果实成熟过程中,叶绿素的降解,依赖于叶绿素酶、汁液pH值、氧化系统。在进入呼吸高峰期间,叶绿素酶的活性最高。在完熟果蔬中,叶绿素迅速减少时其酶的活性很低,叶绿素酶已将叶绿素分解为植醇残基和卟啉。叶绿素在酸性介质里,会失去卟啉中的Mg,形成脱镁叶绿素进而导致色泽变化。并且叶绿素B的消失比叶绿素A要快,但它在成熟过程中并没有因叶绿素的消失和增强类胡萝卜素生物合成而表现出绿色的改变。其有些生化机理仍不明了。
当叶绿素分解后,绿色消失,叶黄素(C40H56O2)便使果蔬的黄色显现。
影响果色变化的主要因子是果实自身遗传特性、含糖量、日照及环境温度(昼/夜温差)。
果实在储藏过程中,储藏温度和储期影响着果实的底色变化。
2芳香物质的变化
(1)挥发性物质的作用
香味在园艺产品的采后品质中占有很重要的地位,尤其是最佳成熟期的果蔬的香味对提高人们的食用欲望有强烈作用。香味是园艺产品生长到一定时期的内部挥发性有机物的合成所致或释放所致。在挥发性物质中还有乙烯,但是乙烯对典型的果香并无贡献。
这些挥发性物质在数量上很少,通常为<100微克/克鲜重,然而其对产品的食用品质却十分重要。对增强观赏园艺种类的吸引力也非常关键。
园艺产品中的挥发性香气物质的种类很多,其分子中都有形成气味的原子团————“发香团”;这些发香团主要有羟基(—OH)、羧基(—COOH)、醛基(—CHO)、羰基(>C=O)、酯基(—COOR)等。果实的香气主要成分如下。
(1)苹果的香味成分苹果含有200种以上的挥发性组分,酯类占挥发性组分的48%。苹果果实的一些芳香物质主要是醇、酯、醛类物质。其中,醇类物质占92%;如:甲醇、乙醇、2—丙醇、丁醇、异丁醇、d—2—甲醇—1—丁醇和已醇等,至少8种以上。羰基化合物占6%左右;如:乙醛、丙酮、已醛和2—已醛等。酯类占2%左右;如:丁酸乙酯和已酸乙酯(菠萝味)等。上述芳香物质总浓度大约为50mg/kg。
(2)葡萄的香味成分
目前已分离出葡萄中70多种芳香物质,其中汁用品种“康可”葡萄的代表性芳香物质“氨茴酸甲酯”含量最高。
(3)桃的香味成分
桃果实中挥发性组分主要是一些内酯、醛类、苄醇和d—苧烯。
(4)香蕉的香味成分
香蕉含200种以上的挥发性组分,其芳香物质主体是醋酸异戊酯、异戊酸异戊酯。
(5)杏的香味成分
杏的香味主要为丁酸戊酯。
(6)梨的香味成分
梨的品种中的二十世纪、幸水等的芳香物质以酯类为主体;如:2—甲基丁酸乙酯、已酸乙酯、丁酸乙酯、2—甲基丙酸乙酯、丙酸乙酯等。
研究者认为果实中的挥发性组分是因酯酰基水解酶、脂肪氧化酶、脂肪酸过氧化氢裂解酶及醇脱氢酶等一系列酶系统作用,使多元不饱和脂肪酸降解成小分子的醛、醇等物质。
(2)香味的类型:
对于园艺产品风味物质形成的途径研究也是目前的热门学科。二十世纪90年代开始,国外科学家发现,果实与树体相连接的枝梗处能连续不断的产生并释放挥发性“新鲜”物质;IFF(国际香精公司)利用Tenax扑捉器将空气吹向枝上的果实并将其产生的挥发性芳香物质进行回收和浓缩来生产“活体香精”,其生产的15种以上的“活体香精”已用于食品的生产,使之产品的香味近似于天然果蔬的香味。
果蔬在成熟过程中,挥发性物质的量加大,这种低沸点、小分子量(<250)的芳香物质随着环境温度、呼吸增高(含抗氰呼吸、伤呼吸)使品温上升更有利于挥发性物质的释放,以此体现品种特点。
2果实中有机酸的变化:
(1)有机酸的种类
园艺产品的有机酸含量绝大多数超过有氧呼吸和其它代谢所需的水平,多余的有机酸通常储存在液泡内。表中是含柠檬酸和苹果酸为主的一些园艺产品。
园艺产品含柠檬酸、苹果酸的主要种类
柠檬酸
苹果酸
浆果甜菜块根
苹果花茎甘蓝
柑桔叶菜
香蕉胡萝卜
番石榴豆荚
樱桃芹菜
梨马铃薯
甜瓜莴苣
菠萝番茄
李子园葱
引自R.H.H.威尔士等《果蔬保鲜》[M],北京.轻工出版社,1987.
