(一)果品的分类
果品通常根据果实构造及其生物学特性而划分。
(1)仁果类
仁果类果树都属于蔷薇科。果实是假果,食用部分是由肉质的花托发育而成。如苹果、梨、山楂、海棠果、沙果、木瓜等。
(2)核果类
核果类果树也都属于蔷薇科。果实是真果,有明显的外、中、内三层果皮。外果皮薄,中果皮肉质为主要的食用部分,内果皮硬化而成为核,故称为核果。如李、杏、桃、杨梅、樱桃等。
(3)浆果类
(4)柑橘类
柑橘类果实是由若干枚子房联合发育而成。其中外果皮革质,含有许多油胞,内含芳香油,这是其他果实所没有的特征;中果皮疏松,呈白色海绵状;内果皮向内折叠形成瓤瓣,内生汁泡。如柑橘、柠檬、柚子、橙等。
(5)坚果类
食用部分是种仁,在食用部分外面有硬壳。如椰子、板栗、核桃、巴旦杏(扁桃)、银杏等。
(6)聚合果、复果类
聚合果是由一朵花中许多离生雌蕊聚生在花托上,以后每一个雌蕊形成一个小果,许多小果聚集在同一花托上而形成的果实,如草莓等。复果是由几朵花或许多花聚合发育形成一体的果实,又称聚花果,如菠萝、无花果、凤梨等。
(二)蔬菜的分类
1.植物学分类法
植物学分类法是按自然系统分类,即根据植物学的形态特征,按科、属、种和变种进行分类,采用全世界统一的双命名法命名。人类栽培的蔬菜在植物界中大概分布于20多科50多属中,其中绝大多数属于种子植物,双子叶和单子叶的都有。在双子叶植物中,以十字花科、豆科、伞形科、茄科、葫芦科、菊科为主。在单子叶植物中,以百合科、禾本科为主。
植物学分类可以明确科、属、种间在形态、生理上的关系,以及在遗传上、系统发生上的亲缘关系。凡同科属的蔬菜,系统相近,其生物学特性也相似。在蔬菜栽培和采后处理时,在对病虫害的防治上也有共同的地方,因为许多病原可以相互传染。现将各种蔬菜依植物学分类法列举如下。
(1)菌藻植物门
(2)种子植物门
①双子叶植物纲。
十字花科:大头菜、榨菜、雪里蕻、包心芥菜、皱叶芥、大叶芥、结球甘蓝、球茎甘蓝、抱子甘蓝、花椰菜、青花菜、萝卜、芜菁、芜菁甘蓝、小白菜、大白菜、芥蓝、乌塌菜、辣根、荠菜、豆瓣菜等。
藜科:菠菜、叶用甜菜(牛皮菜)、根用甜菜(红菜头)。
苋科:苋菜、千穗谷(粒用苋)。
落葵科:落葵。
菱科:菱。
葫芦科:黄瓜、甜瓜、西瓜、南瓜、冬瓜、瓠瓜(葫芦)、丝瓜、苦瓜、佛手瓜等。
锦葵科:冬寒菜、黄秋葵。
豆科:豇豆、菜豆、豌豆、蚕豆、莱豆、扁豆、刀豆、豆薯、大豆等。
楝科:香椿。
伞形科:胡萝卜、香芹菜、芹菜、根芹菜、水芹菜、芫荽(香菜)、茴香、美国防风。
菊科:莴苣、菊芋、朝鲜蓟。
旋花科:甘薯、蕹菜。
唇形科:草石蚕。
蓼科:食用大黄。
②单子叶植物纲。
泽泻科:慈姑。
蘘荷科:姜、蘘荷。
百合科:金针菜(黄花菜)、百合、大葱、大蒜、韭菜、洋葱、石刁柏(芦笋)、韭葱、细香葱、薤(藠头)等。
天南星科:芋、蒟蒻(魔芋)。
香蒲科:蒲菜。
薯蓣科:山药、大薯。
莎草科:荸荠。
2.食用器官分类法
按照食用部分的器官形态,蔬菜可分为根、茎、叶、花、果菜类等五类。这种分类法是指种子植物,不包括食用菌等特殊形态的蔬菜。
这种分类法的优点是蔬菜供食用的器官类型相同,可以了解彼此在形态和生理上的关系,凡食用器官相同的,其生物学特点也大致相同。
(1)根菜类
肉质直根:萝卜、胡萝卜、根用芥菜、芜菁、芜菁甘蓝、根用甜菜等。
块根菜:豆薯、葛等。
(2)茎菜类
①地上茎类。
嫩茎:莴苣、茭白、石刁柏、竹笋、菜薹等。
肉质茎:榨菜、球茎甘蓝等。
②地下茎类。
块茎类:马铃薯、菊芋。
根状茎类:藕、姜。
球茎类:荸荠、芋、慈姑等。
(3)叶菜类
普通叶菜:菠菜、雪里蕻、苋菜、小白菜、叶用甜菜、生菜(叶用莴苣)等。
