1、1,1、了解构成园艺产品品质的化学物质的性质及特点。2、掌握园艺产品采后色泽、香味、营养物质的变化规律及控制措施。,第一章 园艺产品的品质,2,园艺产品品质的评价包括感官指标和理化指标两个方面。感官指标：主要指其色、香、味、形和质地等。理化指标：包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质等营养成分的质和量。,3,第一节 园艺产品之色,1、园艺产品的色泽是由色素物质构成的。2、色素物质种类繁多，构成园艺产品特有的颜色特征。,4,1、叶绿素的结构叶绿素(chlorophyll)是鲜活绿色园艺产品的代表色素。叶绿素是叶绿酸(二羧酸)与叶绿醇及甲醇形成的二酯，其绿色来自叶绿酸残基。,一、叶绿素,第一
2、节 园艺产品之色,5,2、叶绿素的性质叶绿素a和b都不溶于水，可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。叶绿素a为兰黑色粉末，叶绿素b为深绿色粉末，在植物细胞中叶绿素与蛋白质结合成叶绿蛋白存在，使之呈现绿色。当细胞死亡后，叶绿素则从叶绿体中游离出来。游离叶绿素很不稳定，对光和热都敏感。,第一节 园艺产品之色,6,类胡萝卜素(carotenoids)广泛存在于动植物性食物中，是一类呈现黄、橙、红色的脂溶性色素。类胡萝卜素多与叶绿素和蛋白质共同结合成色素蛋白体存在于鲜活园艺产品中。,二、类胡萝卜素,第一节 园艺产品之色,7,类胡萝卜素是由40个碳组成的一类化合物。根据呈色不同分为橙黄色类和红色类
3、。按结构和溶解性质的差异分为胡萝卜素类(carotene)和叶黄素类(xanthophyll)。,第一节 园艺产品之色,8,、类胡萝卜素的结构 胡萝卜素类色素均含有一条由八个异戊二烯单位组成的共轭多烯链。叶黄素类色素的结构是胡萝卜类色素的含氧衍生物。,第一节 园艺产品之色,9,2、类胡萝卜素的性质类胡萝卜素是一类脂溶性色素。胡萝卜素类色素微溶于甲醇、乙醇，而叶黄素类色素易溶于甲醇和乙醇，可将二者分开。类胡萝卜素与蛋白质结合存在于园艺产品细胞中。结合态的类胡萝卜素相当稳定。,第一节 园艺产品之色,10,3呈色反应 类胡萝卜素与三氯化锑的氯仿溶液反 应多呈兰色 类胡萝卜与浓硫酸作用均显兰绿色 类胡
4、萝卜与浓盐酸反应则只有胡萝卜 素呈灰绿色。由此常用作对这类色素进行定性检测。,11,一类水溶性植物色素。包括花青素类色素、花黄素类色素和儿茶素类色素三种类型。,三、多酚类色素,12,1、花青素类 花青素类(anthocyan)存在于植物细胞液中，是构成水果、蔬菜、花卉等美丽色彩的一类天然色素。此外，还有一种广泛存在于植物的花、茎和果实中的无色花青素。在实验条件下，无色花青素，可以转化成相应的花青素(anthocyanidin)。无色花青素也是园艺产品中主要的涩味成分之一。,13,各种花青素的颜色可以随pH值的变化而变化，通常在酸性中呈红色，在碱性中呈兰色，因此可作指示剂。其变化的原因是在不同的
5、pH值下，花青素的结构随之变化的结果。,第一节 园艺产品之色,14,2、花黄素类 花黄素是广布于植物的花、果、茎、叶中的一类水溶性黄色色素。已知的花黄素类色素约之400种之多，常见的主要有：槲皮素、圣草素、橙皮素等。花黄素类色素的基本结构是-苯基苯并吡喃酮，所以花黄素类色素又称黄酮类色素。,15,花黄素在自然条件下，颜色一般并不显著，常为浅黄至无色，偶尔为橙黄色。黄酮以及黄酮醇类花黄素为黄色结晶，黄烷酮以及醇的衍生物为无色结晶。在碱性条件下，颜色呈黄色、橙色以至褐色。在酸性条件下，颜色消失。无色花黄素类色素与Fe2+作用生成兰绿色络合物。,第一节 园艺产品之色,16,花黄素类色素与Pb等重金属
