1.果蔬中的品质及其采后变化

第章果蔬的品质及其采后变化

[教学目的]

1.了解构成果蔬品质的化学物质及其性质和特点；

2.掌握果蔬采后贮运过程中各品质因素的变化规律及控制措施。

各种果蔬都具有特殊的颜色、香味、风味、质地和营养，这是由其组织内的化学成分及其含量的不同而决定的。这些化学物质是保持人体健康不可缺少的物质，但是在采收后的贮藏过程中会发生量和质的变化，引起果蔬品质的改变，对果蔬的贮藏特性、贮藏寿命产生直接影响。

从贮藏运输及消费的角度出发，果蔬品质可以划分为营养品质和感官品质两大类。在营养品质与感官品质之间，并不存在必然的相关性。果蔬的营养品质主要取决于果蔬的化学组成。果蔬中所含的化学成分可分为两大部分，即水分和干物质，干物质的主要成分是碳水化合物，包括糖、淀粉、纤维素和半纤维素、果胶物质等，其次还有色素物质、维生素、矿物质、单宁、含氮物质、挥发性芳香物质等。水果、蔬菜并非人类所需的脂肪、蛋白质及碳水化合物的主要来源。它们在人类营养中的作用，主要是作为维生素、矿物质及水分、粗纤维的供应者。尤其在维生素C、钾和钠等电解质、胡萝卜素（V A原）等的供给上，起着不可替代的重要作用。

根据这些化学成分功能的不同，果蔬中的化学物质还可分为构成颜色的物质、构成香味的物质、构成风味的物质、构成质地的物质及营养物质。

表1 果蔬中的化学物质

第一节色素类物质

果蔬产品具有各种不同的色泽。一般而言，未成熟的水果、蔬菜多呈绿色，成熟后则呈现各种类（或品种）所固有的色泽，这是由于果蔬体内色素变化的结果。许多色素物质的存在共同构成果蔬特有的颜色，色泽反映了果蔬产品的新鲜度、成熟度以及品质的变化，因此，它是果蔬品质评价的重要指标之一。构成果蔬的色素种类很多，有时单独存在，有时几种色素同时存在，或显现或被遮盖，随着生长发育阶段、环境条件及贮藏加工方式的不同，果蔬的颜色也会发生变化。果蔬所含的色素依溶解性不同可分为脂溶性色素和水溶性色素，前者存在于细胞质中，后者含于细胞液中，主要包括叶绿素（chlorophylls）、类胡萝卜素（carotenoids）、花青素（anthocyans）和类黄酮素（flavonoids）四大类。

一、叶绿素

果蔬的绿色是由于叶绿素的存在。在生长发育的果蔬中，叶绿素的合成作用占主导，使未成熟的果蔬显示绿色。而进入成熟及采收之后，叶绿素的合成停止，原有的叶绿素被分解，果蔬中绿色

逐渐减退。表现出果蔬的特有色泽。而对绿色果蔬来讲，尤其是绿叶蔬菜，绿色的消退，意味着品质的下降，低温、气调贮藏可有效抑制叶绿素的降解。

叶绿素是由叶绿酸与叶绿醇及甲醇形成的二酯。其绿色来自叶绿酸残基。叶绿素的主要结构是一个卟吩环，由四个吡咯环的碳原子通过四个次甲基链结而成的环状共轭体系。它与另一种天然的吡咯色素即血红素的区别，仅在于卟吩环上的取代基和环中结合的金属元素不同。高等植物的叶绿素由叶绿素a 和叶绿素b 与混合组成，通常a与b的含量比例为3：1。叶绿素a与叶绿素b在结构上的区别仅在于II吡咯环9碳原子上的取代基不同，取代基是甲基（：CH3）为叶绿素a，取代基是醛基（CHO）为叶绿素b。（叶绿素a：C55H72O5N4Mg，叶绿素b：C55H70O6N4Mg）

叶绿素a分子结构式（C55H72O5N4Mg）叶绿素分子结构式

叶绿素不溶于水，而溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂，其性质不稳定，在空气中和日光下易被分解而破坏。叶绿素a为蓝墨色粉末，其乙醇溶液显蓝绿色，有深红色荧光；叶绿素b为深绿色粉末，其乙醇溶液显黄绿色，有深红色荧光。游离的叶绿素很不稳定，对光和热敏感，受到光辐射时，会由于光敏氧化作用而裂解为无色产物。叶绿素用酸处理时，其分中的镁被2个氢原子取代，生成褐色的脱镁叶绿素a或褐绿色的脱镁叶绿素b而失去原有的绿色，加热可促进反应的进行。叶绿素在弱碱溶液中较为稳定，若加热则两个酯键断裂，水解为叶绿醇、甲醇和不溶性的叶绿酸。叶绿酸呈鲜绿色，较稳定。当碱液浓度高时，可生成绿色的叶绿酸钠（或钾）盐。叶绿酸中的镁还可被铜或铁取代，生成不溶于水呈鲜绿色的铜（或铁）代叶绿酸。在叶绿素分解酶的作用下，叶绿素分解为绿色的叶绿酸甲酯和叶绿醇。此时若用碱溶液处理，则叶绿酸甲酯水解为叶绿酸盐和甲醇。

