果品蔬菜品质与加工的关系

一、果品蔬菜品质与加工的关系

以新鲜果品蔬菜为原料，经过一定的加工工艺处理，消灭或抑制果品蔬菜存在的微生物，保持或改进果品蔬菜的食用品质，制成不同于新鲜果品蔬菜的产品的过程，称为果品蔬菜加工。采用不同的工艺流程加工而成的各种产品，就称为果品蔬菜加工制品。

所谓水果蔬菜的品质，也就是指水果蔬菜的色泽、风味、营养和质地。而新鲜水果蔬菜的色泽、香味、营养及其松脆的口感，取决于其化学组成，也就是组成果品蔬菜最基本的色素、糖分、淀粉、蛋白质、纤维素等化学成分。因此，各种化学成分在加工过程中的变化直接影响加工制品的品质。

（一）色素类物质

新鲜的水果蔬菜之所以能具有红、黄、橙、紫、绿等各种鲜艳的色彩，是因为它们含有不同种类的色素。色素物质赋予果品蔬菜鲜艳的色泽，可以诱发人们的食欲，同时，在一定程度上反映了果蔬的新鲜程度、成熟度和品质的变化。因此，果蔬的色泽及其变化是评价果蔬及其制品重要的外观指标。为了保持或提高果蔬加工制品的感官品质，就需要了解构成果蔬的基本色素及其在加工过程中的变化。

果蔬中所含色素，依其溶解性能及在细胞中存在部位不同，可分为两类：脂溶性色素（质体色素），包括叶绿素和类胡萝卜素；水溶性色素（液泡色素），包括花青素和黄酮类色素。

1.叶绿素

绿色的水果蔬菜中所含的色素主要是叶绿素。它是由叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）两种色素组成。叶绿素不溶于水，易溶于乙醇、丙醇等有机溶剂中。也就是说，用清水洗涤绿色水果蔬菜时色素不容易溶解出来，而用绿色水果蔬菜酿酒时，很容易使含酒精的制品变绿。

叶绿素不稳定，在酸性介质中形成脱镁叶绿素，绿色消失，呈现褐色。例如，炒绿色蔬菜时，如果加入食醋或番茄等酸性物质，则绿菜很容易变黄。在碱性条件下可分解为叶绿酸，呈鲜绿色，较稳定，可与碱进一步结合生成性质更稳定的绿色的叶绿酸盐。这也是加食用碱可以让绿色蔬菜保持绿色甚至更加翠绿的原因。

此外，叶绿素在有氧或见光的条件下极易遭受破坏而失去绿色。因此，绿色蔬菜及其制品应该避光保存。

2.类胡萝卜素

类胡萝卜素广泛存在于果品蔬菜中，其颜色表现为黄、橙、红。果品蔬菜中的类胡萝卜素有300多种，但主要有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄素、辣椒红素、辣椒黄素、叶黄素等。类胡萝卜素性质稳定，耐热性强，不溶于水，可溶解于有机溶剂中。

胡萝卜素常与叶黄素、叶绿素同时存在，在胡萝卜、南瓜、番茄、辣椒、绿叶蔬菜，杏、桃中含量较高。

番茄红素存在于番茄、西瓜、柑橘、葡萄等果蔬中。番茄红素的最适合合成温度为16℃～24℃，29.4℃以上的高温会抑制其合成，这是炎热夏季番茄着色不好的原因。辣椒黄素、辣椒红素主要存在于辣椒中。

3.花青素

花青素是一类水溶性色素，呈现红、蓝、紫色。花青素很不稳定，加热对它有破坏作用。花青素是一种光感色素，充足的阳光有利于花青素的积累。

红心萝卜、桑葚、黑米等作物中所含色素主要为花青素。加工过程中，水洗、烫漂等工序会导致色素的损失。

4.黄酮类色素

黄酮类色素也是一种水溶性色素，其水溶液呈涩味或苦味。黄酮类色素在酸性条件下无色，在碱性条件下呈黄色。如马铃薯中含有黄酮类色素，烫漂处理时若烫漂水硬度较高，呈碱性，则会出现黄变现象。

