第二節(jié)　果蔬花卉中的主要成分

2016年中國營養(yǎng)學(xué)會推出的中國居民平衡膳食寶塔指出，每人每天應(yīng)食用300～500g的蔬菜和200～350g的水果（彩圖1）。果蔬花卉中不僅包含水、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維七大營養(yǎng)素[1，5，6]，還含有多酚、黃酮、糖苷類、色素類、萜類等生理活性物質(zhì)[7，8]（彩圖2），在人們的日常飲食中占據(jù)重要地位。

一、七大營養(yǎng)素

1.水

水是果蔬花卉中的主要成分，其含量隨果蔬花卉的品種不同而有所差異，平均為65%～90%。水分對果蔬花卉的質(zhì)地、口感、保鮮和加工工藝的確有著十分重要的影響。含水量高的果蔬花卉細(xì)胞膨壓大、外觀飽滿鮮亮、口感脆嫩，但易腐爛變質(zhì)、耐藏性差。水分主要以自由水和結(jié)合水兩種形態(tài)存在：自由水（游離水），占總含水量的70%～80%，存在于液泡和細(xì)胞間隙，可溶性物質(zhì)溶解在此類水中，在果蔬花卉貯運和加工過程中極易失去，與結(jié)合水毗鄰的自由水以氫鍵結(jié)合，不能完全運動，但加工時仍易除去；結(jié)合水，存在于果蔬花卉細(xì)胞的膠體微粒周圍，與蛋白質(zhì)、多糖、膠體等結(jié)合，不能自由運動，也不能溶解溶質(zhì)，這類水分在加工過程中較難除去，只有在較高的溫度（105℃）和較低的溫度（-40℃）下才可分離。水分活度可以表示果蔬花卉中自由水和結(jié)合水的比例，水分活度越小，自由水的比例越小。

2.蛋白質(zhì)

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，氨基酸脫水縮合形成肽鏈，一條或多條肽鏈經(jīng)過盤曲折疊等形成蛋白質(zhì)大分子。果蔬花卉中的蛋白質(zhì)含量雖少，但卻是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，并且與加工工藝的選擇和確定密切相關(guān)。蛋白質(zhì)在加工過程中尤其在等電點附近易發(fā)生變性而凝固、沉淀，從而影響飲料或清汁類罐頭的品質(zhì)，需添加穩(wěn)定劑等改進(jìn)生產(chǎn)工藝。蛋白質(zhì)和氨基酸是美拉德反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，游離氨基酸的含量是影響美拉德反應(yīng)的關(guān)鍵因素，游離氨基酸的含量越高，反應(yīng)速率越快。有些氨基酸雖然不參與美拉德反應(yīng)，但能夠參與酶促褐變，如酪氨酸。含硫氨基酸和蛋白質(zhì)在高溫殺菌時受熱分解可以形成硫化物，引起罐壁及內(nèi)容物變色。在產(chǎn)品的口感方面，許多氨基酸、多肽是產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)（谷氨酸是鮮味物質(zhì)，甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸和蘇氨酸是甜味物質(zhì)，天然疏水的L型氨基酸和堿性氨基酸是苦味物質(zhì)，氨基酸與醇類反應(yīng)可以生成具有香味的酯類）。此外，蛋白質(zhì)含量高時可以使飲料圓潤柔和。

3.碳水化合物

碳水化合物在體內(nèi)經(jīng)生化反應(yīng)最終分解為糖，因此亦稱之為糖類。它是果蔬花卉中含量最多的有機物，主要包括單糖、低聚糖和多糖。

（1）單糖　無色晶體，味甜，具有吸濕性；極易溶于水，難溶于乙醇，不溶于乙醚；一般是含有3～6個碳原子的多羥基醛或多羥基酮。單糖是構(gòu)成各種糖分子的基本單位，在植物代謝中能相互轉(zhuǎn)化直接參與糖類的代謝。依據(jù)碳原子數(shù)目，單糖可分為丙糖（甘油醛、二羥丙酮）、丁糖（赤蘚糖）、戊糖（核糖、脫氧核糖、木糖、阿拉伯糖）、己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖）和庚糖（景天庚酮糖）。除了葡萄糖和果糖可以提供能量外，木糖和糖醇屬于功能性單糖。

