1 园艺产品贮藏运销学 教案 任课教师 秦 文 教授 四川农业大学工程技术学院食品科学系 二零零七年
1 园艺产品贮藏运销学 教案 任课教师 秦 文 教授 四川农业大学工程技术学院食品科学系 二零零七年
2 绪 论 一、贮藏运销业概念的引出 当今世界,在科技、经济、社会不断发展的同时,也产生了一些影响着甚至 威胁着人类生存的危机,需要各国政府和人民共同努力,一起寻求解决的途径和办 法。人口、食物、环境、能源是目前世界公认的四大危机,其中人口和食物的危机 是许多国家特别是发展中国家急需解决和处理的难题。在一定条件下, 人口和食 物的问题是一个人口和食物之间的平衡问题,可以通过两个途径解决:增加食物的 供给;控制人口的增长。增加食物的供给又可包括:增加园艺产品的产量;减少 园艺产品的采后损失。 近 20 多年来,园艺产业和经济发展迅猛,人民对生活质量的要求不断提高。 水果、蔬菜和花卉的生产及消费不仅仅是单纯的满足于产量的增加,更重要的是 满足消费的需要。2000 年我国水果产量由 1952 年的 200 多万 t 增加到 6000 万 t, 这是世界上前所未有的发展速度。2003 年达 7 千万吨。蔬菜和花卉的发展水平与 果树同步,1997 年蔬菜总产量达 3.45 亿 t,2004 年全国蔬菜产量达到 5.49 亿吨, 比 2003 年增长 1.7%。1999 年鲜花总产量为 45 亿枝,生产形势喜人。 其实,农产品的采后损失是相当惊人的。据世界 FAO 估计,世界粮食采后损 失达收获量的 20%,某些高温多湿地区达 50%。新鲜易腐水果蔬菜等达 25-80%, 这些已超过了发展中国家所能承受的平均极限水平,使本来就不充足的食品更为 紧张。人口和食物的矛盾更为突出。 重视园艺产品产前、产中和产后的管理技术和相应的设备,保持收获后新鲜 原料的品质,延长贮藏期,从而获得应有的经济效益,是当前迫切的任务。要做 好园艺产品贮藏运销工作,必须掌握园艺产品的市场前景、生理特性和它们对环 境条件的特殊要求,以及满足这些条件所需设施、设备、原理、性能和操作技术, 才能最大限度地延缓产品的衰老,保证优良品质是前提。 二、我国园艺产品贮藏业的存在的问题和不足 (1)果蔬贮藏能力不足 1978 年到 1998 年,我国果品产量从 657 万 t 增加到 5452.9 万 t,增长了 7.3 倍。而目前果品贮藏能力仅为 1700 万 t 左右,约为总产的 31.18%,其中冷藏能力 1000 万 t 左右,约为总产的 18.34%。据有关专家分析预测,到 2010 年,我国果品
2 绪 论 一、贮藏运销业概念的引出 当今世界,在科技、经济、社会不断发展的同时,也产生了一些影响着甚至 威胁着人类生存的危机,需要各国政府和人民共同努力,一起寻求解决的途径和办 法。人口、食物、环境、能源是目前世界公认的四大危机,其中人口和食物的危机 是许多国家特别是发展中国家急需解决和处理的难题。在一定条件下, 人口和食 物的问题是一个人口和食物之间的平衡问题,可以通过两个途径解决:增加食物的 供给;控制人口的增长。增加食物的供给又可包括:增加园艺产品的产量;减少 园艺产品的采后损失。 近 20 多年来,园艺产业和经济发展迅猛,人民对生活质量的要求不断提高。 水果、蔬菜和花卉的生产及消费不仅仅是单纯的满足于产量的增加,更重要的是 满足消费的需要。2000 年我国水果产量由 1952 年的 200 多万 t 增加到 6000 万 t, 这是世界上前所未有的发展速度。2003 年达 7 千万吨。蔬菜和花卉的发展水平与 果树同步,1997 年蔬菜总产量达 3.45 亿 t,2004 年全国蔬菜产量达到 5.49 亿吨, 比 2003 年增长 1.7%。1999 年鲜花总产量为 45 亿枝,生产形势喜人。 其实,农产品的采后损失是相当惊人的。据世界 FAO 估计,世界粮食采后损 失达收获量的 20%,某些高温多湿地区达 50%。新鲜易腐水果蔬菜等达 25-80%, 这些已超过了发展中国家所能承受的平均极限水平,使本来就不充足的食品更为 紧张。人口和食物的矛盾更为突出。 重视园艺产品产前、产中和产后的管理技术和相应的设备,保持收获后新鲜 原料的品质,延长贮藏期,从而获得应有的经济效益,是当前迫切的任务。要做 好园艺产品贮藏运销工作,必须掌握园艺产品的市场前景、生理特性和它们对环 境条件的特殊要求,以及满足这些条件所需设施、设备、原理、性能和操作技术, 才能最大限度地延缓产品的衰老,保证优良品质是前提。 二、我国园艺产品贮藏业的存在的问题和不足 (1)果蔬贮藏能力不足 1978 年到 1998 年,我国果品产量从 657 万 t 增加到 5452.9 万 t,增长了 7.3 倍。而目前果品贮藏能力仅为 1700 万 t 左右,约为总产的 31.18%,其中冷藏能力 1000 万 t 左右,约为总产的 18.34%。据有关专家分析预测,到 2010 年,我国果品
