糧食加工學 第一章

1、1糧食加工學路飛沈陽農業(yè)大學食品學院The Process of Cereal2學習經(jīng)歷2006.42009.3 日本 筑波大學 生命產業(yè)科學專業(yè) 博士（生物工學）2000.92003.4 河南工業(yè)大學 食品科學專業(yè) 碩士（工學）1996.92000.6 河南工業(yè)大學 食品科學與工程專業(yè) 學士（工學）工作經(jīng)歷2009.42010.3 日本 食品綜合研究所食品工學研究領域 食品包裝技術研究室 博士后2005.102006.3日本 筑波大學 生命產業(yè)科學專業(yè) 食品加工研究室 合作研究2005.6至今 沈陽農業(yè)大學 食品學院 食品科學與工程系 講師2003.62005.6 沈陽農業(yè)大學 食品學院 食

2、品科學與工程系 助教主要研究方向食品流通工學， 包括流通運輸過程中振動、沖擊特性解析與模擬，果蔬制品在流 通、 加工過程中機械損傷、營養(yǎng)、機能性變化影響，果實損傷評價方法的確立2. 食品包裝工學， 包括果蔬制品在流通過程中緩沖包裝設計及機能性包裝材料，氣調包裝中塑料膜的透氣性研究糧油食品深加工原理與技術，包括淀粉及變性淀粉的結構、性質及應用研究，焙烤食品 加工技術 Mobile:QQ: 153092295 MSN: lufei1978自我介紹 3緒 論4一、糧食加工工業(yè)所包括的企業(yè) 1. 碾米工業(yè)2. 制粉工業(yè)3. 飼料工業(yè)4. 機械工業(yè)5. 植物油工業(yè)6. 副產品加

3、工綜合利用工業(yè)7. 糧油食品工業(yè) 谷物加工就是將原料谷物經(jīng)除雜、調質、脫殼、碾制或研磨，最后加工成可以食用的、符合不同質量標準的粒狀或粉狀成品。 5二、糧食工業(yè)的重要性1. 國民的主要食糧 結構改變：“三高一低”；營養(yǎng)搭配。2. 食品工業(yè)的基本原料 一次性原料； 副產品原料（胚，皮層，殼）。3. 副產品的綜合利用 環(huán)境污染；經(jīng)濟效益。4. 促進高效農業(yè)的發(fā)展 產前，產中，產后。 6三、糧食工業(yè)發(fā)展方向 1. 研制高效新型設備 設備更新，促進工藝革命。2. 進一步做好環(huán)保工作 灰塵；噪音；污水。3. 加強技術領域研究 有利于新產品，高附加值產品開發(fā)； 有利于高效性能設備的研發(fā)。4. 成品的深層次

4、開發(fā)利用5. 加強質量管理 源頭；檢測儀器 7第一章 谷物及其品質第二章 谷物加工前處理第三章 稻谷加工第四章 小麥加工 第五章 谷物加工副產品的綜合利用四、主要內容8谷物加工工藝及設備 科學出版社谷物加工工藝學 中國財政經(jīng)濟出版社谷物科學原理 中國輕工業(yè)出版社稻谷加工工程 四川出版社稻谷加工與綜合利用 四川輕工業(yè)出版社農產品加工工程 農業(yè)出版社五、主要參考資料9第一章 谷物及其品質第一節(jié) 谷物的種類及其籽粒的形態(tài)結構第二節(jié) 谷物的物理特性與加工品質第三節(jié) 谷物化學成分與營養(yǎng)品質第四節(jié) 谷物食用品質10第一節(jié) 谷物的種類及其籽粒的形態(tài)結構 一、谷物的種類(一)稻谷 稻谷屬洼地作物, 需要水分和

5、暑熱。稻谷的主要種植區(qū)域分布在印度、中國、日本、孟加拉國及東南亞。就世界谷物產量而言, 稻谷次于小麥和玉米居于第三位, 然而它卻是世界上一半以上人口的主要食用谷物。 我國的稻谷種植至少可以追溯到5000年前, 具有悠久的歷史, 且種植面積大、產量高, 種植面積僅次于印度, 居世界第二位, 總產量則居世界首位, 約占世界稻谷總產量的1/3, 單位面積產量也在世界先進行列。11(二)小麥 小麥的生長適應各種土壤和氣候條件, 因此是世界上種植最廣泛的作物之一。除南極外, 小麥種植遍布世界各大洲。從北極圈到南緯45度(除少數(shù)熱帶島國外), 從海平面到海拔4570m的高原都有小麥種植。小麥的種植面積約占

