第十章食品在加工贮藏中的生物化学变化课件.ppt
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1、食品生物化学食品生物化学 杨玉红杨玉红 主编主编第第 十十 章章 食品在加工食品在加工贮藏贮藏中的中的生物化学变化生物化学变化 目的要求目的要求 1.1.熟悉小麦面粉、大米、大豆、蔬菜、水果、食用菌等植物熟悉小麦面粉、大米、大豆、蔬菜、水果、食用菌等植物性食品原料及畜禽肉类、乳类动物性食品原料的主要化学组性食品原料及畜禽肉类、乳类动物性食品原料的主要化学组成。成。2.了解食品原料中的生理和生化变化。了解食品原料中的生理和生化变化。3.掌握影响果蔬组织呼吸的因素。掌握影响果蔬组织呼吸的因素。4.掌握动物宰杀后组织代谢的特点。掌握动物宰杀后组织代谢的特点。5.掌握酶促褐变的的条件、影响酶促褐变的因
2、素及酶促褐变的掌握酶促褐变的的条件、影响酶促褐变的因素及酶促褐变的防止方法。防止方法。第一节第一节 主要植物性食品原料的化学组成主要植物性食品原料的化学组成 一、粮油食品原料的化学组成一、粮油食品原料的化学组成(一)谷类(一)谷类 谷物是人类的主要食物之一,是人体获得能量的主要来源。谷物类主要谷物是人类的主要食物之一,是人体获得能量的主要来源。谷物类主要包括小麦、稻谷、玉米、高粱、大麦、荞麦等。谷物类种子的大小、形状包括小麦、稻谷、玉米、高粱、大麦、荞麦等。谷物类种子的大小、形状差异很大,但基本结构相似,一般由谷皮、糊粉层、胚乳和种胚构成,其差异很大,但基本结构相似,一般由谷皮、糊粉层、胚乳和
3、种胚构成,其化学组成主要有糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质等。化学组成主要有糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质等。1.糖类糖类 谷物是糖类的主要来源,占谷物总量的谷物是糖类的主要来源,占谷物总量的70%80%,主要是淀粉,主要是淀粉,此外还有糊精、戊聚糖、葡萄糖和果糖等,糖类是人体能量的良好来此外还有糊精、戊聚糖、葡萄糖和果糖等,糖类是人体能量的良好来源。源。2.脂肪脂肪 谷物类脂肪含量较低,仅占谷物总量的谷物类脂肪含量较低,仅占谷物总量的1%3%,主要存在于胚芽、,主要存在于胚芽、糊粉层及谷皮中。谷物油脂中含有丰富的不饱和脂肪酸、植物固醇和糊粉层及谷皮中。谷物油脂中含有丰富的不饱和脂肪酸、
4、植物固醇和卵磷脂,并含有大量的维生素卵磷脂,并含有大量的维生素E,有防止动脉粥样硬化的作用,还具有,有防止动脉粥样硬化的作用,还具有抗衰老作用。抗衰老作用。3.蛋白质 谷物类蛋白质含量一般在7%16%,不同品种差异较大。普通小麦蛋白质含量在8%13%,大米为7%9%,燕麦可达15%17%。谷物蛋白主要由醇溶蛋白(又称为麦角蛋白)、谷蛋白、白蛋白和球蛋白组成,小麦制粉后,保留在面粉中的蛋白质主要是醇溶蛋白和麦谷蛋白。4.维生素 谷类中含有丰富的B族维生素,特别是维生素B1、维生素B5,还有维生素B2、维生素B3、维生素B6、维生素E等,是人体B族维生素的主要来源。谷类中一般不含维生素C、维生素D
5、和维生素A,黄色谷粒含有少量胡萝卜素,如小米、黄玉米等,鲜玉米和发芽种子中含有较多维生素C。这些维生素主要存在于胚芽、糊粉层和谷皮中,加工时很容易进入糠麸中,因此谷物类加工越精细,B族维生素损失就越多。65.矿物质 谷物中矿物质含量在1.5%-3%,集中分布在谷皮、糊粉层和胚芽里主要有磷、钾、钙、铁、铜、锌、镁、锰等。其中磷含量最丰富,占矿物质总量的50%左右。谷物中的矿物质一般以化合形式与其它成分结合,这种结合方式不能被人体直接吸收利用,并且谷物中还含有一些干扰吸收利用的因素,所以,谷物的生物利用的效率比较低。例如,植酸就是谷物中常见的一种成分。矿物质中的一部分形成植酸盐,几乎不能被身体吸收