3 总产将达到 9300 万 t,人均占有量达到 67.7kg,接近 80 年代世界发达国家人均 70kg 的水平,因此,贮藏设施的配套问题必须引起高度重视。 (2)尚未建立适合我国国情、科学合理的果蔬流通链 为了进一步提高果蔬质量,减少采后损失,解决采前采后脱节的问题,应尽快 研究并提出适合我国国情的果蔬流通综合技术,建立合理的流通体系,在有条 件的地方,率先实行“冷链”流通。 (3)贮运保鲜技术的推广普及率较低 (4)名、特、优果品贮运理论和技术研究不足 荔枝、龙眼、板栗、大枣等果品是我国加入 WTO 后的优势水果品种,但首先 要解决贮藏保鲜问题才能 与国外水果竞争。目前荔枝、大枣的保鲜技术尚未攻克,板栗的产地贮藏保鲜尚 未解决,而我国龙眼的保 鲜技术相当落后。因此,要加大科研资金投入和先进贮藏保鲜技术的推广,突破 传统的贮藏保鲜模式,这 对进一步促进我国水果产业的发展,提高经济效益有着非常重要的意义。 (5)采后商品化处理意识淡薄,采后处理设施缺乏 研究建立适合我国国情的果蔬采后商品化处理技术体系,改进包装装潢,制 订与国际接轨的水果标准,使果蔬产品商品化、标准化和产业化,是提高我国果 蔬在国际市场上竞争力的重要措施之一。 三、 发达国家园艺产品贮运保鲜业的现状与趋势 1)生产专业化、区域化 在最适宜的地区栽种(佛州的加工用柑橘、芒果、荔枝、草莓等;加州的鲜食 用柑橘;加州、佛州蔬菜等区域化;荷兰的花卉) (1)按品种划分专门蔬菜场 (2)按气候变化与市场要求增加或变换蔬菜品种 (3)生产蔬菜经初加工后投放市场或交给加工厂 (4)生产、加工、销售一条龙的联合公司(大型、专业) 2)技术与设备先进配套 基因工程技术在保鲜的商业应用
3 总产将达到 9300 万 t,人均占有量达到 67.7kg,接近 80 年代世界发达国家人均 70kg 的水平,因此,贮藏设施的配套问题必须引起高度重视。 (2)尚未建立适合我国国情、科学合理的果蔬流通链 为了进一步提高果蔬质量,减少采后损失,解决采前采后脱节的问题,应尽快 研究并提出适合我国国情的果蔬流通综合技术,建立合理的流通体系,在有条 件的地方,率先实行“冷链”流通。 (3)贮运保鲜技术的推广普及率较低 (4)名、特、优果品贮运理论和技术研究不足 荔枝、龙眼、板栗、大枣等果品是我国加入 WTO 后的优势水果品种,但首先 要解决贮藏保鲜问题才能 与国外水果竞争。目前荔枝、大枣的保鲜技术尚未攻克,板栗的产地贮藏保鲜尚 未解决,而我国龙眼的保 鲜技术相当落后。因此,要加大科研资金投入和先进贮藏保鲜技术的推广,突破 传统的贮藏保鲜模式,这 对进一步促进我国水果产业的发展,提高经济效益有着非常重要的意义。 (5)采后商品化处理意识淡薄,采后处理设施缺乏 研究建立适合我国国情的果蔬采后商品化处理技术体系,改进包装装潢,制 订与国际接轨的水果标准,使果蔬产品商品化、标准化和产业化,是提高我国果 蔬在国际市场上竞争力的重要措施之一。 三、 发达国家园艺产品贮运保鲜业的现状与趋势 1)生产专业化、区域化 在最适宜的地区栽种(佛州的加工用柑橘、芒果、荔枝、草莓等;加州的鲜食 用柑橘;加州、佛州蔬菜等区域化;荷兰的花卉) (1)按品种划分专门蔬菜场 (2)按气候变化与市场要求增加或变换蔬菜品种 (3)生产蔬菜经初加工后投放市场或交给加工厂 (4)生产、加工、销售一条龙的联合公司(大型、专业) 2)技术与设备先进配套 基因工程技术在保鲜的商业应用
4 3)健全的质量和食品安全监控体系 美国 1963 年开始建立了一套完整的检测体系,三个部门共同负责:环保局: 农药登记与最高残留量限定;FDA:监督实施农药残留限量、进口与国内市场食 品农残检测;农业部:农产品农残检测与调查。食品安全质量越来越被重视(出口 内销); 4) 依靠产业协会和产业化经营 美国果业服务组织类型:农业推广体系:联邦、州、县、大学。以公司为核心 的股份制包装加工企业,果品包装后统一运到市场,按果农的果品数量和质量分 红由农场主参加和缴会费的行业协会(新奇士橙协会)。引导发展生产和销售、制 定生产技术标准,电脑统计每周果树成熟情况,确保产量各时期的分布全球的代 表将订单传给总部,总部发到各包装厂,向果农收购,总部分订单 3 天装货柜质 检员 15 人/厂,每箱有标记,出问题可追究; 5)完善成熟的市场体系 产销紧密结合:市场订合同生产,加工商按规格加工后交市场;批发业务规模 化;软件(信息)和硬件(冷库/冷链完善先进)。 