（二）风味物质

果蔬的风味是构成果蔬品质的主要因素之一，果蔬因其独特的风味而备受人们欢迎。

1.香味物质

每种果蔬都有其独特的香味，醇、酯、醛、酮等化合物是构成果蔬香味的主要物质，它们大多数是挥发性物质，且具有芳香气味，所以又称为挥发油或芳香物质。

果品的香味物质多在成熟时才开始合成，进入完熟阶段时大量形成，产品风味也达到了最佳状态。但香味物质不稳定，在加工过程中很容易受热、氧化或在酶的作用下挥发或分解。

2.甜味物质

糖及衍生物糖醇类物质是构成果蔬甜味的主要物质，一些氨基酸、胺等非糖物质也具有甜味。蔗糖、果糖、葡萄糖是果蔬中主要的糖类物质，此外还含有甘露糖、半乳糖、木糖、核糖以及山梨醇、甘露醇等糖醇。

果蔬的甜味不仅与糖的含量有关，还与所含糖的种类有关。糖的甜度通常用相对甜度来表示。若将蔗糖的相对甜度定为100，则果糖为173，葡萄糖为74。

不同种类的水果中所含糖的种类有所不同。通常仁果类果实果糖含量占优势，核果类、柑橘类果实蔗糖含量较高，而成熟的浆果类果实如葡萄则以葡萄糖为主。

果蔬的甜味除了与含糖种类及含量有关外，还与其含酸的种类及含量有关。

糖在加热处理时会导致制品的非酶褐变。非酶褐变主要包括蔗糖的焦糖化反应及还原糖与氨基酸的米（美）拉德反应等。

（1）米（美）拉德反应

是指果蔬或食品中所含的羰基化合物（酮、醛、脂肪降解产物、还原糖）与含氨基的化合物（蛋白质、肽、氨基酸）反应，生成有色物质的过程。

米（美）拉德反应所致褐变对食品质量的影响：

①对食品中的氨基酸产生破坏，尤其是赖氨酸这种活性最强的氨基酸（具有游离的ε－氨基），进而影响食品的营养成分。

②影响感观品质，是败坏的标志，但在烤面包上则是良好外观品质的体现，也是烤制品的特殊香气的来源之一。

影响米（美）拉德反应的致褐因素：

①温度　在温度一定、浓度一定时，褐变聚合物的形成速度与时间的平方是呈正比的（V∝t²）。另外酪蛋白+葡萄糖反应中，t＞10℃时，每上升10℃反应速度加快3～5倍，而t＞10℃则不反应。

②抗氧化剂　抗氧化剂存在与否影响米（美）拉德反应。比如赖氨酸+葡萄糖在无SO₂存在的情况下，使赖氨酸损失为51.6%±12%；当有SO₂存在的情况下，则赖氨酸损失为32.4%±0.1%，SO₂抑制米（美）拉德反应。SO₂与不饱和糖反应生成磺酸，减少黑蛋白素的形成。

③金属离子　金属离子促进米（美）拉德反应的顺序是Fe3+＞Fe2+＞Cu²⁺＞Pb²⁺＞Sn²⁺。另外，磷素也对其有影响，其对米（美）拉德反应起促进作用。

④H2O　加工品中的水分含量影响米拉德反应。30%的含水量对米（美）拉德反应起促进作用。产品中含水量在15%～18%时，米（美）拉德反应最严重。含水量接近0或＞90%时反应损失变小。

