第二章 食用花卉原料学（三）

2018-04-15 作者： 樊建；赵天瑞

第二章 食用花卉原料学（三）

第二节 常见食用花卉的化学组成与加工特性

花卉食品主要是指以植物的花器所加工成的可食食品，要了解花卉食品的加工特性，就必须先了解花卉中花器的化学组成，它是研究和改进加工工艺，提高花卉食品质量的前提和依据。Www.Pinwenba.Com 吧可食花卉种类繁多，化学组成复杂，其成分中大多具有营养或生理功能，是保持人体健康所必需的。但花卉中所含的化学成分在加工过程中易发生变化，因此影响食用品质，所以了解可食花卉的化学组成和加工特性对保持其原有的品质，提高加工品质有重要意义。

一、食用花卉的化学组成

水分和干物质花是由水分和干物质组成的，各种花器中的水分含量变化很大，新鲜的花水分含量很高，通常达到60%以上，有些花的水分含量甚至达到了80%以上。根据水分在花卉组织中与非水组分的结合程度来划分有三种存在状态，分别是：结合水、半结合水、自由水。其中自由水含量最多，占总水分的95%左右，指占据着与非水组分很远位置的水，这类水具有稀溶液中的一般特性，能够结冰，有很好的溶剂能力，能够蒸发损失，被微生物利用。食品中自由水的活性很高，从防腐的角度考虑它越少越好，但它与食品的风味、硬度和韧性有密切的关系，许多食品中必须保留它们。此外在食品加工过程中发生变动和发挥功能性的主要就是自由水。半结合水是指占据着与单分子覆盖层旁边未覆盖的非水物表面位置以及单分子覆盖层外位置的水，通常与花卉中的化学物质相结合，含量小于总水量的5%。这类水的溶剂能力和微生物利用性显著降低。结合水是指与非水物质结合最强的，并作为非水组分整体部分的水，这类水没有溶剂能力，不能结冰、蒸发，被微生物利用，只占总水量的0.5%左右。

花卉中因为含有丰富的水分而显得色彩艳丽，同时水分中溶有的干物质使花卉具有独特的营养和风味。但水分极易蒸发损失，同时是引起微生物腐烂的有利条件，是鲜花不易保藏的重要原因，因此，鲜花在加工储藏的过程中必须重视水分的影响，应根据具体情况，给予合理的控制。

花卉中除去水分以外的物质统称为干物质。根据溶解性分为水溶性和非水溶性。水溶性的干物质通常也叫做可溶性固形物，例如糖、有机酸、果胶、单宁和一些溶于水的维生素、矿物质等，主要存在于花的细胞液中，影响花的风味，在加工和储藏的过程中会因水分的变化而变化，从而对产品产生影响。其他不溶于水的物质称为非水溶性物质，例如纤维素、原果胶、脂肪和一些不溶的维生素、矿物质等。

碳水化合物

碳水化合物即我们常说的糖，因其只由碳氢氧三种元素组成，并且所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。根据碳水化合物能否水解和水解后的产物，可将它们分为单糖、低聚糖、多糖和糖苷四大类。花卉中常见的碳水化合物为单糖、双糖、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。

碳水化合物的结构、性质和变化的多样性是食品花色、质地、风味和加工特性多样化的重要物质基础。小分子糖有多种食用功能性，例如甜味、吸湿、易溶于水、可发酵、能改变黏度、提高渗透压、降低冰点等；多糖同样具有功能性，具有增稠、稳定、持水和保护风味成分的功能。在食品加工过程中，碳水化合物会发生大量变化，一些是有利的，一些是不利的，因此需要很严格的控制技术。

单糖和双糖是花卉原料中最常见的碳水化合物，主要是葡萄糖、果糖和蔗糖。花中所含的糖类一方面是作为能量物质，维持机体正常代谢，另一方面糖类含量的多少对其加工产品的品质和风味都有很大的影响。

葡萄糖和果糖具有还原性，因此称为还原糖。蔗糖本身不具有还原性，但其水解产物是具有还原性的转化糖，还原糖上的羰基能与氨基酸或蛋白质上的氨基在加热时发生羰氨反应，使花卉产品在加工过程中发生变色。因此在产品加工中应注意此反应对产品的影响并加以控制。例如在焙烤食品时需要其产生的色泽和香气，就要诱导适当发生；在制作花酱和饮料时要抑制其发生来保证产品的色泽美观。

淀粉是花卉原料中的一种主要多糖，是由葡萄糖脱水缩合而成的，有直链和支链两种，淀粉本身不具备甜味，但在酶和酸的作用下淀粉可以水解为葡萄糖，增加甜味。花卉原料中花瓣的淀粉含量较少，但花粉中淀粉含量较高。