四、 园艺产品贮藏运销学的研究内容及任务 本课程主要讲解园艺产品的采后生理过程、病理过程;园艺产品贮藏保鲜技 术及其商品化处理程序,对园艺产品采后在分级、包装、贮藏、运输等过程中, 如何调节和控制其生命活动,以达到降低损耗,延长保藏期,保持品质的目的, 对实际生产中有着非常重要的指导意义。 本课程主要讲授果蔬采前环境因素对果蔬采后寿命及品质的影响,果蔬成熟 过程中组织结构和理化变化,果蔬的呼吸作用,乙烯的生物合成及其调控,环境 温度及果蔬失水,果蔬贮藏期间的生理失调,冷害、冻害、气体伤害及防止的办 法,果蔬采收及采后处理,果蔬的贮藏设施及其运输要求,果蔬的贮藏特点及方 法等。 本学科集有关的自然科学、社会科学、技术科学和经济科学为一体,专门研 究果品、蔬菜和花卉的贮藏和运输、市场与营销等问题。主要内容包括园艺产品 的营养价值及作用、采后生理生化的变化规律;周年供给、减少损耗和增进商品 价值的技术手段;开拓国内外市场,创造新产品,促进销售,增加收入,发展经
4 3)健全的质量和食品安全监控体系 美国 1963 年开始建立了一套完整的检测体系,三个部门共同负责:环保局: 农药登记与最高残留量限定;FDA:监督实施农药残留限量、进口与国内市场食 品农残检测;农业部:农产品农残检测与调查。食品安全质量越来越被重视(出口 内销); 4) 依靠产业协会和产业化经营 美国果业服务组织类型:农业推广体系:联邦、州、县、大学。以公司为核心 的股份制包装加工企业,果品包装后统一运到市场,按果农的果品数量和质量分 红由农场主参加和缴会费的行业协会(新奇士橙协会)。引导发展生产和销售、制 定生产技术标准,电脑统计每周果树成熟情况,确保产量各时期的分布全球的代 表将订单传给总部,总部发到各包装厂,向果农收购,总部分订单 3 天装货柜质 检员 15 人/厂,每箱有标记,出问题可追究; 5)完善成熟的市场体系 产销紧密结合:市场订合同生产,加工商按规格加工后交市场;批发业务规模 化;软件(信息)和硬件(冷库/冷链完善先进)。 四、 园艺产品贮藏运销学的研究内容及任务 本课程主要讲解园艺产品的采后生理过程、病理过程;园艺产品贮藏保鲜技 术及其商品化处理程序,对园艺产品采后在分级、包装、贮藏、运输等过程中, 如何调节和控制其生命活动,以达到降低损耗,延长保藏期,保持品质的目的, 对实际生产中有着非常重要的指导意义。 本课程主要讲授果蔬采前环境因素对果蔬采后寿命及品质的影响,果蔬成熟 过程中组织结构和理化变化,果蔬的呼吸作用,乙烯的生物合成及其调控,环境 温度及果蔬失水,果蔬贮藏期间的生理失调,冷害、冻害、气体伤害及防止的办 法,果蔬采收及采后处理,果蔬的贮藏设施及其运输要求,果蔬的贮藏特点及方 法等。 本学科集有关的自然科学、社会科学、技术科学和经济科学为一体,专门研 究果品、蔬菜和花卉的贮藏和运输、市场与营销等问题。主要内容包括园艺产品 的营养价值及作用、采后生理生化的变化规律;周年供给、减少损耗和增进商品 价值的技术手段;开拓国内外市场,创造新产品,促进销售,增加收入,发展经
5 济等策略,以及解决园艺产品品质差、产品难卖等重要问题的经验和方法。 通过本课程学习,使学生掌握果蔬采后生理变化规律、影响果蔬贮藏效果因 素及果蔬贮藏保鲜的技术,并要求学生了解果蔬采后生理与贮藏的进展和研究方 法。 参考文献: 1、刘道宏 果蔬采后生理 中国农业出版社 1995 2、张维一 果蔬采后生理 中国农业出版社 1993 3、周山涛 园艺产品贮运学 化学工业出版社 1999 4、袁惠新 食品加工与保藏技术 化学工业出版社 2000 5、北京农大 果品贮藏加工学 中国农业出版社 1994 6、罗云波 园艺产品贮藏加工学 中国农业大学出版社 2005 7、李喜宏 实用园艺产品保鲜技术 科学技术文献出版社 2000 8、余善鸣 园艺产品保鲜与冷冻干燥技术 黑龙江科学技术出版社 1999 第一章 园艺产品品质的化学构成 [教学目标] 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。 园艺产品品质的评价包括感官指标和理化指标两个方面。感官指标主要指园 艺产品的色、香、味、形和质地等;理化指标包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、 维生素和矿物质等营养成分的质和量。从园艺产品的商品价值考虑,还包括产品 的整齐度、耐藏性和加工运输适性等。园艺产品的品质主要决定于种属遗传因素, 同时又随栽培环境、管理水平和贮藏加工条件而变化。 第一节 园艺产品之色 园艺产品因种类、品种、栽培条件、成熟度和贮藏加工条件不同而呈现不同 的颜色,这是因为所含色素(pigment)的种类及其含量和比例不同而引起的。一般 情况下,水果、园艺产品和粮食种子的绿色随着成熟度提高或贮藏时间的延长而 由深变浅,最终完全消失而呈现不同颜色。所以,色泽以及颜色深浅是评价园艺
