第二章 食用花卉原料学（四）

2.黄酮类及其他酮类色素

这类色素也是广泛分布于植物花中的一种水溶液色素，多呈浅黄色，少数为橙黄色，1814年第一个黄酮化合物被发现，随后由于近代仪器分析的发展，至今已知的黄酮化合物多达1670多个。Www.Pinwenba.Com 吧

分类与化学结构：

黄酮类化合物的母核结构是2-苯基苯并吡喃酮，在这种结构的基础上，由于取代基种类、数量的不同，吡喃环上取代基数量、饱和程度、开闭环等的不同而形成了各种不同形式结构的黄酮类化合物。

黄酮类色素也是以苷的形式广泛分布于可食花卉的组织中，成苷的位置在黄酮类的3、5、7碳位上，成苷的糖有葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、芸香糖、新橙皮糖等。

化学性质：

黄酮类化合物多为结晶性固体，但黄酮的苷类多为无定形粉末。黄酮类化合物中，二氢黄酮、二氢黄酮醇具有旋光性，其他则无，但黄酮化合物与糖形成的苷，由于糖具有旋光性而产生旋光且多为右旋。

一般来说，游离的黄酮化合物难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂和稀碱液中，而其中二氢黄酮和二氢黄酮醇由于分子排列不是平面型而是空间型，排列不紧密，易于水分子进入，故较易溶于水。黄酮化合物与糖形成苷后，在水中溶解度相应加大，在有机溶液中溶解度相应减小，一般易溶于水、甲醇、乙醇，难溶于苯、乙醚。糖键越长，溶解性越强，在3位的糖苷比7位的溶解性强。黄酮化合物引入的羟基越多，溶解性越大，而甲基化则增加在有机溶剂中的溶解度。

黄酮类化合物及其苷类多是黄色，分子中的酚羟基数目和结合位置对显色有很大影响，在3′或4′碳位上有羟基多呈深黄色；在3碳位上有羟基仅显灰黄色；但在3碳位上的羟基能使3′或4′碳位上有羟基的化合物颜色加深。

黄酮化合物因分子中含有多个羟基，故显酸性，溶于碱性水溶液。不同位置、不同数量的酚羟基所显示的酸性强弱不同，排列顺序是：7，4′-OH＞7或4′-OH＞一般酚OH＞5-OH。又由于杂环1位中有一个氧原子，有一共用电子对，故又表现为微弱碱性，可以和强无机酸如浓硫酸、盐酸等形成洋盐，显出特别的颜色。

某些黄酮化合物，如黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇，在镁-浓盐酸作用下，被氢化还原，产生红或紫红色，以槲皮素为例。

不同种黄酮类化合物还原所产生的颜色不同，黄酮→橙红色，黄酮醇→红色，二氢黄酮和二氢黄酮醇→紫红色。B环上羟基、甲氧基越多，则颜色越深。

黄酮类化合物遇到三氯化铁，则呈蓝、蓝黑、紫、棕等不同颜色，这和分子中3′、4′、5′碳位上带有的羟基数目不同有关，3位碳上羟基与三氯化铁反应通常呈棕色。

黄酮类化合物易溶于碱液，生成查耳酮型结构，而呈黄色、橙色乃至褐色。以橙皮素为例：

在酸件条件下，查耳酮又恢复闭环结构，于是颜色消失。在实际生活中，如果饮用水是碱性，某些食品例如马铃薯、芦笋、荸荠等水煮时发生变黄的现象就是由于黄酮类物质遇碱生成查耳酮型结构。

3.类胡萝卜素类色素

这类色素在动、植物体中均有存在，与脂肪酸结合成酯或与叶绿素和蛋白质共同络合成色素蛋白等形式，颜色从浅黄色到深红色，在它的分子中含有四个异戊二烯单位。这类色素从分子结构上可以分为两大类，一类是胡萝卜素类，一类是叶黄素类，它们的区别是在结构上是否发生氧化。自1931年首次使用色谱法分离出α、β、γ三种胡萝卜素混合体，到目前已了解自然界中有300多种类胡萝卜素，有黄、橙、红、紫各种颜色。类胡萝卜素存在于植物的花、叶、果实、根等部位，一些微生物也能合成类胡萝卜素，但动物体内不能合成类胡萝卜素，必须从植物性食物中获取。