6、离子生成不溶性沉淀，并发生颜色变化。该色素的酒精溶液可被Mg和HCl还原(reduction)成花青素。其中黄酮类花黄素还原成橙红色，黄酮醇类还原成红色、黄烷酮醇以及黄烷酮类还原后变成紫红色。此类色素在空气中久置易被氧化成褐色沉淀。,第一节 园艺产品之色,17,儿茶素类包素广泛存在于植物界，特别是葡萄、苹果、桃、李、石榴等果实中含量较多，尤其未成熟果实中含量丰富。儿茶索类色素易氧化聚合或与金属离子结合生成黑褐色物质。儿茶素类物质的另一特点是具有涩味。,3、儿茶素类,18,许多园艺产品具有独特的香气，香气的类别和强度是评价园艺产品品质的重要指标之一。,第二节 园艺产品之香,19,园艺产品的香气(
7、aroma)来源于各种微量的挥发性物质(volatile substance)。挥发性物质的种类和数量不同，使各种园艺产品有各自特定的香气。香气物质的结构复杂，分子中都含有形成气味的原子团，这些原子团称为发香团。,第二节 园艺产品之香,20,园艺产品中香气物质的发香团主要有羟基（hydroxyl)、羧基(carboxyl)、醛基(aldehyde)、羰(carbonyl)、醚(ether)、酯(ester)、苯基(phenyl)、酰胺基(amid)等。发香团表示香气的存在，但与香气的种类无关。,第二节 园艺产品之香,21,1、水果的香气成分,水果中具有浓郁的天然香气味，其香气成分中以有机酸酯类
8、、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。,22,2、蔬菜的香气成分,蔬菜类的香气不如水果类香气浓郁，它们主要含有以含硫化合物、醇、萜烯类为主体的香气成分。例如：葱、韭、蒜等香气均由硫化丙烯类化合物组成；黄瓜中主要香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。,23,3、动物性食品的香气成分,鱼加热后产生的鱼香，主要是一些含氮的有机物、有机酸和含硫化合物及羰基化合物。 肉类香气是多种成分综合作用的结果。如：鸡肉香气的主体成分中含20多种羰基化合物及甲硫醚、二甲基二硫化物、微量硫化氢等物质。,24,鲜乳的香气物质，主要为挥发性脂肪酸、羰基化合物、微量的甲硫醚，它们是牛奶的主体香
9、气成分。鲜奶酪的香气物质主要有挥发性脂肪酸和羰基化合物的丁二酮、3-羟基丁酮、异戊醛等。,第二节 园艺产品之香,25,4、焙烤食品的香气成分,焙烤食品的香气产生于加热过程中的羰氨反应，油脂的分解和含硫化合物（维生素B1 含硫氨基酸）的分解。羰基化合物、吡嗪类化合物及少量含硫有机物，是焙烤香气的重要组成部分。,26,第三节 园艺产品之味许多园艺产品具有不同特色的味，其差异决定于呈味物质的种类、数量和比例。这些物质还关系到营养价值、耐贮性和加工适性等。味的分类在世界各国并不一致，我国习惯上分为甜(sweet)。酸(sour)、苦(bitter)、咸(salty)、辣(hot)、涩(astringe