5 济等策略,以及解决园艺产品品质差、产品难卖等重要问题的经验和方法。 通过本课程学习,使学生掌握果蔬采后生理变化规律、影响果蔬贮藏效果因 素及果蔬贮藏保鲜的技术,并要求学生了解果蔬采后生理与贮藏的进展和研究方 法。 参考文献: 1、刘道宏 果蔬采后生理 中国农业出版社 1995 2、张维一 果蔬采后生理 中国农业出版社 1993 3、周山涛 园艺产品贮运学 化学工业出版社 1999 4、袁惠新 食品加工与保藏技术 化学工业出版社 2000 5、北京农大 果品贮藏加工学 中国农业出版社 1994 6、罗云波 园艺产品贮藏加工学 中国农业大学出版社 2005 7、李喜宏 实用园艺产品保鲜技术 科学技术文献出版社 2000 8、余善鸣 园艺产品保鲜与冷冻干燥技术 黑龙江科学技术出版社 1999 第一章 园艺产品品质的化学构成 [教学目标] 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。 园艺产品品质的评价包括感官指标和理化指标两个方面。感官指标主要指园 艺产品的色、香、味、形和质地等;理化指标包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、 维生素和矿物质等营养成分的质和量。从园艺产品的商品价值考虑,还包括产品 的整齐度、耐藏性和加工运输适性等。园艺产品的品质主要决定于种属遗传因素, 同时又随栽培环境、管理水平和贮藏加工条件而变化。 第一节 园艺产品之色 园艺产品因种类、品种、栽培条件、成熟度和贮藏加工条件不同而呈现不同 的颜色,这是因为所含色素(pigment)的种类及其含量和比例不同而引起的。一般 情况下,水果、园艺产品和粮食种子的绿色随着成熟度提高或贮藏时间的延长而 由深变浅,最终完全消失而呈现不同颜色。所以,色泽以及颜色深浅是评价园艺
6 产品成熟度、新鲜度以及品质和商品价值的重要感官指标之一。园艺产品的色素 主要包括叶绿素、类胡萝卜素和多酚类色素三大类。 一、叶绿素 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。 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 可溶于石油醚,叶绿素 b 几乎不溶于石油醚。叶绿素 a 为兰黑色粉末,熔 点为 117~120℃,其乙醇溶液显兰绿色,并有深红色莹光(fluorescence)。叶绿素 b 为深绿色粉末,熔点 120~130℃,其乙醇溶液显黄绿色,有红色莹光。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,受光辐射 时,由于光敏氧化作用而裂解为无色产物。 叶绿素用稀酸处理时,生成褐色的去镁叶绿素 a 或褐绿色的去镁叶绿素 b,原 有的绿色消失。去镁叶绿素能很快地与其他金属盐(如铜盐或锌盐)作用,Cu 或 Zn 进入叶绿素分子中填补原先 Mg 的位置而再次呈现绿色,而园艺产品品质的化学构 成且比原来的绿色更稳定,不被光所氧化(oxidation)。叶绿素在稀碱溶液中较稳定, 加热则水解成叶绿醇、甲醇和叶绿酸钠(钾)盐,叶绿酸呈鲜绿色,较稳定。用 CuSO4 处理叶绿酸(盐),便可制得易溶于水的叶绿素铜钠(钾)盐。在叶绿素分解酶的作用 下,叶绿素分解成绿色的叶绿酸甲酯和叶绿醇。此时若用碱处理,叶绿酸甲酯则 水解成叶绿酸盐和甲醇。 二、类胡萝卜素 类胡萝卜素(carotenoid)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,当叶绿素存在时,绿色占优势,类胡萝卜素的颜色被掩没,一旦叶绿素被 分解,则呈现类胡萝卜素的颜色。成熟果实的颜色转变以及秋天绿叶变黄的原因 都在于此