分类与化学结构：

这类色素的结构特点是其分子由4个异戊二烯单位以共轭双键形式联结，两端又由2个异戊二烯单位组成六个环状结构，即共有8个异戊二烯单位构成。

在各种类胡萝卜素类色素中，中间4个异戊二烯单位变化不大，但两端的环及取代基变化很大。按其结构不同可分为：

烃类类胡萝卜素。

这类色素最有代表性的是α-、β-、γ-胡萝卜素和番茄红素。α-胡萝卜素，暗红色板状结晶，熔点为187~188℃，具有旋光性，大量存在于胡萝卜、南瓜、柑橘果皮中。β-胡萝卜素，熔点为138℃，无旋光性。γ-胡萝卜素，熔点为173℃，无旋光性。这三种胡萝卜素都具有一定的营养价值，通过人体生理作用可转换成维生素A而被吸收。番茄红素，褐红色结晶，熔点为175℃，是番茄中主要的色素，也存在于西瓜、柿、杏、桃等果实中，无维生素A功能。

醇类胡萝卜素。

这类胡萝卜素的代表是叶黄素、玉米黄素、隐黄素、辣椒红素、虾青素等。其中隐黄素可以生产维生素A。

理化性质：

类胡萝卜素类色素的化学性质比较稳定，在花卉食品加工过程中不易发生变色现象，耐pH变化，耐热，在碱性溶液中更稳定，即使在高温和有金属离子存在时，也很难破坏。但因类胡萝卜素中含有多个双键，因此在有氧气、强氧化剂、光照或脂肪氧化酶存在的情况下会被氧化褪色。自然存在的类胡萝卜素多与蛋白质形成络合物，这种状态的类胡萝卜素比游离状态要稳定。

类胡萝卜素都具有很强的亲脂性，几乎不溶于水、乙醇、甲醇等，易溶于氯仿、丙酮、苯或二硫化碳，其中烃类胡萝卜素亲脂性更强，能溶于石油醚或烷。在类胡萝卜素的结构中，如果有含氧基团存在，则随着含氧基团的数目增多，亲脂性减弱，在石油醚中溶解度会减少，在乙醇和甲醇中溶解度会增大。

4.四吡咯类色素

这类色素主要包括叶绿素及其铜钠盐、血红素、胆红素、蓝藻素等。它们的结构都是由4个吡咯环联结而成的衍生物。其中的代表就是叶绿素。

叶绿素是植物绿色的来源，它是4个吡咯环的α-碳原子通过次甲基相连而成的复杂共轭体系衍生物，再以镁原子为中心形成络合物。叶绿素由叶绿酸、叶绿醇和甲醇三部分组成，其中的环叫做卟啉环或核。叶绿素的结构如图2-16所示，当式中R为甲基时，称为叶绿素a，为醛基时称为叶绿素b。叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色。植物体中叶绿素a与叶绿素b的含量比大约为3∶1。叶绿素熔点为120~130℃，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等，难溶于石油醚，有旋光性。叶绿素分子头部的卟啉环，因为镁原子偏向于带正电，氮原子偏向于带负电荷，因此叶绿素具有极性，能吸引水分子，可溶于水。尾部是叶绿醇，可与脂类结合，具有亲脂性。因此叶绿素具有了分子一端亲脂，另一端亲水的特殊化学结构。

叶绿素不耐光也不耐热，光照或加热时叶绿素生成脱镁叶绿素，呈暗绿色至绿褐色或紫褐色，因此在加工过程中要采用高温短时处理和避光保存的方法来保护绿色。但在原料预处理时的热烫却有利于绿色的保护，其原因是经过热烫驱除了原料组织中的空气，一方面可以使绿色更加容易显示，另外由于空气的去除，避免了叶绿素的氧化，从而有利于绿色的保护。另外，叶绿素在低温和干燥状态下，性质较稳定。故采用冷冻干燥的花卉原料能够较好地保存其颜色。

