第一章 园艺产品品质的化学构成
基础知识
一、园艺产品的质量定义
质量quality：也称品质，指产品特性的构成和等级。
质量有多种含义，如市场质量、可食质量、果点质量、运输质量、饭桌质量、营养质量、内在质量、外观质量等。
如切花质量通常包括观赏寿命、花姿、花朵大小、鲜重、新鲜度、茎和花梗的支撑力、叶色和质地等
园艺产品的质量：指做为人类的食物或给人类以享受的具有商品价值的特征、属性以及性质的综合。即园艺产品满足消费者的程度，它是用来区分园艺产品性质、等级、优劣程度以及商品价值特性的总称。
不同的流通环节它的质量要求是不同的。①生产者所关心的不单是他们的商品有好的外观和尽可能少的外观缺陷，对于他们来说，一个有用的品种必须能有高产、抗病、易采收及好的运输质量。②而集货商和批发商则要求外观质量好，这是最重要的。他们对果蔬最感兴趣的是硬度和长的贮藏寿命。③对于消费者来说，往往要求外观好、硬的、有好的香味及有营养价值。虽然消费者在购买商品时是基于外观和直感，但他们的满足和再次购买是基于好的食用质量。因此不同流通环节它的质量要求是不同的。一般可分为两大部分：食用品质（主要包括新鲜度、成熟度、色泽、芳香性、质地和营养价值等指标）和商品品质（包括食用价值、商品化处理水平、抗病性耐贮性及货架期等）。而美国则要求则从适应性、通用性、式样、吸引力、惬意感、表现身份(pride of ownership)和价格等8方面。（即人们所说的硬质和软质量）
V=(F+U)/P V（value价值） P（price价格） F（function功能） U（use适用性） 园艺产品质量可以概括为三个方面，即性状因子、性能因子和嗜好因子。性状因子是指的外观和质地。例如产品的大小、色泽、形状和群体的整齐度等是外观特性；而产品的硬度 度、致密性、韧性、弹性、纤维、汁液多少、黏稠度、粉质感等是质地特性。性能因子是指用或观赏目的有关的特性，包括产品风昧、营养价值、芳香气味等，如果蔬中含有的维生素 物质、蛋白质、氨基酸、碳水化合物等。嗜好因子是指人们的偏好因素，它因消费集团乃至 偏好而有所差异。例如斯拉夫人、俄罗斯人喜欢吃酸味较浓的水果;亚洲人喜欢吃较甜的。
在花卉方面，广东、香港等地，由于方言的关系,送花时尽量避免用剑兰(见难)、茉莉 (没利)。日本人忌荷花。法国、意大利人和西班牙人不喜欢菊花,认为它是不祥之花,但德国人和荷兰人对菊花却十分偏爱。在德国, 一般不能将白色玫瑰花和郁金香送给朋友的太太，巴西人视黄色为凶丧的色调。
因此作为商品并不是质量最好的园艺产品销量最大、赢利最丰，购销双方都要根据本身情况考虑质量和价格的比值(Q:P)，以便确定最佳销售点或购买点。为此将园艺产品分为最佳质量 (best quality) 和经济质量 (economic quality)。此外，商业中还有硬质量(hardness quality) 和软质量 (softness quality)之分，前者主要指营养和贮藏性，后者指如何满足购买者的心理需求。
第一节 园艺产品之色
园艺产品因种类、品种、栽培条件、成熟度和贮藏加工条件不同而呈现不同的颜色，这是因为所含色素(pigment)的种类及其含量和比例不同而引起的。一般情况下，水果、园艺产品和粮食种子的绿色随着成熟度提高或贮藏时间的延长而由深变浅，最终完全消失而呈现不同颜色。所以，色泽以及颜色深浅是评价园艺产品成熟度、新鲜度以及品质和商品价值的重要感官指标之一。园艺产品的色素主要包括叶绿素、类胡萝卜素和多酚类色素三大类。 一、叶绿素 1、叶绿素的结构
叶绿素(chlorophyll)是鲜活绿色园艺产品的代表色素。叶绿素是叶绿酸(二羧酸)与叶绿醇及甲醇形成的二酯，其绿色来自叶绿酸残基。
2、叶绿素的性质