⑤糖类　参与米（美）拉德反应的糖类是还原糖，而且是5C＞6C糖，反应倍数前者约为后者的10倍。

⑥pH　pH从碱性向酸性进行时，米（美）拉德反应呈现出被抑制的现象。与酶促褐变有一致性。

控制非酶褐变（米拉德）的途径：

①选择糖类　尽可能应用非还原糖，或控制还原糖的数量。

②生物防止　在果蔬或含糖量较高的情况下，加入酶制剂来除糖，减少发生褐变的物质。如葡萄糖氧化酶作用除去果汁中的葡萄糖或消耗其氧量。

③采用抗氧剂　如SO₂、EDTA。在加工马铃薯片时，用CaCl₂或CaCO₃+H₂SO₃混合处理效果更好。

④工艺中尽可能避免使用一些致褐金属器具如铁器、铜制器皿。

（2）焦糖化作用

糖类加热达熔点（要求＞200℃）以上产生黑色物质的过程称为焦糖化作用。pH8时比pH5时要快10倍。其过程简示为：糖→脱水→葡萄糖→葡聚糖＋左旋葡聚糖→双糖。

3.酸味物质

果蔬的酸味主要来自于一些有机酸。果蔬中主要含柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸。其中草酸主要存在于菠菜、竹笋等蔬菜中。

果蔬的酸味强弱不仅与含酸量有关，还与酸的种类、糖的含量有关。酒石酸酸味最浓，柠檬酸的酸味又比苹果酸弱些。在有糖存在时，可减弱酸味。加热处理可以导致果蔬酸味味感增强。有机酸以游离或酸式盐等形式存在。

有机酸与贮藏加工的关系如下。

（1）果蔬酸味强弱与组织中pH值高低有关，pH值越低，氢离子离解度越大，味越酸。此外，酸味强弱还与酸的种类、缓冲效应，温度及糖的种类等因素有关。

（2）果蔬加热处理后经常出现酸味增强的现象。原因是：①氢离子离解度小的溶液，当温度增高时，氢离子离解度随温度的增高而增大；②当温度升高后，果蔬中存在的缓冲溶液中的蛋白质因加热变性，失去缓冲效应，氢离子浓度随之增大，酸味增强。

（3）有机酸能削弱微生物的抗热性，并能抑制其生长繁殖，所以pH值是决定果蔬罐头杀菌条件的重要依据之一。

（4）有机酸能促进蔗糖、果胶物质的水解，影响果胶的凝胶能力。

（5）有机酸能与铁、锡等金属反应，导致设备的腐蚀，影响果蔬制品的风味和色泽。

（6）在酸性条件下，参与酶促褐变的酶活性下降，加之氧气在酸性溶液中比水中难溶，故有机酸溶液可用作护色剂。

（7）有机酸在贮藏过程中可作为呼吸底物被消耗，因此，一些果蔬在贮藏之后变甜。

4.果蔬的涩味

果蔬的涩味主要来自于单宁物质，当单宁含量达到0.25%左右时就可以感觉到明显的涩味。

单宁与果蔬加工品的色泽有密切关系，在有氧的条件下，很容易氧化发生酶促褐变，尤其是在遇到铁等金属离子后会加剧变色。

单宁具有一定的抑菌作用；单宁物质遇铁变黑色、与锡长时间共热呈玫瑰色、遇碱变蓝色。

酶促褐变指果蔬加工中，由于酶类的存在所引起的褐变，也是加工中产品败坏的标志之一。酶促褐变包括了酚类物质（底物）在酶的作用下及有氧条件下转变成醌，再聚合成褐色物质的变化。所以，酶促褐变要具备三个基本条件，即底物、酶的活性、氧气。

果蔬的酶系特性如下：

（1）温度特性　酶类物质有其适宜的活性温度范围，过低的温度能抑制其活性，反之能破坏酶的活性。

儿茶酚氧化酶15℃为作用敏感温度；71℃～135℃，5min失活。过氧化物酶90℃～100℃，5min也失活。但不同种类，耐热性有些差异，有些酶加热失活以后，活力可以再生，如豌豆中的过氧化物酶，烫漂后再在-18℃以下保藏2个月仍然能检出其活性。这可能与烫漂不彻底有关。