6 产品成熟度、新鲜度以及品质和商品价值的重要感官指标之一。园艺产品的色素 主要包括叶绿素、类胡萝卜素和多酚类色素三大类。 一、叶绿素 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。 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 可溶于石油醚,叶绿素 b 几乎不溶于石油醚。叶绿素 a 为兰黑色粉末,熔 点为 117~120℃,其乙醇溶液显兰绿色,并有深红色莹光(fluorescence)。叶绿素 b 为深绿色粉末,熔点 120~130℃,其乙醇溶液显黄绿色,有红色莹光。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,受光辐射 时,由于光敏氧化作用而裂解为无色产物。 叶绿素用稀酸处理时,生成褐色的去镁叶绿素 a 或褐绿色的去镁叶绿素 b,原 有的绿色消失。去镁叶绿素能很快地与其他金属盐(如铜盐或锌盐)作用,Cu 或 Zn 进入叶绿素分子中填补原先 Mg 的位置而再次呈现绿色,而园艺产品品质的化学构 成且比原来的绿色更稳定,不被光所氧化(oxidation)。叶绿素在稀碱溶液中较稳定, 加热则水解成叶绿醇、甲醇和叶绿酸钠(钾)盐,叶绿酸呈鲜绿色,较稳定。用 CuSO4 处理叶绿酸(盐),便可制得易溶于水的叶绿素铜钠(钾)盐。在叶绿素分解酶的作用 下,叶绿素分解成绿色的叶绿酸甲酯和叶绿醇。此时若用碱处理,叶绿酸甲酯则 水解成叶绿酸盐和甲醇。 二、类胡萝卜素 类胡萝卜素(carotenoid)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,当叶绿素存在时,绿色占优势,类胡萝卜素的颜色被掩没,一旦叶绿素被 分解,则呈现类胡萝卜素的颜色。成熟果实的颜色转变以及秋天绿叶变黄的原因 都在于此
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。按结构和溶解性质的差异分为胡萝卜素类(caroten)和叶黄素类(xanthophy1)。 (一)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,包括叶黄素、玉米黄素、隐黄,素、 番茄黄素、柑桔黄素、虾黄素和胭脂树橙色素等。 (二)类胡萝卜素的性质 类胡萝卜素是一类脂溶性色素,可溶解于脂溶性溶剂。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,所以可将二者分开。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,经提 取或与蛋白质分离后,稳定性(stability)下降。此类色素对热较稳定,即使在 Za、 Cu、Fe 等金属存在的条件下也不易破坏。由于此类色素含双键多,在 O2 的存在下, 特别是在光线中易被氧化裂解失去颜色,因此在透明塑料或玻璃缸中容易褪色。 此外,不饱和双键易被脂肪氧化酶、过氧化酶氧化褪色褐变,尤其是在 pH 和水分 过低时更易氧化。 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,与浓硫酸作 用均显兰绿色,与浓盐酸反应则只有胡萝 L 素呈灰绿色。由此常用作对这类色素 进行定性检测。 三、多酚类色素 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。 (一)花青素类 花青素类(anthocyan)存在于植物细胞液中,是构成水果、园艺产品、花卉等美 丽色彩的一类天然色素。现已知的此类色素有 20 多种,其中最重要的花青素类色 素有天竺葵素(为草莓、苹果、玉米花中的重要色素)、青芙蓉素(又叫矢车菊色素 为无花果、葡萄、樱桃、桑椹、茶叶、玉米花中的重要色素)和飞燕草素(存在于茄 子、石榴、茶叶等中)。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(1eucoanthocyanidin),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
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。按结构和溶解性质的差异分为胡萝卜素类(caroten)和叶黄素类(xanthophy1)。 (一)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,包括叶黄素、玉米黄素、隐黄,素、 番茄黄素、柑桔黄素、虾黄素和胭脂树橙色素等。 (二)类胡萝卜素的性质 类胡萝卜素是一类脂溶性色素,可溶解于脂溶性溶剂。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,所以可将二者分开。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,经提 取或与蛋白质分离后,稳定性(stability)下降。此类色素对热较稳定,即使在 Za、 Cu、Fe 等金属存在的条件下也不易破坏。