在酸性条件下，尤其是在加热时，叶绿素更易生成脱镁叶绿素。叶绿素的脱镁反应如下：

脱镁叶绿素又能很快和其他金属，如铜、锌起反应，再次进入镁的位置，再次呈现绿色，而且更加稳定。

在弱碱中，叶绿素能够水解成为叶绿醇、甲醇和水溶性的叶绿酸，叶绿酸呈较稳定的鲜绿色；当碱液浓度较高时叶绿素可和碱发生皂化反应，生成叶绿酸盐，能溶于水，并仍保持绿色。但当pH过高时原料中的酰胺和酯会发生水解，而产生异味。因此在加工中一般使用pH6.5~7.8左右的缓冲液进行护色。叶绿素在碱性条件下的水解反应为：

叶绿体中含有叶绿素分解酶。当叶绿体受破坏时，则表现出活性，可使叶绿素分解成脱叶绿醇基叶绿酸和叶绿醇。脱叶绿醇基叶绿酸也呈绿色。

芳香物质

人们喜欢吃花，其本身丰富的营养价值和良好的保健作用有很重要的原因，其绚丽的色彩也吸引了人们的眼球，但可食花卉的独特的芳香更是功不可没，正是那些芬芳的香气把人们吸引在花卉食品上。

可食花卉那些诱人的香味是由其本身所含有的芳香成分所决定的，芳香成分的含量随花卉成熟度的增大而提高，只有当花卉完全成熟的时候，其香气才能很好地表现出来。没有成熟的花卉缺乏香气。但即使在完全成熟的时候，芳香成分的含量也是极微量的，一般只有万分之几或十万分之几，加之花卉原料本身的质量就非常的少，从中能提取的芳香成分就更少之又少，因此芳香成分又有精油之称。

在很多世纪之前人们就知道在许多植物的花卉中都含有一些可挥发的具有香气的物质，即所谓的精油。现代分析表明精油的化学组成复杂，是由多种化合物所组成的一个复杂的混合物，其中包括无环的、脂环的、芳香的和杂环的化合物。这些成分可大致分为：萜类；芳香族化食物；其他化合物。

芳香性成分均为低沸点、易挥发的物质，因此花卉原料贮藏过久，一方面会造成芳香成分的含量因挥发和酶的分解而降低，使原料风味变差；另一方面，散发的芳香成分会加快原料的生理活动过程，破坏原料的正常生理代谢，使保存困难。再者，花卉原料在加工过程中，主要是在高温处理和真空浓缩过程中，若控制不好，会造成芳香成分的大量损失，使产品品质大大下降。

1.萜类

萜类化合物的主要理化性质：

萜类化合物是精油的一种成分，含有碳和氢或者碳、氢、氧，这个定义目前已经延伸到了包括不是自然存在但是非常接近天然萜类的化合物。萜类化合物可以是无环的或是环状的，无环萜类的碳链是有分支的，萜类本身常常是烃类、醇类、醛类、酮类、内酯或氧化物，它们可以是固体或是液体。萜烃类通常是液体，大多数的萜烃类是不饱和的。萜烃类对热和氧敏感，所以在分离它们时常采用真空分馏，对于分子量较高的萜烃类可以提高真空度进行分馏。萜醇也可以采用真空分馏法来分离，也可采用化学法进行分离。醛类和酮类有时也采用分馏法分离，但比较常用的是将精油用典型的羰基试剂来处理，亚硫酸氢钠是普遍采用的一种试剂。氧化物通常是采用分馏法进行分离的。