叶绿素a和b都不溶于水，可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。叶绿素a可溶于石油醚，叶绿素b几乎不溶于石油醚。叶绿素a为兰黑色粉末，熔点为117～120℃，其乙醇溶液显兰绿色，并有深红色莹光(fluorescence)。叶绿素b为深绿色粉末，熔点120～130℃，其乙醇溶液显黄绿色，有红色莹光。在植物细胞中．叶绿素与蛋白质结合成叶绿蛋白存在，使之呈现绿色。当细胞死亡后，叶绿素则从叶绿体中游离出来。游离叶绿素很不稳定，对光和热都敏感，受光辐射时，由于光敏氧化作用而裂解为无色产物。
叶绿素用稀酸处理时，生成褐色的去镁叶绿素a或褐绿色的去镁叶绿素b，原有的绿色消失。去镁叶绿素能很快地与其他金属盐(如铜盐或锌盐)作用，Cu或Zn进入叶绿素分子中填补原先Mg的位置而再次呈现绿色，而园艺产品品质的化学构成且比原来的绿色更稳定，不被光所氧化(oxidation)。叶绿素在稀碱溶液中较稳定，加热则水解成叶绿醇、甲醇和叶绿酸钠(钾)盐，叶绿酸呈鲜绿色，较稳定。用CuSO4处理叶绿酸(盐)，便可制得易溶于水的叶绿素铜钠(钾)盐。在叶绿素分解酶的作用下，叶绿素分解成绿色的叶绿酸甲酯和叶绿醇。此时若用碱处理，叶绿酸甲酯则水解成叶绿酸盐和甲醇。 二、类胡萝卜素
类胡萝卜素(carotenoid)广泛存在于动植物性食物中，是一类呈现黄、橙、红色的脂溶性 色素。类胡萝卜素多与叶绿素和蛋白质共同结合成色素蛋白体存在于鲜活园艺产品中，当叶绿素存在时，绿色占优势，类胡萝卜素的颜色被掩没，一旦叶绿素被分解，则呈现类胡萝卜素的颜色。成熟果实的颜色转变以及秋天绿叶变黄的原因都在于此。
类胡萝卜素是由40个碳组成的一类化合物，根据呈色不同分为橙黄色类和红色类。按结构和溶解性质的差异分为胡萝卜素类(caroten)和叶黄素类(xanthophy1)。 (一)类胡萝卜素的结构
胡萝卜素类色素均含有一条由八个异戊二烯单位组成的共轭多烯链，叶黄素类色素的结构是胡萝卜类色素的含氧衍生物，包括叶黄素、玉米黄素、隐黄，素、番茄黄素、柑桔黄素、虾黄素和胭脂树橙色素等。
(二)类胡萝卜素的性质
类胡萝卜素是一类脂溶性色素，可溶解于脂溶性溶剂。胡萝卜素类色素微溶于甲醇、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。类胡萝卜素与蛋白质结合存在于园艺产品细胞中，结合态的类胡萝卜素相当稳定，经提取或与蛋白质分离后，稳定性(stability)下降。此类色素对热较稳定，即使在Za、Cu、Fe等金属存在的条件下也不易破坏。由于此类色素含双键多，在O2的存在下，特别是在光线中易被氧化裂解失去颜色，因此在透明塑料或玻璃缸中容易褪色。此外，不饱和双键易被脂肪氧化酶、过氧化酶氧化褪色褐变，尤其是在pH和水分过低时更易氧化。 3．呈色反应 类胡萝卜素与三氯化锑的氯仿溶液反应多呈兰色，与浓硫酸作用均显兰绿色，与浓盐酸反应则只有胡萝L素呈灰绿色。由此常用作对这类色素进行定性检测。 三、多酚类色素
一类水溶性植物色素，包括花青素类色素、花黄素类色素和儿茶素类色素三种类型。 (一)花青素类
花青素类(anthocyan)存在于植物细胞液中，是构成水果、园艺产品、花卉等美丽色彩的一类天然色素。现已知的此类色素有20多种，其中最重要的花青素类色素有天竺葵素(为草莓、苹果、玉米花中的重要色素)、青芙蓉素(又叫矢车菊色素为无花果、葡萄、樱桃、桑椹、茶叶、玉米花中的重要色素)和飞燕草素(存在于茄子、石榴、茶叶等中)。此外，还有一种广泛存在于植物的花、茎和果实中的无色花青素(1eucoanthocyanidin)，在实验条件下，无色花青素，可以转化成相应的花青素(anthocyanidin)。无色花青素也是园艺产品中主要的涩味成分之一。
花青素的基本结构是苯基苯并吡喃镁盐的多羟基衍生物，苯基位碳上取代基的种类和数目不同，便形成不同的花青素，现已知的花青素有十几种。不同的花青素颜色不同，其色泽与结构有一定的相关性。随着苯环上羟基数目的增加，颜色向紫兰方向移动。如苯环上只有一个羟基的氯化天竺葵素显红色，苯环上带两个羟基的氯化青芙蓉素呈紫兰色，苯环上连接三个羟基的氯化飞燕草素呈现兰色。苯环上甲氧基(methoxy)数目增多，颜色向红色方向移动，如氯化飞燕草素苯环上的羟基被甲基(methyl)取代后颜色由兰转红。