6、谷物種植面積的31%, 產量接近谷物總產量的30%, 兩者均居谷類作物之首。世界上有1/3以上人口以小麥為主要食用谷物。 小麥在我國的種植也極為廣泛, 北起黑龍江漠河,南到海南島, 西起新疆的塔什庫爾干塔克自治縣, 東抵沿海各省, 都有小麥種植。其種植面積約占糧食作物總面積的26%, 產量約占總產量的22%, 兩者均次于水稻居第二位。12(三)玉米 玉米生長適應性強, 耐旱, 種植范圍很廣, 也是一種世界性的作物。種植面積及產量僅次于小麥居第二位。種植最多的國家為美國、獨聯(lián)體國家和中國。玉米廣泛用于飼養(yǎng)家畜和家禽, 并有相當多的數(shù)量直接或間接供人類消費。世界玉米總量的一半以上產于美國, 其中大

7、約3/4用于飼養(yǎng)家畜。 我國的玉米種植分布很廣, 北起黑龍江北部的黑河, 南至海南島均有種植: 玉米也是我國主要谷物之一, 在我國糧食總產量中所占的比例僅次于稻谷和小麥, 居第三位。(四)高粱 高粱原產于非洲, 基本上屬熱帶植物, 是世界上主要谷類作物之一。高粱的種植范圍較廣, 主要分布在非洲、亞洲和美洲, 種植面積最大的是印度, 其次是中國、美國、尼日利亞等。 高粱在我國已有5000年左右的種植歷史, 是我國古老的糧食作物之一。以東北各省種植較多, 其次是華北、華中的一些省份。高粱籽粒除供食用和飼用外, 還可以作為工業(yè)原料, 特別是在釀酒方面,我國許多名酒主要用高粱釀制而成。13(五)粟 粟

8、又稱谷子, 是一種溫熱帶植物。由于它具有較強的耐旱能力, 種植地域很廣, 亞洲、非洲、美洲、歐洲等都有種植。美國種植的粟米主要為飼用, 而在世界其他地方則廣泛供人類食用。就世界范圍來講, 它不及稻谷、小麥和玉米重要, 但在半干旱地區(qū), 它是一種重要的谷物, 成為第三世界許多國家的食物來源。 粟也是我國古老的種植作物, 是我國北方的主要糧食作物之一。(六)大麥 大麥或許是最能耐受各種氣候和環(huán)境條件的谷物, 從北極圈到熱帶地區(qū)都有種植, 甚至在喜馬拉雅山脈海拔4500m的地方也能種植。在經(jīng)常遭受寒冷霜凍、干旱或堿性土壤的地區(qū), 大麥是最可靠的作物之一。世界各類作物中, 大麥種植的總面積和總產量僅次

9、于小麥、稻谷、玉米居第四位。世界上大部分大麥作為啤酒工業(yè)及酒精工業(yè)的關鍵原材料麥芽, 或作為動物飼料, 只有少量大麥直接用于人類食品。 由于大麥的生長期短、適應性強, 在我國的分布也很廣, 種植面積和產量居于第五位。我國冬大麥的主要產區(qū)在長江流域一帶, 春大麥分布于北部寒冷地區(qū)或農牧區(qū)。14(七)燕麥 燕麥是適于高寒地區(qū)種植的作物。在全世界燕麥種植中, 歐洲約占1/3, 某余為美國、加拿大、中國和澳大利亞等地區(qū)。我國的燕麥種植主要集中在內蒙古的陰山南北, 河北的壩上、燕山地區(qū), 山西的太行、呂梁山區(qū), 云、貴、川的大、小涼山地帶也有種植。燕麥的品種較多, 一些是適合于飼用的, 另一些具有較高營

10、養(yǎng)價值的燕麥則作為人類食品。(八)蕎麥 蕎麥具有生長期短、耐冷凍瘠薄的特性, 是糧食作物中比較理想的填閑補種作物。蕎麥起源于中國和亞洲北部, 世界上蕎麥主要生產國是獨聯(lián)體國家、中國、日本、波蘭、法國、加拿大、美國等。我國主要產區(qū)在東北、華北、西北、西南一帶的干燥、高寒地區(qū)。蕎麥由于其獨特的營養(yǎng)價值和藥用價值，被認為是世界性的新興作物。15二、谷物籽粒的形態(tài)特征（一）稻谷籽粒的形態(tài)特征穎包括內穎、外穎、護穎和穎尖四部分。內、外穎各一瓣, 外穎較內穎略長而大。內、外穎沿邊緣卷起成鉤狀, 互相鉤合包裹著穎果, 起保護穎果的作用。內、外穎表面粗糙, 或多或少地生有長短不同的針狀茸毛。內、外穎基部的外側