结球叶菜:大白菜、结球甘蓝、结球莴苣、包心芥菜等。
香辛叶菜:葱、韭菜、芹菜、茴香、芫荽等。
鳞茎类:洋葱、大蒜、胡葱、百合、藠头等。
(4)花菜类
包括花椰菜、朝鲜蓟、韭菜花、金针菜等。
(5)果菜类
瓠果类:南瓜、黄瓜、冬瓜、瓠瓜、苦瓜、丝瓜、西瓜、甜瓜、佛手瓜等。(www.xing528.com)
浆果类:番茄、茄子、辣椒等。
荚果类:豇豆、菜豆、豌豆、蚕豆、莱豆、毛豆、刀豆、扁豆、绿豆等。
(三)果蔬产品的结构
1.果实组织的来源
从植物学的角度来说,果实是由子房发育而成的,包括种子和包在种子外面的果皮。种子由胚珠发育而成,有些果实的可食部分为种子的种仁,如椰子、板栗、核桃等。果皮是由子房壁发育形成的,通常分为外、中、内三层。外果皮一般很薄;中果皮由薄壁细胞组成,结构上变化很多,有的肉质肥厚,是果实的可食部分,如李、杏、桃等;内果皮结构变化也很大,有的果实的内果皮木质化加厚,非常坚硬,如桃、李、杏等,有的内果皮向内折叠形成瓤瓣,内生汁泡,是果实的可食部分,如柑橘等,有的果实成熟时,内果皮分离成单个的浆汁细胞,如番茄、葡萄等。
果实只由子房发育而成的,称为真果,多数果实是这种情况。有些果实,除了子房外还有其他部分参与组成,如花托、花被以至花序轴,这类果实称为假果,如苹果、梨、山楂、海棠果、瓜类等。
还有些果实是聚合果,如草莓等,主要食用部分为肉质的花托,外带许多小瘦果。有的果实为聚花果,是由很多小果聚生而成的,如菠萝的果实是由许多花聚生在肉质的花轴上发育而成,无花果的肉质花轴内陷成囊状,囊内壁上着生许多小果。图2-1表示了几种果实与组织之间的关系。
图2-1 果实组织的发育来源(引用Ron Wills 1998)
A:腰果;B:草莓;C:荔枝;D:甜橙;E:葡萄;F、G:番茄;H、I:桃;J:苹果;K:菠萝;L:无花果
2.蔬菜组织的结构
人们食用的蔬菜,大多是植物中的一部分器官,很少是整株植物。植物器官各自具有植物形态学和解剖学的特征及作为蔬菜的独特性质。图2-2表示了几种蔬菜和植物组织的关系。
(四)果蔬产品的营养成分和风味物质
果蔬是人体所需维生素、矿物质的主要来源,也是提供淀粉、蛋白质、有机酸、芳香物质等有机物质的重要饮食,更是为人类提供柔软纤维的最佳保健食品。
图2-2 蔬菜组织的发育来源(引用Ron Wills 1998)
A:朝鲜蓟;B:芦笋;C:玉米;D:抱子甘蓝;E:芹菜;F:洋葱;G:马铃薯;H:胡萝卜;I:甘薯;J:甜菜根;K:韭葱;L:菠菜;M:南瓜;N:绿花菜;O:生菜
1.维生素
果蔬中含有多种多样的维生素,但与人体关系最为密切的主要有维生素C和胡萝卜素(维生素A原)。据报道,人体所需维生素C的98%、维生素A的57%左右来自于果蔬。
(1)维生素C
果蔬是人体所需维生素C的主要来源。果蔬种类不同,维生素C含量差异较大,鲜枣、猕猴桃、山楂、辣椒、番茄、雪里蕻、草莓、花椰菜及柑橘类等果蔬的维生素C含量较高。柑橘中的维生素C大部分是还原型的,而在苹果、柿中氧化型占优势,所以在衡量比较不同果蔬维生素C营养时,仅仅以含量为标准是不准确的。
(2)维生素A原(胡萝卜素)
植物体中不含维生素A,但有维生素A原即胡萝卜素。新鲜果蔬中含有大量的胡萝卜素,其本身不具维生素A生理活性,但在人和动物的肠壁及肝脏中能转变为具有生物活性的维生素A。维生素A为脂溶性维生素,在人体内具有累积作用。不需要天天补充,但是若在短期内大量食用,会对人产生毒害作用。
维生素A和胡萝卜素比较稳定。但由于其分子的高度不饱和性,其在果蔬加工中容易被氧化,加入抗氧化剂可以得到保护。在果蔬贮运时,冷藏、避免日光照射有利于减少胡萝卜素的损失。绿叶蔬菜、胡萝卜、南瓜、杏、柑橘、黄肉桃、芒果等黄色、绿色的果蔬含有较多量的胡萝卜素。
