果蔬的化学组成及其特性

果蔬的化学组成及其贮藏加工特性果蔬中的化学成分水干物质水溶性物质：糖、果胶、有机酸、单宁及水溶性矿物质、色素、维生素、含氮物质等。非水溶性物质：纤维素、半纤维素、原果胶、淀粉、脂肪以及部分维生素、色素、含氮物质、矿物质及有机盐类果蔬的化学组成按化学成分功能的不同分为四类：色素物质：叶绿素、类胡萝卜素、花青素、类黄酮等营养物质：维生素、矿物质、水分、碳水化合物、脂肪、蛋白质风味物质：糖、酸、单宁、糖苷、氨基酸、辣味物质质构物质：果胶类物质、纤维素、水分等。色素类物质在成熟衰老中的变化？一、色素类物质的加工特性1、叶绿素叶绿素a（C55H72O5N4Mg）和叶绿素b（C55H70O6N4Mg）组成的混合物叶绿素a1.叶绿素叶绿素a叶绿素b叶绿素在成熟衰老中的变化存在于叶绿体中未成熟时多，随着成熟衰老而减少多数果实成熟的象征是绿色的消失绿色蔬菜绿色的消退意味着品质的下降叶绿素加工特性不溶于水，可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂加工中对叶绿素影响最大的因素是酸、碱、热、酶和光辐射等叶绿素的理化及加工特性不稳定，在酸性介质中Mg2+即可被H+取代生成脱镁叶绿素而呈褐色，加热可加速反应稀碱溶液中可水解为叶绿酸、叶绿醇和甲醇，叶绿酸为鲜绿色叶绿酸较稳定，与碱结合可生成绿色的叶绿酸钠(或钾)盐，绿色更稳定。（绿色蔬菜小苏打护绿的理论依据）叶绿素的理化及加工特性分子中的Mg可被Cu、Zn等取代，形成更稳定的绿色。有氧或见光的条件下，发生光敏氧化，裂解为无色物质而失绿绿色蔬菜加工过程中如何保持其绿色？绿色蔬菜护绿方法对于蔬菜类，采用加入一定浓度的NaHC03溶液浸泡，并结合烫漂处理。用Cu2＋，Zn2＋等取代Mg2＋，如用叶绿素铜钠盐染色、葡萄糖酸锌处理等。挑选品质优良的原料，尽快加工并在低温下贮藏。食用色素－叶绿素铜钠盐叶绿素分子中的镁原子可被其他金属取代，其中以叶绿素铜钠的色泽最为鲜亮，对光和热较稳定。溶于水，水溶液呈蓝绿色，透明无沉淀，微溶于乙醇和氯仿，不溶于乙醚和石油醚，水溶液加钙盐析出叶绿素铜钠叶绿素可与碱发生皂化反应：Ｃ55Ｈ72Ｏ5Ｎ4Ｍｇ+2ＮａＯＨ=Ｃ34Ｈ30Ｏ5Ｎ4ＭｇＮａ2+ＣＨ3ＯＨ+Ｃ20Ｈ39ＯＨＣ55Ｈ70Ｏ6Ｎ4Ｍｇ+2ＮａＯＨ=Ｃ34Ｈ28Ｏ6Ｎ4ＭｇＮａ2+ＣＨ3ＯＨ+Ｃ20Ｈ39ＯＨ在酸性条件下，叶绿素钠盐分子中的镁极易被氢原子取代生成褐色的叶绿酸：Ｃ34Ｈ30Ｏ5Ｎ4ＭｇＮａ2+4Ｈ+=Ｃ34Ｈ34Ｏ5Ｎ4+Ｍｇ2++2Ｎａ+Ｃ34Ｈ28Ｏ6Ｎ4ＭｇＮａ2+4Ｈ+=Ｃ34Ｈ32Ｏ6Ｎ4+Ｍｇ2++2Ｎａ+叶绿酸可与铜盐在加热条件下生成叶绿素铜酸析出，将叶绿素铜酸溶于丙酮，再与碱反应生成叶绿素铜钠：Ｃ34Ｈ34Ｏ5Ｎ4+Ｃｕ2+=Ｃ34Ｈ32Ｏ5Ｎ4Ｃｕ+2Ｈ+Ｃ34Ｈ32Ｏ6Ｎ4+Ｃｕ2+=Ｃ34Ｈ30Ｏ6Ｎ4Ｃｕ+2Ｈ+Ｃ34Ｈ32Ｏ5Ｎ4Ｃｕ+2ＮａＯＨ=Ｃ34Ｈ30Ｏ5Ｎ4CｕＮａ2+2Ｈ2ＯＣ34Ｈ30Ｏ6Ｎ4Ｃｕ+2ＮａＯＨ=Ｃ34Ｈ28Ｏ6Ｎ4CｕＮａ2+2Ｈ2O2.