6、利用,应该改善加工工艺,提高矿物质的利用程度。(二)豆类 豆类包括各种豆科栽培植物的可食种子,以大豆最为重要,因其外皮多系黄色,又称黄豆,是我国最经济的蛋白质及油脂的粮食资源。大豆中一般含有蛋白质、脂类、糖类、水分、维生素和矿物质等。1.蛋白质 大豆中的蛋白质含量随品种和栽培地域的不同而不同,其含量一般占大豆成分的35%45%,是植物中蛋白质质量和数量最佳的作物之一。大豆蛋白质的赖氨酸含量高,但蛋氨酸为其限制氨基酸。2.脂类 大豆中的油脂它们是存在于大豆种子中的由脂肪酸和甘油所形成的酯类。其含量为15%20%,传统用来生产大豆油。其中的脂肪酸以不饱和脂肪酸为主含量达85%,此外还含有丰富的油酸
7、、亚油酸、亚麻酸和维生素E,是一种优良的食用油脂。大豆中还含有较多磷脂,占脂肪含量的2%3%。在豆油的精制中,磷脂大部分被分离,成为食品加工中磷脂的主要来源。3.糖类 大豆中的糖类含量约为25%-30%,其中50%左右是人体所不能消化的水苏糖和棉子糖等低聚糖类,此外还有由阿拉伯糖和半乳糖所构成的多糖。它们在大肠中能被微生物发酵产生气体,引起腹胀。但在豆制品的加工过程中,这些糖类溶于水而基本上被除去,因此食用豆制品不会引起严重的腹胀。4.维生素 大豆中B族维生素含量较高,例如维生素B1、维生素B2的含量是面粉的2倍以上。但是,干大豆中不含维生素C和维生素D。5.矿物质 大豆中的矿物质,含量约为4
8、.5%5.0%。其中钙的含量较高,每100g大豆含钙约为376mg,铁、锌、锰、铜、硒等微量元素的含量也较高。此外,豆类是一类高钾、高镁、低钠的碱性食品,有利于维持体液的酸碱平衡。但是,由于大豆中含有植酸,能鳌合钙、镁等离子,影响机体对钙、镁等矿物质的吸收。二、果蔬的化学组成果蔬基本组成可分为两大部分1)水分2)干物质 干物质按其溶解性可分为水溶性物质(组成植物体的汁液部分)和非水溶性物质(组成植物体的固体部分)(一)水分1、水分是果蔬中含量最高的化学成分,果蔬中的含水量很高,一般果品含水量为70%90%,蔬菜含水量为75%95%。2、水分存在形式:结合水和游离水3、水的功能作用为果蔬完成全部
9、生命活动提供必要条件;为微生物和酶的活动创造了有利条件;是决定果蔬鲜嫩程度的重要指标。含含水水量量9090以以上上含水量含水量6565(二)糖类(二)糖类 大多数果蔬中都含有糖,果品含糖量较高,一般为7.5%25%,而蔬菜除西瓜、甜瓜、番茄、胡萝卜等含糖量稍高外,大多较低,一般为5%以下。主要含有单糖、低聚糖、多糖(淀粉、纤维素和半纤维素、果胶等)。糖类是果蔬生理活动的重要物质基础,如糖的代谢;糖类也为微生物生长繁殖提供营养物质。1.单糖和双糖 果蔬所含的糖分主要有葡萄糖、果糖和蔗糖,其次是阿拉伯糖、甘露糖以及山梨醇、甘露醇等糖醇。葡萄糖葡萄糖果糖果糖单单糖糖双双 糖糖 蔗糖蔗糖仁果类:苹果、
10、梨以含果糖为主仁果类:苹果、梨以含果糖为主核果类:大樱桃、桃、李、杏以蔗糖为主核果类:大樱桃、桃、李、杏以蔗糖为主浆果类浆果类:葡萄、草莓、猕猴桃主要含葡萄糖、果糖葡萄、草莓、猕猴桃主要含葡萄糖、果糖柑橘类:红橘、橙子、柚、柑以蔗糖为主柑橘类:红橘、橙子、柚、柑以蔗糖为主2、纤维素与半纤维素u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;水果中的纤维素含量为0.2%4.1%,半纤维素含量为0.3%一2.7%。u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,