由于此类色素含双键多,在 O2 的存在下, 特别是在光线中易被氧化裂解失去颜色,因此在透明塑料或玻璃缸中容易褪色。 此外,不饱和双键易被脂肪氧化酶、过氧化酶氧化褪色褐变,尤其是在 pH 和水分 过低时更易氧化。 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,与浓硫酸作 用均显兰绿色,与浓盐酸反应则只有胡萝 L 素呈灰绿色。由此常用作对这类色素 进行定性检测。 三、多酚类色素 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。 (一)花青素类 花青素类(anthocyan)存在于植物细胞液中,是构成水果、园艺产品、花卉等美 丽色彩的一类天然色素。现已知的此类色素有 20 多种,其中最重要的花青素类色 素有天竺葵素(为草莓、苹果、玉米花中的重要色素)、青芙蓉素(又叫矢车菊色素 为无花果、葡萄、樱桃、桑椹、茶叶、玉米花中的重要色素)和飞燕草素(存在于茄 子、石榴、茶叶等中)。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(1eucoanthocyanidin),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
8 花青素的基本结构是苯基苯并吡喃镁盐的多羟基衍生物,苯基位碳上取代基 的种类和数目不同,便形成不同的花青素,现已知的花青素有十几种。不同的花 青素颜色不同,其色泽与结构有一定的相关性。随着苯环上羟基数目的增加,颜 色向紫兰方向移动。如苯环上只有一个羟基的氯化天竺葵素显红色,苯环上带两 个羟基的氯化青芙蓉素呈紫兰色,苯环上连接三个羟基的氯化飞燕草素呈现兰色。 苯环上甲氧基(methoxy)数目增多,颜色向红色方向移动,如氯化飞燕草素苯环上 的羟基被甲基(methyl)取代后颜色由兰转红。 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 pH 值下,花青素的结构随 之变化的结果。如青芙蓉素在 pH 8.5 时,以中性分子存在显紫色,在 pH 3.0 以下 则以阳离子形式存在而呈红色,在 pH11 时以阴离子形式存在并显兰色。所以,同 一种花青素在不同的园艺产品中或在同一种园艺产品中,由于产品本身的酸碱度 不同可以表现出不同的颜色。但是,当花青素与 Ca、Mg、Mn、Fe、Al 等金属结 合成兰色络合物时,就变得稳定而不受 pH 的影响。 一般情况下,花青素极不稳定,易受 pH 值、氧化剂、抗坏血酸、温度和光线 的影响而变∑色、SO2 可使花青素褪色,其原因可能是与花青素形成一种加成物, 若经加热或加入与之亲和力更强的甲醛将 SO2 除去,则可恢复花青素原来的颜色。 在抗坏血酸存在下,花青素也会分解褪色。糖苷酶可将花青苷分解成糖和配基而 使之褪色。各种园艺产品中所含花青素的种类取决于遗传因素,但含量则受环境 因子的左右。光照可促进花青素的形成,如红苹果在高海拔地区栽培比低海拔地 区着色更鲜艳。低温可促进花青素的积累,如秋禾红叶形成的原因之一就是由于 夜间低温促进了花青素积累的结果。此外,花青素的形成和积累还与植物钵内的 营养状况和含水量有关。 (二)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(含于苹果、柑桔、洋葱、啤酒 花、玉米、芦笋、菜叶中)、圣草素(柑桔类果实中含量最多,是维生素 P 的组成之 一)、橙皮素(大量存在于柑桔皮中)等。花黄素类色素的基本结构是α一苯基苯并 吡喃酮(phenylbenzopyrone),属于黄酮及其衍生物的总称,所以花黄素类色素又称
8 花青素的基本结构是苯基苯并吡喃镁盐的多羟基衍生物,苯基位碳上取代基 的种类和数目不同,便形成不同的花青素,现已知的花青素有十几种。不同的花 青素颜色不同,其色泽与结构有一定的相关性。随着苯环上羟基数目的增加,颜 色向紫兰方向移动。如苯环上只有一个羟基的氯化天竺葵素显红色,苯环上带两 个羟基的氯化青芙蓉素呈紫兰色,苯环上连接三个羟基的氯化飞燕草素呈现兰色。 苯环上甲氧基(methoxy)数目增多,颜色向红色方向移动,如氯化飞燕草素苯环上 的羟基被甲基(methyl)取代后颜色由兰转红。 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 pH 值下,花青素的结构随 之变化的结果。如青芙蓉素在 pH 8.5 时,以中性分子存在显紫色,在 pH 3.0 以下 则以阳离子形式存在而呈红色,在 pH11 时以阴离子形式存在并显兰色。