农产品贮藏与加工学第2讲农产品品质

第二章农产品的品质1教学目标及基本内容：使学生了解农产品的重要品质特征、农产品主要成分在贮藏加工过程中的变化，农产品腐败变质的主要原因；2教学内容：主要讲述农产品的重要品质特征、农产品主要成分在贮藏加工过程中的变化，农产品腐败变质的主要原因。3重点和难点：农产品主要成分在贮藏加工过程中的变化，农产品腐败变质的主要原因；4教学方法：举例、注入式教学方法；5教学手段：传统板书教学；6学时分配：理论2学时；7教学进程：第一节农产品的品质特征一.相关概念（一）品质品质就是指食品的优质程度，不仅包括风味、外观和营养成分，而且还包括加工品质、卫生品质等。1、感官品质就是指通过人体的感觉器官能够感受到的品质指标的总和。包括：（1）外观因素：大小、形状、光泽度、透明度、色泽和质地等。光泽也是重要的外观指标之一。光泽的强弱一般用眼睛直接观察，光泽好的产品，市场竞争力强些。食品的色泽有助于判断食品的质量。色泽一般是成熟和败坏的标志。（2）质地因素：软、硬、汁液、口香以及粗、砂等状态的手感和口感。质地是指既可以用手触摸，也可以用舌、牙齿等感觉到的食品品质。食品的质地不是一成不变的，新鲜的果蔬易变潮是细胞破裂和水分流失的结果，称为松弛现象。（3）风味因素：包括用舌头感觉到的酸、甜、苦、辣、咸和用鼻子嗅到的由芳香族化合物质赋予的气味。2、内在品质：内在品质也称营养品质，是指产品中含有各种营养素的总和。如六大营养素。不同品种的产品组织中含有不同种类和数量的营养要素。3、卫生品质：是指直接关系到人体健康的品质指标的总和。主要包括产品表面的清洁程度，产品组织中的重金属含量、农药残留量及其它限制性物质如亚硝酸盐含量等。（二）加工特性1、果蔬加工特性（1）成熟度：可采成熟度：果实成分膨大长成，但风味还未达到顶点时的成熟度。加工成熟度：果实已具备该品种应有的加工特征的程度，分为适当成熟与充分成熟。过度成熟度：果实质地变软，风味变淡，营养价值降低时的成熟度。（2）易腐性：果品蔬菜多属易腐农产品，这些原料在采收、运输过程中，极易造成机械损伤，若不及时加工，就会严重腐烂，导致其失去加工价值或造成大量损耗。果品蔬菜要求从采收到加工的时间尽量短，同时在采收、运输过程中防止机械损伤、日晒、雨淋及冻伤等，以充分保证原料的新鲜。（3）凝胶性①果胶凝胶：果胶分子链发生交联时会形成凝胶。高甲氧基果胶在高浓度糖溶液和pH为2.8~3.5条件下可形成很强的凝胶。②淀粉凝胶：淀粉悬浮液受热时，淀粉颗粒会吸水膨胀并发生崩溃，释放出淀粉分子，形成一种黏性溶液，在冷却时会形成凝聚。（4）柔嫩性：部分蔬菜和浆果类原料具有柔嫩性，如，叶菜，甜玉米，草莓等。（5）纤维性：一些蔬菜富含粗纤维，如，芹菜、竹笋等，粗纤维过高影响品质。（6）粉粒性：一些蔬菜，如南瓜、豆类、玉米等，以及一些坚果类原料所具有的一种本身品质特性。（7）汁液性：一些水果蔬菜富含汁液，如柑橘类、苹果、番茄等。（8）耐贮性：是指果蔬在一定贮藏期内保持其原有质量而不发生明显变化的特性。（9）抗病性：是指果蔬抵抗致病微生物侵害的特性。2、粮食的加工特性（1）后熟：粮食种子在田间达到完熟收割后，有的品种在生理上并未完全成熟。经过贮藏一段时期后，这种现象便会得到改善。由完熟到生理成熟所进行的生理变化，叫“后熟作用”。这段过程所需要的时期叫“后熟期”。高温、干燥、通风良好，有利于促进和加速后熟期的完成。（2）陈化：粮食完成后熟期以后，随着贮藏时间的延长，尽管没有发热霉变或其他危害，其理化性质也会发生一系列变化，使品质逐渐裂变而趋于衰老。这种现象叫“陈化”。粮食陈化后，对加工、食用、营养品质以及商品价值都有不利影响。（3）淀粉的糊化与老化：粮食一般含有直链淀粉和支链淀粉两种淀粉。淀粉在水中加热到一定温度时，形成有黏性的糊状体，此现象称为糊化。