果蔬加工工艺学-第一章第一章果蔬原料的基本特性与加工贮藏

第一章果蔬原料的基本特性与加工贮藏主要内容：1）生物学特性：呼吸作用2）多样性：组织结构的多样性和化学成分的多样性3）易腐性：微生物引发和化学作用果蔬原料有三方面的特性，即多样性、生物性和易腐性。第一节果蔬的生物学特性一、生物学特性果蔬中含有丰富的化学物质，这些物质中很重要的一类物质是酶。正是由于酶，采后的果蔬生命活动依然存在，进行呼吸作用，消耗养分，于是采后的果蔬如果不仅系适当的控制，很快就会变得不新鲜了。当然，目前，人们已经采取了各种措施延缓其生命或者干脆使酶钝化，使其失去生物活性。采后果蔬的生命活动主要是呼吸作用。呼吸作用的实质是在一系列酶的参与下，经过许多中间反应所进行的一个缓慢的生物氧化——还原过程，经过这一过程，细胞组织中复杂的有机物逐步成为简单物质，最后变为二氧化碳和水，同时释放出大量能量。对不同果蔬的呼吸作用要区别对待。这些内容在果蔬贮藏中会详细讲到，至于果蔬加工中的处理，我们会在原辅料预处理中详细讲。第二节果蔬的多样性无论是水果还是蔬菜都是多种多样的，具体来讲，果蔬原料的多样性在加工过程的体现主要是两方面：组织特性的多样性和化学成分的多样性。一、组织结构的多样性果蔬组织是有不同的细胞组成，细胞的形状、大小随果蔬种类和组织结构而不同，一般细胞的直径约在10~100微米，细胞由细胞壁、细胞膜、液泡及内部的原生质体组成，他们的性质与结构与果蔬的加工有一定的关系。不同的果蔬所具有的组织结构特性有很大的差别。以水果为例：核果类果实如桃、油桃、李、杏等的果实由果皮、薄壁的果肉组织及木质化1的核组成，其中可食的果肉部分由大型的薄壁细胞组成，细胞多汁。李、桃等含有壁较薄的细胞组成的厚壁组织，而杏则有由厚壁细胞组成的厚壁组织和纤维，故两者质地稍有不同。核果类果实纤维的含量的多少与粗细是果品质量的重要指标，直接影响食用性和加工品质量。核果类的果皮基本上由几层厚壁细胞组成，与果肉之间有薄壁细胞组织，除李子外，较少含有蜡粉，易采用碱液去皮。仁果类的典型代表为苹果和梨，果实自外而内可分成果皮、果肉、维管束、种子等几部分。果皮由几层厚的角质化组成，外表皮典型地角质化，且有蜡的聚集，故食用粗硬，化学去皮困难。果皮上含有丰富的果胶和单宁类物质。果肉细胞由大型的薄壁细胞组成，含有大量的水分和营养物质。梨的果肉细胞随品种的不同含有一定程度的石细胞，影响品质。仁果类果肉靠近种子部位有一周维管束，它是与外界养分、水分输送的通道，在加工中有一定的影响。仁果类种子深藏于整个种腔中，种腔外为一层厚壁的机械组织，对品质不利，应全部除去。浆果类是一类多汁浆状且柔嫩的果品的总称，不耐贮藏，适于制作果汁和作果酱。各类蔬菜也都有其特定的组织结构特点，对加工处理影响也较大，如叶菜类、茎及根菜类主要为薄壁组织，间或有维管束、机械组织和纤维。但是蔬菜种类繁多，难以一一祥述，以后用到可以再查资料解决。二、化学成分的多样性果蔬除75—90%的水分外，含有各种化学物质，某些成分还是一般食物中所缺少的。果蔬所含的这些化学成分构成了果蔬的固形物，这些物质主要包括：碳水化合物（包括糖、淀粉、果胶物质、纤维素和半纤维素）、有机酸、维生素、含氮物质、色素物质、单宁物质、糖苷、矿物质、脂类、及挥发性芳香物质和酶等。但是反映果蔬品质的各种化学物质，在果蔬采收、贮藏、运输和加工等过程中仍会发生一系列变化，从而引起耐贮性和抗病性的变化，食用价值和营养价值也发生改变，因此为了更好地指导生产，科学地组织果蔬的运销、贮藏，充分发挥其应有的经济价值，就必须了解这些化学成分的含量、特性及其变化规律，以便控制采后果蔬化学成分的变化，保持其应有的营养价值和商品价值。(一)水分及无机成分21.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。