此外果蔬中还含有维生素B2(核黄素)、维生素B1、维生素E、维生素K等,它们对人体也具有重要的营养价值。
2.矿物质
矿物质是构成人体组织结构的重要组分,是调节生理功能和维持人体健康的物质。矿物质维持人体内体液渗透压和pH的平衡,许多矿物离子还直接或间接地参与人体内的生化反应。人体缺乏某些矿物元素时,会产生营养缺乏症,因此矿物质是人体不可缺少的营养物质。
矿物质在果蔬中分布极广,占果蔬干重的1%~5%,平均值为5%,而一些叶菜的矿物质含量可高达10%~15%,是人体摄取矿物质的重要来源。果蔬中矿物质的80%是钾、钠、钙等金属成分,其中钾元素可占其总量的50%以上,磷酸和硫酸等非金属成分占20%,这些金属元素进入人体内后,与呼吸释放的HCO-3离子结合,可中和血液中过多的酸而维持酸碱平衡,因此果蔬被称为“碱性食品”。而相对来说,谷物、肉类和鱼、蛋等食品中,磷、硫等非金属成分含量很高,会在体内形成磷酸、硫酸而增加体内的酸性;同时这些食品富含淀粉、蛋白质与脂肪,它们经消化吸收后,其最终氧化产物为CO2,CO2进入血液会使血液pH值降低,故又称之为“酸性食品”。过多食用酸性食品,会使人体液、血液的酸性增强,易造成体内酸碱平衡的失调,甚至引起酸中毒,因此为了保持人体血液、体液的酸碱平衡,在鱼、肉等动物食品消费量不断增加的同时,还需要增加果蔬的食用量。
食品矿物质中,钙、磷、铁与人体健康关系最为密切,人们通常以这三种元素的含量来衡量食品的矿物质营养价值。果蔬中含有较多量的钙、磷、铁,尤其是在某些蔬菜中的含量很高,是人体所需钙、磷、铁的重要来源之一。例如菠菜、芹菜、甘蓝、白菜及胡萝卜等含有很多的铁盐,绿叶蔬菜含有丰富的钙,洋葱、丝瓜、茄子含有较多的磷。钙不仅是人体必需的营养物质,而且对果蔬自身的品质和耐贮性的影响也非常大。许多果蔬的生理病害如苹果水心病、苦痘病、红玉斑点病、大白菜干烧心等都与缺钙有关,采前喷钙和采后浸钙处理都有助于提高果蔬的品质与耐贮性。
3.碳水化合物
果蔬中的碳水化合物包括糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质等,是果蔬干物质的主要成分。
(1)糖
糖是反映果蔬味道的重要物质成分,它不仅使人感到味甜,供给人体所需要的热能,也是果蔬从生长到衰老过程中变化最明显的物质之一。果蔬中所含的糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖。水果含糖量较高,而蔬菜中除西瓜、甜瓜、番茄、胡萝卜等含糖量稍高外,大多都很低。大多水果的含糖量在7%~18%,蔬菜的含糖量大多在5%以下。
仁果类中果糖含量较多,葡萄糖和蔗糖次之;核果类中蔗糖含量较多,葡萄糖、果糖次之;浆果类主要含葡萄糖和果糖;柑橘类蔗糖含量较多,占总糖的60%以上。常见果蔬糖的种类及含量见表2-1。果蔬甜味的强弱除了与含糖种类与含量有关外,还受含糖量与含酸量之比(糖/酸比)的影响,糖酸比越高,甜味越浓,反之酸味越浓,如红星、红玉苹果的含量糖基本相同,红玉苹果含酸量约为0.9%,而红星苹果的酸含量在0.3%左右,故红玉苹果食之有较强的酸味。
表2-1 常见果蔬糖的种类及含量
果蔬在贮藏过程中,糖分消耗量越慢,果品蔬菜质量就越好,说明贮藏条件合适。反之,在贮藏期中,呼吸作用所消耗的糖分越多,降低越快,果品蔬菜质量就越差,说明贮藏条件不合适。
(2)淀粉