糊化了的淀粉在室温下放置时硬度会变大，体积缩小，这种现象称为淀粉的老化。如面包、馒头等在放置时变硬、干缩。（4）面筋及蛋白质的热变性部分粮食含有独特的麦胶蛋白、麦谷蛋白，如小麦、黑麦。小麦中所含的麦胶蛋白、麦谷蛋白不溶于水，但遇水能相互黏聚在一起形成面筋，因此也叫面筋蛋白。麦胶蛋白有良好的伸展性和强的粘性，但无弹性，麦谷蛋白富有弹性但无伸展性。面粉用冷水调制时，蛋白质结构中的亲水基团将水吸在周围，蛋白质显示出胶体性质，即形成面筋。蛋白质引起热变性的原因主要是肽链受过分的热振荡而引起氢键破坏。（5）褐变褐变指食物在加工、贮藏过程中颜色发生变化而加深的现象。包括非酶褐变与酶促褐变。3、大豆加工特性（1）吸水性，大豆中的油脂和蛋白质分别以球状小油滴和蛋白体的形式存在于大豆子叶的细胞中，小油滴被蛋白体的网络所包裹。大豆的吸水性有利于大豆油脂的顺利提取。（2）塑性和弹性，大豆的弹性和塑性直接影响大豆压榨制油的效果。只有塑性适当，在压榨时才有利于油脂顺利流出。在压榨前对大豆进行预处理可改善大豆的弹性和塑性。（3）大豆蛋白的功能性质①溶解度，是指蛋白质在水或食盐溶液中溶解的程度。大豆蛋白质的溶解度与溶液的pH、盐浓度和温度有关。②大豆蛋白质的变性，是指大豆蛋白质在某些物理或化学因素的作用下，可使蛋白质分子内部结构和原有的分子构象发生变化，从而导致蛋白质理化性质、功能及生物学特性发生改变③吸水性与保水性，大豆蛋白质能吸收水分，并能在食品中保持水分。大豆蛋白的这种性质常应用于肉制品及焙烤制品加工中。④吸油性，大豆蛋白能够吸收脂肪从而减少蒸煮时脂肪的损失。⑤乳化性，大豆蛋白能够帮助油在水中形成乳化液，并使之保持稳定。各种蛋白质的乳化作用指数值⑥发泡性，大豆蛋白是表面活性物质，减低了空气与水的表面张力，具有一定的发泡性。⑦胶凝性，一定浓度的大豆蛋白溶液，经加热、冷却后可形成凝胶。⑧调色性，生豆粉中含有较高的脂肪氧化酶，可氧化色素，故大豆蛋白制品在食品加工中具有调色作用，一是漂白，二是增色。第二节农产品主要组分及其在贮藏加工过程中的变化一、色素农产品呈现不同颜色是由许多色素相互作用而形成的。色素按其溶解性来分可分为：脂溶性色素（叶绿素、类胡萝卜素）与水溶性色素（广义的类黄酮色素）。叶绿素主要存在于水果蔬菜中，使水果蔬菜呈现绿色，使其性能稳定，在贮藏过程中叶绿素受叶绿素水解酶、酸和氧的作用而分解消失。蔬菜在短时间高温烫漂时，绿色显得更深，是因为组织中的空气被排除，变得透明，绿色显得更深。类胡萝卜素广泛存在于植物的种子、果实、叶片、根系、花中，其性能稳定，颜色从浅黄色到深红色。水溶性色素物质，果实中的水溶性色素主要是花色素，常呈糖苷状态，称为花色素苷。花色素，也称为花青素或花色苷色素，在果蔬中多以花青苷的形式存在，常表现为紫、蓝、红等色，如葡萄。无色花色素和花黄素。二、蛋白质1、小麦及面粉中的蛋白质小麦中的蛋白质是构成面筋的主要成分，在焙烤制品生产中起着特别重要的作用。不同磨粉方法所制出的不同种类的面粉，其蛋白质含量有所差异。面粉中的蛋白质根据溶解性不同可分为麦胶蛋白、麦谷蛋白、麦球蛋白、麦清蛋白和酸溶蛋白5种。2、稻谷中的蛋白质稻谷中的蛋白质含量平均在8%左右。包括清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。3、玉米中的蛋白质玉米籽粒含有约8%~14%的蛋白质，它们75%在胚乳中，20%在胚芽中。包括醇溶蛋白和谷蛋白。4、大豆中蛋白质大豆含蛋白质35%~40%，不仅营养价值高，而且具有多方面的功能特性。根据溶解性可分为清蛋白和球蛋白；根据构成大豆蛋白质的基本单位分类，大豆蛋白质基本属于结合蛋白；根据生理功能分类，可分为贮藏蛋白和生物活性蛋白。5、水果、蔬菜的蛋白质及其他含氮物质水果、蔬菜的含氮物质重要是蛋白质和氨基酸，其次是酰胺和铵盐、硝酸盐。它们在水果、蔬菜中含量很低。