类胡萝卜素类胡萝卜素胡萝卜素：橙黄色，胡萝卜、南瓜、番茄、辣椒、绿叶蔬菜、黄桃等含量较高。番茄红素橙红色，番茄、西瓜、葡萄柚中含量较高类胡萝卜素叶黄素类黄色，番茄、香蕉、玉米2、类胡萝卜素成熟过程中不再继续合成，叶绿素分解后颜色呈现出来。苹果、梨、香蕉等成熟时继续合成类胡萝卜素番茄、辣椒、柑橘等eg：番茄红素的合成类胡萝卜素加工特性耐高温，即使与锌、铜、铁等金属共存时也不易破坏；在碱性介质中比在酸性介质中稳定在有氧条件下，易被脂肪氧化酶、过氧化物酶等氧化脱色，尤其是紫外线也会促进其氧化3、花青素理化特性水溶性的天然色素色彩受pH值的影响，在酸性条件下呈红色：中性、微碱性下为紫色，碱性条件下变蓝色花青素加工特性很不稳定．可与亚硫酸及其盐反应生成无色的色烯-2-磺酸而褪色。此反应可逆，一旦加热脱硫，又可复色在有抗坏血酸存在的条件下会分解褪色与金属离子反应生成盐类，大多数为灰紫色（如铁、铜、锡），在加工时应避免使用这些金属器具。受氧气、光线(特别是紫外光)、高温的影响而变色黄酮类色素4、黄酮类色素比花青素稳定酸性条件下无色，在碱性时呈黄色与铁盐作用会变成绿色或紫褐色柚皮苷是柑橘皮苦味的主要来源芳香物质果蕊中普遍含有挥发性的芳香油，由于含量极少，故又称精油，是每种果蔬具有特定香气和其他气味的主要原因。各种果实中挥发油的成分不是单一的，而是多种组分的混合物，主要香气成分为酯、醇、醛、酮、萜及烯等。芳香物质水果香气比较单纯，是天然食品中具有高度爽快的香气。其香气成分中以酯类、醛类、萜类为主，其次是醇类、酮类及挥发酸等。水果香气成分随着果实的成熟而增加，而人工催熟的果实不及在树上成熟的水果香气成分含量高。芳香物质芳香物质许多原料含有特有的芳香物质，可提取作为香料使用多为易氧化物质和热敏物质，在加工过程中易在热、氧化或在酶的作用下挥发或分解在制品中的含量应在其风味表现的合适值为宜，过高或过低均有损于风味某些芳香物质，如大蒜精油、桔皮油等具有一定的抑菌作用2、糖的加工特性果实中主要为葡萄糖、蔗糖、果糖甜度：果糖（173）＞蔗糖（100）＞葡萄糖（74）糖酸比是影响产品风味的主要因素具有吸湿性，果糖＞葡萄糖＞蔗糖酸性条件下形成转化糖可在酵母或其他微生物作用下产生酒精、乳酸及其他产物还原糖，特别是戊糖与氨基酸或蛋白发生糖氨反应生产黑色素－－美拉德反应，褐变3、酸味物质果蔬中的酸味主要来自一些有机酸，如柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、α-酮戊二酸和延胡索酸等柠檬酸、苹果酸、酒石酸在水果中含量较高，称为果酸，蔬菜中含酸量较低（除番茄）菠菜、茭白、苋菜、竹笋含有较多的草酸，可与人体内的钙盐形成不溶性的草酸钙沉淀，降低人体对Ca的吸收通常幼嫩的果蔬含酸量较高，随着发育的成熟，酸的含量会因呼吸消耗而降低，使糖酸比提高，导致酸味下降。