虽然果蔬不是人体所需淀粉的主要来源,但某些未熟的果实如香蕉、苹果及地下根茎菜类、豆类含有大量的淀粉。成熟的香蕉淀粉几乎全部转化为糖,在非洲和某些亚洲国家与地区香蕉常常作为主食来消费,是人们获取膳食能量的重要渠道;土豆在欧洲某些国家与地区也是不可缺少的食品,更是当地居民膳食淀粉的重要来源之一。
淀粉不仅是人类膳食的重要营养物质,淀粉含量及其采后变化还直接关系到果蔬自身的品质与贮运性能的强弱。富含淀粉的果蔬,淀粉含量越高,耐贮性越强。而对于青豌豆、菜豆、甜玉米这些以幼嫩的豆荚或籽粒供鲜食的蔬菜来说,淀粉含量的增加意味着品质的下降。一些富含淀粉的果实如香蕉、苹果,在后熟期间淀粉会不断地水解为低聚糖和单糖,食用品质增强。采后的果蔬光合作用停止,淀粉等大分子贮藏性物质不断地被消耗,最终会导致果蔬品质与贮藏、加工性能的下降。淀粉的含量与果蔬的品质及耐贮性密切相关,因此淀粉含量又常常用作衡量某些果蔬品质与采收成熟度的参考指标。
(3)纤维素和半纤维素
纤维素、半纤维素是植物细胞壁中的主要成分,是构成细胞壁的骨架物质,它们的含量与存在状态,决定着细胞壁的弹性、伸缩强度和可塑性,在细胞中起着支持和保护的作用。幼嫩的果蔬中的纤维素,多为水合纤维素,组织质地柔韧、脆嫩,老熟时纤维素会与半纤维素、木质素、角质、栓质等形成复合纤维素,使组织变得粗糙坚硬,食用品质下降。
纤维素、半纤维素是影响果蔬质地与食用品质的重要物质,同时它们也是维持人体健康不可缺少的辅助成分。纤维素、半纤维素、本质素等统称为粗纤维,虽然它们不具营养功能但能刺激肠胃蠕动,促进消化液的分泌,提高蛋白质等营养物质的消化吸收率,带走肠道中多余和有毒的物质(环芳烃、霉菌素、亚硝胺),防止它们过长时间停留在肠中对肠壁产生侵害作用,同时还可以防止或减少如肥胖、便秘、肠癌等许多疾病的发生,是维持人体健康必不可少的物质。人体所需的膳食纤维主要来自于果蔬。
(4)果胶
果胶物质是植物组织中的重要成分,也是反映果蔬质地的重要物质。果胶物质沉积在植物的细胞初生壁与中胶层中,起着黏结细胞个体的作用。果胶物质有三种形态,即原果胶、可溶性果胶与果胶酸,在不同生长发育阶段,果胶物质的形态会发生变化。
原果胶存在于未熟的果蔬中,是可溶性果胶与纤维素缩合而成的高分子物质,不溶于水,具有黏结性,它在胞间层与蛋白质、钙、镁等形成蛋白质—果胶—阳离子黏合剂,使相邻的细胞紧密地黏结在一起,赋予未熟果蔬较强的硬度。随着果实成熟,原果胶在原果胶酶的作用下,分解为可溶性果胶与纤维素。可溶性果胶是由多聚半乳糖醛酸甲酯与少量多聚半乳糖醛酸连接而成的长链分子,存在于细胞汁液中,相邻细胞间彼此分离,组织软化。但可溶性果胶仍具有一定的黏结性,故成熟的果蔬组织还能保持较好的弹性。
当果实进入过熟阶段时,果胶在果胶酶的作用下,分解为果胶酸与甲醇。果胶酸无黏结性,相邻细胞间没有了黏结性,组织弹性消失,果胶物质形态的变化是导致果蔬硬度下降的主要原因。在生产中硬度是影响果蔬贮运性能的重要因素。人们常常借助硬度来判断某些果蔬,如苹果、梨、桃、杏、柿、番茄等的成熟度,确定它们的采收期,同时硬度也是评价它们贮藏效果的重要参考指标。
(5)有机酸
果蔬中有多种有机酸,其中柠檬酸、苹果酸、酒石酸分布最广,是水果中主要有机酸。蔬菜的含酸量相对较少,除番茄外,大多尝起来都感觉不到酸味的存在,但有些蔬菜如菠菜、茭白、苋菜、竹笋含有较多量的草酸,由于草酸会削弱人体对钙的吸收利用能力,食用过多有害。常见果蔬中的主要有机酸种类见表2-2。
表2-2 常见果蔬中主要有机酸的种类
续 表
不仅有机酸的含量影响风味品质,而且有机酸也是果蔬呼吸作用的基质之一,在贮藏过程中果蔬的酸度由于呼吸作用的结果,而逐渐降低。如番茄经贮藏之后由酸而变成甜酸,原因就在于此。含酸量下降的速度与果实的种类和贮藏温度等有密切关系。