各种花青素的颜色可以随pH值的变化而变化，通常在酸性中呈红色，在碱性中呈兰色，因此可作指示剂。其变化的原因是在不同的pH值下，花青素的结构随之变化的结果。如青芙蓉素在pH 8.5时，以中性分子存在显紫色，在pH 3.0以下则以阳离子形式存在而呈红色，在pH11时以阴离子形式存在并显兰色。所以，同一种花青素在不同的园艺产品中或在同一种园艺产品中，由于产品本身的酸碱度不同可以表现出不同的颜色。但是，当花青素与Ca、Mg、Mn、Fe、Al等金属结合成兰色络合物时，就变得稳定而不受pH的影响。
一般情况下，花青素极不稳定，易受pH值、氧化剂、抗坏血酸、温度和光线的影响而变∑色、SO2可使花青素褪色，其原因可能是与花青素形成一种加成物，若经加热或加入与之亲和力更强的甲醛将SO2除去，则可恢复花青素原来的颜色。在抗坏血酸存在下，花青素也会分解褪色。糖苷酶可将花青苷分解成糖和配基而使之褪色。各种园艺产品中所含花青素的种类取决于遗传因素，但含量则受环境因子的左右。光照可促进花青素的形成，如红苹果在高海拔地区栽培比低海拔地区着色更鲜艳。低温可促进花青素的积累，如秋禾红叶形成的原因之一就是由于夜间低温促进了花青素积累的
结果。此外，花青素的形成和积累还与植物钵内的营养状况和含水量有关。 (二)花黄素类
花黄素是广布于植物的花、果、茎、叶中的一类水溶性黄色色素。已知的花黄素类色素约之400种之多，常见的主要有：槲皮素(含于苹果、柑桔、洋葱、啤酒花、玉米、芦笋、菜叶中)、圣草素(柑桔类果实中含量最多，是维生素P的组成之一)、橙皮素(大量存在于柑桔皮中)等。花黄素类色素的基本结构是α一苯基苯并吡喃酮(phenylbenzopyrone)，属于黄酮及其衍生物的总称，所以花黄素类色素又称黄酮类(flavonoid)色素。这类色素包括黄酮({lavone}、黄酮醇(flavon01)、黄烷酮(flavanone)以及黄烷酮醇(flavano1)的衍生物。
花黄素在自然条件下，颜色一般并不显著，常为浅黄至无色，偶尔为橙黄色。黄酮以及黄酮醇类花黄素为黄色结晶，黄烷酮以及醇的衍生物为无色结晶。在pH 1l～12条件下，这类色素生成苯基苯乙烯酮(即查耳酮)，颜色呈黄色、橙色以至褐色。在酸性条件下，查耳酮又可恢复到原来的结构，颜色消失。无色花黄素类色素与Fe作用生成兰绿色络合物。花黄素类色素与Pb等重金属离子生成不溶性沉淀，并发生颜色变化。该色素的酒精溶液可被Mg和HCl还原(reduction)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。此类色素在空气中久置易被氧化成褐色沉淀。
桷皮素、橙皮素、圣草素等均有维生素P的生理功能，橙皮素又是柑桔果实中主要的苦味成分。 (三)儿茶素类
儿茶素类包素广泛存在于植物界，特别是葡萄、苹果、桃、李、石榴等果实中含量较多，尤其未成熟果实中含：量丰富。儿茶素类色素易氧化聚合或与金属离子结合生成黑褐色物质。儿茶素类物质的另一特点是具有涩味．
第二节 园艺产品之香
许多园艺产品具有独特的香气，香气的类别和强度是评价园艺产品品质的重要指标之一。 一、园艺产品中的几种主要香气物质
园艺产品的香气(aroma)来源于各种微量的挥发性物质(volatilesubstance)，由于挥发性物质的种类和数量不同，使各种园艺产品有各自特定的香气。香气物质的种类较多，结构复杂。以香气物质的结构分析来看，分子中都含有形成气味的原子团，这些原子团称为发香团。园艺产品中香气物质的发香团主要有羟基(-OH，hydroxyl)、羧基(-COOH，carboxyl)、醛基(-CHO，aldehyde)、羰基(>C＝O，carbonyl)、醚(R-OR，ether)、酯(-COOR，ester)、苯基(-C6H5，phenyl)、酰胺基(一CONH2，amid)等。发香团表示香气的存在，但与香气的种类无关。一般而言，低级化合物的香气决定于所含气味原子团，而高级化合物的气味决定于分子的结构和大小。