10、nt)、鲜(delicious)七种，除咸味外，其余六 种均与园艺产品有关。,27,从生理学的角度看，只有甜、酸、苦、咸四种基本味感，它们是直接刺激味蕾内的味觉细胞而产生的味感。不同的味感物质在味蕾上有不同的结合部位。一般来说，人的舌前部对甜味最敏感，舌尖和边缘对咸味较为敏感， 而靠腮两边对酸味敏感，舌根部则对苦味最为敏感。,第三节 园艺产品之味,28,其它呈味物不是通过味蕾而产生味感的。如：辣味是刺激口腔粘膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种烧痛感；涩味是口腔蛋白质受到刺激而凝固时所产生的一种收敛感。,第三节 园艺产品之味,29,味感阈值（CT）,从人对4种基本味的感觉速度来看，以咸味感
11、觉最快，对苦味反映最慢。但从人们对味的敏感性来看，苦味却往往最易被察觉到，这涉及味感强度问题，在此引入味感阈值（CT）。阈值是指能感觉到该物质的最低浓度（mol/m3，%或mg/kg）。一种物质的阈值越小，表明其敏感性越强。,30,各种物质的阈值,31,一、园艺产品之甜味 1、甜味物质 甜味能给人一种舒适可口的味感。凡具有甜味感的物质均称为甜味物质，园艺产品中的甜味物质主要是糖及其衍生物糖醇。此外，一些氨基酸、胺类等非糖物质也具有甜味，但不是重要的甜味来源。,32,2、甜味物质的性质糖的甜度(sweetness)与分子中的-OH数目和结构有一定关系，各种糖的甜度大小凭人们的味觉来判断，一般以蔗
12、糖甜度为100作为标准，则各种糖的相对甜度为：果糖173，葡葡萄糖74，木糖40，乳糖16。园艺产品的甜味除取决于糖的种类和含量外，还与含糖量与含酸量的比例糖酸比有关。比值愈高，甜味愈浓。,33,酸味是因舌粘膜受氢离子刺激而引起的一种味感，因此，凡是在溶液中能解离出氢离子的化合物都有酸味，包括所有无机酸(inorganic acid)和有机酸(organic acid)。,二、园艺产品之酸味,34,1、柠檬酸 又叫枸椽酸，是园艺产品中分布最广的有机酸，尤以柑桔类果实含量最丰富。柠檬酸为无色透明结晶，溶于水和乙醇，可与金属成盐，除碱金属盐外，其它金属盐不溶或难溶于水。柠檬酸的酸味爽快可口，广泛用
13、作清凉饮料、水果罐头、果酱等的酸味剂。,35,存在于水果中，尤以苹果、梨、桃含量较多，天然存在的苹果酸都是L型苹果酸为白色针状结晶，易溶于水和乙醇，吸湿性强。其酸味比柠檬酸强，在口中的呈味时间亦长于柠檬酸，酸味爽口，常用作饮料和果冻加工品的增酸剂。,2、苹果酸,36,多以钙盐或镁盐的形式存在，有三种旋光异构体，果实中天然存在的多为右旋体，尤以葡萄中含量最多。酒石酸为无色透明的棱柱状结晶或粉末，易溶于水和乙醇，其酸味比柠檬酸(citrate)、苹果酸都强。,3、酒石酸,37,1、园艺产品中的涩味物质涩味是由于使舌粘膜蛋白质凝固、麻痹味觉神经而引起收敛作用的一种味感，涩味物质常见于果实中。涩味的主
14、要来源是丹宁类物质(tannin)，当果实中含有12的可溶性丹宁时就会有强烈的涩味。,三、园艺产品之涩味,38,丹宁是一类存在于植物中并具鞣革性质的物质，故又称植物鞣质，简称鞣质。是一类分子较大的(分子量通常在3003000之间)多酚衍生物。除丹宁类物质外，儿茶素(catechin)、无色花青素以及一些羟基酚酸也具有涩味。所以，在食品化学中，食物丹宁(food tannin)是指一切有涩味能与金属离子反应或因氧化而产生黑色的物质。,第三节 园艺产品之味,39,丹宁的种类很多，根据结构特性可 分为两大类：a、水解型丹宁(焦性没食子酸丹宁)分子中都具有酯键或苷键的结构形式，它们能够在稀酸、酶、煮沸