纤维素和半纤维素在花卉原料中也是普遍存在的，它们是构成细胞壁的主要成分。纤维素是葡萄糖β-1，4糖苷键相连的一种多糖，一般与半纤维素、果胶、木质素等结合在一起，纤维素的含量约在0.2%~2.8%左右。人体消化道中不含纤维素酶，食入纤维素连同其他惰性多糖可构成不可消化的碳水化合物。纤维素的主要功能是促进肠道蠕动，刺激消化腺分泌，从而促进食物的消化和废物的排出。纤维素含量的多少对花卉原料的可食性有很大影响，纤维素多的原料使用价值相对较低。纤维素对花卉组织有保护作用，能够减轻机械损伤，抑制微生物侵袭，减少储藏和运输途中的损失。

半纤维素也是一种多糖，其组成和结构因物种的不同而不同。半纤维素不溶于水，但能溶于酸，也能被稀酸水解成单糖，含量约在0.2%~3.1%左右。构成半纤维素的单糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖等。半纤维素大多数为混合糖。在花卉组织中具有类似纤维素的支撑和结构功能，并有类似淀粉的贮藏功能。

纤维素和半纤维素高的原料在加工中除了会影响到产品的口感外，还会使饮料和清汁类产品出现浑浊现象。

果胶是由半乳糖醛酸形成的长链。果胶物质是构成细胞壁的主要成分，也是影响原料质地的重要因素，花卉原料的软硬程度和韧性与其中的果胶含量和存在形式有密切的关系。果胶在原料中的存在形式有原果胶、果胶和果胶酸三种。在未成熟的原料中果胶物质大部分是以原果胶的形式存在，原果胶不溶于水，与纤维素结合为细胞壁的主要成分，并通过纤维素把细胞与细胞紧密的连接在一起，此时原料显得既硬且脆。随着成熟度的增加，原果胶在原果胶酶的作用下逐渐分解为能溶于水的果胶，并与纤维素分离，存在于细胞液中，此时细胞液黏度增大，细胞间变得松软，原料变得松软。原料在进一步的成熟后，果胶在果胶酶的作用下水解为果胶酸，此时细胞液失去黏性，原料质地呈软烂状态，原料便失去了加工或食用的价值。

果胶溶液具有较高的黏度，因此果胶含量较高的原料在生产饮料时，会比较困难，要提高生产率需要把果胶进行水解。同样由于果胶的高黏度，对于浑浊型的饮料就有稳定作用，对于花酱有增稠作用。

根据果胶分子中的羧基被甲醇酯化的程度，果胶还有高甲氧基果胶和低甲氧基果胶之分。甲氧基含量在7%以上的就是高甲氧基果胶。高甲氧基果胶的糖含量超过50%，当pH低于4时由于糖的存在果胶表面的膜被破坏，并降低了果胶所带的电荷，破坏了果胶的稳定性，使之形成凝胶。根据此性质可以制作花酱和果冻。酯化程度越高凝胶速度越快。低甲氧基果胶在有Ca2+存在的条件下可以形成凝胶，据此可以生产低糖果冻或花酱。

将含有果胶的原料在一定浓度的Ca2+、Al3+溶液中浸泡一段时间，通过高价离子与果胶的相互作用，可以增加原料的硬度和脆度，能够对产品进行增硬保脆，对于花卉罐头来说能够更好地保持罐中花瓣的原有形状。

有机酸

有机酸广泛存在于可食花卉中，它是构成花及其加工品的重要风味物质之一，花中的有机酸种类和存在状态多种多样。花卉原料中的有机酸主要是柠檬酸、苹果酸和酒石酸，它们通称为果酸，除此之外还有少量草酸、苯甲酸和水杨酸等。花中的有机酸常以结合或游离形式存在，花卉中酸味的强弱，主要和含有的有机酸种类、含量以及是否游离有关。

有机酸与花卉食品选择什么样的加工工艺有十分密切的关系。有机酸含量的高低对酶促褐变和非酶褐变有很大的影响；还能影响到色素及单宁物质的变化；有机酸能与铁、锡反应，对设备和容器造成腐蚀；在加热时有机酸能促进果胶等物质的水解。有机酸还对微生物具有抑制作用，可以降低微生物的致死温度。所以，对于花卉食品常根据其pH的大小来确定杀菌条件。在pH小于4.6时采用常压杀菌，在pH大于4.6时采用高压杀菌。另外在某些加工过程中，如长时间的漂洗，为了防止微生物繁殖和色泽发生变化，往往要进行适当的酸度调整。因此掌握有机酸的加工特性是非常重要的。

含氮物质

花中存在多种含氮物质，主要是蛋白质和氨基酸，花卉中蛋白质的含量大多在10%~20%左右。花卉原料中的含氮物质与产品加工工艺的选择和确定有十分密切的关系。

花卉中蛋白质和氨基酸的含量对花卉食品的颜色和风味有很大的影响。花卉食品在加工过程中常常发生的褐变，原因之一就是蛋白质或氨基酸中的氨基和羰基发生美拉德反应，形成黑色素，这个反应极易在干制和糖制过程中发生，含硫蛋白质较高的一些花卉原料，在较长时间高温杀菌时，可能发生蛋白质的分解，放出H2S气体，使产品味道变坏，也会与铁、锡等金属发生反应，生成硫化物，使产品变色。含氮物质中的硝酸盐对金属罐还有腐蚀作用。