11、各生有護穎一枚, 托住稻谷籽粒, 起保護內、外穎的作用。護穎長度約為外穎的1/5-1/4。內、外穎都具有縱向脈紋,外穎有五條,內穎有三條。外穎頂端尖銳, 稱為穎尖,伸長則為芒。芒的有無及長短隨品種不同而異。目前通過品種培育,有芒品種已逐漸被淘汰。16（二）小麥籽粒的形態(tài)特征 小麥籽粒的外形 (a)背面; (b)腹面; (c)橫切面1麥毛; 2腹溝; 3果頰; 4胚 小麥籽粒的頂端生長著茸毛(稱毛麥), 下端為麥胚, 胚的長度約為籽粒長度的1/4-1/3。有胚的一面稱為麥粒的背面, 與之相對的一面稱為腹面。麥粒的背部隆起呈半圓形, 腹面凹陷, 有一溝槽稱為腹溝, 其深度隨小麥品種及生長條件的不同

12、而異。腹溝的兩側部分稱為頰,兩頰不對稱。 小麥籽粒的形狀大致可分為長圓形、橢圓形、卵圓形和圓形幾種, 但其腰部斷面形狀都呈心臟形。正常的小麥籽粒隨品種不同而具有其特有的顏色與光澤。17（三）玉米籽粒的形態(tài)特征 玉米籽粒的外形 玉米籽粒的表面較為平整, 沒有像小麥籽粒那樣的深溝槽。玉米籽粒的形狀在同一果穗的不同部位是不相同的。果穗基部的籽粒因受到苞葉的擠壓和彼此相互擠壓而呈扁平形, 上部的籽粒則大多不受擠壓, 故近于圓形。玉米籽粒一般都是基部較窄而頂部較寬。 玉米籽粒的顏色有黃色、白色、紅色、紫色、藍色等, 因品種而異, 最常見的為黃色和白色。18（四）高粱籽粒的形態(tài)特征 高粱籽粒的外形 高粱的

13、護穎與其他谷物不同, 它比內、外穎大。護穎和穎統(tǒng)稱外殼。外殼內的籽實稱穎果。一般高粱的穎果與外殼結合較松。因此, 高粱外殼很容易被脫除。硬殼高粱的護穎呈卵圓形, 厚而有光澤, 生有茸毛, 一般較難脫粒; 軟殼高粱的護穎為長橢圓形, 無光澤, 上面有6-8條明顯的條紋, 無茸毛或短毛, 一般脫粒較易。外穎比較寬闊, 呈薄膜狀, 有毛, 頂端兩裂, 在分裂片背面著生有芒, 芒從齒裂間伸出, 有的芒短, 僅現(xiàn)剛毛。內穎是很小的薄膜, 有時完全消失。 護穎顏色因品種不同,有紅、黃、褐、黑、白之分。19大麥籽粒的形態(tài)結構 甜蕎果實外形 甜蕎橫切面簡圖苦蕎果實外形 苦蕎橫切面簡圖 粟米籽粒的形態(tài)結構20禾

14、谷類作物都屬于單子葉的禾本科(gramineae) 植物，這類果實就是“穎果” (caryopsis)，通常稱為“籽粒” (kernel or grain)。具有皮層、胚和胚乳三部分基本結構，各結構之間的聯(lián)系也大致相同。三、谷物籽粒的結構21 皮層: 由子房壁發(fā)育而成，分果皮和種皮。外果皮常有茸毛和氣孔，可依此確定品種。果皮顏色由花青素或其他雜色體存在導致，未成熟的果實中含大量葉綠素。種皮是由珠被發(fā)育而成，禾谷類果實的種皮只有一層細胞。 胚: 種子最主要部分，受精卵發(fā)育而成。各類種子的胚形狀各異，基本可分為胚芽、胚莖（軸）、胚根和子葉四部分。 胚乳: 由極細胞受精后直接發(fā)育成的胚乳稱內胚乳；由