萜类化合物的分类：

无环单萜类

烃类：月桂烯、罗勒烯等。醛类：柠檬醛、香茅醛等。醇类：香叶醇、芳樟醇、香茅醇等。

单环单萜类

烃类：柠檬烯、异松油烯、α-水芹烯等。醇类：α-松油醇、薄荷脑、异薄荷醇等。醛类：紫苏醛、水芹醛等。酮类：薄荷酮、葛缕酮等。氧化物：1，8-桉叶油素等。

双环单萜类

烃类：α-侧柏稀、α-蒎烯、β-蒎烯、蒈烯、莰烯等。醇类：侧柏醇等。酮类：侧柏酮、蒈酮、小茴香酮、樟脑、龙脑等。含氧衍生物：桃金娘醇等。

倍半萜类

无环倍半萜类：β-金合欢烯、金合欢醇、橙花叔醇等。单环倍半萜类：姜油烯等。双环倍半萜类：毕澄茄烯、桉叶醇、愈创木醇等。其他倍萜类：丁香烯、长叶烯等。

二萜类

无环二萜类：植物醇、异植物醇等。单环二萜类：维生素A、樟脑烯等。双环二萜类：香紫黄醇等。三环二萜类；松香酸等。

三萜类

无环三萜类：鱼肝油烯等。三环三萜类：龙涎香醇等。还有四环和五环三萜。

四萜类

烃类：β-胡萝卜素等。

2.芳香族化合物

芳香族化合物大致可分为：

单环芳香族化合物

卤代烃：β-溴代苯乙烯等。醇类：苯甲醇、β-苯乙醇、桂醇等。醛类：苯乙醛等。酸类：苯乙酸、桂酸等。酯类：乙酸苄酯、乙酸三氯甲基苯基原酯、苯甲酸酯、桂酸酯、苯乙酸酯等。内酯类：香豆素、丙位癸内酯、丙位壬内酯、丁位癸内酯等。

双环芳香族化合物。

二苯醚、二苯甲烷、β-萘甲醚、β-萘乙醚等。

3.其他化合物

脂肪族醛类。辛醛、壬醛、癸醛、十一醛和十二醛等。

羧酸酯。它是羧酸和醇脱水缩合的产物，广泛存在于自然界中，而且绝大部分具有可爱的香气，如乙酸乙酯、丁酸乙酯、异戊酸异戊酯、乙酸烯丙酯等。

花卉原料中含有的芳香物质成分复杂，花卉食品的加工过程也对其香味有很大的影响，在加工过程中，温度升高，芳香成分就会发生热损失和氧化，使芳香成分物质的比例失衡，产品香味变劣。另外，在加工过程中，O2、pH、光照、氧化剂与物理和化学的操作，也会对芳香成分有影响，一定程度降低了花卉食品的品质。

糖苷类

糖苷类化合物是花卉中存在的一类物质，大多具有苦味，有些则有毒，几乎所有的糖苷类化合物都是重要的生物化学物质，对新陈代谢起着重要作用。各种糖苷都是由单糖与其他化合物脱水缩合而成。

花卉原料中的糖苷类物质主要有：

1.苦杏仁苷

苦杏仁苷在酶的作用下能够水解为葡萄糖、苯甲醛、氢氰酸。在利用含有苦杏仁苷的原料时，应事先加以处理，除去其中的氢氰酸。

2.橘皮苷

橘皮苷是维生素P的重要组成部分，具有软化血管的作用。橘皮苷不溶于水，而溶于碱液和酒精中。橘皮苷在碱液中呈黄色，溶解度随pH升高而增大。当pH降低时溶解了的橘皮苷会沉淀出来，形成白色的浑浊沉淀，含橘皮苷较多的原料在生产罐头产品时出现的白色沉淀就是橘皮苷。原料的成熟度越高，橘皮苷含量越少。在酸性条件下加热，橘皮苷会水解成葡萄糖、鼠李糖和橘皮素。

3.黑芥子苷

黑芥子苷为十字花科蔬菜辛辣味的主要来源。黑芥子苷在酶或酸的作用下水解，生成具有特殊刺激性辣味和香气的芥子油、葡萄糖和硫酸氢钾。这种变化在蔬菜的腌制中十分重要。

4.茄碱苷

茄碱苷又称龙葵苷，是一种剧毒且有苦味的生物碱，含量在0.02%时即可引起中毒。茄碱苷不溶于水，溶于热的酒精和酸的溶液中，在酶的作用下能够水解为葡萄糖、半乳糖、鼠李糖和茄碱。

