第一章-食品品质基础

第一章食品品质基础本章主要介绍了食品的色泽及色素物质；香气及香气物质；食品的各种滋味及呈味物质；食品的质地及其评价的主要方法；并介绍了食品各种营养素及其在食品贮藏过程中的变化。主要内容食品的品质包括感官品质和内在品质两个方面。感官品质主要是指食品的色、香、味、形和质地。内在品质主要指营养价值，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。食品品质基础1.食品的色泽2.食品的香气3.食品的滋味4.食品的质地5.食品的营养成分食品中的色素物质按照来源可以分为三类：1.天然色素包括动植物色素（如叶绿素、花青素、血红素等）和微生物色素（如红曲色素）2.人工色素（如胭脂红、柠檬黄、日落黄等）3.食品加工和保藏过程中因化学变化产生的色素（如酚类物质氧化产生的褐色物质、美拉德反应产生的色素物质）第一节食品的色泽优点（1）天然着色剂都来自动物、植物组织，因此，一般来说对人安全性较高。（2）有的天然着色剂本身是一种营养素，具有营养效果，有些还具有一定的药理作用。（3）能更好地模仿天然物的颜色，着色时的色调比较自然。天然色素缺点（1）溶解度小，不易着色均匀。（2）色素浓度一般较小，染着性较差，某些天然食用着色剂甚至于食品原料发生化学反应而变色。（3）坚牢度较差，受pH值、氧化、光照、温度等影响较大。（4）因为从天然物中提取出来的，故有时受其共存成分的影响或自身就有异味。（5）较难于调色。不同的着色剂相溶性差，很难调配出任意的色调。天然色素（6）易受金属离子和水质影响。食用天然着色剂易在金属离子催化作用下发生分解、变色或形成不溶的盐。（7）成分复杂，食用不当易产生沉淀、混浊，而且纯品成本较高。（8）产品差异较大，天然着色剂基本上都是多种成份的混合物，而且同一着色剂由于来源不同，加工方法不同，所含成分也有差别。如从蔬菜中提取和从蚕沙中提取的叶绿素，用分光光度计进行测定，会发现两者最大吸收峰不同，这样就造成了配色时色调的差异。（9）天然着色剂性质不如合成着色剂稳定，使用中要加入保护剂，这对色素的使用产生一些不良影响。（10）在大多数情况下，天然色素的成本远远高于合成色素的成本。天然色素优点：资源丰富，色泽鲜艳、化学性质稳定、着色力强，成本低，使用方便。缺点：存在安全性问题，使用剂量过大时会对人体产生毒害。人工色素绿色植物的主要色素，高等植物的叶绿素由叶绿素a和叶绿素b组成，不溶于水，可溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂。叶绿素叶绿素结构酸性条件下，性质不稳定，容易失去镁原子而生成黄褐色的脱镁叶绿素。热处理后，叶绿体中的蛋白质变性而使叶绿素成为游离状态，变成脱镁叶绿素。碱性条件下，叶绿素水解成绿色的叶绿酸、叶绿醇和甲醇，叶绿酸与碱反应生成性质稳定的叶绿酸盐，使产品保持鲜绿色。低温或干燥条件下，性质稳定。叶绿素稳定性又称为多烯色素，是一类脂溶性色素，广泛的存在于动植物食品中，呈现黄色、橙红色或者红色。当叶绿素存在时，绿色占优势，类胡萝卜素的颜色被掩盖，一旦叶绿素被分解，则呈现类胡萝卜素的颜色。按照结构和溶解性质的不同可分为胡萝卜素和叶黄素类。类胡萝卜素胡萝卜素在体内经酶的裂解生成具有生物活性的维生素A，故称为维生素A源，但番茄红素不具有维生素A的功能。叶黄素类色素是胡萝卜色素的含氧衍生物，大多数在紫罗酮环上连有羟基。包括叶黄素、辣椒红素、玉米黄素等。类胡萝卜素可溶性类胡萝卜素可溶解于脂溶性溶剂。胡萝卜色素易溶于石油醚、乙醚而难溶于乙醇，而叶黄素类色素易溶于甲醇和乙醇，所以可将二者分开。类胡萝卜素稳定性类胡萝卜素对热、酸和碱等均具有稳定性，所以富含这类色素的果蔬如柑橘、杏、哈密瓜和南瓜等在贮藏期间色泽变化不大。虾和蟹等节肢动物的甲壳中所含的胡萝卜素，在受热后由青灰色变成红色。类胡萝卜素类色素含双键多，在氧气存在时，易在光线下发生氧化裂解，使食品褪色。因此，在保藏过程中要注意采取避光和隔氧措施，以减少类胡萝卜素的损失。类胡萝卜素常以糖苷形式存在于细胞液中，又称花色苷。