蔬菜的化学成分.ppt
第二章 蔬菜的化学成份,蔬菜化学成分特点,含水量高，干物质少。最高可达98%。有机物中，淀粉、蛋白质、脂肪含量少，纤维素含量高、绿色蔬菜中含大量叶绿素。富含调节人体生理机能的维生素、矿物质和其他物质。色香味物质构成复杂，但对蔬菜本身和加工非常重要。,一、蔬菜水分形态,蔬菜组织中含水量很高，一般在6596%。含水量并不是固定不变的，随蔬菜的种类、生长发育时期、器官组织以及外界环境条件而变化。总体而言，凡是蔬菜生命活动旺盛的部位，其含水量较高。水分在蔬菜中有两种形态：游离水和结合水。,第一节 水分,游离水：,又称为自由水：占蔬菜水分的80%以上。距离胶体颗粒较远，是可以自由移动的水分。溶解糖、酸等多种物质，在腌渍过程中容易被排出，也是腌渍脱水的主要对象。同时也是蔬菜容易萎蔫的根本原因。游离水含量高，新陈代谢活跃，因此，新鲜、柔嫩的蔬菜组织，如花、叶，膨大的茎、根等含游离水量高。同一蔬菜品种，游离水含量高低决定蔬菜含水量高低，不同蔬菜、同一蔬菜不同品种，同一品种不同栽培区域、不同收获时间，游离水含量有较差异。,结合水,又称束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易流动的水分。腌渍中该水不能排出。,第二节 营养物质,营养物质主要指碳水化合物、有机酸、含氮物质、脂肪、维生素等一、碳水化合物 碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为2:1，和水一样，故称为碳水化合物，后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物，可是它们的组成并不符合Cm（H2O）n。糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。是光合作用的初期产物。,一、碳水化合物,1、单糖和寡糖（低聚糖）蔬菜中的两类糖，主要是葡萄糖、果糖、蔗糖和戊糖。是蔬菜可溶性有机物的主要部分，影响蔬菜营养品质与风味。不同蔬菜品种、同种蔬菜不同部位含糖量及种类差异较大。一般地下部分含糖量高于地上部分。单糖是酱腌菜加工中发酵初期主要底物，制作泡菜、酸菜中，含糖量决定初期发酵速度。同时，单糖也是有害微生物利用的能源，造成酱腌菜腐败。还原性糖尤其是戊糖与氨基酸或蛋白质发生羰氨反应，生成黑色素，称为非酶促活变，进而影响品质。,2、纤维素与半纤维素,纤维素是植物细胞壁的主要成分。蔬菜中纤维素的含量为0.3%-2.8%，其中以根菜类的辣根、芥菜等的含量较多。半纤维素一般在0.2-3.1%之间。纤维素和半纤维素虽然不能被人体消化，但有促进肠蠕动的作用，预防高血糖和高血脂，利于减肥，还可防治便秘。含纤维素和半纤维素少，脆嫩，但不耐贮藏，易腐。含量高，在加工中需要进行处理。蔬菜过渡成熟，纤维素木质化，坚硬粗糙，不宜加工。,3、果胶,原果胶多存在于未成熟蔬菜的细胞壁间的中胶层中，具有不溶于水和黏着的性质，常和纤维素结合使细胞黏结。随着蔬菜的成熟，原果胶在原果胶酶的作用下，分解为果胶，果胶溶于水，与纤维素分离，渗入细胞内，使细胞间的结合力松弛，蔬菜质地变软。成熟的蔬菜向过熟期变化时，果胶在果胶酶的作用下转换为果胶酸，果胶酸无黏性，不溶于水，因此蔬菜呈软烂状态。了解果胶性质的变化规律，可掌握蔬菜采收成熟度，以适应加工需要。,3、果胶,蔬菜的种类不同，果胶的含量和性质亦有差异，果胶占干物质含量为:南瓜7-17%、胡萝卜8-10%、成熟番茄2-2.9%。果胶与钙盐结合，生成硬明胶，因此，盐渍前用少量CaCl2浸泡，可保持蔬菜脆度。