15、珠心層直接發(fā)育成的胚乳稱外胚乳。禾本科類籽粒的胚乳較發(fā)達。胚乳中儲藏著營養(yǎng)物質，主要由淀粉構成，所以禾本科作物一般作為主食之用，如稻谷，小麥，玉米，大麥，高粱，粟，燕麥等。22小麥籽粒（穎果）果皮種子外果皮1、表皮2、皮下組織3、薄壁細胞的殘余部分種皮胚乳盾片（子葉）1、上皮 2、薄壁組織 3、微管束原組織 內果皮1、細胞中間體2、橫細胞層 3、管狀細胞胚軸:1、胚芽（包括胚芽鞘）2、原生根 3、次生側小根 外胚葉 胚1、糊粉層 2、淀粉質胚乳（外種皮、種皮、內種皮）和色素束珠心層（透明層、外胚乳）和珠心突出物小麥籽粒的構成 糠、麩23谷物內部的糊粉粒24冬小麥橫切面掃描電子顯微鏡圖P:果皮

16、A:糊粉層 E:胚乳 右圖： 胚乳細胞25稻谷籽粒的結構小麥籽粒的結構261、皮殼 2、表皮層3、中果皮 4、橫細胞 5、管狀細胞 6、種皮 7、糊粉層8、角質胚乳 9、粉質胚乳 10、淀粉細胞 玉米籽粒的縱切面及橫切面示意圖11、細胞壁 12、盾片 13、胚14、初生根 15、基部 16、盾片 17、胚軸 18、果皮 19、粉質胚乳 20、角質胚乳 27上圖： C：胚芽鞘 F：葉狀莖 SN：盾片節(jié) CR：胚根鞘 R：根 V：維管系統(tǒng) S：盾片E：胚鱗上皮細胞 H：外殼 PT：果皮-種皮 AL：糊粉層大麥籽粒橫切面示意圖下圖：籽粒外層28高粱籽粒解剖圖皮層占7.9%、胚9.8%、胚乳82.3%

17、。高粱的果皮中含有淀粉粒，位于中果皮，大小為1-4m。S.A. 花柱殘跡 E. 胚乳 S. 盾片 E.A. 胚軸29A：帶殼燕麥腹面 B：裸粒燕麥腹面1：外稃 2：內稃 3：基刺 4：茸毛籽粒呈紡錘形，長約8-11mm。寬1.6-3.2mm。表面具有細長毛。籽粒由谷殼與皮層、胚乳、胚三部分組成。30四、谷物分類與質量標準 （一） 稻谷的分類與質量標準 1稻谷品質基本概念（1）出糙率 凈稻谷脫殼后的糙米（其中不完善粒折半計算）占試樣質量 的百分率。 （2）整精米 糙米碾磨成精度為國家標準一等大米時，米粒產生破碎，其 中長度仍達到完整精米粒平均長度的五分之四以上（含五分 之四）的米粒。 （3）整精

18、米率 整精米占凈稻谷試樣質量的百分率。 （4）不完善粒 包括下列尚有食用價值的顆粒： 1）未熟粒：籽粒未成熟不飽滿，米粒外觀全部為粉質的顆粒。 2）蟲蝕粒：被蟲蛀蝕并傷及胚乳的顆粒。 3）病斑粒：糙米胚或胚乳有病斑的顆粒。 4）生芽粒：芽或幼根已突出稻殼，或檢驗糙米芽或幼根已突破種 皮的顆粒。 5）霉變粒：稻谷生霉，去殼后糙米胚或胚乳變色或變質的顆粒。 （5）谷外糙米 稻谷由于機械損傷等原因形成的糙米粒。 （6）黃粒米 胚乳呈黃色，與正常米粒色澤明顯不同的顆粒。 （7）色澤、氣味 一批稻谷固有的色澤和氣味。31根據(jù)國標GB 13501999稻谷的規(guī)定，將稻谷分為以下5類。（1）早秈稻谷 生長期

19、較長、收獲期較早的秈稻谷，一般米粒腹白較大，角質粒較少。 （2）晚秈稻谷 生長期較長、收獲期較晚的秈稻谷，一般米粒腹白較小或無腹白，角質粒較多。 （3）粳稻谷 秈型非糯性稻的果實，糙米一般呈長橢圓形，米質粘性較大脹性較小。 （4）秈糯稻谷 秈型糯性的果實，糙米一般呈長橢圓形或細長形，米粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明狀（俗稱陰糯），粘性大。 （5）粳糯稻谷 粳型糯性稻的果實，糙米一般呈橢圓形，米粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明狀（俗稱陰糯），粘性大。 2稻谷的分類323稻谷質量標準表1-1 秈稻谷質量指標等級出糙率/%整精米率/%雜質/%水分/%色澤、氣味179.050.01.013.5正常2