11、还可防治便秘。u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。u果蔬过渡成熟,纤维素木质化,坚硬粗糙,不宜加工。3.果胶物质 果胶物质以原果胶、果胶、果胶酸三种不同的形态存在于果蔬组织中。u原果胶多存在于未成熟果蔬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。u随着果蔬的成熟,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,果蔬质地变软。u成熟的果蔬向过熟期变化时,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,因此果蔬呈软烂状态。了解果胶性质的变化规律,可掌握果蔬采收成熟度,
12、以适应加工需要。(三)维生素(三)维生素 1.1.水溶性维生素水溶性维生素 此类维生素,易溶于水,在果蔬加工过程中应特别注意保存。此类维生素,易溶于水,在果蔬加工过程中应特别注意保存。(1)(1)维生素维生素B B1 1(硫胺素硫胺素)豆豆类类中中维维生生素素B1B1含含量量最最多多,维维生生素素B1B1是是维维持持人人体体神神经经系系统统正正常常活活动动的的重重要要成成分分,也也是是糖糖代代谢谢的的辅辅酶酶之之一一。当当人人体体中中缺缺乏乏维维生生素素B1B1,常常引引起起脚脚气气病病,发发生生周周围围神神经经炎炎、消消化化不不良良和和心心血血管管失失调调等等。在在酸酸性性环环境境中中稳稳定
13、定,在在中中性性和和碱碱性性环环境境中中对对热热敏敏感感,易易发发生生氧氧化化还还原原反反应应。罐罐藏藏蔬蔬菜菜或或干干制制品能较好地保存品能较好地保存VB1VB1,在沸水中烫漂会破坏,在沸水中烫漂会破坏VB1VB1,有一部分溶于水中。,有一部分溶于水中。(2)(2)维生素维生素B2(B2(核黄素核黄素)甘蓝、番茄中含量较多。维生素甘蓝、番茄中含量较多。维生素B2B2耐热、耐干燥及氧化,在果蔬加工耐热、耐干燥及氧化,在果蔬加工中不易被破坏;但在碱性溶液中遇热不稳定。它是一种感光物质,存在中不易被破坏;但在碱性溶液中遇热不稳定。它是一种感光物质,存在于视网膜中,是维持眼睛健康的必要成分,在氧化作
14、用中起辅酶作用。于视网膜中,是维持眼睛健康的必要成分,在氧化作用中起辅酶作用。干制品中维生素干制品中维生素B2B2能保持活性。维生素能保持活性。维生素B2B2缺乏易得唇炎、舌炎。缺乏易得唇炎、舌炎。(3)(3)维生素维生素B5B5 维生素维生素B5B5,是维生素类中最稳定,不受光、热、氧破坏,绿,是维生素类中最稳定,不受光、热、氧破坏,绿叶蔬菜中含量较高,缺乏维生素叶蔬菜中含量较高,缺乏维生素B5B5主要症状是癞皮病主要症状是癞皮病。(4)(4)维生素维生素C(C(抗坏血酸抗坏血酸)维生素维生素C C在水果蔬菜中是次要成分,但在人类营养中对防止坏血病起在水果蔬菜中是次要成分,但在人类营养中对防
15、止坏血病起着重要作用。事实上人类饮食中着重要作用。事实上人类饮食中90%90%的维生素的维生素C C是从果蔬中得到的,人是从果蔬中得到的,人体对体对VCVC的日需要量为的日需要量为50mg50mg。维生素维生素C C的含量与果蔬的品种、栽培条件等有关,也因水果蔬菜的成的含量与果蔬的品种、栽培条件等有关,也因水果蔬菜的成熟度和结构部位不同而异。如野生的水果蔬菜维生素熟度和结构部位不同而异。如野生的水果蔬菜维生素C C含量多于栽培品含量多于栽培品种;在蔬菜中露地栽培的品种又多于保护地栽培的,成熟的番茄维生素种;在蔬菜中露地栽培的品种又多于保护地栽培的,成熟的番茄维生素C C含量高于绿色未熟番茄;苹