,4、有机酸,蔬菜中含有多种有机酸，因而具有酸味。各种有机酸在蔬菜组织中是以游离或酸式盐的状态存在，它们的含量不仅由于蔬菜的种类和品种不同而异，即使同一品种，在不同成熟期，或同一蔬菜的不同部位，其含量亦有所差异。蔬菜中主要含苹果酸、柠檬酸、草酸、苯甲酸和水杨酸等。苹果酸：以莴苣、番茄含量较多。柠檬酸：以番茄含量较多。草酸：是蔬菜中普遍存在的一种有机酸。在菠菜、竹笋等蔬菜中含量较多。,4、有机酸,蔬菜加工时，要经常了解氢离子的浓度，蔬菜中除番茄的pH值在外，其他均在5-6.4。提高食品的酸度（降低pH值）能减弱微生物的抗热性和抑制其生长，所以果蔬的pH值是制定蔬菜加工中杀菌条件的主要依据之一。蔬菜加热时，有机酸能与铁、锡等金属反应，促进设备和容器的腐蚀作用，影响蔬菜制品的风味和色泽。此外，有机酸还与蔬菜中的色素物质的变化和抗坏血酸的保存性有关系，在蔬菜加工时，应掌握这些特性。,二、含氮物质,蔬菜中存在的含氮物质种类很多。其中主要的是蛋白质和氨基酸，此外还有酰胺、铵盐、硝酸盐及亚硝酸盐等。蔬菜中含氮物质一般在0.6-9%，其中以豆类含量最多，叶菜类次之，根菜类和果菜含量最低。蔬菜（除豆类外）中含氮物质虽少，但对加工工艺常有重要影响。其中关系最大而影响最多的就是氨基酸。蔬菜中所含的氨基酸与成品的色泽有关，氨基酸会与还原糖产生羰氨反应，使制品产生褐变（非酶促褐变），例如：酪氨酸在酪氨酸酶的作用下，会氧化产生黑色素。有些酱腌菜的褐变是形成独特色泽的重要因素，如冬菜褐色。,二、含氮物质,在腌制过程中，蛋白质水解生成各种氨基酸。氨基酸与新鲜蔬菜及其制品的风味有密切关系。蔬菜中所含的谷氨酸、天门冬氨酸等都具特有的鲜味作用，甘氨酸具有特有的甜味。另外氨基酸与醇类反应时生成酯，是食物香味来源之一。由于蛋白质的存在，在加工菜汁中常发生泡沫、凝固沉淀等现象，从而影响到产品质量。蛋白质与单宁结合，则发生聚合作用，能使汁液中的悬浮物质随同沉淀。蛋白质过度水解，或者在有害微生物作用下，会腐败，产生恶臭。,第三节 色素物质,色泽是评价蔬菜质量的一个重要的指标，在一定程度上反映了蔬菜的新鲜度、成熟度和品质变化。构成蔬菜色素的种类很多，有时单独存在，有时几种同时存在。在加工过程中也会发生变化。因此色素是某种蔬菜的重要特征，也是加工的重要内容。除提取色素外，腌渍保藏中需要保护。,一、叶绿素,叶绿素有造血、提供维生素、解毒、抗病等多种用途。蔬菜的叶绿素主要有叶绿素a 和叶绿素b 两种。叶绿素a呈蓝绿色，而叶绿素b呈黄绿色。叶绿素是一种酯，不溶于水，而溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。蔬菜在正常生长中，叶绿素的合成大于分解而呈绿色；成熟期叶绿素合成停止，因分解而褪绿，因而对要求绿色的蔬菜，收获延迟或收获后不及时加工都意味着品质下降。,一、叶绿素,叶绿素不稳定，其中镁离子容易被H+、Cu2+、Zn2+所置换。当为H所置换后，即形成褐色的去镁叶绿素。在碱性介质中，叶绿素分解成叶绿酸、甲醇、叶绿醇，叶绿酸呈鲜绿色，较稳定，与碱进一步结合形成叶绿酸钠盐（或钾），更稳定。蔬菜在发酵性的腌制过程中，产生的乳酸使叶绿素Mg+与H+交换从而失绿。为防止变色，可加小苏打护绿。此外，加工中人们还加入一些盐，如ZnCl2、MgSO4、CaCl2护绿。,二、类胡萝卜素,类胡萝卜素包括胡萝卜素、叶黄素、番茄红素、番茄黄素、辣椒红素、辣椒黄素等，主要是胡萝卜素、叶黄素。胡萝卜素呈橙黄色，有、三种同分异构体，其中以-胡萝卜素约占85%。-胡萝卜素在动物体内经水解转变为维生素A。近来有报道称胡萝卜素具有抗癌、防癌之保健功能。