二、类胡萝卜素

类胡萝卜素的种类很多，这类色素中最早的一个是从胡萝卜中获得的，因此定名为“胡萝卜素”，以后又陆续发现了许多结构与胡萝卜素不相似的色素，于是将这类色素统称为“类胡萝卜素”。果蔬中类胡萝卜素有300多种，但主要的有胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、番茄黄素、辣椒红素和辣椒黄素等，构成果蔬的黄色、红色、橙色或橙红色。

按结构和溶解性的不同也可将类胡萝卜素分为胡萝卜素类（carotenes）和叶黄素类（xanthophylls），前者为共轭多烯烃类化合物，易溶于石油醚而难溶于乙醇；后者为胡萝卜素类的含氧衍生物，溶于乙醇而不溶于乙醚。利用这一性质，可将两类色素分开。

类胡萝卜素是一大类脂溶性的色素，耐热性强，对酸、碱也具有稳定性，即使与Zn、Cu、Fe等金属共存时，其结构也不易被破坏。但光照和氧气能引起它的分解，使果蔬褪色。因为，类胡萝卜素分子中含有多个双键，故易被氧、脂肪氧化酶、过氧化物酶等氧化而脱色变褐。类胡萝卜素的结构被破坏主要是由于光敏氧化作用导致双键发生裂解从而失去颜色。

类胡萝卜素的被破坏与其所处的状态有关，在果蔬细胞中类胡萝卜素与蛋白质成结合状态，相当稳定；相比之下，提取后的类胡萝卜素对光、热、氧较为敏感。

类胡萝卜素与三氯化锑的氯仿溶液反应，多呈蓝色，与浓硫酸反应呈蓝绿色，故常用于对这类色素作定性鉴定。

α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-玉米黄素等，其分子中均含有β-紫罗酮环，在人与动物的肝脏和肠壁中能转变成具有生物活性的维生素A，故称维生素A原。果蔬中胡萝卜素的85％为β-胡萝卜素，是人体膳食维生素A的主要来源。

类胡萝卜素常与叶绿素并存，成熟过程中叶绿素逐渐分解，类胡萝卜素的颜色显现。在果蔬中杏、黄桃、番茄、胡萝卜成熟后表现的橙黄色都是类胡萝卜素的颜色。

番茄红素、番茄黄素存在于番茄、西瓜、柑橘、葡萄柚等果蔬中。番茄中番茄红素的最适合合成的温度为16～24℃，29.4℃以上的高温会抑制番茄红素的合成，这是炎夏季节番茄着色不好的原因，但高温对其他果蔬番茄红素的合成没有抑制作用。

各种果蔬中均含有叶黄素，它与胡萝卜素、叶绿素共同存在于果蔬的绿色部分中，只有叶绿素分解后，才能表现出黄色。

三、花青素

花青素是一类非常不稳定的水溶性色素，存在于表皮的细胞液中，在果实成熟时合成，是果蔬红、蓝、紫色的主要来源。如苹果、葡萄、李、草莓、心里美萝卜成熟时显示的颜色。花青素是一种感光色素，充足的光照有利于它的形成，在遮荫处生长的果实色泽的显现就有一定的差距。

各种农产品中所含的花青素种类取决于遗传因素的作用，但积累量的多少则受环境条件的所左右。花青素是一种感光性色素，日光照射对花青素的形成有促进作用，例如，红苹果在高海拔地区栽培比低海拔地区着色更鲜艳。温度对花青素形成也有显著的影响，低温促进花青素的积累。秋天红叶是由于夜间低温促进花青素积累的结果。花青素的形成和积累还受植物体内的营养状况和水分含量等因素的影响。营养状况越好，着色越好，着色好的水果，风味品质也越佳，所以，着色状况也是判断果蔬品质和营养状况的重要参考之比。一般干燥地上的果蔬上色好。在干旱的地方灌水后果蔬上色鲜艳。因水通过光合作用的影响间接影响了果蔬色素的发育。

花青素以糖苷形式存在于植物细胞液中，构成果实、蔬菜及花卉的艳丽色彩。最重要的三种花青素是天竺葵素（草莓、苹果）、青芙蓉素（樱桃、葡萄、无花果）和飞燕草素（石榴、茄子）。现在已知的花青素类色素不下20种，除个别外，都是上述三种花青素的衍生物。此外，还有一种无色