所以,同 一种花青素在不同的园艺产品中或在同一种园艺产品中,由于产品本身的酸碱度 不同可以表现出不同的颜色。但是,当花青素与 Ca、Mg、Mn、Fe、Al 等金属结 合成兰色络合物时,就变得稳定而不受 pH 的影响。 一般情况下,花青素极不稳定,易受 pH 值、氧化剂、抗坏血酸、温度和光线 的影响而变∑色、SO2 可使花青素褪色,其原因可能是与花青素形成一种加成物, 若经加热或加入与之亲和力更强的甲醛将 SO2 除去,则可恢复花青素原来的颜色。 在抗坏血酸存在下,花青素也会分解褪色。糖苷酶可将花青苷分解成糖和配基而 使之褪色。各种园艺产品中所含花青素的种类取决于遗传因素,但含量则受环境 因子的左右。光照可促进花青素的形成,如红苹果在高海拔地区栽培比低海拔地 区着色更鲜艳。低温可促进花青素的积累,如秋禾红叶形成的原因之一就是由于 夜间低温促进了花青素积累的结果。此外,花青素的形成和积累还与植物钵内的 营养状况和含水量有关。 (二)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(含于苹果、柑桔、洋葱、啤酒 花、玉米、芦笋、菜叶中)、圣草素(柑桔类果实中含量最多,是维生素 P 的组成之 一)、橙皮素(大量存在于柑桔皮中)等。花黄素类色素的基本结构是α一苯基苯并 吡喃酮(phenylbenzopyrone),属于黄酮及其衍生物的总称,所以花黄素类色素又称
9 黄酮类(flavonoid)色素。这类色素包括黄酮({lavone}、黄酮醇(flavon01)、黄烷酮 (flavanone)以及黄烷酮醇(flavano1)的衍生物。 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 pH 1l~12 条件下,这类色素生成苯基苯乙烯酮(即查耳酮),颜色呈黄色、橙色以至褐 色。在酸性条件下,查耳酮又可恢复到原来的结构,颜色消失。无色花黄素类色 素与 Fe2+作用生成兰绿色络合物。花黄素类色素与 Pb 等重金属离子生成不溶性沉 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。 桷皮素、橙皮素、圣草素等均有维生素 P 的生理功能,橙皮素又是柑桔果实 中主要的苦味成分。 (三)儿茶素类 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. 第二节 园艺产品之香 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。 一、园艺产品中的几种主要香气物质 园艺产品的香气(aroma)来源于各种微量的挥发性物质(volatilesubstance),由于 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 种类较多,结构复杂。以香气物质的结构分析来看,分子中都含有形成气味的原 子团,这些原子团称为发香团。园艺产品中香气物质的发香团主要有羟基(-OH, hydroxyl)、羧基(-COOH,carboxyl)、醛基(-CHO,aldehyde)、羰基(>C=O,carbonyl)、 醚(R-OR,ether)、酯(-COOR,ester)、苯基(-C6H5,phenyl)、酰胺基(一 CONH2, amid)等。发香团表示香气的存在,但与香气的种类无关。一般而言,低级化合物 的香气决定于所含气味原子团,而高级化合物的气味决定于分子的结构和大小。 二、各类食品的香气特点
9 黄酮类(flavonoid)色素。这类色素包括黄酮({lavone}、黄酮醇(flavon01)、黄烷酮 (flavanone)以及黄烷酮醇(flavano1)的衍生物。 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 pH 1l~12 条件下,这类色素生成苯基苯乙烯酮(即查耳酮),颜色呈黄色、橙色以至褐 色。在酸性条件下,查耳酮又可恢复到原来的结构,颜色消失。无色花黄素类色 素与 Fe2+作用生成兰绿色络合物。花黄素类色素与 Pb 等重金属离子生成不溶性沉 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。 桷皮素、橙皮素、圣草素等均有维生素 P 的生理功能,橙皮素又是柑桔果实 中主要的苦味成分。 (三)儿茶素类 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. 第二节 园艺产品之香 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。 