（2）低聚糖　又稱寡糖，是指含有2～10個糖苷鍵聚合而成的直鏈或支鏈低聚合度糖。果蔬花卉中的低聚糖通常是由2～4個單糖通過糖苷鍵聚合形成的，包括雙糖（蔗糖、麥芽糖、纖維二糖）、三糖（棉子糖、麥芽三糖）和四糖（水蘇糖）。這類寡糖的特點是難以被胃腸道消化吸收，甜度低，熱量低，基本不增加血糖和血脂。蔗糖是果蔬花卉中最主要的寡糖，是植物體中有機物運輸?shù)闹饕问剑彩翘穷愘A藏和積累的重要形式。寡糖又可分為直接低聚糖和功能性低聚糖：直接低聚糖是指用β-1，4-葡萄糖苷鍵等連接的低聚糖；功能性低聚糖是指α-1，6-葡萄糖苷鍵連接的低聚糖，又稱為雙歧因子，即此類低聚糖可以作為增殖因子，促進(jìn)人體內(nèi)雙歧桿菌的生長繁殖，抑制腐敗菌生長。

（3）多糖　多糖是由10個以上的單糖通過糖苷鍵連接形成的聚合糖，可用通式（C6 O5）n表示。多糖一般不溶于水，無甜味，往往可以在水解過程中產(chǎn)生一系列的中間產(chǎn)物，最終完全水解得到單糖。根據(jù)組成成分的不同，多糖可以分為均一多糖和雜多糖。

① 均一多糖。

a.淀粉。淀粉是由葡萄糖分子經(jīng)縮合而成的多糖，分子量較大。在某些未成熟的水果果實中含有大量的淀粉，如香蕉青果中約有20%～25%的淀粉，隨著成熟度的增加，淀粉逐漸分解，含量降低，成熟的香蕉中僅含1%左右的淀粉；在塊根、塊莖類蔬菜中淀粉含量最高，如薯類淀粉含量可高達(dá)20%，其淀粉含量與成熟程度成正比。凡是以淀粉形式貯藏物質(zhì)的成熟植物種類大多可以保持休眠狀態(tài)，有利于貯藏；但是以幼嫩籽粒供食用的蔬菜（如青豌豆、甜玉米等），淀粉含量的增加會導(dǎo)致品質(zhì)的下降。淀粉不溶于冷水，在熱水中極度膨脹，成為膠態(tài)，易被人體吸收，在60℃左右的水中膨脹后，進(jìn)一步受熱發(fā)生糊化，具有較高的黏度。糊化后的淀粉在水分含量較高及溫度較低時，會產(chǎn)生凝沉現(xiàn)象；而在水分含量較低時，則已老化。上述兩種現(xiàn)象可以通過將淀粉水解得到緩解或解決。

b.纖維素。纖維素是由β-D-葡萄糖以β-1，4-糖苷鍵結(jié)合成的多糖，葡萄糖單位可達(dá)2400～240000個，分子質(zhì)量為400～4000kDa，沒有分支。纖維素是植物的骨架物質(zhì)，是細(xì)胞壁和皮層的主要成分，可以保護(hù)果蔬免受機械損傷，減少貯藏和運輸中的損失。幼嫩的植物細(xì)胞壁為含水纖維素，食用時口感細(xì)嫩、脆度高，容易咀嚼；老化后纖維素產(chǎn)生木質(zhì)和角質(zhì)，質(zhì)地變得堅硬，含纖維素多的果蔬質(zhì)粗多渣，口感較差。纖維素雖然不能被人體直接吸收，但可以刺激腸道蠕動，有利于腸道菌群的建立，促進(jìn)消化。

② 雜多糖。雜多糖是指由兩種或兩種以上不同單糖單位組成的多糖，代表性雜多糖有半纖維素等。半纖維素中含有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸和甘露糖醛酸等多種單糖單位，其中木糖含量最多，但各種單糖的比例、連接和排列尚待進(jìn)一步研究。半纖維素在化學(xué)上與纖維素?zé)o關(guān)，只是與細(xì)胞壁的纖維素分子在物理上相連而已。在植物體內(nèi)半纖維素既可以起到類似纖維素的支持保護(hù)組織功能，又可以起到類似淀粉的貯存功能。

