收时贮藏后还原糖非还原糖淀粉酸（苹果酸）维生素C蛋白质原果胶可溶性果胶叶绿素胡萝卜素果肉果肉果肉果肉果肉果肉果肉果肉果皮果皮4.72.82.01.00.210.200.680.112.210-43.310-57.00.40.10.60.070.240.080.451.510-4810-5在树上成熟的早熟和中熟柑桔果实，累积的糖分主要是蔗糖。但伏令夏橙的成熟期在初夏，日平均温度逐日增高，呼吸也加强，所以蔗糖累积不甚显著，而冬季成熟的柑桔如桔，糖分的增加则主要是蔗糖。这两个季节成熟的柑桔的糖分变化也有差异(表3-2)。 (二)淀粉淀粉为多糖类，未熟果实中含有大量的淀粉，例如香蕉的绿果中淀粉占20-25，而成熟后下降到 l%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能保持休眠状态，有利于贮藏。对于青豌豆、甜玉米等以细嫩籽粒供食用的蔬菜，其淀粉含量的多少，会影响食用及加工产品的品质。贮藏温度对淀粉的转化影响很大。如青豌豆采后存放在高温下，经2天后糖分能合成淀粉，淀粉含量可由5%-6%增到10%-11%，使糖量下降，甜味减少，品质变劣。淀粉不溶于冷水，在热水中极度膨胀，成为胶态，易被人体吸收。在植物体内淀粉转化为糖，是依靠酶的作用进行的。在磷酸化酶和磷酸脂酶活动的情况下，转变是可逆的。如： 酶淀粉 葡萄糖马铃薯在不同温度贮藏时，就有这种表现。如贮藏在0下，块茎还原糖含量可达6以上，而贮于5以上，往往不足2.5。在淀粉酶和麦芽糖酶活动的情况下，淀粉转变为葡萄糖是不可逆的。(三) 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，它又能与木素、栓质、角质、果胶等结合成复合纤维素。这对果蔬的品质与贮运有重要意义。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增加，品质变劣。纤维素不溶于水，只有在特定的酶的作用下才被分解。许多霉菌含有分解纤维素的酶，受霉菌感染腐烂的果实和蔬菜，往往变为软烂状态，就是因为纤维素和半纤维素被分解的缘故。香蕉果实初采时含纤维素2%-3%，成熟时略有减少，蔬菜中纤维素含量为0.2%-2.8%，根菜类为0.2%-1.2%，西瓜和甜瓜为0.2-0.5。半纤维素在植物体中有着双重作用，既有类似纤维素的支持功能，又有类似淀粉的贮存功能。果蔬中分布最广的半纤维素为多缩戊糖，其水解产物为己糖和戊糖。半纤维素在香蕉初采时，含8-10(鲜重计)，但成熟果内仅存1%左右， 它是香蕉可利用的呼吸贮备基质。人体胃肠中没有分解纤维素的酶，因此不能被消化，但能刺激肠的蠕动和消化腺分泌，因此有帮助消化的功能。(四) 果胶物质果胶物质沉积在细胞初生壁和中胶层中，起着粘结细胞个体的作用。分生组织和薄壁组织富含果胶物质。根据性质与化学结构的差异可将果胶物质分为以下几种。1原果胶原果胶是一种非水溶性的物质，存在于植物和未成熟的果实中。常与纤维素结合，所以称为果胶纤维素，它使果实显得坚实脆硬。随着果实成熟， 在果实中原果胶酶作用下，酯化度和聚合度变小，分解为果胶。2果胶果胶易溶于水，存在于细胞液中。成熟的果实之所以变软，是原果胶与纤维素分离变成了果胶，使细胞间失去粘结作用，因而形成松弛组织。果胶的降解受成熟度和贮藏条件双重影响。3.果胶酸果胶酸是一种多聚半乳糖醛酸，少量的也聚合了一些糖分。果胶酸可与钙、镁等结合成盐，不溶于水。