二、各类食品的香气特点 1、水果的香气成分
水果中具有浓郁的天然香气味，其香气成分中以有机酸酯类、醛类、萜类为主，其次是醇类、酮类及挥发酸等。水果香气成分随着果实的成熟而增加。人工催熟的水果不及在树上成熟的水果香气成分含量高。
2、蔬菜的香气成分
2+
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、韭、蒜等香气均由硫化丙烯类化合物组成；甘蓝加热后由蛋氨酸分解生成二甲硫醚；萝卜、油菜中主要由芥子苷分解的含硫化合物；黄瓜中主要香气成分为黄瓜醇和黄瓜醛。
3、动物性食品的香气成分： 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。如鸡肉香气的主体成分中含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，如将微量硫化氢去除，则鸡汤大大降低鲜香味。
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，它们是牛奶的主体香气成分。鲜奶酪的香气物质主要有挥发性脂肪酸和羰基化合物的丁二酮、3-羟基丁酮、异戊醛等。
焙烤食品的香气成分：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。
油炸类食品中包括羰氨反应产生的各种物质，油脂分解产生的低级脂肪酸、羰氨化合物及醇等物质。例如：亚麻酸可分解成已烯醛、已烯醇和壬二烯醇、壬二烯醛。花生和芝麻焙炒后有很强的香气。花生焙炒产生的香气中，除了羰氨化合物以外，还发现五种吡嗪类化合物和N-甲基吡咯；芝麻焙炒中产生的主要香气成分是含硫化合物。
第三节 园艺产品之味
许多园艺产品具有不同特色的味，其差异决定于呈味物质的种类、数量和比例。这些物质还关系到营养价值、耐贮性和加工适性等。味的分类在世界各国并不一致，如日本分酸、甜、苦、咸、辣五味，欧美各国分甜、酸、咸、苦、辣及金属味等六味，我国习惯上分为甜(sweet)。酸(sour)、苦(bitter)、咸(salty)、辣(hot)、涩(astringent)、鲜(delicious)七种，除咸味外，其余六种均与园艺产品有关。
从生理学的角度看，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。味蕾由40～150个味细胞组成，分布于口腔上皮，成人约有数千个，婴儿约有1万个。不同的味感物质在味蕾上有不同的结合部位，因而在舌头上不同的部位会有不同的敏感性。一般来说，人的舌前部对甜味最敏感，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。但是这不是绝对的，会因人而异。其它呈味物不是通过味蕾而产生味感的。如辣味是刺激口腔粘膜、鼻腔粘膜、皮肤和三叉神经而引起的一种烧痛感。涩味是口腔蛋白质受到刺激而凝固时所产生的一种收敛感。味感阈值（CT）从人对4种基本味的感觉速度来看，以咸味感觉最快，对苦味反映最慢。但从人们对味的敏感性来看，苦味却往往最易被察觉到，这涉及味感强度问题，在此引入味感阈值（CT）。阈值是指能感觉到该物质的最低浓度（mol/m,%或mg/kg）。一种物质的阈值越小，表明其敏感性越强。 一、园艺产品之甜味 (一)甜味物质
甜味能给人一种舒适可口的味感。凡具有甜味感的物质均称为甜味物质，园艺产品中的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
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第一章 园艺产品品质的化学构成
