《果蔬加工讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《果蔬加工讲义（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 果蔬的化学成分及加工特性第一节 水分一、果蔬中水分的存在状态 果蔬中的水分根据其物理、化学性质，可以定性地分成两种存在形式：一种为自由水，这种水没有被非水物质化学结合、存在于果蔬的组织细胞中，容易结冰、并具很强的溶剂能力，如存在于液泡及导管中的水，对微生物、酶、化学反应起作用的就是这部分水。第二种为结合水，通常是指存在于溶质或其他非水组分附近的、与之通过化学键的力结合的那部分水，如与蛋白质、碳水化合物等相结合的水，与自由水相比在果蔬加工中较难失去，不易结冰(冰点约-40),不能作为溶剂，不能为微生物所利用，占果蔬水分总量的比例较小。 显然，从果蔬中水分的存在状态可以看出，只有自由水(有
2、效水分)会对果蔬及其加工制品的品质有影响。 二、水分活度水分活性反映的是水与各种非水组分缔合的强度，用水分活度（Water activity）度量，即食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值，以Aw表示 Aw=P/P0=ERH/100 P食品中水的蒸汽压 P0纯水的蒸汽压ERH平衡相对湿度 大多数新鲜果蔬，Aw0.99，适宜微生物的生长繁殖，属于易腐食品。 三、水的加工特性 1.水对果蔬品质的影响 (1)水分是影响果蔬嫩度、鲜度和风味的重要成分。 (2)在果蔬加工过程中，品质的稳定性与水分活度有着密切的关系。果蔬中存在许多能够引起果蔬品质变化的化学反应，大多数化学反应必须在水中进行或是
3、必须有水分子参加才能够进行，水分活度还影响淀粉的老化、蛋白质变性以及水溶性色素的分解。低水分活度能够减少果蔬的化学变化，有利于保持果蔬品质。2.水对微生物的影响各种微生物的生长繁殖都有最低限度的水分活度大多数细菌为0.990.94，霉菌为0.940.80，耐盐细菌为0.75，耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.650.60。在水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。在果蔬加工期间降低水分活度能够防止微生物的生长。第二节 碳水化合物 碳水化合物在植物原料中最丰富，占植物干重的90%以上，对食品的风味、颜色、品质产生重要的影响。所以，研究碳水化合物的加工特性对果蔬加工具有举足轻重的作用。果蔬
4、中的碳水化合物可以分为单糖、低聚糖及多糖。果蔬中的单糖主要是葡萄糖、果糖，低聚糖主要为蔗糖。多糖则包括淀粉、纤维素及半纤维素、果胶物质等。 一、 单糖及低聚糖 不同种类的果蔬含糖不同，如仁果类以含果糖为主，葡萄糖、果糖次之；核果类以含蔗糖为主，葡萄糖、果糖次之；浆果类主要含葡萄糖、果糖；柑橘类主要含蔗糖。蔬菜中，叶菜、茎菜类含糖量较低。 主要单糖、低聚糖的加工特性： 1.果蔬及其制品中所含的糖的种类、糖酸比例，决定了甜度，也是其风味的主要指标。2.糖是微生物的营养物质，在有害微生物的作用下会引起果蔬制品的腐败变质，在加工时应尽量防止。3.糖具有吸湿性。其中以果糖的吸湿性最大，蔗糖最小。糖的吸湿
5、性使果蔬的干制品和糖制品吸收空气中的水分而降低其保藏性。但果品糖制品常利用此特性以防止蔗糖的晶析或返砂。4.还原糖特别是戊糖与氨基酸或蛋白质发生羰氨反应（即美拉德反应）生成黑色素，使制品发生褐变，影响产品质量。 5.蔗糖在高温下(一般是140170)会发生焦糖化反应，生成糠醛、焦糖等物质，导致果蔬制品的变色。 6.蔗糖在弱酸或转化酶的作用下，能水解转化为果糖和葡萄糖，其水解产物称为转化糖。 二、多糖1.淀粉淀粉主要存在于薯类中,如马铃薯（14%25%）、藕（12.77%）、芋头等的淀粉含量较多，其次是豌豆（6%）、香蕉（12%）、苹果(1%1.5%),在果实中以未熟青果淀粉的含量较高,成熟后,