20、77.050.0375.050.0473.050.0571.050.0注：水分含量大于表1-1規(guī)定的稻谷的收購，按國家有關規(guī)定執(zhí)行。表1-2 粳稻谷質量指標等級出糙率/%整精米率/%雜質/%水分/%色澤、氣味181.060.01.013.5正常279.060.0377.060.0475.060.0573.060.0注：水分含量大于表1-1規(guī)定的稻谷的收購，按國家有關規(guī)定執(zhí)行。33（二）小麥的分類與質量標準1小麥品質基本概念（1）不完善粒 受到損傷但尚有使用價值的小麥顆粒。包括蟲蝕粒、病斑粒、破損粒、生芽粒和生霉粒。 1）蟲蝕粒 被蟲蛀食，傷及胚或胚乳的顆粒。 2）病斑粒 粒面帶有病斑，傷及胚或

21、胚乳的顆粒。其中包括黑胚粒，即籽粒胚部呈深褐色或黑色，傷及胚或胚乳的顆粒；赤霉病粒，籽粒皺縮，呆白，有的粒面呈紫色或有明顯的粉紅色霉狀物，間有黑色子囊殼。 3）破損粒 壓扁、破損，傷及胚或胚乳的顆粒。 4）生芽粒 芽或幼根突破種皮不超過本顆粒長度的顆粒，芽或幼根雖未突破種皮但已有芽萌動的顆粒。 5）霉變粒 粒面生霉或胚乳變色變質的顆粒。（2）小麥硬度 小麥籽粒抵抗外力作用下發(fā)生變形和破碎的能力。（3）小麥硬度指數(shù) 在規(guī)定條件下粉碎小麥樣品，留存在篩網(wǎng)上的樣品占試樣的質量分數(shù)。（4）色澤、氣味 一批小麥固有的綜合顏色、光澤和氣味。（5）雜質 除小麥粒以外的其他物質，包括篩下物、無機雜質和有機雜質

22、。（6）篩下物 通過直徑1.5mm圓孔篩的物質。（7）無機雜質 砂石、煤渣、磚瓦快、泥土等礦物質及其他無機類物質。（8）有機雜質 無使用價值的小麥，異種糧粒及其他有機類物質。常見無使用價值的小麥有霉變小麥、生芽粒中芽超過本籽粒長度的小麥、線蟲病小麥、腥黑穗病小麥等顆粒。34按國家標準GB13512008小麥規(guī)定，我國小麥分為5類。（1）硬質白小麥 種皮為白色或黃白色的麥粒不低于90%，硬度指 數(shù)不低于60的小麥。（2）軟質白小麥 種皮為白色或黃白色的麥粒不低于90%，硬度指 數(shù)不高于45的小麥。（3）硬質紅小麥 種皮為深紅色或紅褐色的麥粒不低于90%，硬度 指數(shù)不低于60的小麥。（4）軟質紅小

23、麥 種皮為深紅色或紅褐色的麥粒不低于90%，硬度 指數(shù)不高于45的小麥。（5）混合小麥 不符合（1）-（4）規(guī)定的小麥。2小麥的分類353小麥的質量標準表1-3 小麥質量指標等級容重/g/L不完善粒/%雜質/%水分/%色澤、氣味總量其中：礦物質17906.01.00.512.5正常277037508.04730571010.0等外粒寬粒厚。(二)谷物籽粒的均勻度 均勻度(又稱整齊度)是指谷物粒形和大小的均一程度。 籽粒的均勻度可用兩種方法表示。1)用某一篩號篩面的篩上物重量占所篩谷物總量的百分數(shù)表示。2)兩個相鄰分級篩面上留存的谷粒最大重量, 如留存在兩相鄰的篩面上的數(shù)量在80%以上者均勻度最