含氮物质在贮藏加工过程中对产品品质的影响如下：（1）马铃薯、甜菜去皮后容易变黑，因为其中的酪氨酸在酶的作用下氧化生成黑色素。（2）在罐头生产中，含氮物质食品中蛋白质分解为硫化氢，与罐头内的金属发生作用，产生硫化物，是罐头内容物变色，马口铁上出现黑斑。（3）蛋白质和单宁结合生成沉淀，有助于果汁澄清。（4）氨基酸产生香味，谷氨酸钠常被用作果汁饮料中的调味剂。三、碳水化合物1、小麦及面粉中的碳水化合物碳水化合物是小麦和面粉中含量最高的化学成分，约占面粉的75%，主要包括淀粉、糊精、纤维素以及游离糖和戊聚糖。淀粉是面粉中最主要的碳水化合物，约占面粉的67%，是葡萄糖的自然聚合体。水解作用，完整粒表面有一层细胞膜，破损的淀粉粒在酶或酸的作用下，可水解为糊精、高糖、麦芽糖、葡萄糖。游离糖，约占面粉的3%。在面包生产中既是酵母生长的能量来源，又是形成面包色、香、味的基础物质。纤维素，约占面粉的0.2%~0.3%。影响面包的口感和外观，不易被人体吸收，但有利于肠胃蠕动，促进对其他营养成分的消化吸收。2、稻谷中的碳水化合物主要以淀粉为主，淀粉含量平均为62.7%。大米中淀粉的含量随精度的提高而增加。从食品与营养的观点来看，大米精度越高，淀粉的相对含量越高，纤维素越少，消化率也越高。3、玉米中的碳水化合物主要是淀粉，约占60%~72%。普通的玉米淀粉一般含23%~27%的直链淀粉和73%~79%的直链淀粉。4、水果、蔬菜中的碳水化合物四、脂质粮食中的脂质主要存在于胚和种皮中，胚乳中的含量较少，，所以粮食中的脂肪大都在副产品中取出，如米糠油和玉米油。糙米的主要脂肪酸是油酸、亚油酸和棕榈。类脂物质主要是蜡和磷脂。玉米籽粒中含有占干物质4.6%左右的脂肪。其中有软脂酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚麻二烯酸等。油料植物种子中脂肪含量较高，是人类获得脂肪的主要途径，如大豆油、菜籽油、花生油等。五、维生素和矿物质1、矿物质小麦籽粒的灰分（干基）约为1.5%~2.2%，在籽粒各部分的分布很不均匀。稻谷的矿物质主要存在于稻壳、胚及皮层中，胚乳中含量极少。玉米籽粒的矿物质主要分布在胚芽和玉米皮中。大豆中的矿物质含量丰富，通常是含钙、磷、铁、钾等元素的无机盐类。水果、蔬菜中含有丰富的矿物质，易被人体吸收，被消化后分解产生的物质大多呈碱性，可以中和鱼、肉、蛋和粮食消化过程中产生的酸性物质。因此果蔬又叫“碱性食品”。2、维生素粮食中不含维生素D，维生素A，仅含有少量的类胡萝卜素。小麦和面粉中主要的维生素是复合维生素B和维生素E，维生素A的含量很少，几乎不含维生素C和D。稻谷中含有多种维生素，主要有维生素B1，B2，B3，B4，B6等B族维生素，其次是少量的维生素A及维生素E。维生素在水果、蔬菜中含量极为丰富，是人体维生素的重要来源之一。包括维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素D等。水果、蔬菜在贮藏、烧煮时，维生素C极易破坏，在维生素酶的作用下，遭到分解。六、酶类1、粮食中重要的酶类⑴淀粉酶α-淀粉酶只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键，不能水解支链淀粉分子中的α-1，6糖苷键。β-淀粉酶的水解方式与α-淀粉酶一样，只能水解淀粉分子中的α-1，4糖苷键。不同的是β-淀粉酶是从淀粉分子中的非还原末端开始的，而不能从淀粉分子内部进行，所以β-淀粉酶又称外酶。β-淀粉酶的热稳定性差，当加热到70℃时，即钝化。⑵蛋白酶面粉中含有活性的蛋白分解酶，可使面筋软化。在生产饼干或蛋糕时合理使用蛋白酶，能降低面团弹性。⑶脂肪酶脂肪酶是一种对脂质其水解作用的水解酶，在面粉储藏期间增加游离脂肪酸的含量，降低面粉的烘焙品质。