蛋白质和氨基酸对花卉食品的风味和香味起着重要作用。例如谷氨酸、天门冬氨酸等呈现特有的鲜味；甘氨酸有甜味。氨基酸能与发酵过程中生成的醇类形成酯，还能与还原糖作用生成醛类，再与酸作用生成酯类，这些都为花卉食品带来独特的香味。蛋白质和氨基酸对口味影响尤为明显的是饮料产品，蛋白质含量高时能够增加产品的质感，使产品口味更加圆润柔和。

另外，蛋白质可与单宁物质结合发生聚合作用，使溶液中的蛋白质凝结成絮状沉淀，所以我们可以利用此办法来澄清花卉汁，并应用到花卉饮料的加工中，也可减少花卉食品的涩味。

单宁

单宁又称鞣质，属于酚类化合物，其结构单体主要是邻苯二酚、邻苯三酚及间苯三酚。单宁与食品的涩味和色泽变化有密切关系。在食品中单宁物质指具有收敛性的涩味、能够产生褐变及与金属离子产生褐变的物质，主要有两大类：水解型单宁和缩合单宁。单宁物质在花卉原料中普遍存在，特别是在玫瑰花中含量最多。

水解型单宁也称焦性没食子酸单宁，是由没食子酸或没食子酸衍生物以酯键或糖苷键形成的酯或苷，具有酯类的性质。如单宁酸和绿原酸。这类单宁在热、酸、碱、酶的条件下能够水解成单体。缩合单宁也叫儿茶酚单宁，不具有酯的性质，它是以碳原子为核心，相互结合而不能水解，如儿茶素。这类单宁在酸或热的作用下不是分解为单体而是进一步缩合，成为高分子的无定形物——红粉。花卉中的单宁为缩合单宁。

不同的水解方法能够将水解型单宁物质水解成糖及芳香族化合物，即多羟酚类及羟羧类。由于水解时生成的糖可以看成醇类，在酸性条件下能与芳香族化合物生成酯类，即为单宁物质。

单宁的含量与花卉的成熟度有密切关系，未成熟的花卉中单宁含量远多于成熟的或部分开花的花卉，不仅涩味强，而且在加工过程中变色也快。

单宁与产品的口味有很大的关系。单宁是产品中主要引起涩味的物质。人体对单宁味觉的阈值是100ml水中含0.012g。单宁含量过高时会给人带来很不愉快的收敛性涩感，但适度的单宁含量可以给产品带来清凉爽口的感觉，也可以强化酸味的作用。这一点在清凉饮料的配方设计中具有很好的使用价值。

对于单宁含量高的原料在进行加工前要进行脱涩处理。通常的脱涩方法有：

温水浸泡法：将原料在40℃水中浸泡10~15h。

酒浸泡法：将原料置入容器中，喷洒40%的蒸馏酒，密封并置暖处5~15d。

二氧化碳法：将原料放在二氧化碳含量50%的容器中保持数日。

乙烯法：将原料放在密闭容器中，充入乙烯并保存一段时间。

单宁属多酚类化合物，酚类极易氧化形成黑色物质，原料在空气中暴露而褐变就是单宁氧化的结果。为防止花卉原料在加工中变色，必须从花中的单宁含量、氧化酶和过氧化酶活性以及氧气的供应等方面考虑，能够有效地控制其中之一就能有效控制褐变。

单宁与金属铁作用能生产黑色化合物；与金属锡长时间加热共煮时，能产生玫瑰色的化合物，这些特性会直接影响到加工品的品质。因此在加工过程中对用具和容器的选择十分重要。此外，单宁与碱作用易变黑。在花卉加工过程中切忌使用铁器。

在酿造花酒和花饮时，单宁可与花汁中的蛋白质形成不溶性物质而沉淀，即消除花汁中的悬浮物质而使其澄清。

维生素

维生素对人体生理机能有着极其重要的作用，人体要不断地进行各种生物化学的反应，必须要有酶的催化作用。酶要产生活性，必须有辅酶参加，而有些维生素本身就是辅酶或辅酶的一部分。我们可以认为维生素的定义是：维持机体正常代谢所必须的一类低分子量化合物。大多数维生素人体是不能合成的，必须从食物中获取。

维生素A是脂溶性的，只存在于动物性食品中，在植物性食品中只含有胡萝卜素。一分子β-胡萝卜素在人体内可产生两分子的维生素A，α-胡萝卜素和γ-胡萝卜素及隐黄素可产生一分子的维生素A。维生素A耐热，在加工过程中损失较少，仅在有较强氧化剂存在时可因氧化而失去活性，在有光照的情况下会加速失活。