二、食用花卉的加工特性食用花卉加工对原料的要求花卉食品加工方法较多，加工原料也各不相同。不同的加工方法对原料均有一定的具体要求。只有优质的原料才能生产出优质的产品。花卉食品加工对原料的总要求是适合的加工种类、适当的成熟度和成长度，以及新鲜、完整的状态。

1.对原料种类、品种的要求

花卉食品种类繁多，虽然大多是用于干制、糖制、制汁、酿酒、做馅等加工，但因品种间的理化特性的差异，其适合的加工品种也不同。如含有机酸高的可食花卉适合调配饮料，不适宜干制或制作罐头；花瓣质地比较坚实的、香气浓郁的适合制罐、糖制；色素含量高、可溶性固形物较多的花卉适合加工果酱、干制成茶等。只有准确地根据原料的品种特性进行适合的加工，才能做到合理利用资源，保证产品品质。

2.对原料成熟度的要求

原料的成熟度是表示原料品质与加工适宜性的重要指标之一。成熟不仅表示花卉原料完成了细胞、组织的发育之后进行的一系列营养的积累和变化，并表现出特有的风味、香气、质地和色泽。按照成熟度的不同，可将成熟度分为加工成熟度和生理成熟度。

加工成熟度是指各种不同的加工方法对原料成熟度的特有要求；生理成熟度是指原料生长到最后阶段，即达到充分成长的时候，此时原料的营养成分、风味物质、色泽等都达到生理最佳状态。有时候加工成熟度与生理成熟度是一致的。例如制造花卉饮料、花卉酒、花卉茶等，要求原料达到的加工成熟度即是花的生理成熟度，要求花卉完全成熟，这样色泽好、香味浓、花瓣饱满、营养丰富。生产罐头制品时要求的加工成熟度就不是生理成熟度了，此时需要成熟度适中，这样花瓣组织还比较坚实，耐煮制，这样在制作过程中就不易煮烂，能保持良好的形状和罐液的清澈。

不同种类的食品加工需要不同的成熟度，因此就需要掌握好各种花卉的采摘期。一般判断采收成熟度要从多方面考虑：

花卉表面色泽的变化；

花瓣的硬度；

花瓣的开散程度；

离梗的难易程度；

生长期的长短。

3.对原料新鲜度和洁净度的要求

加工所需的原料必须是新鲜、完整、洁净的，这样才能得到高品质的成品，吨耗率也会低。由于可食花卉的特殊性，在采收时必须注意轻拿轻放，尽量避免人为造成的机械损伤，否则会带来微生物污染，从而使原料腐烂失去加工价值。采收的花卉应该有适当的放置地点和保藏手段，不能带有泥土、农药或其他污染物。采摘后的花卉应尽快运输到加工厂进行加工处理，做到快装、快运、快卸，注意通风、防止日晒雨淋，避免挤压碰撞。因为花卉作为一种**原料，在采摘后仍会进行呼吸作用和一定的代谢活动，对于来不及加工的原料要及时地在适合的条件下进行储藏。

总之，加工原料要求从采摘到加工的时间尽量缩短，如必须进行放置或长途运输，应有相应的保护措施。

可食花卉原料的预处理

食用花卉原料丰富，加工工艺多样，但在进行加工前都要进行相应的预处理，以保证后续的产品加工能够顺利进行，并保证最终产品的质量。只有经过适合的预处理，加工出的产品才能保持更好的品质和营养，才能使其色、香、味更适合人们的口味，促进食欲。食用花卉原料进厂之后，一般都要进行分选除杂、洗涤、切分破碎、护色等处理，以保证产品的质量和规格要求。其中分级除杂、洗涤对所有原料都是必需的，其他的处理依原料及产品需求而定。

1.分级除杂

进厂的花卉原料绝大部分在采摘、包装盒运输的过程中都会混入叶片、枝条、昆虫和包装材料等杂物，且大小、成熟度都有一定的差异，在加工中会引起不良后果，所以必须进行分级除杂处理，提高原料品质。首先去除霉烂及有病虫害的产品，并将原料中的杂物除去；其次对品种畸形、成熟度不一致、破碎或受机械损伤的花卉分别加以利用，进入不同的工序；然后按花朵的大小、色泽、质量等进行分级。大小分级一般采用振动筛或滚筒分级；色泽分级一般是在传送带上依靠人工进行，同时去除掉不合格的原料和杂物。