24、好; 70%-80%為中等;小于70%的均勻度最低。45三、谷物的密度、容重與千粒重(一)密度 密度是指谷物籽粒單位體積的質量。 不同類型的谷粒其密度不同。密度的大小還與籽粒的化學成分有關。密度的大小, 決定于籽粒的粒度、飽滿度、成熟度和胚乳結構。(二)容重 容重是指單位容積內谷物的質量，一般用g/L來表示。 不同種類的糧食，容重不同；同種谷物因品種和質量的不同，容重也有較大的差異。 容重是國內外谷物分等及評價谷物工藝品質的主要指標。(三)千粒重 每1000顆糧粒的質量稱為谷物的千粒重，用克數(shù)來表示。不同種類的谷物，由于籽粒的大小及粒質的差別，千粒重不同；同種谷物由于品種類型、土壤氣候及栽培條

25、件的不同。其籽粒的粒度大小及粒質也存在著差別，千粒重往往也極為懸殊。 46四、谷物的散落性與自動分級(一)谷物的散落性 由散粒體組成的谷物自然下落到主平面時，有向四面流散并形成一圓錐體的性質，稱為散落性。 谷物散落性的大小。通常用靜止角來表示。所謂靜止角，即谷物自然流散形成的圓錐體的斜面線與水平面所形成的角度。 糧堆的靜止角大，表示散落性??；靜止角小表示散落性大。如下圖所示，角1角2，則種糧食的散落性種糧食的散落性。 不同谷物的靜止角47（二）自動分級 在移動或振動過程中，谷粒和雜質混合的散粒群體出現(xiàn)的分級現(xiàn)象，稱為自動分級。 谷物籽粒和各種雜質的物理特性（如大小、形狀、比重、表面光滑程度等）

26、均不同。摩擦力、氣流浮力等也不一樣，因而當谷物受振動或由空中拋下時，不同性質的成分，其下沉、滾滑、拋出的遠近也不一樣，這樣就使不同質量的谷物和雜質聚集在不同的部位，造成自動分級。 產生自動分級后，糧堆的上層為密度小、顆粒大、表面粗糙的物料，下層為密度大、顆粒小、表面光滑的物料。48五、谷物的吸附性與導熱性(一)谷物的吸附性 谷物吸附各種氣體及水蒸氣的能力稱為谷物的吸附性。 谷物所以具有吸附性，主要是由于谷粒是一個多孔毛細管物質，各種氣體從糧堆的孔隙滲入后，吸附在谷粒的表面或通過谷粒的毛細管吸收到谷粒的內部。如果把谷物和其它有特殊氣味的東西混存在一起，谷物就會沾染各種氣味。谷物也能吸附空氣中的水

27、蒸汽，從而使谷物的含水量增加。這一性質稱為谷物的吸濕。 影響因素： 1. 周圍環(huán)境中氣體的濃度 2. 周圍環(huán)境中氣體的活性 3. 周圍環(huán)境的溫度和谷物本身的溫度差 4. 谷粒的化學成分 5. 谷粒的構造和細胞結構49（二）導熱性 物體傳遞熱量的性能稱導熱性。谷堆中熱量的傳遞主要是通過谷粒間直接接觸傳導和谷堆中空氣的對流兩種方式進行的。在這兩種方式中, 以對流為主要方式。 谷物是熱的不良導體, 谷物的導熱性可用導熱系數(shù)來表示。谷物的導熱系數(shù)是指1h通過1m3正方形體積的谷物, 使其上下表面溫度相差1時所傳遞的熱量。 導熱系數(shù)表明谷物導熱能力的大小。導熱系數(shù)愈大, 在單位時間內,通過單位面積的熱量

28、愈多。 由于空氣流過谷堆內孔隙時的阻力較大, 對流緩慢, 加之空氣和谷物的導熱系數(shù)都不高, 因此谷堆也是熱的不良導體。 50六、谷物透明度 谷物籽粒的胚乳分角質和粉質兩種。角質呈半透明狀, 這種角質胚乳占整個胚乳的百分率, 就是谷物籽粒的透明度。透明度通常可以反映籽粒內部結構的致密程度。七、谷物硬度 谷物和其他固體物料一樣, 受到壓縮、拉伸、彎曲、剪切等力的作用時, 會引起變形, 同時內部產生相應的抵抗力。當外力增加到使抵抗力達到強度極限時, 籽粒即破碎, 這種抵抗變形和破碎的能力稱為谷物籽粒的硬度(又稱強度或剛度)。51第三節(jié) 谷物化學成分與營養(yǎng)品質 一、谷物蛋白質蛋白質是生物體的主要組成部