果蔬酸味的强弱不仅与含酸量有关，还与酸根的种类、解离度(pH）、有无缓冲物质、糖的含量有关。酒石酸表现出酸味的最低浓度为75mg/kg,苹果酸107mg/kg.柠檬酸115mg/kg.果蔬加热后酸味增强？果疏的酸味并不取决于酸的总含量，而是由它的pH决定。新鲜果实的pH一般在3~4之间，蔬菜在5.0~6.4之间,果蔬中含有蛋白质、氮基酸等成分，能阻止酸过多的离解，因而可限制氢离子的形成。果蔬加热处理后，蛋白质凝固，失去缓冲能力，氢离子增加pH下降，酸味增加。这就是果蔬加热后经常出现酸味增强的原因.有机酸的加工特性可降低微生物的致死温度，削弱其抗热性。pH值是决定果蔬罐头杀菌条件的重要依据之一.加热时能促进蔗糖、果胶物质等水解，影响果胶等胶体的稳定性和凝胶特性.在酸性条件下，参与酶促褐变的酶活性下降，可用有机酸溶液作护色剂。有机酸的加工特性有机酸与果蔬中的花色素、叶绿素、抗坏血酸的稳定性有关，具有很好的抗氧化作用，可以护色和保护维生素C免遭破坏。柠檬酸、酒石酸等还具有络合作用，可使铁、铜等离于被络合,有利于保持制品的色泽。涩味物质－单宁类化合物水解单宁缩合单宁单宁(多酚)-蛋白质反应机理涩味物质在果蔬成熟中的变化涩味的产生是由于可溶性的单宁使口腔黏膜蛋自质凝固，使之发生收敛性作用而产生的一种味感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不溶性酚醛树脂类物质，涩味消失。随着果蔬的成热，可溶性单宁的含量降低。当人为采取措施使可溶性单宁转变为不溶性单宁时，涩味减弱，甚至完全消失。生产中人们往往通过温水浸泡、乙醇或高浓度陛的二氧化碳等，诱导柿果产生无氧呼吸而达到脱涩的目的。果实含有1%--2%的可溶性单宁时就会产生强烈的涩味，含量在0.25％（涩柿)及以上时可尝出明显的涩味，一般水果可食部分含0.03%－0.10%时具清凉口感。4、涩味物质－单宁类物质加工特性具有特有的味觉，其收敛味对果蔬制品的风味影响很大，如红葡萄酒。遇铁变黑色、与锡长时间共热呈玫瑰色，遇碱变蓝黑色。易与蛋白质结合发生聚合作用，能使汁液中的悬浮物质随同沉淀，被用来澄清和稳定果汁、果酒。单宁物质，包括所有含有邻苯二酚结构的酚类物质是果蔬发生酶促褐变的主要基质。单宁的酶促褐变及其防止酚类物质O2多酚氧化酶过氧化物酶黑色或褐色物质酶促褐变的预防措施选用酶和单宁含量少的种类或品种减少与氧的接触程度真空处理、密封处理、充氮、加糖液、加抗氧化剂如抗坏血酸等钝化或抑制酶的活性可以防止或减轻褐变。