6、由于淀粉酶的作用,淀粉转化为可溶性糖,甜味增加。柑橘、菠萝、葡萄果实发育过程中未见淀粉积累。豆类、甜玉米等则随成熟过程淀粉趋向于积累。淀粉的基本构成单位是D-葡萄糖。 与加工有关的特性: (1)淀粉不溶于冷水，当温度增加至5560时，则膨胀而变成带粘性的半透明凝胶或胶体溶液,含淀粉多的果蔬易使清汁类罐头汁液混浊。(2)淀粉与稀酸共热或在酶的作用下，能分解成葡萄糖。成熟的果实多含淀粉，成熟时，由于淀粉酶的作用转化为糖，甜味逐渐增加。用淀粉含量多的果蔬可以提取淀粉、制取葡萄糖和酿酒。2.纤维素和半纤维素 纤维素和半纤维素是植物细胞壁的主要构成成分,是“骨架物质”。纤维素是由葡萄糖分子通过-1,4糖
7、苷键连接而成的长链分子,是自然界分布最广的多糖, 不溶于水、稀酸、稀碱及一般的有机溶剂中。半纤维素是一类组成和结构多样化的多糖,不同植物中的半纤维素有所区别,果蔬中的半纤维素主要有阿拉伯聚糖和木聚糖,也有半乳甘露聚糖,含量分别为0.22.8%和0.2%3%。半纤维素不溶于水,溶于稀碱液。纤维素与半纤维素皆不能被人体吸收，但可以促进肠道蠕动，帮助消化,是维持人体健康不可缺少的物质。3.果胶物质果胶物质的存在果胶物质存在于植物的细胞壁与中胶层，以原果胶、果胶、果胶酸三种不同的形态存在于果蔬组织中。 原果胶存在于未成熟的果蔬中与纤维素相结合，不溶于水，具有粘结性，使未成熟果蔬具有较大的硬度。 当果胶
8、在果胶酶的作用下分解成果胶酸及甲醇时，由于果胶酸不溶于水、不具粘结性，而且果胶酸可以进一步分解为半乳糖醛酸，组织软烂、解体。 果胶物质的主要加工特性如下： (1)原果胶在酸、碱或酶的条件下可水解生成果胶，在pH5时最慢，偏酸或碱的条件下很快，果胶溶于水而不溶于酒精，据此性质可从富含果胶的果蔬组织提取果胶。 (2)果蔬加工过程中，可溶性果胶可分解为甲醇和果胶酸，故含果胶丰富的原料在制酒时应防止甲醇含量过高。(3)果胶物质具有很好的胶凝能力，在适当的条件下可形成凝胶，果冻、果酱、浑浊果蔬汁以及因此特性生产某些糖果。(4)果胶酸不溶于水，能与Ca、Mg等离子结合，生成果胶酸钙、果胶酸镁。利用此性质可
9、以增加果蔬的硬度及块形，会使果汁出现澄清现象，有时甚至出现絮状物，借此可用来澄清果汁和果酒。 第三节 有机酸一、果蔬中有机酸的存在1.形式：游离或酸式盐类 2.种类：果蔬中的有机酸一般包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸，由于在水果中含量较高而通称为果酸些果蔬中还有少量的苯甲酸、草酸、水杨酸、琥珀酸等。 3.酸性强弱：酒石酸酸性最强，并有涩味，其次是苹果酸、柠檬酸，再次是草酸、琥珀酸。 4.影响酸味强弱的因素：不同的酸有不同的酸味感，在口腔中造成的酸感与酸的基团、总酸度、pH值(有效酸度)、缓冲效应以及其它物质特别是糖的存在有关。 二、有机酸的加工特性 1.在加热过程中酸味增强。一方面是当温度升高时，氢
10、离子解离度随温度的升高而加大，另一方面是加热使果蔬组织内的蛋白质和各种缓冲物质凝固，失去了缓冲作用。2.对微生物有一定的抑制作用。氢离子的存在，可以促进蛋白质的热变性，可以降低微生物的致死温度，即有机酸能削弱微生物的抗热性并能抑制其生长、繁殖。所以，常以果蔬罐头的pH值高低是确定加热杀菌的温度和时间的主要依据。3.有机酸能与铁、锡、铜等金属反应，促进设备和容器的腐蚀，影响制品的色泽和风味。因此，加工中凡与果蔬原料接触的容器、设备都应由不锈钢制备。 4.有机酸和果蔬中的花色素、叶绿素、抗坏血酸的稳定性有关。5.有机酸在果蔬加工中可用作护色剂，有机酸护色的机理主要是，在酸性条件下参与酶促褐变的酶活