目前，在植物中已经发现的天然花青素有18种，在果蔬中常见的有矢车菊素，天竺葵素、飞燕草素、芍药素、牵牛素和锦葵素等6种。花青素花青素为水溶性色素，性质极不稳定，易受PH、温度、金属离子、光线和氧化剂等的影响而变色。花青素在酸性时呈红色，碱性时呈蓝色，中性时呈紫色。如矢车菊素在PH3.0以下时为阳离子，呈红色；PH8.5时为中性分子，呈紫色；PH11时为阴离子，呈蓝色。花青素对光和温度也很敏感，含花青素的食品在光照或稍高温度下保藏时会很快变成褐色。花青素铁、锡和铜等金属离子可使花青素呈现蓝色、蓝紫色或黑色，并产生花青素沉淀物。在抗坏血酸存在条件下，花青素也会分解褪色；糖苷酶可以将花色苷分解成糖和配基而使其褪色。因此，在保藏时，应采取低温、避光和控制PH等保藏措施，同时避免食品与铁、锡和铜等金属器具的直接接触。花青素广泛存在于植物花、果、茎和叶中的一类水溶性色素。目前已知的花黄素类色素有400多种，常见的主要有圣草素、橙皮素等，又称为黄酮类色素。自然条件下，颜色不显著，常为浅黄至无色，偶尔是橙黄色。在空气中久置，易被氧化成褐色沉淀。花黄素花黄素在加工条件下会因PH改变和金属离子的存在而产生难看的颜色，影响食品的感官品质。在PH11-12条件下，花黄素类色素生成查耳酮，颜色呈黄色、橙色以及褐色；在酸性条件下查耳酮又恢复到原来的结构，颜色消失。无色花黄素类色素与铁离子作用生成蓝色络合物，与铅离子等重金属离子作用生成不溶性沉淀，并发生颜色变化。花黄素酒精溶液可被Mg和HCl还原成花青素。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。花黄素类广泛存在于植物界，特别是葡萄、苹果、桃、李、石榴等果实中含量丰富，尤其是未成熟的果实中含量丰富。易氧化聚合或与金属离子结合生成黑褐色物质。具有涩味。儿茶素类肌肉和血液中的主要色素，是畜肉、禽肉和某些红色鱼肉红色的主要来源。血红素在血液中主要以血红蛋白的形式存在，在肌肉中主要以肌红蛋白的形式存在。肌红蛋白（紫色）复合肌红蛋白高铁肌红蛋白（鲜红色）（褐色）血红素当高铁肌红蛋白小于20%时肉依然呈现鲜红色，达到30%时肉就显示稍暗的颜色，在50%时肉就呈现褐红色，达到70%时肉就呈现褐色。在鲜肉中用亚硝酸盐腌制，能保持肉的鲜红色，因为处于还原态的亚铁血红素能与氧化氮（NO）形成亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，防止血红素被继续氧化成高铁血红素。血红素食品中的气味物质种类繁多，但含量极微。挥发性物质的种类和数量的不同，使得各种农产品具有各自特定的香气。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。第二节食品的香气农产品中香气物质的发香团主要有羟基（-OH）、醛基（-CHO）、羰基（＞C=O）、醚（R-OR）、酯（-COOR）、苯基（-C6H5）酰胺基（-CONH2）等都是形成气味的原子团。发香团表示香气的存在，但与香气的种类无关。水果中具有浓郁的天然香味，其香气成分中以有机酸酯类、醛类、萜类为主，其次是醇类、酮类以及挥发酸等。低分子酯类物质是苹果、草莓、梨、甜瓜、香蕉等许多果实香气的主要成分；番茄果实挥发性物质以醇类、酮类和醛类物质为主；丁香醇、丁香醇甲酯及其衍生物等酚类物质大量存在于成熟香蕉果实的挥发性物质中；萜类物质是葡萄香气的重要组成成分。水果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、蒜等的香气均由硫化丙烯类化合物组成，黄瓜中香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。蔬菜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，主要是脂类降解产生的挥发性化合物，包括脂肪族烃、醛、酮、醇、羧酸及酯。例如鸡肉香气的主体成分含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。动物性食品的香气成分鲜乳的香气物质，主要为挥发性脂肪酸、羰基化合物、微量的甲硫醚，他们是牛奶的主体香气成分。