⑷植酸酶⑸脂肪氧化酶⑹过氧化氢酶⑺抗坏血酸氧化酶2、大豆中的主要酶类⑴脂肪氧化酶脂肪氧合酶催化不饱和脂肪酸的氧化,生成短链脂肪酸,会导致食品产生异味。它的活力与pH有关。⑵脲素酶脲素酶属于酸胺酶类，是分解酸胶合尿素产生二氧化碳和氨气的酶，也是大豆中抗营养因子之一，在大豆中的含量较高。⑶淀粉分解酶和蛋白分解酶3、果蔬中的主要酶类水解酶类，主要包括蛋白酶、淀粉酶、果胶酶。果胶酶存在能使果胶水解。氧化酶类，如多酚氧化酶第三节农产品的腐败一、果品蔬菜的采后腐败（一）果蔬采后腐败原因果蔬组织的生理失调或衰老、采收及采后环节机械损伤造成的损伤、病原微生物侵染危害。其中果蔬组织的生理失调和病原微生物侵染造成的腐败损失最为严重。（二）采后病害果蔬采后病害指采收后发病、传播、蔓延的病害。一类是由病原微生物侵染引起的侵染性病害。另一类是由非生物因素造成的生理性病害。菌源：果蔬采后病害的菌源主要有：①产品上携带的带菌土壤和病原菌②田间已被侵染病害但未表现症状的果蔬产品③田间已被侵染病害并已发病却混进贮藏库的果蔬产品④分布在贮藏库及工具上的某些腐生菌或弱寄生菌（三）果品蔬菜的生理性病害果蔬在采前或采后，由于不适宜的环境条件或理化因素造成的生理障碍，称为生理性病害。生理性病害只有病状，大多是在果蔬表面或内部出现凹陷、褐变、异味、不能正常成熟等。生理性病害的病因：收获前因素，如果实生长发育阶段营养失调，栽培管理措施不当，收获成熟度不当，气候异常等；收获后因素，如贮运期间的温度失调，湿度失调，气体成分控制不当等。二、粮食的霉变一般粮食都带有微生物，但并不一定都受到微生物危害而霉变，储粮环境条件对微生物的影响，是决定粮食霉变与否的关键。以达到生霉阶段作为霉变事故发生的标志。粮食霉变过程和微生物的作用三个阶段：初期变质阶段、中期生霉阶段、后期霉烂阶段三、油料颗粒与植物油脂的腐败1、油脂肪料颗粒的腐败酸败，油料颗粒含有大量的脂肪，在条件适合时极易出现变质，大都是氧化变质。在油料中脂肪水解比蛋白质、碳水化合物的水解速率快得多。水解变质的油料出油率低，油质差。生霉腐败，油料籽粒一般呈圆形或椭圆形，堆成垛以后，堆内积热和积湿不易散发，容易引起料堆持久发热，而导致霉变。因此，油料的堆装不易过高。另外油料中脂肪的氧化能放出更多热量，也是油料容易发热的原因之一。高温“走油”变色，油料颗粒含有大量的脂肪，在条件适合时极易出现变质，大都是氧化变质。水解变质的油料出油率低，油质差。一般情况下，大豆水分超过13%，无论采用何种贮藏方法，当豆温超过25℃时即能发生赤变。豆粒赤变的数量及程度，随保持高位时间的延长而增加。大豆浸油赤变后，发芽率和出油率大大降低，工艺品质和食用价值也明显变劣。2、植物油脂的腐败油脂暴露在空气中会自发进行氧化作用而产生异臭和苦味的现象称作酸败，酸败是含油食品变质的最大原因之一。油脂空气氧化包括自动氧化、酶促氧化和光氧化几种。油脂氧化首先产生氢过氧化物，它可以继续氧化（其他双键）生成二级氧化产物。油脂空气氧化过程是一个动态平衡过程，氢过氧化物产生的同时还存在着分解和聚合。油脂空气氧化对食用品质造成很大影响。分解产生的物质有强烈的刺激性气味（哈喇味），影响口味，不适宜食用。影响酸败的主要因素有：氧的存在，油脂内不饱和键的存在，温度，紫外线照射，金属离子存在等。添加抗氧化剂是防止油脂酸败的有效方法。抗氧化剂能与油脂氧化时生成的游离基及过氧化物游离基反应，生成稳定的游离基而终止链锁反应。四、农产品加工制品的腐败1、农产品加工制品腐败变质的常见类型农产品加工制品的腐败变质是一个复杂的生化反应过程，主要是由于微生物的作用。①变黏，主要是由于腐败变质细菌生长代谢形成的多糖所致，常发生在碳水化合物为主的粮食食品中。常见细菌如乳酸杆菌等。②变酸，农产品加工制品变酸常发生在以碳水化合物为主的粮食食品中，主要是由于腐败微生物生长