叶黄素呈黄色，是胡萝卜素衍生的醇类，也叫胡萝卜醇,通常叶片中叶黄素与胡萝卜素的含量之比约为2:1。,二、类胡萝卜素,一般来说，叶片中叶绿素与类胡萝卜素的比值约为31，所以正常的叶子总呈现绿色。叶绿素较易降解，而类胡萝卜素比较稳定。类胡萝卜素总是和叶绿素一起存在于蔬菜的叶绿体中，此外也存在于果实、花冠、花粉、柱头等器官的有色体中。,三、花青素,花青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一，是水溶性色素。随着细胞液的酸碱改变颜色：细胞液呈酸则偏红，呈碱性偏蓝，中性为偏紫。花青素是一种感光色素，充足的光照有利于花青素形成，因此高山地蔬菜果实着色较平坝好；此外，营养越好，着色越好，风味品质越好，因此，着色状况也是判断蔬菜品质和营养状况的重要参考指标。花青素很不稳定，加热对它有破坏作用，遇铁、铜、锡则变色，所以腌制中应避免使用此类金属器具。,四、黄酮类色素,水溶性色素，溶液呈涩味或苦味，酸性下无色，碱性下黄色，与铁盐反应呈绿色或紫褐色。较花青素稳定，受加工影响较小，主要存于洋葱、番茄、辣椒等果实中。此外，是柑桔皮苦味的主要来源。比较重要的黄酮素有圣草苷、芸香苷、橙皮苷，是维生素P的重要组分，具有调节毛细管透性的功能。,第四节 风味类物质,一、香味物质 醇、酯、硫化物等化合物是构成蔬菜香味的主要物质，大多是挥发性物质，具有芳香味，有人也称为精油。萝卜中甲硫醇，大蒜中硫化二酸烯、二硫化二丙烯、三硫化二丙烯，生姜中姜酮。洋葱则主要是各类醇、硫化物、醛、酮等。一种蔬菜是多种香味化合物的混合作用的结果。,一、香味物质,有些芳香物质是在加工过程中，经酶水解生成。如青菜头中的黑芥子苷（硫代葡萄苷）经蛋白酶水解生成芥子油、酯类、腈类等芳香物质。蒜素系蒜氨酸水解生成。挥发精油有刺激食欲帮助消化的作用，也是营养成分之一。多数精油具有抗菌素或植物杀菌素，有利于加工品保藏。蔬菜腌制时普遍加应用香料，一是改进风味，二是提高保藏性。防止泡菜“生化”，可在盐水液面上滴少许丁香油、肉桂油或芥子油。,二、甜味物质,糖及衍生物糖醇类物质是构成蔬菜甜味的主要物质，一些氨基酸、胺类等非糖物质也具有甜味。不同蔬菜种类含糖量差异很大，番茄、胡萝卜含糖量较高，其它含糖量很低。栽培措施与环境对糖分影响较大。,三、酸味物质,蔬菜含酸量较小，除番茄外，大都感觉不到酸味存在。菠菜、茭白、苋菜、竹笋含有较多的草酸。由于草酸对人体消化道的黏膜蛋白有损伤作用，还与体内的钙形成草酸钙沉淀，降低对钙的吸收，故不宜多食。,四、苦味物质,蔬菜中的苦味物质主要来自一些糖苷类物质。蔬菜中主要的是黑芥子苷和茄碱苷。黑芥子苷普遍存在于十字花科蔬菜中，在种子中含量最多，其次，在茎尖含量较高。加工中由芥子酶水解生成辛辣味和香气的芥子油、葡萄糖等物质。这种变化在腌制中很重要。,四、苦味物质,茄碱苷又称龙葵苷，主要存于茄科蔬菜，以马铃薯块茎中含量最多，又集中在薯破和萌芽的芽眼部位。当其受日光照射呈淡绿色时以及萌发时，茄碱苷含量显著增加。变绿由0.006%可增加到0.024%，发芽可增加到0.73%。茄碱苷是具有苦味而有毒的物质，对红血球有强烈的溶解作用，超过0.02%就会中毒。所以已发芽或变绿的马铃薯不宜加工。另外，茄子和番茄中茄碱苷含量以未成熟的绿色中含量为高，选取原料时应考虑。,六、辛辣味物质,适度的辛辣味具有增进食欲、促进消化液分泌之功效。姜中的辛辣味物质主要是姜酮、姜酚和姜醇，蒜、葱等蔬菜辛辣味物质含硫，芥菜中辛辣味是芥子油。辛辣味在各自器官中以母体形式存在，只有在组织被破坏后，母体在酶作用下转化才能形成。如蒜氨酸转化为蒜素，黑芥子苷转化为芥子油。,