16、果表皮中维生素含量高于绿色未熟番茄;苹果表皮中维生素C C含量高于果肉,果心中含量高于果肉,果心中维生素维生素C C含量最少。含量最少。2.2.脂溶性维生素脂溶性维生素 脂溶性维生素能溶于油脂,不溶于水。脂溶性维生素能溶于油脂,不溶于水。(1)(1)维生素维生素 A A原原(胡萝卜素胡萝卜素)植物体中不含维生素植物体中不含维生素A A,但有维生素,但有维生素A A原即胡萝卜素。果蔬中的胡萝卜原即胡萝卜素。果蔬中的胡萝卜素被人体吸收后,在体内可以转化为维生素素被人体吸收后,在体内可以转化为维生素A A。它在人体内能维持粘膜它在人体内能维持粘膜的正常生理功能,保护眼睛和皮肤等,能提高对疾病的抵抗性
17、。它在贮的正常生理功能,保护眼睛和皮肤等,能提高对疾病的抵抗性。它在贮藏中损失不显著。藏中损失不显著。胡萝卜素耐高温,但在加热时遇氧易氧化。罐藏及果蔬汁能很好地保胡萝卜素耐高温,但在加热时遇氧易氧化。罐藏及果蔬汁能很好地保存胡萝卜素,干制时易损失,漂洗和杀菌均无影响,在碱性溶液中较稳存胡萝卜素,干制时易损失,漂洗和杀菌均无影响,在碱性溶液中较稳定。定。(2)(2)维生素维生素E E和维生素和维生素K K 这两种维生素存在于植物的绿色部分,性质稳定。葛根、莴苣富含维这两种维生素存在于植物的绿色部分,性质稳定。葛根、莴苣富含维生素生素E E;菠菜、甘蓝、花椰菜、青番茄中富含维生素;菠菜、甘蓝、花椰
18、菜、青番茄中富含维生素K K。维生素。维生素K K是形成是形成凝血酶原和维持正常肝功能所必需的物质,缺乏时会造成流血不止的危凝血酶原和维持正常肝功能所必需的物质,缺乏时会造成流血不止的危险病症。险病症。(四)矿 物 质 矿物质主要有钙、磷、铁、硫、镁、钾、碘等,约占果蔬干物质矿物质主要有钙、磷、铁、硫、镁、钾、碘等,约占果蔬干物质重的重的1%1%5%5%,尤其在叶菜中的含量可达,尤其在叶菜中的含量可达10%10%15%15%。果蔬是人体摄取矿物质的重要来源。在果蔬中,矿物质影响果蔬果蔬是人体摄取矿物质的重要来源。在果蔬中,矿物质影响果蔬的质地及贮藏效果。如钙是植物细胞壁和细胞膜的结构物质,在保
19、的质地及贮藏效果。如钙是植物细胞壁和细胞膜的结构物质,在保持细胞壁结构、维持细胞膜功能方面有重要意义,可以保护细胞膜持细胞壁结构、维持细胞膜功能方面有重要意义,可以保护细胞膜结构不易被破坏,能够提高果蔬本身的抗性,预防贮藏期间生理病结构不易被破坏,能够提高果蔬本身的抗性,预防贮藏期间生理病害的发生。钙、钾含量高时,果实硬脆度大,果肉致密,贮藏中软害的发生。钙、钾含量高时,果实硬脆度大,果肉致密,贮藏中软化进度慢,耐贮藏。化进度慢,耐贮藏。矿物质较稳定,在贮藏中不易损失。矿物质较稳定,在贮藏中不易损失。菠菜和甜菜时中的钙呈草酸盐状态存在,不能被人体吸收,菠菜和甜菜时中的钙呈草酸盐状态存在,不能被
20、人体吸收,而甘蓝、芥菜中的钙呈游离状态,容易被人体吸收。而甘蓝、芥菜中的钙呈游离状态,容易被人体吸收。甘蓝甘蓝芥菜芥菜蔬菜种类蔬菜种类主要有机酸主要有机酸菠菜菠菜草酸、苹果酸、柠檬酸草酸、苹果酸、柠檬酸 甘蓝甘蓝柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸莴苣莴苣苹果酸、柠檬酸、草酸苹果酸、柠檬酸、草酸甜菜叶甜菜叶草酸、柠檬酸、苹果酸草酸、柠檬酸、苹果酸石刁柏石刁柏柠檬酸、苹果酸柠檬酸、苹果酸笋笋草酸、酒石酸、乳酸、柠檬酸、葡萄醛酸草酸、酒石酸、乳酸、柠檬酸、葡萄醛酸 果蔬的酸味主要来自有机酸,果蔬中含有多种有机酸,主要有柠檬果蔬的酸味主要来自有机酸,果蔬中含有多种有机酸,主要有柠
