果蔬加工工艺学

果蔬加工工艺学食品学院食品工艺教研室陈国刚第一章果蔬加工保藏原理及预处理教学目标：1、了解果蔬原料的加工特性，熟悉果蔬的主要化学成分与加工的关系。2、了解食品败坏的原因，掌握根据保藏原理划分的果蔬加工保藏的主要方法。3、熟悉果蔬加工原料预处理的基本工艺方法。4、熟练掌握去皮、护色、半成品保藏的原理和方法。第一章果蔬加工保藏原理及预处理主要内容：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。第一章果蔬加工保藏原理及预处理果蔬除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。第一节果蔬的化学成分与加工第一节果蔬的化学成分与加工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1.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。含水量90％以上含水量65％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。一、水分及无机成分一、水分及无机成分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。一、水分及无机成分果蔬中矿物质的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。一、水分及无机成分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。甘蓝芥菜二、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，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。二、维生素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B1(硫胺素)豆类中维生素B1含量最多，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。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。二、维生素(2)维生素B2(核黄素)甘蓝、番茄中含量较多。维生素B2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。二、维生素(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是从果蔬中得到的，人体对VC的日需要量为50mg。二、维生素维生素C的含量与果蔬的品种、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含量高于绿色未熟番茄；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。(3)维生素C(抗坏血酸)二、维生素(3)维生素C(抗坏血酸)果蔬中维生素C含量，随果实成熟逐渐增加，果蔬含促进维生素C氧化的抗坏血酸酶愈多，活性愈大，果蔬贮藏中维生素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、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。二、维生素(3)维生素C(抗坏血酸)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。二、维生素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。胡萝卜素耐高温，但在加热时遇氧易氧化。罐藏及果蔬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。二、维生素(2)维生素B5维生素B5，是维生素类中最稳定，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。二、维生素(3)维生素P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。二、维生素(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。单糖（葡萄糖、果糖）和双糖（蔗糖）是微生物可以利用的主要营养物质。(1)糖类单糖葡萄糖果糖双糖–蔗糖（sucrose）不同的果蔬所含的单糖、双糖的量也不同。仁果类：苹果、梨以含果糖为主核果类：大樱桃、桃、李、杏以蔗糖为主浆果类:葡萄、草莓、猕猴桃主要含葡萄糖、果糖柑橘类：红橘、橙子、柚、柑以蔗糖为主多糖为大分子物质，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。三、碳水化合物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+三、碳水化合物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。三、碳水化合物（3）果胶物质果蔬中另一类非常重要的多糖是果胶物质。果胶物质主要以原果胶、果胶和果胶酸三种形式存在，这三种形式不同的特性，影响着果蔬的感官和加工特性。原果胶：不溶于水，常与纤维素和半纤维素结合，称为果胶纤维，起着粘接细胞作用，是水果蔬菜硬度的决定因素。果胶：存在于细胞液中，可溶于水，无粘接作用。果胶酸：果胶在果胶酶的作用下分解为不具粘性的果胶酸和甲醇，果实变成软烂状态。三、碳水化合物原果胶不溶于水，在未成熟的果蔬中含量丰富，使果蔬质地坚硬。随着果蔬的成熟与老化，原果胶水解为水溶性果胶，组织崩溃，在苹果和某些梨中表现为发绵。果胶在果胶酯酶的作用下脱酯而成为果胶酸，它不溶于水，无粘性。这一系列的变化是果实成熟后逐渐变软的原因。三、碳水化合物水果蔬菜在贮藏加工期问，其体内的果胶物质不断地变化，可简单表示为：原果胶成熟阶段原果胶酶纤维素果胶过熟阶段果胶酶甲醇果胶酸果胶酸酶还原糖半乳糖醛酸三、碳水化合物(4)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。三、碳水化合物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、有机酸果蔬中所含有机酸主要有：柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸，而且常以一两种为主。柑橘、番茄主要含柠檬酸，苹果、樱桃含苹果酸，桃、杏含苹果酸和柠檬酸，葡萄含有酒石酸，草酸多含于蔬菜中，如菠菜、竹笋等。有机酸除了赋予果蔬酸味外，也影响加工过程，如影响果胶的稳定性和凝胶特性，影响色泽和风味等。四、有机酸各种不同的酸在相同的用量下，给人的感觉不一，其中以酒石酸最强，其次为苹果酸、柠檬酸。在味觉上酸有降低糖味的作用，通常以果蔬中总糖含量与总酸含量的比值，即糖酸比作为果蔬风味的指标。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，在贮藏中会逐渐减少，从而引起果蔬风味的改变，如苹果、番茄等贮藏后变甜了。五、色素果蔬产品及原料的色泽对人们有着很大的影响，正常的鲜艳的色泽对人们有很强的吸引力，而且在大多数情况下，色泽作为判定成熟度的一个指标，同时，果蔬的色泽同其风味、组织结构、营养价值和总体评价也有一定的关系。叶绿素是多数绿色果蔬的主要色素物质，这些色素物质的性质和含量同果蔬的护色工艺有着重要关系，下一章我们将详细讲。绝大部分的果品中都含有单宁物质，单宁物质普遍存在于未成熟的果品内，果皮部的含量多于果肉。柿子和葡萄中单宁较多。单宁有涩味，具有一定的抑菌作用，易与蛋白质发生作用，产生絮状沉淀，这一特性常被以来澄清和问的果汁和果酒。六、单宁物质单宁可溶性单宁有涩味检测是透明的不溶性单宁没有涩味检测有黑影酶是由生物的活细胞产生的有催化作用的蛋白质。在新鲜果蔬细胞中进行的所有生物化学反应都是在酶的参与下完成的。酶控制着整个生物体代谢作用的强度和方向。新鲜果蔬的耐贮性和抗病性的强弱，与它们代谢过程中的各种酶有关，在贮藏加工中，酶也是引起果蔬品质变化的重要因素。果蔬中还有其它物质，如：含氮物质、糖苷类、芳香物质等物质，在此不再讲述。七、酶第二