加热、加酸、加S02或亚硫酸盐处理等5、苦味物质－糖苷类1）苦杏仁苷苦杏仁素与龙胆二糖形成的苷*本身无毒，在酶、酸作用下产生有毒的氢氰酸C20H27NO11+2H2O2C6H12O6+C6H5CHO+HCN苦杏仁苷葡萄糖苯甲醛氢氰酸食用苦杏仁、银杏等产品时，应进行预处理，如热水中煮制，除去氢氰酸*苦杏仁苷的结构：*苦味物质2）柑桔类糖苷柚皮苷结构示意图柑橘类糖苷的加工特性具有强烈的苦味，难溶于水橙皮苷是引起糖水桔片罐头白色浑浊、沉淀的主要原因柚皮苷、橙皮苷是某些柑桔汁苦味物质的来源在稀酸和各自的酶的作用下会水解，苦味消失C28H34O15+2H2OC16H14O6+C6H12O6+C6H12O5桔皮苷桔皮素葡萄糖鼠李糖柑橘加工业中常使用酶制剂使柚皮苷和橙皮苷水解茄碱苷存在于马铃薯块茎、番茄和茄子中，是一种有毒且有苦味的生物碱。茄碱苷当含量达到0.02%时，即能强烈破坏人体的红血球，因而引起钻膜发炎、头痛、呕吐，严重时可以致死。正常马铃薯中的茄碱苷含量一般是0.003%－0.006%，而且多集中存在于表皮层中，薯肉中很少。在发芽马铃薯的芽眼附近，受光照变绿部分的表皮层中，含量急剧增加。番茄和茄子中存在的茄碱苷含量远低于马铃薯，尤其是成熟后的番茄和茄子含最更低。茄碱苷茄碱苷在酶或酸的作用下水解，生成糖类和茄碱。茄碱苷和茄碱均不溶于水，而溶于热酒精和酸的溶液中。苦味物质3）黑芥子苷芥菜、萝卜、辣根、油菜等含量较多具有特有的苦辣味在酸和酶的作用下发生水解，生成具有特殊风味的芳香物质芥子油、葡萄糖及硫酸氢钾，这是腌渍莱特殊香气的来源C10H16NS2KO9+H2O→C3H5CNS+C6H12O6+KHSO4黑芥子苷芥子油葡萄糖硫酸氢钾三、营养物质1、维生素－加工过程中影响维生素稳定性的因素：热不稳定性：维生素A、K、B1、B2、C、泛酸、叶酸氧化损失：维生素A、D、E、K、B1、B2、B6、B12、C光敏感性：日光，尤其是紫外光，破坏维生素酸、碱、重金属离子的影响：如醋酸、柠檬酸破坏维生素A，维生素D和泛酸，但保护维生素C；碱(如小苏打)破坏维生素K，维生素B1，泛酸和维生素C；1）维生素C果蔬是人体所需维生素C的主要来源水溶性维生素天然抗氧化剂维生素C的加工特性特容易氧化，与铁等金属离子接触会加剧氧化作用，在光照和碱性条件下也易遭破坏加工过程中，切分、漂烫、蒸煮和烘烤是造成维生素C损耗的重要原因低温、低氧可有效防止果蔬贮藏中维生素C损耗果蔬加工中。维生素C还常常用作抗氧化剂，防止加工产品的褐变。2、矿物质矿物质的性质及含量在原料加工中较稳定。其损失往往通过水溶性物质的浸出而流失。加工中可用它来作为工艺的合理性指标，如橙汁压榨中用钾与钠的含量比来确定压榨合适程度。果汁中矿物质的含量比例也可作为检测食品掺假的参考指标。3、含氮物质主要含蛋白质、氨基酸，也含少量酰胺、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等。果实中存在的含氮物质普遍较低，一般含最在0.2%－1.2%之间，其中以核果、柑橘类含量较多，仁果类和浆果类含量较少。蔬菜中的含氮物质远高于果实中的含量，一般含量在0.6%－9%。食用菌的蛋白质含量较高，在1.7%－3.6%。其中以豆类含量最多，叶菜类次之，根菜类和果菜类含量最低。含氮物质经加工后的果蔬制品，游离氨基酸含量上升(蛋白质水解之故）