15、等温和条件下水解为构成其分子的各单体。b、缩合型丹宁（儿茶酚类丹宁) 多数为儿茶素的衍生物，分子中的芳环以CC方式相连，当与稀酸共热时，不分解为单体。,2、丹宁的种类和性质,40,四、园艺产品之苦味 苦味是四种基本味感(酸、甜、苦、咸)中味感域值最小的一种，是最敏感的一种味觉。单纯的苦味并不是令人愉快的味感。但当与甜、酸或其它味感恰当组合时，却形成了一些食品的特殊风味，如茶、咖啡、啤酒、苦瓜、莲子等。,41,食品中的苦味物质有生物碱类(如茶碱、咖啡碱)、糖苷类(如苦杏仁苷、柚皮苷等)、萜类(如蛇麻酮)，另外天然疏水性的氨基酸和碱性氨基酸以及无机盐类的Ca2+、NH4+等离子也具有苦味。然而，在
16、园艺产品中主要的苦味成分是一些糖苷类物质。,第三节 园艺产品之味,42,苦杏仁苷是苦杏仁素(氰苯甲醇)与龙胆二糖所形成的苷，存在于桃、李、杏、樱桃、苦扁桃、苹果等果实的果核及种仁中，尤以苦扁桃最多。种仁中同时还含有分解苦杏仁苷的酶即苦杏仁酶。苦杏仁苷具强烈的苦味，在医疗上有镇咳作用。苦杏仁苷本身无毒，但生食桃仁、杏仁过多会引起中毒。,1、苦杏仁苷,43,44,存在于马铃薯块茎中，番茄和茄子亦含有之。一般含量超过0.01，就会感到明显的苦味。 茄碱苷(solanine)不溶于水，而溶于热酒精和酸的溶液中，水解后生成葡萄糖、半乳糖、鼠李糖和一种非糖部分即茄碱。茄碱是一种有毒物质，对红血球有强烈的溶
17、解作用。马铃薯所含的茄碱苷集中在薯皮和萌发的芽眼附近，受光发绿的部分特别多，薯肉中较少。如块茎中茄碱苷含量达到0.02即可使人食后中毒。,3、茄碱苷(或称龙葵苷),45,存在于柑桔类果实中，尤以白皮层、种子、囊衣和轴心部分为多，具有强烈的苦味，当溶液中含量达20mgkg时就会感到苦味。柚皮苷和新橙皮苷均属黄烷酮糖苷类。,4、柚皮苷和新橙皮苷,46,第四节园艺产品之营养素园艺产品含有丰富的营养素，其成分和含量依园艺产品的种类而异。如：禾谷类粮食富含淀粉，豆类富含蛋白质，油料种子富含脂肪，水果蔬菜则含有丰富的维生素。此外，园艺产品中还有大量的水分和各种矿物质，它们都是人类生命活动中必不可少的营养物
18、质。园艺产品所含营养素的质与量，是品质评价的重要指标。,47,能量来源,48,一、糖类也称为碳水化合物(carbohydrate)，实 际上，糖类是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和 某些衍生物的总称。糖类分为单糖、双糖和 多糖三大类。单糖(monosaccharide)是构成各种糖分子的基本单位，不能再水解为更简单的糖。 双糖(disaccharide)由两个单糖分子结合而成，水解后生成单糖，园艺产品中以蔗糖最为常见。,49,多糖(polysaccharide)由多分子糖或其衍生物组成，水解后生成原来的单糖或其衍生物，糖分子量都很大，又分为同聚糖和杂聚糖。同聚糖为相同的单糖组成，如淀粉、纤维素；杂聚
19、糖则由若干不同的单糖和糖的衍生物缩合而成，如半纤维素(hemicellulose)。,第四节 园艺产品营养素,50,1、淀粉 淀粉(starch)是存在于食物中能被人体利用的多糖中最主要的形式，以淀粉粒的形态存在于园艺产品细胞内。淀粉粒一般由直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)组成。这两种成分在淀粉粒中所占比例随园艺产品的种类不同而不同。直链淀粉遇碱呈深兰色，支链淀粉遇碱呈深红色，可用作鉴别淀粉的方法。,51,淀粉在酸或酶的催化作用下，可水解生成一系列的物质，最后生成D一葡萄糖。 大多数水果的淀粉含量较低，有的在成熟后甚至完全消失。一些富含淀粉的水果如香蕉、苹果，在成