过度加热会产生一种臭味，主要含有甲酸、乙酸和丙酮酸；在阳光下放置时间过长，也会因为蛋氨酸的降解产生臭味。鲜奶酪的香气物质主要有挥发性脂肪酸和羰基化合物、丁二酮、3-羟基丁酮、异戊醛等。动物性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。油炸食品的香气包括羰氨反应产生的各种物质，以及油脂分解产生的低级脂肪酸、羰氨化合物及醇等物质。焙烤、油炸食品的香气成分食品风味物质的形成，除了一部分是由生物体直接生物合成以外，其余都是通过在加工和保藏过程中的酶促反应或非酶反应而产生。因此，从营养学的角度讲，食品在加工和保藏过程中产生的风味物质不但使食品的营养成分受到损失，尤其是那些人体必需而自身不能或不易合成的氨基酸、脂肪酸和维生素得不到充分利用，反应控制不恰当时，还会产生抗营养或者有毒性的物质。食品风味的生成与损失从食品工艺学上看，风味物质的产生具有双重性。一方面可以增加食品的多样性和商业价值；另一方面则可能降低食品的营养价值，产生不希望的褐变。食品风味的生成与损失举例花生、芝麻：通过烘炒获得良好的风味，但营养成分没有收到很大破坏。咖啡、茶叶、酒类：在发酵或者烘烤过程中营养成分收到很大破坏，但是获得良好的风味。粮食、蔬菜：如果在温度不是很高、受热时间不是很长情况下，营养物质损失不多但又获得较好的风味，是最理想的状况面包、油条、烤肉：风味独特，但是在高温下长时间烘烤、油炸会大大降低营养价值，还会降低赖氨酸的含量。食品风味的生成与损失在香气的控制方面，可以再食品中加入能生成特定香气成分的酶和特定的脱臭酶，以及采用形成包含物和物理吸附作用与食品成分结合等方法，都能起到香气的稳定或异味的隐蔽作用。对香气物质由于蒸发原因而造成的损失，可以通过适当的稳定作用而使食品中香气的挥发性降低，但这种稳定作用必须是可逆的，否则会造成香气物质的损失。食品香气的控制与增强味的分类日本：甜、酸、苦、咸、辣五种欧美：甜、酸、苦、咸、辣、金属味六种中国：甜、酸、苦、咸、辣、涩、鲜七种滋味物质从生理学角度看，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。辣味是刺激口腔黏膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种烧痛感。涩味是口腔蛋白质收到刺激而凝固时产生的一种收敛感滋味物质不同的味感物质在味蕾上有不同的结合部位。一般来说，人的舌尖前部对甜味最敏感，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。滋味物质从人对四种基本味的感觉速度来看，以咸味最快，对苦味反应最慢。但从人们对味的敏感性来看，苦味往往最易被察觉到，这就涉及到味感强度问题，在此引入味感阈值。味甘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。滋味物质滋味物质各种物质的阈值甜味物质能给人一种舒适可口的味感。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。甜味物质的甜度与分子中的-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，一般以蔗糖甜度为100作为标准，各种糖的相对甜度为果糖173，葡萄糖74，木糖40，乳糖16，麦芽糖32.甜味物质糖醇：一些糖醇天然存在于水果和蔬菜中，但含量低，不适于工业化提取应用。糖醇的代谢与胰岛素无关，也不妨碍糖元的合成，是一类不使人血糖值升高的甜味剂，因而适合糖尿病、心脏病、肝脏病人食用。木糖醇和麦芽糖醇不易被酵母菌和细菌发酵，是良好的防龋齿的甜味剂糖醇糖精，是最古老的甜味剂。糖精于1878年被美国科学家发现，很快就被食品工业界和消费者接受。糖精的甜度为蔗糖的300倍到500倍，它不被人体代谢吸收，在各种食品生产过程中都很稳定。缺点是风味差，有后苦，这使其应用受到一定限制。糖精在国际上，糖精的使用也因为这些关于大鼠致癌的研究发表后受到一