（2）pH值　酶类在不同的pH范围内其活性也不同，如儿茶酚酶适宜pH范围4.5～6.0，pH＞6.0时儿茶酚酶活性下降，pH＞11.0则儿茶酚酶失活；pH＜3.0时大部分果蔬的多酚氧化酶活性下降。

（3）底物浓度　在一定范围内，酶促的反应速度与底物浓度呈正相关。这可用阿累尼斯方程来表示。

检验酶活性是否存在的方式：

（1）采用愈创木酚　1.5%愈创木酚+3%H₂O₂+95.5%无水酒精。

变色模式：

（2）愈创木酯酸　用于杏、胡萝卜等深色果蔬，形成愈创木酯酸氧化物，为蓝色。

（3）联苯胺　在酶存在的情况下，变成粉红色、蓝色亦较为明显。

抑制酶褐变的方式：

（1）抑制酶活性　用乙二胺四乙酸，EDTA0.5%的浓度可使酶失活。

（2）热处理　采用沸水100℃或120℃以上高温蒸汽等使酶迅速失活（5分钟）。

（3）酸处理　使用最多的是柠檬酸，也可以用苹果酸，这主要是依据酶的活性与pH的关系来调节的，如：pH为6～7时酚酶性大幅度下降。

1kg水果块+660mgVc抗氧剂的使用便可有效地抑制酶褐变，同样在破碎时加入Vc也具有防止褐变的功效。

苹果干制时，用0.08%盐酸半胱氨酸液，可防止果实核心部位变红。

柠檬酸使用量一般为0.10%。pH＜5.0，处理3～5min。

Vc柠檬酸使用量一般为0.10%，pH＜5.0，处理3～5min。

（4）硫处理　0.8%的亚硫酸钠可使酶失活。焦亚硫酸钠（钾）（Na₂S₂O₅）（K₂S₂O₅）10mg/kg就可完全抑制酚酶活性。使用极限＜ 300mg/kg，成品中含量极限＜20mg/kg。美国葡萄酒的含量＜50mg/L，鲜食葡萄＜10～20mg/kg。欧盟已不允许使用SO₂处理果品。

SO₂作用机理：

与底物酚、醌作用时：

a.把醌还原成酚。

b.与醌结合、不形成对羟基苯醌，防止了聚合。

c.调节pH值，抑制酶活性。

SO₂+H₂O→H₂SO₃降低溶液pH值，使酶活性下降。

（5）防止酶促褐变　要考虑果蔬中的单宁含量、氧化酶和过氧化物酶的活性以及O₂的供给量的状况；控制其中一个因素即可使酶促反应得到抑制获得效果。抽空技术的应用则是基于上述原理。使用78.9kPa的压力或1.0%的NaCl溶液，抽空5～10min就有效果。当然，抽空技术必须与下一道工序紧密相连。

5.苦味物质

果蔬中存在多种糖苷类物质，大多数具有苦味或特殊的风味，部分有剧毒，在食用时应加以注意。

（1）苦杏仁苷　苦杏仁苷普遍存在于桃、杏、李、樱桃、苹果等果实的果核及种仁中，如银杏、苦杏仁（0.8%～3.7%）、桃（0.8%）。医学上具有镇咳作用。苦杏仁苷本身无毒，但生食桃仁、杏仁过多，会引起中毒。这是因为苦杏仁苷在人体内可以被水解为葡萄糖、苯甲醛和氢氰酸，其中氢氰酸有剧毒的原因。此外，苯甲醛是重要的食品香料之一，可用于食品加工及化妆品生产。

（2）黑芥子苷　黑芥子苷本身呈苦味，普遍存在于十字花科蔬菜中。在芥子酶的作用下生成具有特殊辣味和香气的芥子油、葡萄糖及硫酸氢钾，使苦味消失。蔬菜腌制时利用这一特性可以使腌制品具有特殊的香辣味。