一、园艺产品中的几种主要香气物质 园艺产品的香气(aroma)来源于各种微量的挥发性物质(volatilesubstance),由于 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 种类较多,结构复杂。以香气物质的结构分析来看,分子中都含有形成气味的原 子团,这些原子团称为发香团。园艺产品中香气物质的发香团主要有羟基(-OH, hydroxyl)、羧基(-COOH,carboxyl)、醛基(-CHO,aldehyde)、羰基(>C=O,carbonyl)、 醚(R-OR,ether)、酯(-COOR,ester)、苯基(-C6H5,phenyl)、酰胺基(一 CONH2, amid)等。发香团表示香气的存在,但与香气的种类无关。一般而言,低级化合物 的香气决定于所含气味原子团,而高级化合物的气味决定于分子的结构和大小。 二、各类食品的香气特点
10 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、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。人工催熟 的水果不及在树上成熟的水果香气成分含量高。 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;甘蓝加 热后由蛋氨酸分解生成二甲硫醚;萝卜、油菜中主要由芥子苷分解的含硫化合物; 黄瓜中主要香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。 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,如将微量硫化氢去除,则鸡汤大大降低鲜香味。 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。 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。 油炸类食品中包括羰氨反应产生的各种物质,油脂分解产生的低级脂肪酸、羰氨 化合物及醇等物质。例如:亚麻酸可分解成已烯醛、已烯醇和壬二烯醇、壬二烯 醛。花生和芝麻焙炒后有很强的香气。花生焙炒产生的香气中,除了羰氨化合物 以外,还发现五种吡嗪类化合物和 N-甲基吡咯;芝麻焙炒中产生的主要香气成分 是含硫化合物。 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,如日本分酸、甜、苦、咸、辣五味,欧美各国分甜、酸、咸、苦、辣及 金属味等六味,我国习惯上分为甜(sweet)。酸(sour)、苦(bitter)、咸(salty)、辣(hot)
10 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、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。人工催熟 的水果不及在树上成熟的水果香气成分含量高。 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;甘蓝加 热后由蛋氨酸分解生成二甲硫醚;萝卜、油菜中主要由芥子苷分解的含硫化合物; 黄瓜中主要香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。 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,如将微量硫化氢去除,则鸡汤大大降低鲜香味。 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。 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。 油炸类食品中包括羰氨反应产生的各种物质,油脂分解产生的低级脂肪酸、羰氨 化合物及醇等物质。例如:亚麻酸可分解成已烯醛、已烯醇和壬二烯醇、壬二烯 醛。花生和芝麻焙炒后有很强的香气。花生焙炒产生的香气中,除了羰氨化合物 以外,还发现五种吡嗪类化合物和 N-甲基吡咯;芝麻焙炒中产生的主要香气成分 是含硫化合物。 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,如日本分酸、甜、苦、咸、辣五味,欧美各国分甜、酸、咸、苦、辣及 金属味等六味,我国习惯上分为甜(sweet)。酸(sour)、苦(bitter)、咸(salty)、辣(hot)