29、分，植物體內的蛋白質雖然比動物體的要少，但也是植物細胞的重要成分。谷物中的蛋白質含量會因種類、品種、土壤、氣候及栽培條件等的不同而呈現(xiàn)差異。一些常見谷物的蛋白質含量：蛋白質來源蛋白質含量（%）蛋白質來源蛋白質含量（%）普通硬麥12-13燕麥11-12普通軟麥7.5-10高粱10-12硬粒小麥13.5-15大麥12-13大米7-9玉米（馬齒種）9-10黑麥11-1252清蛋白類（albumins）：溶于水，加熱凝固，為強堿、金屬鹽類或有機溶劑所沉淀，能被飽和硫酸銨鹽析。球蛋白類（glubulins）：不溶于水，溶于中性鹽稀溶液，加熱凝固，為有機溶劑所沉淀，添加硫酸銨至半飽和狀態(tài)時則沉淀析出。 醇

30、溶蛋白類（prolamins）：不溶于水及中性鹽溶液，可溶于70-90%的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀堿溶液，加熱凝固。該類蛋白質僅存在于谷物中，如小麥醇溶蛋白。谷蛋白類（glutelin）：不溶于水、中性鹽溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀堿溶液，加熱凝固。該蛋白也僅存在于谷類籽粒中，常常是與醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麥谷蛋白。(一)谷物蛋白質分類 53小麥中含有小麥面筋蛋白質，約占面筋干重的85以上，其中主要是麥膠蛋白（醇溶蛋白）和麥谷蛋白（谷蛋白）。麥膠蛋白的含量約比麥谷蛋白少10%。這兩種蛋白質分離方便，在稀酸中溶解面筋，添加乙醇配成70%的乙醇溶液，然后添加足夠的堿以中和酸，在

31、4下放置一夜，麥谷蛋白沉淀，溶液中剩下麥膠蛋白。(二)小麥蛋白質54當面粉加水和成面團的時候，麥膠蛋白和麥谷蛋白按一定規(guī)律相結合，構成像海綿一樣的網(wǎng)絡結構，組成面筋的骨架，其他成分如脂肪、糖類、淀粉和水都包藏在面筋骨架的網(wǎng)絡之中，這就使得面筋具有彈性和可塑性。55麥膠蛋白是一類具有類似特性的蛋白質，其平均分子量約為40,000，單鏈，水合時膠粘性極大，這類蛋白質的抗延伸性小或無，這可以認為是造成面團粘合性的主要原因。麥谷蛋白是一類不同組分的蛋白質，多鏈，分子量變化于100,000至數(shù)百萬之間，平均分子量為3,000,000，有彈性但無粘性，麥谷蛋白使面團具有抗延伸性。56面筋蛋白質的質量評價一

32、般通過面團流變學特性測定（粉質曲線、拉伸曲線、吹泡示功曲線）來進行。粉質曲線：在定量的小麥粉中加入水，在恒定溫度下將小麥粉揉成面團。根據(jù)揉制面團過程中混合攪拌刀所受到的阻力，由儀器自動繪出一條粉質曲線，從粉質曲線上可以得到吸水率、面團形成時間、穩(wěn)定性、弱化度等參數(shù)。 A.面團最大稠度 B.面團形成時間(min) C.面團穩(wěn)定時間(min)D.面團堅韌性指數(shù) E.面團弱化程度（衰減度） (12min,Bu)粉質曲線（farinogram）57拉伸曲線：將通過粉質儀制備好的面團揉搓成粗短的面條，將面條兩端固定，中間用鉤向下拉，直到拉斷為止，抗拉阻力以曲線的形式自動記錄下來?？梢苑从雏湽鹊鞍踪x予面團

33、的強度的抗延伸阻力，以及麥醇溶蛋白提供的易流動性和延伸性所需要的粘合力。Rs: 延伸阻力（50mm） Rs: 校正阻力 Rm: 最大阻力E: 延伸性（mm） 拉伸曲線（extensogram）58吹泡示功曲線：測定原理與拉伸曲線類似，都是根據(jù)面團變形所用比功、抗拉伸阻力和延伸性來測定面團的性質。不同的是，它用吹泡的方式使面團變形。從吹泡示功曲線得到抗變形阻力（張力）和延伸性的數(shù)值，曲線下所包括的面積可以換算成1g面團變形直至破裂所需要的比功。 P： 吹泡過程中所需最大壓力W： 吹泡所用的功（mJ）L： 破裂點的平均最大橫坐標（mm） 吹泡示功曲線（alveogram）59面筋、麥膠蛋白、麥谷蛋