（3）茄碱苷　茄碱苷又称为龙葵苷，是一种有毒而且有苦味的生物碱，对红血球有强烈的溶解作用。常存在于马铃薯块茎、番茄及茄子中。当茄碱苷含量达0.02%时即可引起中毒，达到0.038%～0.045%时，足以使人致死。一般马铃薯块茎中茄碱苷含量为0.002%～0.01%，而且主要存在于马铃薯表皮中，但发芽、发绿的马铃薯中茄碱苷含量急剧增加。所以，发绿和发芽的马铃薯应将皮部和芽眼削去后食用。

未成熟的马铃薯、番茄、茄子中茄碱苷含量较高，成熟后则降低。

茄碱苷热稳定性较好，通常加热条件不会导致其水解。

（4）橘皮苷　橘皮苷主要存在于柑橘类果实的橘皮、橘络、种子、囊衣中，果汁含量较少。橘皮苷有强烈的苦味；是形成柑橘类罐头白色沉淀的主要成分；其有维持血管正常渗透压的作用。

6.辛辣味物质

适度的辛辣味具有增进食欲，促进消化液分泌的功效。辣椒、生姜、葱、蒜等蔬菜含有大量的辛辣味物质，他们的普遍存在与这些蔬菜的食用品质密切相关。

生姜的辛辣味具有快感，辣椒的辛辣味属于无臭的辣味物质，葱蒜等蔬菜的辛辣物质中含有硫，有强烈的刺鼻辣味和催泪作用。芥子油具有强烈的刺激性辛辣味。

7.鲜味物质

果蔬中的鲜味物质主要来自一些有鲜味的氨基酸、酰胺和肽，其中以L-天门冬氨酸、L-谷氨酰胺最为重要，它们广泛存在于果蔬中，在桃、梨、葡萄、柿子、番茄中含量较为丰富。

（三）营养成分

1.维生素

维生素是维持人体正常生命活动不可缺少的营养物质。果蔬中维生素的种类很多，但与人类关系比较密切的主要是维生素C和胡萝卜素（维生素A原）。

（1）维生素C　维生素C为水溶性维生素，在果蔬中含量较高，因其在人体内无积累作用，必需每天从食物中获取，所以我们的饮食中应保证每天足够的水果蔬菜的摄入。维生素C广泛存在于果蔬组织及果皮中，且果皮中Vc的含量远远高于果肉。果实中刺梨（900～ 1300mg/100g）、西印度樱桃（1300mg/100g）、枣（300～500mg/100g）、猕猴桃、柑橘等含量较高。蔬菜中青椒、花椰菜、番茄、豌豆、黄瓜等含量较高。

维生素C很容易氧化损失，对热敏感，在光线照射和碱性条件下也容易受到破坏。如在番茄汁的加工过程中，Vc总破坏率为43.6%。胡萝卜加工中，Vc总破坏率为81.7%。

在果蔬汁加工工艺的工序中，榨汁和均质工序对Vc破坏程度均达极显著水平。

干制时应注意，50℃～70℃，6～8h情况下干燥的果蔬，产品无Vc活性。如苹果、杏、梨、李的干制品等，实际上已完全没有Vc的特征。除非采用迅速干燥能良好的保存Vc。喷雾干燥和低温干燥对Vc均有保存作用。快速干燥使Vc酶失活有利Vc保存。比如开始时用100℃沸水处理或干燥使酶失活或用SO₂削弱Vc酶活性等方式，均可保存一定量Vc。