2.洗涤

原料洗涤主要是去除原料表面上附着的尘土、泥沙、残留的农药及微生物等，保证产品清洁卫生。对残留农药的原料在洗涤时可加入0.5%~1.5%的盐酸液或0.1%的高锰酸钾溶液或600mg/L的漂白粉溶液，在常温下浸泡数分钟，然后取出用清水洗净。洗涤方法有手工清洗或机械清洗。

3.切分破碎

在制汁、酿酒、做馅等工艺过程中需要将原料进行切分破碎，使后续的工艺更加简单，同时体积较大的原料根据加工需要也要进行适当的切分。原料的切分和破碎方法应根据原料的形状和加工需求而有所不同。少量的原料可用手工，大批量的原料需要使用机械，主要有：多功能切片机、双滚筒破碎机等。此外原料的破碎也可由破碎打浆机、胶体磨、绞肉机等设备完成。

4.护色

一些花卉食品要求产品中的花卉要有保持其原本鲜艳的色彩，但花卉原料在加工过程中难免会产生机械损伤，造成组织细胞与氧气接触从而产生褐变。这是因为原料中普遍存在单宁物质，在多酚氧化酶和过氧化氢酶的作用下被空气中的氧气氧化产生有色物质，即所说的酶促褐变。原料的褐变程度与其本身的单宁含量、酶活性以及与氧气的接触程度有关。因此护色的主要措施主要就从以上几点入手。主要有：选用单宁含量较低的原料进行加工；灭酶；隔绝空气。

热烫是最常用的护色方法，其原理就是灭酶，因为大部分酶都不耐高温，其操作简单，成本低廉。热烫，即将经其他预处理后的新鲜原料放入沸水或蒸汽中进行短时间的处理。热烫的温度和时间应根据原料的种类、大小和工艺要求等决定。一般情况是在不低于90℃的温度下烫漂2~5分钟。烫漂的程度以使原料中的酶失活为度。烫漂后应立即对原料进行冷却，以防止热量对原料造成不良影响。一般采用流水或风冷。

食盐溶液护色：采用1%~2%的食盐溶液，对原料进行浸泡，对于易褐变的原料可以添加0.1%的柠檬酸以加强护色效果。食盐溶液护色可能的原因是：食盐对酶的活力有一定的抑制和破坏作用，氧气在盐水中的溶解度比空气小，原料与空气接触少。

亚硫酸盐溶液护色：亚硫酸盐既可防止酶褐变，又可抑制非酶褐变，效果较好。常用的亚硫酸盐有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠等。罐头加工时应注意采用低浓度，并尽量脱硫，否则易造成罐头内壁产生硫化斑。但干制等可采用较高的浓度。

有机酸溶液护色：有机酸溶液既可降低pH值抑制多酚氧化酶活性，又可降低氧气的溶解度而兼有抗氧化作用，大部分有机酸还是花卉的天然成分，所以优点甚多。常用的有机酸有柠檬酸、苹果酸或抗坏血酸，但后两者费用较高，故除了在处理一些名贵的原料时加入外，生产上一般都采用柠檬酸，浓度为0.5%~1%。

抽空护色：所谓抽空是将原料置于糖水或无机盐水等介质里，在真空状态下，使内部的空气释放出来。抽空装置主要由真空泵、气液分离器、抽空罐等组成。抽空的方法有干抽和湿抽两种方法，分述如下：

干抽法是将处理好的原料装于容器中，置于90kPa以上的真空罐内抽去组织内的空气，然后吸入规定浓度的糖水或水等抽空液，使之淹没原料面5cm以上，当抽空液吸入时，应防止真空罐内的真空度下降。

湿抽法是将处理好的原料，浸没于抽空液中，放在抽空罐内，在一定的真空度下抽去花卉组织内的空气，抽至花卉表面透明为度。所用的抽空液常用糖水、盐水、护色液三种，视种类、品种、成熟度而选用。原则上抽空液的浓度越低，渗透越快；浓度越高，成品色泽越好。