有机酸在果实的发育过程中含量是上升的,果实接近采收期时,无论是总酸,还是各代表种类的有机酸开始下降,元帅苹果的苹果酸在花后的100天.开始下降(敖良德,1988a.)。草莓果实进入成熟的有机酸下降,含量一般在0.6~1.6克/100克鲜重。采后由于有机酸要进入呼吸系统作为底物参与代谢,所以有机酸含量总体下降。但是有些果实在后熟的短期内可能会出现有机酸(总酸)上升的现象,在菠萝的成熟期中的完熟至衰老进程中发现这种现象;张光弟、俞晓艳等在巴梨和红巴梨的冷藏储后催熟期研究中证实有类似规律。
此外,敖良德研究发现:苹果的抗坏血酸(Vc)在幼果期的含量较低,花后130天时突然上升,第165天达到最大值,为鲜重的0.0378%。
3果实中的酶系统变化情况
(1)果蔬中的酶类
氧化酶类:如:多酚氧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶、脱氢酶等。
水解酶类:有果胶分解酶(果胶酯酶,PME、聚半乳糖醛酸酶)、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等。
在果实成熟过成中水解酶有增强的趋势.西洋梨的成熟过程中,多聚半乳糖醛酸酶的活性增加4~5倍;纤维素酶的活性增加2~3倍,采收后,这些水解酶的活性增加速度比在树上还快。
图西洋梨Spadona成熟过程中多聚半乳糖醛酸水解酶活性变化(Ben—Arieetc.al.1979a.)
图西洋梨Spadona成熟过程中纤维素水解酶活性变化(Ben—Arieetc.al.1979a.)
酶的活性受外界温度的影响,在一定的温度范围内,温度上升酶的活性增高,降低温度降低有利把酶的活性降低。呂昌文的研究发现,0℃以下的冰温储藏可有效抑制果实的,酶的活性、呼吸强度及乙烯释放。
大量的实验证实,与成熟有关的多种水解酶在成熟果中的活性比未熟果的要高。如番茄从绿熟转红果胶酯酶增加0.5~5倍;在洋梨果实中,聚半乳糖醛酸酶的活性随呼吸上升而急剧增高,未熟果则无此变化。已经发现,当呼吸上升时,许多水解酶,如酯酶、酯氧化酶、磷酸化酶、核糖核酸酶等都有所增加。
采后葡萄果实的酶变化会影响果实的软化及果肉褐变;并且品种和部位的不同,其酶的含量也有较大差异。
4果实中碳水化合物的变化
碳水化合物的变化在人类能量供给中占60.7%的比例,且易于被吸收。果实成熟过程中的大分子物质向简单小分子的转化,为呼吸的底物利用提供了保证,但也预示了贮期的变化。
(1)果蔬中的糖与淀粉的变化
果蔬中的糖主要有葡萄糖、果糖及蔗糖;此外,还含有组成胞壁结构的一些杂聚糖。其中葡萄糖、果糖是还原糖,也是果蔬加工中易于发生非酶褐变的主要糖类。
采后的果蔬(含块茎、块根菜类)淀粉、糖类的含量总趋势呈下降的态势。碳水化合物的变化会影响果蔬的口感及其抗病性。在采收期的仁果类果实,入储时总含有一定的淀粉,当果实在储藏中进一步成熟时,淀粉也逐步转化。M.A.费道罗夫测得苹果的淀粉和糖的变化如下。
未熟果的淀粉含量1.3%,总糖9.22%。
成熟果的淀粉含量0.83%,总糖12.87%。
在储藏仁果类果实过程中,如苹果所含的淀粉在成熟过程中会全部转化为糖,其转化期的长短取决与果蔬的储藏条件,但一般在1~3个月间。淀粉水解的糖类有蔗糖、果糖及葡萄糖,不同果实种类间的糖的比列不一,如苹果、梨以果糖最多,桃以蔗糖为主;而葡萄中的蔗糖含量几乎为0。
此外,其它多聚糖分解产物也可能是增加果实糖含量的来源。
在储期,葡萄糖和果糖的数量有所增加;储期的RH%(环境相对湿度)过低,也可以造成一些品种糖含量的增加。在储期由于果实糖含量的增加,含酸量减少,所以口感其甜度有所增加。同时,较甜的果糖的含量增加,也是提高果实感官甜度的另一原因。在品质风味评价时有研究者认为,优良苹果品种酸甜适度的糖/酸比值在20~60之间,糖/酸比值达到50以上则以甜的口感为主。
在产品储藏初期总糖的含量会因淀粉的水解而提高,以后则逐渐减少;转化糖的数量就会略显增加。园艺产品中储藏的物质,如淀粉、蔗糖在酶的作用下降解形成游离的葡萄糖。
在储藏结束时,酸的含量尤其是苹果酸的含量开始降低。在储期酸的分解比糖要快,果实中的酸主要是在呼吸过程中被消耗掉,并随储期的加长几乎失掉全部的含酸量。
(2)果胶物质与纤维素在果蔬中的变化
果胶物质在果实组织中的形态、分布与其储藏、鲜食品质关系较大,果蔬硬度的下降与其果胶物质的转化有密切关系。果实在未成熟时,其细胞壁主要是中胶层的原果胶(35%)与半纤维素的杂聚糖(30%)、纤维素(30%)紧密结合着,并含有约5%的蛋白质。
细胞壁由3种物质组成,既果胶物质、纤维素及半纤维素。果胶物质、纤维素及半纤维素的紧密结合维持了果实的良好硬度。
随发育向成熟进行或果实采后的果胶物质的转化在梨果实中表现出特点如图所示。