③ 果膠。果膠有均一多糖型和雜多糖型兩種：均一多糖型果膠如D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等；雜多糖型果膠最常見，是由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例組成的，通常稱為果膠酸。果膠物質(zhì)存在于植物的細(xì)胞壁與中膠層，主要存在于果實、塊莖、塊根等器官中，在組織中主要以原果膠、果膠和果膠酸三種狀態(tài)存在。原果膠是由可溶性果膠與纖維素縮合而成的，具有黏結(jié)性。原果膠含量越高，果肉硬度越大，賦予未成熟果實組織脆硬的口感，隨著成熟度增加，原果膠逐漸分解為果膠，黏結(jié)作用下降。果膠的主要成分是半乳糖醛酸甲酯及少量半乳糖醛酸通過α-1，4-糖苷鍵連接而成的直鏈高分子化合物。果膠溶于水，與纖維素分離，滲入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞間的結(jié)合力松弛、具黏性，使果實質(zhì)地變軟，在果實進(jìn)入過熟期時，果膠在果膠酶和果膠酯酶的作用下水解生成果膠酸。果膠酸是由多個半乳糖醛酸通過α-1，4-糖苷鍵連接形成的，是一種多聚半乳糖醛酸。果膠酸不溶于水，無黏結(jié)性，使果實組織變軟，呈軟爛狀態(tài)，果膠酸進(jìn)一步分解為半乳糖醛酸，果實解體。果膠與糖酸按一定比例配比后可以形成凝膠，可用于生產(chǎn)果醬、果凍。高甲氧基果膠溶液（甲氧基含量在7%以上）糖含量在50%以上時方可形成凝膠；而低甲氧基果膠溶液（甲氧基含量在7%以下）則和果膠酸一樣，在鈣、鎂等多價離子存在時，即使在不加糖的情況下仍可形成凝膠。

4.脂質(zhì)

脂質(zhì)是油、脂肪、類脂的總稱，是一種有機化合物。在植物體內(nèi)，脂肪主要存在于種子中，也有些存在于果實、果肉、果皮或種仁中。果蔬花卉中的脂質(zhì)多以不飽和甘油三酯為主，呈現(xiàn)液態(tài)，另外還有蠟質(zhì)、磷脂等。各種果蔬花卉的種子都是提取植物油的極好原料，加工過程中產(chǎn)生的餅粕等副產(chǎn)物也含有大量的油脂。蠟質(zhì)和果實采后貯藏品質(zhì)密切相關(guān)，藍(lán)莓蠟質(zhì)中的主要成分是熊果酸或齊墩果酸三萜類物質(zhì)，其次是β-二酮（藍(lán)莓蠟質(zhì)中長鏈脂肪族物質(zhì)的主要成分），失去蠟質(zhì)層后，藍(lán)莓容易遭受微生物侵染迅速軟化腐爛。此外，卵磷脂和腦磷脂在營養(yǎng)學(xué)上有著非常重要的作用。

5.維生素

維生素是一類維持人體健康不可缺少的小分子化合物，它們大多以輔酶或輔酶因子的形式參與生理代謝，維生素缺乏會引起人體代謝的失調(diào)，誘發(fā)生理病變。果蔬花卉是人體獲得維生素的主要途徑，因為大多數(shù)維生素必須從植物體內(nèi)合成。根據(jù)溶解性質(zhì)的不同，維生素可以分為水溶性維生素和脂溶性維生素兩類。其中，水溶性維生素包括維生素C和B族維生素（共有8種，分別是維生素B1、維生素B2、煙酸、泛酸、維生素B6、葉酸、生物素和膽堿，它們在結(jié)構(gòu)上沒有同一性）；脂溶性維生素包括維生素A、維生素D、維生素E和維生素K。

6.礦物質(zhì)