一般新鲜的果蔬水分减少5%，就会失去鲜嫩特性和食用价值，而且由于水分的减少，果蔬中水解酶的活性增强，水解反应加快，使营养物质分解，果蔬的耐贮性和抗病性减弱，常引起品质变坏，贮藏期缩短。其失水程度与果蔬种类、品种及贮运条件有密切关系，因此在采后的一系列操作中，要密切注意水分的变化，除保持一定的湿度外，还要采取控制微生物繁殖的措施。2.无机成分(灰分或矿质元素)果蔬中矿质元素含量不多，一般为1.2%左右，但在果蔬的化学变化中，却起着重要作用，对人体也非常重要，是构成人体的成分，并保持人体血液和体液有一定的渗透压和pH值，对保持人体血液和体液的酸碱平衡，维持人体健康上是十分重要的。所以常吃水果蔬菜，才能维持人体正常的生理进机能，保持身体健康。果蔬中矿物质的80％是钾、钠、钙等金属成分，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。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，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)维生素水果蔬菜中含有多种维生素，如VA源、VB1、VB2VC、VD及Vp，等，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，3一般可分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类，其中以B族维生素和维生素C最为重要，现将主要维生素的功能和特性分述如下。1.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BB1(硫胺素)豆类中维生素BB1含量最多，维生素B1B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BB1，常引起脚气病，发生周围神经炎、消化不良和心血管失调等。在酸性环境中稳定，在中性和碱性环境中对热敏感，易发生氧化还原反应。罐藏蔬菜或干制品能较好地保存VB1，在沸水中烫漂会破坏VB1，有一部分溶于水中。(2)维生素BB2(核黄素)甘蓝、番茄中含量较多。维生素BB2耐热、耐干燥及氧化，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。干制品中维生素B2能保持活性。维生素B2缺乏易得唇炎、舌炎。(3)维生素C(抗坏血酸)维生素C在水果蔬菜中是次要成分，但在人类营养中对防止坏血病起着重要作用。事实上，人类饮食中90%的维生素C是从水果蔬菜中得到的，人体对VC的日需要量为50mg，许多产品在不到100克水解组织中就含有这么多Vc。蔬菜中VC含量高的有：青椒、菜花、雪里蕻、苦瓜为80毫克以上，而一般的叶菜类及根茎菜均在60毫克以下。果实中Vc含量高约有，鲜枣270--600毫克，野生酸枣830--1170毫克，刺玫果I000毫克，山楂80--100毫克，柑桔类40--60毫克，苹果、梨、葡萄、杏、桃等含量少，一般在10毫克以下。维生素C的含量与水果蔬菜的品种、栽培条件等有关，也因水果蔬菜的成熟度和结构部位不同而异。如野生的水果蔬菜维生素C含量多于栽培品种；在蔬菜中露地栽培的品种又多于保护地栽培的，成熟的番茄维生素C含量高于绿色末熟番茄；苹果表皮中维生素C含量高于果肉，果心中维生素C含量最少。水果蔬菜中维生素C含量，随果实成熟逐渐增加，水果蔬菜含促进维生素C氧化的抗坏血酸酶，这种酶含量愈多，活性愈大，水果蔬菜贮藏中维生素C保存量愈少，而且温度增高，充分氧的供给会加强酶的活性，所以用减少氧的供给、4降低温度等措施，以抑制抗坏血酸酶的活性，减少水果蔬菜贮藏中维生素C的损失是十分必要的。