21、檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸。酸、苹果酸、酒石酸和草酸。不同的果蔬所含有机酸种类、数量及其存在形式不同。柠檬酸、不同的果蔬所含有机酸种类、数量及其存在形式不同。柠檬酸、苹果酸、酒石酸在水果中含量较高;蔬菜中的含量相对较少。柑橘类、苹果酸、酒石酸在水果中含量较高;蔬菜中的含量相对较少。柑橘类、番茄类含柠檬酸较多;苹果、梨、桃、杏、樱桃、莴苣等含苹果酸较番茄类含柠檬酸较多;苹果、梨、桃、杏、樱桃、莴苣等含苹果酸较多;葡萄含酒石酸较多;草酸普遍存在于蔬菜中,果品中含量很少。多;葡萄含酒石酸较多;草酸普遍存在于蔬菜中,果品中含量很少。(五)有机酸(六)涩 味 物 质 果蔬的涩味主要是来自单宁物质。它是几
22、种多酚类化合物的总称,在果实中普遍存在,在蔬菜中含量很少。一般成熟果中单宁含量在0.03%0.1%之间;当单宁含量达0.25%时感到明显的涩味。单宁有水溶性和不溶性两种形式。水溶性单宁具有涩味,在未成熟的果实中这种单宁含量居多引起果蔬的涩味。原因是味觉细胞的蛋白质遇到单宁后凝固而产生的一种收敛感。随着果蔬的成熟,水溶性单宁的含量下降,涩味减弱,甚至消失。当果蔬在采后受到机械伤,或贮藏后期果蔬衰老时,单宁物质在多酚氧化酶的作用下发生不同程度的氧化褐变,影响贮藏的质量。因此,在采收前后应尽量避免机械伤,控制衰老,防止褐变,保持品质,延长贮藏寿命。想一想:想一想:哪一种成熟果实中含有单宁物质?哪一种
23、成熟果实中含有单宁物质?哪一种未成熟的果实中含有单宁?哪一种未成熟的果实中含有单宁?三、食用菌的化学组成三、食用菌的化学组成食用菌含有氨基酸、蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿质元素、核苷酸等多种营养成分。具有高蛋白、低糖、低脂肪、多种氨基酸并存的特点,具有“可食、可补、可药”的功能,属于功能性食品,符合WHO和FAO提出的新食品资源“天然、营养、保健”的要求。(一)蛋白质食用菌中,蛋白质含量约占其鲜重的4%,占其干重的20%30%,是一般蔬菜的36倍,一般水果的4倍。食用菌中的蛋白质在国际上被公认为是高档蛋白质,是“素中之荤”的食品。食用菌中的蛋白质所含氨基酸的种类很多,无论是蘑菇、香菇,还是草
24、菇、单肚菌、侧耳等,所含氨基酸的种类都有十七八种之多。食用菌中的含氮物质(蛋白质、氨基酸、酰胺等)对食用菌加工品的色、香、味和工艺过程有一定影响,如酶促褐变与金属变色等,含酪氨酸的子实体能在各种酚氧化酶的作用下进行氧化,产生黑色物质。(二二)糖类糖类 除水以外,糖类物质是食用菌中含量最多的成分。在食用菌含有的糖类物质中,没有淀粉,含量最多的多糖是膳食纤维,其含量一般为29.9%55.5%,其中胶质菌类含量高于肉质菌类。食用菌中含量较多的另一种多糖是半纤维素,它是一种杂多糖,由葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖以及糖醛酸组成,含量为13%32%。食用菌中还含有海藻糖(菌糖)和醇
25、糖,含量分别为3%。这两种糖是食用菌的甜味成分,当菇类成熟时,菌糖就水解为葡萄糖。此外,食用菌中还含有3%(银耳、木耳为14%)左右的戊糖胶,它是一种胶黏性物质。(三)维生素(三)维生素 食用菌中含有维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B5、维生素B6、维生素B12、维生素C、叶酸、生物素、维生素D原及维生素A。香菇在干制加工时,如果采用先晒后烘的加工工艺,每克香菇中维生素D2的含量就会由几十个国际单位上升到1000IU。(四)矿物质(四)矿物质 食用菌中含有人体必需的多种矿物质元素,其中钾、磷的含量最高,其次是钙和铁。它们以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐的形式存在,或者以与有机物结合的盐类的形
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