(6)含氮物质
果蔬中含氮物质主要是蛋白质,其次是氨基酸、酰胺及某些铵盐和硝酸盐。一般果蔬中蛋白质和氨基酸含量不多。
(7)芳香物质
果品蔬菜中普遍含有的挥发性芳香油称为挥发油,又称精油,是果蔬具有香味和其他特殊气味的主要原因。芳香物质主要有:酯、内酯、醇、酸、醛、酮、萜和烃等。各种果实中的上述不同成分引起不同的芳香气味。水果的香味物质以酯类、醇类和酸类物质为主,而蔬菜则主要是一些含硫化合物和高级醇、醛、萜等。
果蔬经过贮藏之后,其所含的挥发油往往由于挥发和酶作用分解而含量降低。如贮藏温度高,贮藏时间长,则挥发油损失多。所以果蔬在比较低的温度条件下贮藏,可减少挥发油的损失。果实在贮藏中散发出来的芳香气味,积累过多将加速果实的成熟与衰老,对贮藏不利。
(8)色素物质
①叶绿素
果蔬呈现绿色是因为含有叶绿素。果蔬的叶绿素主要是由两种结构相似的叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)组成的。叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,通常它们在植物体内以3∶1的比例存在。叶绿素脂溶性强,也容易降解,是衡量绿色蔬菜新鲜度的重要指标。摄入叶绿素可以减少黄曲霉毒素的吸收。
类胡萝卜素广泛地存在于果蔬中,是一类脂溶性的色素,其颜色表现为黄、橙、红。果蔬所含类胡萝卜素达300多种,但主要的有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄素、辣椒红素、辣椒黄素和叶黄素。番茄红素、番茄黄素存在于番茄、西瓜、柑橘、葡萄柚等果蔬中。各种果蔬中均含有叶黄素,它与胡萝卜素、叶绿素共同存在于果蔬的绿色部分中,只有叶绿素分解后,果蔬才能表现出黄色。辣椒黄素、辣椒红素存在于辣椒中,黄皮洋葱中也有,辣椒黄素表现为黄色或白色。
β-胡萝卜素具有很强的抗氧化作用,能高效淬灭单线态氧,清除人体内自由基。当β-胡萝卜素与靶细胞特定的受体相结合时,可直接拮抗致癌物质,弱化其致癌作用。胡萝卜素可修复受损组织,并调动免疫系统,增强机体的免疫功能,还可减弱化疗的反应。类胡萝卜素还有利于抗坏血酸的保存,因为它能使抗坏血酸氧化酶失去活性,从而减少抗坏血酸的损失。
③花青素
花青素是一类水溶性色素,以糖苷形式存在于植物细胞液中,呈现红、蓝、紫色,是一种感光色素,充足的光照有利于花青素的形成,花青素的形成和累积还受植物体内营养状况的影响,营养状况越好,着色越好,着色好的水果风味品质也越佳。所以,着色状况也是判断果蔬品质和营养状况的重要参考指标。花青素是羟基供体,同时也是一种自由基清除剂,它能和蛋白质结合防止过氧化,也能淬灭单线态氧,还有利于人体内抗坏血酸的保存。
④黄酮类色素
黄酮类色素也是一类水溶性的色素,呈无色或黄色,以游离或糖苷的形式存在于果蔬中。
比较重要的黄酮类色素有圣草苷、芸香苷、橙皮苷,它们存在于柑橘、芦笋、杏、番茄等果蔬中,是维生素P的重要组分,维生素P又称柠檬素,具有调节毛细血管透性的功能。橙皮苷存在于柑橘类果实中,是柑橘皮苦味的主要来源。
⑤其他风味营养成分
在一些果蔬中,还存在一些特殊的营养物质。如辣椒、生姜及葱蒜等蔬菜含有大量的辣味物质。适度的辣味具有增进食欲、促进消化液分泌的功效。它们的存在与这些蔬菜的食用品质密切相关。十字花科蔬菜富含芥子油苷,芥子油苷的降解产物具有抗癌作用。
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