当果实进一步成熟衰老时，果胶继续被果胶酸酶作用，分解为果胶酸和甲醇。果胶酸没有粘结能力，果实变成水烂状态，有的变“绵”。果胶酸进一步分解成为半乳糖醛酸，果实解体。 三种果胶物质的变化，可简单表示如下： 原果胶 纤维素 甲醇 大多数蔬菜和一些果品中的果胶即使含量很高，但因甲氧基含量低而缺乏疑胶能力。果实硬度的变化，与果胶物质的变化密切相关。用果实硬度计来测定苹果、梨等的果肉硬度，借以判断成熟度，也可作为果实贮藏效果的指标。四、有机酸果蔬中有多种有机酸，分布最广的有柠檬酸、苹果酸和草酸。此外，还发现很多特有的如酒石酸、琥珀酸、-酮戊二酸或延胡索酸等。各种不同类型的果蔬及不同的发育时期内，它们所含酸的种类和浓度是不相同的。已进入或接近成熟期的葡萄和苹果含游离酸（可滴定酸）量最高，成熟后又趋于下降。香蕉和梨则与此相反，可滴定酸于发育中逐渐下降，成熟时含量最低。但不同果蔬种类，酸的含量不一定符合上述趋势，且酸的种类也会有变化。如未熟番茄中有微量草酸，正常成熟的番茄以苹果酸和柠檬酸为主，过熟软化的番茄中苹果酸和柠檬酸降低，而且有游离酸形成。菠菜细嫩叶中含有苹果酸、柠檬酸等，老时中含草酸。蔬菜虽含有多种有机酸，但除了番茄等少数蔬菜有酸味外，大部分因含酸少而不感到酸味，果蔬中酸含量的多少，并不能完全表示酸味的强弱，其酸味强弱取决于果蔬的pH值。果实里的有机酸，在果实风味上起着很重要的作用。判断果实的成熟度，在实践中常应用测定含酸量的办法。此外，果蔬里的有机酸，还可以作为呼吸基质，它是合成能量ATP的主要来源，同时它也是细胞内很多生化过程所需中间代谢物的提供者。五、色素物质色泽是人们感官评价果蔬质量的一个重要因素，也是检验果蔬成熟衰老的依据。因此，弄清果蔬中存在的色素及其性质是非常必要的。色素种类很多，有时单独存在，有时几种色素同时存在，或显现或被遮盖。各种色素随着成熟期的不同及环境条件的改变而有各种变化。（一）叶绿素类果蔬植物的绿色，是由于叶绿素的存在。叶绿素是两种结构很相似的物质即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素 b(C22H70O6N4Mg)的混合物。对大多数果实来说，最先的成熟象征是绿色的消失，即叶绿素含量逐渐地减少。叶绿素降解的生化过程尚未清楚。一些报道认为，在呼吸高蜂的期间，苹果和香蕉中叶绿素酶活性最高。叶绿素的降解可能依赖于叶绿素酶。但是，完熟的番茄中，当叶绿素迅速减少时测不出叶绿素酶活性。用显微镜观察发现叶绿体远在组织褪绿之前就已解体。叶绿素酶可将叶绿素水解为植醇残基和它的组成部分卟啉，而相应的叶绿盐不会引起颜色变化。叶绿素在酸性介质中，像在成熟的番茄里，会失去卟啉群中心的镁，并成为脱镁叶绿素，这样才会导致颜色的变化；叶绿素分子的卟啉部分亦会分离，产生一个四吡咯链和胆绿素，后者仍使保持绿色。只有当胆绿素的双键被氧化或饱和时颜色才会消失。因此可以看出，完熟果实的脱绿是十分复杂的过程，目前对这一过程尚未充分了解。(二)类胡萝卜素这是一类脂溶性的色素，构成果蔬的黄色、橙色或橙红色。一般构造比较复杂，结构的差异，产生颜色的差异。属于类胡萝卜素的有、和r胡萝素，番茄红素，番茄黄质，玉米黄质，隐黄质，白英果红素，叶黄素，以及辣椒红素等，它们都可以在各种果实中发现，其中-胡萝卜素被人体摄取后可转变为维生素A。1胡萝卜素(C40H56)胡萝卜素即维生素A原，常与叶黄素、叶绿素同时存在，呈橙黄色，富含于胡萝卜、南瓜、番茄、辣椒和绿色蔬菜中。