20、熟和后熟期间由于淀粉不断水解，从而使可溶性糖分的含量有所增加。,第四节 园艺产品营养素,52,蔬菜中，以块根、块茎和豆类含淀粉较多，如藕、马铃薯、芋头、山药等。对于青豌豆、甜玉米等以幼嫩籽粒供食用的蔬菜，其淀粉含量的增加会影响食用和加工产品的品质。淀粉是粮食种子中最重要的贮藏性多糖，尤以禾谷类粮食籽粒中含量最高。,第四节 园艺产品营养素,53,2、纤维素 纤维素(cellulose)是由100010000个D一葡萄糖通过1，4一苷键连接而成的一条没有分支的长链，为白色纤维状固体，不溶于水，仅能吸水膨胀，也不溶于稀酸、稀碱和一般的有机溶剂，其性质比较稳定。纤维素大量地存在于园艺产品的细胞壁中，影
21、响着细胞壁的伸缩强度、弹性及可塑性等物理性质。,54,二、脂类 脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪是脂肪酸与甘油(glycerin)生成的酯；类脂包括磷脂、糖脂、固醇和固醇脂等。脂类不仅在体内氧化时供给能量而且是构成生物膜的重要成分，可以促进脂溶性维生素的吸收利用。因此，脂类是食物中不可缺少的成分之一。,55,大多数园艺产品的脂肪含量都很低，但油梨和核桃却极为丰富。粮油籽粒中以油料种子含脂肪最多，油料和豆类种籽的脂肪大都分布在子叶中，而谷类粮食中的脂肪则主要分布在糊粉层中，故许多谷类粮食的加工副产品，也是重要的榨油原料。,第四节 园艺产品营养素,56,园艺产品中普遍存在的类脂物质是磷脂(phosph
22、atide)，即脑磷脂(cephalin)和卵磷脂(1ecithin)。果实中以核桃含量最高，豆类和油料种籽中含量最丰富的是大豆、棉籽和菜籽，各类粮食中则以糙米的含量较高。,第四节 园艺产品营养素,57,三、蛋白质和氨基酸 从营养的角度而言，蛋白质是维持人体生长和提供能量的重要物质。总的说来，果蔬中的蛋白质含量远不如谷类和豆类作物高，一般为认0.2-10，但也有含蛋白质较丰富者，如核桃、鳄梨、榛子、冬菇、紫菜等园艺产品，可达11-23。,58,四、矿物质矿物质(mineral)是构成人体组织的重要材料，如骨胳中的Ca、P和Mg等。人体中的矿物质盐类和离子具有维持体液一定的渗透压和pH值的作用。
23、园艺产品中的矿物质含量与水分和有机物质相比，非常之少。但由于它们在园艺产品中分布极为广泛，故园艺产品成为人类摄取矿物质的主要来源。,59,五、水分是人体内含量最多的物质，也是体液的主要成分。园艺产品中的水分具有重要的生理功能。它是植物原生质的组分之一，是植物体在新陈代谢过程中绝大部分生化反应的媒介，也是植物体内物质运输的载体，有利于植物热量的散发与保持体温，水还直接参加某些重要的生化反应，如光合作用、水解作用等。,60,园艺产品中的水分以两种状态存在，即自由水和结合水。自由水呈游离状态，显示着水的性质，容易蒸发；结合水与蛋白质、多糖类、胶体等比较牢固的结合着，一般情况下很难分离。,第四节 园艺