11、性下降，加之氧气的溶解 量在酸性溶液中比水中小，减少了溶氧量。 第四节 含氮物质一、果蔬中含氮物质的种类及特点主要是蛋白质和氨基酸，也含有少量的酰胺、铵盐、硝酸盐及亚硝酸盐等 。特点是含量较少。二、加工特性 1.加工后的果蔬制品，游离氨基酸含量上升(蛋白质水解之故)。2.氨基酸或蛋白质与还原糖发生美拉德反应，产生非酶褐变。另外酪氨酸在酪氨酸酶的作用下，氧化产生黑色素，如马铃薯切片后变黑。3.蛋白质与单宁结合生产沉淀，可用于果汁、果酒的澄清。第五节 单宁一、定义Seguin于1796年定义了一个专门术语Tannin (音译为单宁，意为鞣质)来表示植物水浸提物中能产生使生皮转变为革的化学成分。Wh
12、ite于1957年进一步指出，能对生皮产生鞣制作用的有效成分是浸提物中相对分子质量为5003000的植物多酚。因此，按照传统定义，单宁是指相对分子质量5003000的植物多酚。二、分类1.水解型单宁分子中具酯键和苷键，在稀酸和酶的作用下，可水解成比较简单的化合物。水解后产生没食子酸的称为没食子酸单宁类(如大黄和五倍子中的单宁)；水解后产生鞣花酸的称为逆没食子酸单宁类(如鞣花单宁)。2.缩合型单宁缩合型单宁是羟基黄烷类单体组成的缩合物。单体间以C-C键连接，在水溶液中不易分解，在强酸的作用下，缩合单宁发生聚合，产生暗红棕色沉淀，在自然界分布最广，果蔬中也以此类单宁为主。其结构基础为一种邻苯二酚，
13、整个分子具有单一碳架。三、单宁的加工特性 1.单宁与蛋白质结合，使蛋白质变性沉淀是单宁的重要特性。在果汁、果酒的生产中常用来澄清汁液。2.单宁对果蔬及其制品的风味有影响。当单宁与糖、酸共存，并以适合比例存在时，可形成良好的风味。单宁能强化有机酸的酸味，具有收敛的涩味，可增加葡萄酒饱满的口感。但含量高时，有很强的涩味，影响制品的风味。(涩味的产生是由于可溶性的单宁使口腔黏膜蛋白质凝固，刺激触觉神经末梢，引起收敛作用而产生的一种味感)3.在加工果蔬过程中，如处理不当单宁常会引起各种不同的变色。(1) 遇金属离子变色。单宁遇铁变黑色（水解型单宁呈微蓝的黑色，缩合型单宁呈发绿的黑色），与锡长时间共热呈
14、玫瑰色。这些性质直接影响制品的品质，有损制品的外观，因此果蔬加工所用的工具、器具、容器设备等的选择十分重要。(2) 遇碱变色。在碱性条件下，单宁变成黑色，这在碱液去皮时应特别注意。(3) 遇酸变色。在与稀酸共热时变色，形成红色的单宁聚合物“红粉”。(4)导致酶褐变。是由酶、氧气和单宁引起的褐变。单宁，包括所有含有邻苯二酚结构的酚类物质是果蔬发生酶褐变的主要基质。 4.单宁在抑制微生物的生长方面有一定作用，红葡萄酒在发酵过程中有一定的单宁含量对于抑制杂菌生长很重要。 第六节 色素一、果蔬中色素的分类1.按化学结构分：四吡咯衍生物(卟啉类衍生物)，如叶绿素；异戊二烯衍生物，如类胡萝卜素；多酚类衍生
15、物，如花青素、花黄素等。2.按溶解性分：脂溶性色素，如叶绿素、类胡萝卜素；水溶性色素如花色素、花黄素等。 一、叶绿素1.存在：所有果蔬所含的主要色素。存在于植物细胞内的叶绿体中，与类胡萝卜素、类脂物及脂蛋白复合在一起。 2.结构及组成：由吡咯组成的卟吩族化合物，分子由脱镁叶绿素母环、叶绿酸、叶绿醇(或称植醇)、甲醇、二价镁离子等部分构成。 3.性质：叶绿素不溶于水，易溶于有机溶剂，常可用极性有机溶剂(乙醇、丙酮、乙酸乙酯)等有机溶剂从植物匀浆中提取它。 4.叶绿素a与叶绿素b：由于其C3位上的取代基不同，叶绿素有a、b之分。叶绿素a呈青绿色，叶绿素b为黄绿色，在植物体内以约3：1的比例存在。 5.加工特性： (1)在酸性条件下，叶绿素分子中的Mg2+被H+取代，生成褐色的脱镁叶绿素，加热可加速反应的进行。(2)叶绿素在稀碱溶液中发生水解，除去植醇部分，生成鲜绿色的脱植基叶绿素、叶绿醇、甲醇和水溶性的叶绿酸，加热可加速反应的速度；在强碱性条件下，叶绿酸还可以生成钠、钾盐，亦呈绿色且稳定。(3)光和氧气作用导致叶绿素降解。叶绿素见光不稳定，受光辐射时发生光敏氧化，裂解成无色物质。(4)一些酶对叶绿素的降解直接或间接起到促进作用。如叶绿素酶、脂