礦物質(zhì)又稱無機質(zhì)。K、Na、Ca等金屬離子占80%，P、S等非金屬離子占20%，它們少部分以游離態(tài)存在，大部分以結(jié)合態(tài)存在。礦物質(zhì)影響果蔬花卉的質(zhì)地及貯藏效果，如鈣、鉀含量高時，果實硬、脆度大、果肉致密，耐貯藏。在加工過程中，熱燙、漂洗等工藝往往會引起礦物質(zhì)的損失。和水分及有機物比起來，果蔬花卉中礦物質(zhì)含量非常少，但仍是人體所需礦物質(zhì)的主要來源。

7.膳食纖維

膳食纖維是一種多糖，它既不能被胃腸道消化吸收，也不能產(chǎn)生能量，曾一度被認(rèn)為是一種“無營養(yǎng)物質(zhì)”而長期得不到足夠的重視。隨著營養(yǎng)學(xué)和相關(guān)科學(xué)的深入發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)膳食纖維具有相當(dāng)重要的生理作用，被營養(yǎng)學(xué)界補充認(rèn)定為第七類營養(yǎng)素。膳食纖維攝入過少會引起許多“現(xiàn)代文明病”，如肥胖癥、糖尿病、高脂血癥，甚至?xí)T發(fā)腸癌、便秘、腸道息肉等。根據(jù)其在水中的溶解性不同可將膳食纖維分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維兩大類。

（1）可溶性膳食纖維　可溶性膳食纖維的主要成分為葡甘聚糖，能量很低，吸水性強，來源于果膠、藻膠、魔芋等。可溶性纖維在胃腸道內(nèi)和淀粉等碳水化合物交織在一起，并延緩后者的吸收，故可以起到降低餐后血糖的作用。

（2）不可溶性膳食纖維　除全谷類食物外，不可溶性膳食纖維主要來源于豆類、蔬菜和水果等。不可溶性纖維可以促進(jìn)胃腸道蠕動，加快食物通過胃腸道，減少吸收，另外不可溶性纖維在大腸中吸收水分軟化大便，可以起到防治便秘的作用。

二、其他生理活性物質(zhì)

果蔬花卉中的其他生理活性物質(zhì)主要包括酚類、黃酮類、色素、萜類、有機硫化合物等，其具體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能等還將在本書第六章詳細(xì)介紹。

1.酚類物質(zhì)

酚類化合物是指芳香烴中苯環(huán)上的氫原子被羥基取代所生成的化合物，自然界中存在的酚類化合物大部分是植物生命活動的結(jié)果，酚類化合物都具有特殊的芳香氣味，呈弱酸性。果蔬花卉中酚類的代表物質(zhì)是鞣質(zhì)、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸、沒食子酸和白藜蘆醇。

2.黃酮類

黃酮類物質(zhì)主要是指基本母核為2-苯基色原酮類化合物，其基本骨架為C6—C3—C6，天然黃酮一般在兩個芳香環(huán)上均有取代基，通常是羥基、甲氧基等。黃酮類物質(zhì)在不同組織中的存在形式也不盡相同，如在木質(zhì)部多以苷元形式存在，而在花、葉、果實等器官則多以糖苷形式存在。根據(jù)結(jié)構(gòu)差異，可將類黃酮分為黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、黃烷醇類等。

3.色素

色素是果蔬花卉色彩物質(zhì)的總稱，占天然色素的絕大多數(shù)。植物色素主要包括花青素類、番茄紅素類、胡蘿卜素類、黃酮類化合物等，除可以作為食品添加劑，大都還具有增強人體免疫機能、抗氧化、降血脂的作用。

4.萜類

萜類化合物是由數(shù)個異戊二烯結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的化合物，是植物次生代謝物中種類最多的一類。柑橘中的類檸檬苦素、蘋果中的熊果酸等都是萜類化合物的代表物質(zhì)。

5.有機硫化合物

有機硫化合物是指有機物中含有硫元素的一類植物化學(xué)物質(zhì)。果蔬花卉中主要有兩類含硫化合物。一類是異硫氰酸鹽，廣泛存在于十字花科蔬菜，如西蘭花、卷心菜、花椰菜、球莖甘藍(lán)和蘿卜中；另一類是存在于蔥蒜中的有機硫化物，例如，蒜氨酸在蒜酶的作用下生成蒜辣素，蒜辣素穩(wěn)定性較差，會形成多種含硫化合物。