杏、黄色桃等果实中都含有胡萝卜素。但由于它与叶绿素同时存在而不显现，成熟时有所增加。2番茄红素(C40H56)番茄红素是番茄表现红色的色素。它是胡萝卜素的同分异构体，呈橙红色，存在于番茄、西瓜中。番茄红素的合成和分解受温度影响较大。16-21是番茄红素合成最适温度，294以上就会抑制番茄红素的合成，番茄在炎热季节较难变红是温度太高的缘故。但温州蜜柑的胡萝卜素的合成不受温度的限制。同时湿度对红瓤西瓜番茄红素的形成也没有影响，对葡萄柚甚至促进合成。番茄各品种的颜色决定于各种色素的相对浓度和分布。3叶黄素(C40H56O2)各种果蔬中均有叶黄素存在，与胡萝卜素、叶绿素结合存在于果蔬的绿色部分，只有叶绿素分解后，才能表现出黄色。如黄色番茄显现的黄色，香蕉成熟时由青色转成黄色等。4椒黄素(C40H58O3)和椒红素(C40H60O4)椒黄素与椒红素微溶于水，存在于辣椒中，洋葱黄皮品种中也含有。表现为黄色到白色，(三)花青素(或称花色素类)苷它是果实和花等呈现红、蓝、紫等颜色的水溶性色素，总称为花青素苷。它存在植物体内，溶于细胞质或液泡中。天然的花青素苷呈糖苷的形态，经酸或酶水解后，可产生花青素和糖。花青素苷(糖苷) 花青素(有色)十糖不同的糖和不同的花青素结合则产生不同的颜色。常见的花青素如天竺葵定、氰定、芍药定和翠雀定等。一般结构中的糖为单糖或双糖等。许多果蔬中也存在着使花青素苷褪色的酶系统，或是微生物侵染时含有类似的酶分解花青素苷使果实褪色，花青素是一种感光性色素，它的形成需要日光。如在遮荫处生长的果蔬，色彩的呈现就不够充分。往往显绿色。花青素遇金属(铁、铜、锡)则变色，所以加工时不能用铁、铜、锡制的器具。加热对花青素有破坏作用。六、单宁物质单宁物质亦称鞣质，属于多酚类化合物，已知它的主要成分是无色花色素糖苷，有收敛性涩味。一般蔬菜中含量较少，果实中较多。柿子的涩味，就是因为含单宁的缘故。成熟的涩柿，含有1一2的可溶性单宁，呈强烈的涩味。经脱涩使可溶性单宁变成不溶性单宁，涩味减轻。在果实成熟或后熟过程中，单宁的聚合作用增加，不溶于水，涩味减轻或无涩味。青绿未熟的香蕉果肉也有涩味，但果实成熟后，单宁仅占青绿果肉含量的 l/5，单宁含量以皮部为最多，约比果肉多35倍。 单宁物质氧化时生成暗红色根皮鞣红，马铃薯或藕在去皮或切碎后，在空气中变黑就是这种现象，这是由于酶的活性增强所致，所以称之为酶褐变。要防止这种变化，应从控制单宁含量、酶(氧化酶、过氧化酶)的活性及氧的供给三个方面考虑。据报道，葡萄采前喷钙，对采后多酚氧化酶活性有所抑制，减少了单宁氧化及褐变的发生。七、芳香物质果蔬的香味，是其本身含有的各种芳香物质的气味和其他特性的结合的结果，也是决定品质的重要因素。由于果蔬种类不同，芳香物质的成分也各异。芳香物质也是判断果蔬成熟度的一种标志。果蔬的芳香物质，是一些微量的挥发油和油质，其在食品中的含量，通常在100 mgkg以下，也有含量稍多的。如香蕉 (Valery品种)为65-338mgkg，树莓类为1-22mgkg，草莓为5-10mgkg，黄瓜含17 mg kg，番茄2-5mgkg，大蒜50-90mgkg，萝卜含300-500mgkg，洋葱含320-580mgkg，芹菜含1000mgkg等。芳香物质稳定性差，容易变化和消失。果蔬所含的芳香物质，并非是一种成分，而是由多种组分构成。同时，又随着地区的栽培条件、气候条件和生长发育阶段的不同而变化。