干制时用二氧化硫熏蒸或漂烫，罐藏时密封、排气以减少氧气含量都是用来抑制酶的活性。有些水果蔬菜，如结球甘蓝、番茄、辣椒、柑桔等，抗坏血酸酶的含量低，故贮藏中维生素C破坏得少，而菠菜、菜豆、青豌豆中的抗坏血酸酶含量多，贮藏中维生素C含量极不稳定，在20℃下贮藏1--2天，抗坏血酸减少了60一70%，贮藏在0一2℃下，则下降速度减缓。抗坏血酸在碱性溶液中较稳定，维生素C对紫外线不稳定，因此，不宜将玻璃瓶罐头放在阳光下。干制品应密封包装以免维生素C被氧化。铜与铁具有催化作用，加速维生素C氧化，故在加工时应避免使用铜铁器具。2.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。水果蔬菜可为人体提供日需要维生素A的40%左右，若长期缺乏维生素A，人的视觉将受到损伤。水果蔬菜中的в-胡萝卜素能在人体中转化为维生素A，水果蔬菜中所含胡萝卜素大部分为в-胡萝卜素。100克鲜杏中含胡萝卜素约2.0克；甜橙为0·3毫克，胡萝卜中含量最高，为8--11毫克，菠菜中含2·5--5。0毫克。胡萝卜素耐高温，但在加热时遇氧易氧化。罐藏及水果蔬菜汁能很好地保存胡萝卜素，干制时易损失，漂洗和杀菌均无影响，在碱性溶液中较稳定。(2)维生素B5即维生素PP，在维生素类中最稳定，不受光、热、氧破坏，绿叶蔬菜中含量较高，缺乏维生素B5主要症状是癞皮病。(3)维生素P5又称抗通透性维生素，在柑桔、芦笋中含量多，维生素P能纠正毛细血管的通透性和脆性，临床用于防治血管性紫癜、视网膜出血、高血压等。(4)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、莴苣富含维生素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)碳水化合物碳水化合物是干物质中的主要成分，其含量仅次于水。它包括糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质等。(1)糖类果蔬中的糖类可分为单糖、双糖和多糖。糖类是果蔬体内贮存的主要营养物质，是影响制品风味和品质的重要因素，糖的各种特性如甜度、溶解度、水解转化吸湿性和沸点上升等均与加工有关。糖的甜度与含糖种类有关，若以蔗糖的甜度为100计，则果糖的甜度为173，葡萄糖为74，麦芽糖为32，等等。单糖和双糖主要有葡萄糖、果糖和蔗糖，是微生物可以利用的主要营养物质。不同的果蔬所含的糖也不同，一般情况下，仁果类以果含量为多，葡萄糖和蔗糖次之；核果类以蔗糖为主，葡萄糖和果糖次之；浆果类主要是葡萄糖和果糖；柑橘类以蔗糖为主；葡萄、樱桃和番茄则不含蔗糖。除果实类外，叶菜类和根菜类等含糖较少。糖分是水果蔬菜贮藏的呼吸底物，所以经过一段时间贮藏后，由于糖分被呼吸吸消耗，其甜味下降。若贮藏方法得当，可以降低糖分的损耗，保持果蔬品质。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。糖分含量的测定方法有几种，常用的方法是斐林氏氧化还原法。多糖为大分子物质，果蔬中所含的多糖主要有淀粉、纤维素、半纤维素和果胶类物质。（2）淀粉淀粉是一种多糖，因为它是由多个单糖分子组成的，未成熟的果实含淀粉教多，随着果实的成熟或后熟而逐渐减少，有些果实如柑橘，充分成熟后则没有淀粉的存在。蔬菜中含淀粉较多的有豆类、马铃薯、甘薯等。6淀粉在采收后贮藏期间会在酶的作用下变成麦芽糖和葡萄糖，淀粉酶麦芽糖酶淀粉麦芽糖葡萄糖或H+或H+提取淀粉的农产品应防止酶解，以提高淀粉产量。淀粉在酶的作用下生成葡萄糖，也可在一定条件下发生可逆反应，由葡萄糖合成淀粉。马铃薯在低温下贮藏变甜，转入较高温度下贮藏一段时间，甜昧又消失，就是发生了可逆反应的结果。并非所有的果蔬都含有淀粉，比如