24、产品营养素,61,各类粮食在正常情况下一般含有13-14左右的水分，油料一般只含7-8的水分，而大多数水果和蔬菜的水分含量都在80以上，故水果和蔬菜也是人类摄取水分的主要来源之一。此外，水分与园艺产品的嫩度(tenderness)和新鲜度(freshness)以及与园艺产品的贮藏加工性能均有密切的关系。,第四节 园艺产品营养素,62,六、维生素维生素(vitamin)是一类维持人体健康的不可缺少的低分子有机化合物，对人体正常的生命活动和生理代谢起着重要的作用。其中很大一部分是某些酶的辅酶成分，有的则可能是激素的前体(如维生素D)，当人体缺乏维生素时，会引起物质代谢失调，发生一类特殊疾病，称之为
25、“维生素缺乏症”。,63,按其溶解性为脂溶性维生素(fatsolublevitamin)和水溶维生素(watersolublevitamin)两大类。脂溶性维生素不溶于水，而溶于脂肪及脂肪溶剂，在食物中，常与脂类共同存在。重要的脂溶性维生素有维生素A、维生素D、维生素E和维生奉K；重要的水溶性维生素有维生素B1、B2、B5、B6、B12、VC、泛酸、叶酸等。,第四节 园艺产品营养素,64,关于质地评价，常见于一些蔬菜和肉质型果实，多以脆、绵、硬、软、细嫩、粗糙、致密、疏松等术语来形容质地好坏。一方面，对质地的评价不仅与人们的嗜好性有关，另一方面，质地的变化往往反应着成熟度和品质的变化，故在园艺
26、产品品质评价中亦十分重要。园艺产品的质地主要决定于下面三方面的因素：,第五节 园艺产品之质地,65,一、果胶物质的质和量园艺产品组织中细胞间的结合力与果胶物质的质量和数量有密切的关系。果胶物质是一类成分比较复杂的多糖，根据其结合状况和理化性质分为三种类型：,66,是可溶性果胶与纤维素缩合而成的高分子化合物，不溶于水，大量存在于未成熟的园艺产品中。在细胞间层与蛋白质和Ca、Mg等形成蛋白质果胶阳离子粘合剂，起连结细胞的作用，赋与未成熟的园艺产品组织较大的强度和致密度。,1、原果胶(protopectin),67,可溶性果胶的主要成分是半乳糖醛酸甲酯以及少量半乳糖醛酸(galacturonic a
27、cid)通过l，4一苷键连接而成的长链高分子化合物，能溶于水。,2、可溶性果胶(pectin),68,果胶酸是由很多半乳糖醛酸通过1、4苷键连结而成的长链高分子化合物。果胶酸分子含游离的羧基，因此能与Ca2+或Mg2+生成不溶性的果胶酸钙或果胶酸镁沉淀，此反应常用于果胶的定量分析。,3、果胶酸(pecticacid),69,二、细胞壁构成物的机械强度 细胞壁由蛋白质、脂质、木质素、纤维素和果胶等物质组成。果胶质在细胞壁中含量较多，尤以原果胶为甚，填充于纤维素组成的网状结构中，对维持细胞壁的结构和机械强度关系很大。纤维素是细胞壁中最主要的成分，构成细胞壁的支架，因此，质地之坚硬与松软，粗糙与细嫩，与纤维素的含量尤其是纤维素的性质有很大的关系。,70,细胞壁的机械强度及细胞间的结合力，是以韧性和硬度表现出来的，而另一种质地特征即“脆”，则与细胞的紧张度关系最大。另一方面，细胞的大小和形状也是影响质地的因素，致密的组织中细胞小，细胞间隙小，多呈多面体形状。而粗糙的，海绵状组织中细胞大，细胞间隙大，多呈球形或椭圆形。,三、细胞的大小形状和紧张度,71,综上所述，我们从生化的角度，就构成园艺产品品质评价的一些主要指标的物质因素进行了讨论。须知，园艺产品中各种化学成分有着相互联系，相互渗透的关系，存在于变化的动态之中。因此，我们必须用动态的观点来看待构成园艺产品品质的化学成分。,