挥发油的主要成分为醇类、酸类、醛类、酮类、烃类(萜烯)等，另外还有醚、 酚类和含硫及含氮化合物。萝卜根中含有甲硫醇(CH3 S H)、烯丙芥子油。洋葱鳞茎含有烯丙基二硫化物(C6H12S2)。生姜根中含有姜烯(C15H24)、姜醇(C15H26O)等。芹菜茎叶中含有芹菜油丙酯、芹菜油酸酐。大蒜中含有二硫化二丙烯酯等。黄瓜中含有2，6-壬二烯醇。草莓中的芳香物质有苯并乙醛、苯甲酸乙酯、酯酸苄酸、肉桂酸甲酯。番茄的芳香物质大约是由30多种成分构成，其中以乙醇、甲醇、醋酸丙酯较多。香蕉的芳香物质主体是醋酸异戊酯，以及各种挥发性的酯类，具有香蕉香气的特征。已知酯的乙醇基，大多是由氨基酸生成的异戊醇和异丁醇，另外还有游离的低级的醇类。苹果含有 l00多种挥发性物质，其中含量最多的和一些已鉴定其名称及性质的，主要是醇类、酸类、醛类和酮类。苹果成熟期中开始转为黄绿色时正是这类物质含量的顶峰，这时含量最多的是丁醇，其次是醋酸丁酯、醋酸戊酯、和醋酸己酯。果蔬中还含有不挥发的油分和蜡质，统称为油脂类。油脂富含于果蔬种子中，如南瓜籽含油量34-35%，西瓜籽为19%，芥菜籽为20-28。除种子外，蔬菜的其他器官，一般含油量很少。少数果品中含有油脂，如坚果的果仁、棕榈、油橄榄和鳄梨果实都含有丰富的油脂。油橄榄和鳄梨的含油量为每100g果实分别含约8g和11g。核桃仁含油量可达60-70，其他果品含油很少。苹果在树上成熟时增生了蜡质的被覆。蜡质可以粗分为四类组分：油、蜡、三萜类化合物、乌索酸和角质。蔬菜中，成熟的南瓜、冬瓜、甘蓝等的蜡被也比较明显，甘蓝叶面上蜡被的主要成分是二十九烷(C29H60)及其衍生物二正十四烷基酮(C14H29COC14H29)。蜡被的生成因果蔬种类与品种、生长发育阶段、环境条件的不同而有不同。蜡质的形成加强了果蔬外皮的保护作用，减少水分蒸腾和病菌的侵入。因之采收时须注意勿将果粉擦去，以免影响果蔬耐贮性。八、含氮化合物果蔬中的含氮物质主要是蛋白质，其次是氨基酸、酰胺及某些铵盐联和硝酸盐。果蔬中游离氨基酸为水溶性，存在于果蔬汁中。一般果实含氨基酸都不多，但对人体的综合营养来说，却具有重要价值。氨基酸是蛋白质的基础物质，提供人体中激素、酶、血液等所需的氮，也是骨胳的组成部分，又是生物缓冲液的重要成分，还有免疫的效应。兹以数种果蔬适熟期氨基酸的组成情况列于表2-8。 氨基酸含量多的果实有桃、李、番茄等，含量少的有洋梨、柿子等。蔬菜的20多种游离氨基酸中，含量较多的有14-15种，有些氨基酸是具有鲜味的物质。谷氨酸钠是味精的主要成分，竹笋中含有天冬氨酸，香菇中有5-鸟嘌呤核甘酸，豆芽菜中有谷酰胺、天冬酰胺，绿色蔬菜中的9种氨基酸中以谷氨酯胺最多。辣椒中的含氮物质有氨态氮和酰氨态氮，其中胎座中以此两种为多，而种子中以蛋白质为多。叶菜类中有较多的含氮物质，如莴苣的含氮物质占干重的20-30，蔬菜中主要是蛋白质。蔬菜中的辛辣成分如辣椒中的辣椒素，花椒中的山椒素，均为具有酰胺基的化合物。生物碱类的茄碱，糖苷类的黑芥子苷，色素物质中的叶绿素和甜菜色素等也都是含氮素的化合物。果实在生长和成熟过程中，游离氨基酸的变化与生理代谢变化密切相关。果实中游离氨基酸的存在，是蛋白质合成和降解过程中的代谢平衡的产物。果实成熟时氨基酸中的蛋氨酸是乙烯生物合成中的前置体。芒果成熟期间氨基酸有很大变化。19种氨基酸中，如色氨酸、苯丙氨酸等渐渐增加，而赖氨酸、脯氨酸等被分解代谢。