将果蔬杀菌罐藏是长时期保存Vc最好的方法，但是若加热到130℃，Vc原含量的50%则会损失掉。

Vc在碱性、有氧、含铜（Cu）情况下易被损失，制罐工艺中Vc损失最大时期发生在烫漂阶段。另外，酸渍甘蓝采用下述办法可更好保存Vc。

①强力压实减少空气存留。

②使用培养的乳酸菌。

③加速发酵过程。

④调节温度促进酸度增加。

（2）维生素A原　新鲜蔬菜中不含维生素A，但它含有大量的胡萝卜素。胡萝卜素在人体内可以转变为具有生物活性的维生素A，因此被称为维生素A原。

胡萝卜素热稳定较好，但在加工过程中容易被氧化。绿叶蔬菜、胡萝卜、南瓜、杏、柑橘等果蔬中含有较多的胡萝卜素。

（3）维生素B₁　维生素B₁是B族维生素之一。该维生素水溶性、耐热性强，碱性条件下易受破坏，pH为3时很稳定，pH达到5时则分解速度加快。氧气、氧化剂、紫外线、γ-射线和金属离子均可加速其破坏。果蔬中B族维生素含量普遍不高。

2.矿物质

果蔬中矿物质分布极广，一些叶菜类的矿物质含量可高达干重的10%～15%，是人体补充矿物质的理想来源。

果蔬中矿物质80%以上是钾、钠、钙等金属成分，进入人体后可以与呼吸释放的HCO₃-结合，中和体液的pH，使血液的pH增大。因此在食品营养学中被称为“碱性食品”。谷物、肉类、蛋等食品被称为“酸性食品”。

果蔬中所含钙离子还与果实的生理功能有关，缺Ca的果实耐贮性和抗病性较差，呼吸水平较高，易发生各种生理疾病。

果蔬加工过程中，矿物质的损失主要存在于烫漂、冷却等工序中。

（四）果蔬质地

果蔬质地的好坏取决于组织的结构、而组织结构又与其化学成分密切相关，化学成分是影响果蔬质地的最基本因素。

1.水分

水分是影响果蔬新鲜度、脆度和口感的重要成分，与果蔬的风味品质密切相关。新鲜果蔬的含水量大多在75%～95%。含水量高的果蔬细胞膨压大、组织饱满脆嫩、食用品质好、商品价值高。

水分在果蔬中以游离水、结合水、化合水3种状态存在。游离水具备所有水的特征，在贮藏加工过程中容易损失。

2.果胶物质

果胶物质存在于植物的细胞壁与中胶层，果蔬组织细胞间的结合力与果胶物质的形态、数量密切相关。果胶物质在果蔬中以原果胶、果胶、果胶酸3种状态存在。

原果胶不溶于水，常与纤维素和半纤维素结合存在于细胞壁间，质地坚硬，黏着力强。未成熟果蔬中含量较多，随果实的成熟，在原果胶酶的作用下，分解为果胶；果胶为水溶性，因于纤维素分离，从而导致细胞结合力的松弛，果肉软化；当果实进一步成熟或随贮藏时间延长，果胶在果胶甲酯酶的作用下转变成果胶酸和甲醇，因果胶酸没有黏着力，导致果肉进一步软化。

果胶物质的主要加工特性如下：

（1）原果胶在酸性或碱性条件下可分解生成果胶，pH5时水解速度最慢。

（2）果胶能溶于水中，而不溶于酒精、硫酸镁、硫酸氨等盐类，在酸、碱和酶的作用下可脱脂成低甲氧基果胶和果胶酸。

（3）低甲氧基果胶和果胶酸能与钙等多价金属离子形成不溶于水的盐类，果蔬加工中，利用此特性增加制品的硬度。

（4）果胶水解的甲氧基在果酒制造中会生成甲醇，故果胶含量非常丰富的果蔬原料在制造果酒时有可能导致甲醇含量过高。

（5）果胶有很好的凝胶能力，在适当条件下会形成凝胶，利用此特性可以生产果酱及果冻。

3.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成分，它们的含量和存在状态，决定着细胞壁的弹性、伸缩强度等。幼嫩的果蔬中多为水合纤维素，组织质地脆嫩，老熟时纤维素与半纤维素、木质素等形成复合纤维素，组织变得粗糙坚硬，食用品质下降。

就加工品质而言，粗纤维含量高会导致产品口感粗糙；但从贮运角度而言，纤维素含量高果蔬的耐贮运性较好。