在呼吸高峰时，谷酰胺、精氨酸等有所增加，过后又下降。但是Kond等(1971)报道：“温州蜜柑”成熟期间脯氨酸大量增加。由此看来，不同种类果实，不同种类的氨基酸，在果实成熟期间的变化并无同一趋势“九、糖苷类糖苷是糖基与非糖基(苷配基)相结合的化合物。在酶或酸作用下水解生成糖和苷配基。其糖基有葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖等，苷配基有醇类、酚类、醌类、酮类、鞣酸、含氮物、含硫物等。果蔬中存在着各种各样的苷，大多数都具有苦味或特殊的香味。其中有些苷类不只是果蔬独特风味的来源，也是食品工业中重要的香料和调味品。但是，其中部分的苷类有毒，在应用时应加注意。自然状态下一些以糖苷形态存在的物质，遇微生物侵染时，在酶的作用下，水解出游离苷配基，可起抗菌或杀菌作用。糖苷类在植物体中普遍存在，兹将日常所见且较重要的苷类叙述如下。(一) 苦杏仁苷苦杏仁苷是果实种子中普遍存在的一种苷。其中以核果类的杏核(含0%-3.7%)、苦扁桃核 (含2.5%-3.0%)、李核(含0.9%-2.5%)含量最多，仁果类的种子中含量较少或没有。苦杏仁苷在酶的作用下，生成葡葡糖、苯甲醛和氢氰酸。氢氰酸具有剧毒，成年人服用量在0.05克(相当苦杏仁苷0.85克左右)即可丧失生命，因此在食用含有苦杏仁苷的种子时，需要加以处理。苯甲醛具有特殊香味，为重要的食品香料之一，工业上多利用杏仁等为提取苯甲醛的原料。(二) 黑芥子苷黑芥子苷普遍存在于十字花科蔬菜。含于根、茎、时与种子中。如萝卜在食用时所呈现的辛辣味，即黑芥子苷水解后产生的芥子油的风味。此苷在芥菜种子中含量最多，调味品芥末的刺鼻辛辣气味，即是黑芥子苷水解为芥子油所致。(三) 茄碱苷 (或称龙葵苷)茄碱苷主要存在于茄科植物中，其中以马铃薯块茎中含量较多，正常含量在0.002%-0.01。其存在部位多集中于薯皮近皮层的十余层细胞内，萌发的芽眼附近，受光变绿的部分较多，薯肉中较少。据试验，马铃薯在有光处贮藏4周后，茄碱苷含量从 0.006增加到0.024，春季马铃薯开始发芽，当芽长1-5厘米时，茄碱苷含量急剧增加。芽中含量可增高到0.42-0.73。茄碱苷是具苦味而有毒的物质，其含量达0.02时，即可强烈的破坏人体的红血球，并引起粘膜发炎、头痛、呕吐，严重时可以致死。由此可见，薯皮变绿部分或已发芽的马铃薯块茎，茄碱苷含量均超过中毒量。为保证食用安全及保持品质，贮藏期间必须注意避光和抑制发芽。食用时需将芽眼及周围绿色薯皮削去。 番茄和茄子果实中也含茄碱苷，未熟绿色果实中较高，成熟时含量逐渐降低。茄碱苷水解时分解出葡萄糖、半乳糖、鼠李糖，非糖部分即茄碱。茄碱苷和茄碱均不溶于水，而溶于酒精和酸中。茄碱苷在酶或酸作用下，反应式如下：C45H73O15N + 3H2O C27H43ON + C6H12O6 + C6H12O6 + C6H12O5(茄碱苷) 茄碱 葡萄糖 半乳糖 鼠李糖(四) 柠檬苷柠檬苷是柑桔类果实中普遍存在的一种苷类。通常在柑桔类种子中最多。 其次为囊膜，内果皮中较少，果汁及种皮中并未发现。柠檬苷本身不具苦昧，因此在新鲜果实中无苦味的感觉，但与酸类化合时， 则产生苦味。所以在果实加工时，由于含柠檬苷的细胞被破坏后与果肉中柠檬酸接触，即产生苦味。贮藏时柑桔类果实腐烂败坏时，果实中也有苦味，与此原因相同。(五) 其他苷类除上述几种糖苷外，还有薯芋皂苷，是一种类固醇衍生物，含于薯芋中，水解后生成薯芋皂苷(C2