34、白的氨基酸組成（mol/105g蛋白質）氨基酸面筋麥膠蛋白麥谷蛋白精氨酸201520組氨酸151513賴氨酸9513蘇氨酸211826絲氨酸403850天冬氨酸222023谷氨酸290317278甘氨酸472578丙氨酸302534纈氨酸454341亮氨酸596257異亮氨酸333728脯氨酸137148114酪氨酸201625苯丙氨酸323827色氨酸658胱氨酸/2141010蛋氨酸121212谷氨酸含量達總氨基酸的33%。小麥中谷氨酰胺水平高引起氮含量高，小麥蛋白質的含量估計是其含氮量的5.7倍。 小麥蛋白質的氨基酸組成不平衡，第一限制性氨基酸是賴氨酸，第二限制性氨基酸是蘇氨酸。 60玉

35、米籽粒中蛋白質含量一般在12左右，其中80在玉米胚乳中，而另外20在玉米籽粒的玉米胚中。從營養(yǎng)學的角度講，玉米的蛋白質品質比起水稻和小麥籽粒中的蛋白質就要差得多，消化率也低，蛋白質的利用率只有57左右。玉米醇溶蛋白具有特殊的氨基酸組成，是優(yōu)良的可食性薄膜制作材料，具有良好的障礙性能。(三)玉米蛋白質61玉米胚乳蛋白質的氨基酸組成（蛋白質）氨基酸玉米胚乳賴氨酸2.0組氨酸2.8精氨酸3.8天冬氨酸6.2谷氨酸21.3色氨酸0.6蘇氨酸3.5絲氨酸5.2脯氨酸9.7甘氨酸3.2丙氨酸8.1纈氨酸4.7胱氨酸1.8蛋氨酸2.8異亮氨酸3.8亮氨酸14.3酪氨酸5.3苯丙氨酸5.3玉米蛋白質有高水平的

36、谷氨酸，氨基氮水平低表明谷氨酸是以酸而不是以酰胺的形式存在的。高水平亮氨酸含量，被認為與糙皮病的發(fā)生有連帶關系(一種B族維生素缺乏癥)。62大米含蛋白質78，主要是堿溶性的谷蛋白。大米蛋白質大部分分布在糊粉層中，大米加工精度越高，碾去的糊粉層就越多，蛋白質損失也就越多。稻谷中蛋白質的量為N5.95。(四)大米蛋白質63 稻米蛋白質在營養(yǎng)上的重要性：與其他谷物蛋白質相比，大米蛋白含賴氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸較多，含賴氨酸高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上，而品質差的醇溶蛋白含量低。大米蛋白的氨基酸組成配比比較合理，大米蛋白的必需氨基酸組成比小麥蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸組成更加接近于WHO認定的

37、蛋白氨基酸最佳配比模式。蛋白質利用率高，大米蛋白與其它谷物蛋白相比，生物效價和蛋白質功效比值高。64從營養(yǎng)的觀點看，燕麥的氨基酸平衡非常好（與聯(lián)合國糧農組織規(guī)定的標準蛋白質相比），在谷物中是獨一無二的。脫殼燕麥的蛋白質含量通常比其他谷物高得多。即便在蛋白質含量較高時，其良好的氨基酸平衡也是穩(wěn)定的，而其他谷物往往不是如此。燕麥中蛋白質的分配不同于其他谷物，醇溶谷蛋白（avenins）僅占總蛋白的10-15%，占優(yōu)勢的是球蛋白（55%），谷蛋白約占20-25%。(五)燕麥蛋白質65 谷物籽粒以淀粉的形式貯藏能量，不同谷物中淀粉的含量是不同的，一般可以占到總量的60%-75%，因此，人們消耗的食品大

38、都是淀粉，它是人體所需要熱能的主要來源，同時，淀粉也是食品工業(yè)的重要原料。名稱淀粉含量名稱淀粉含量糙米75-80燕麥（不帶殼）50-60普通玉米60-70燕麥（帶殼）35甜玉米20-28蕎麥44高粱69-70大麥（帶殼）56-66粟60大麥（不帶殼）40小麥58-76各種谷物籽粒中的淀粉含量（干基，%）二、谷物淀粉66淀粉粒的結構 淀粉分子在谷物中是以白色固體淀粉粒（starch granule）的形式存在的，淀粉粒是淀粉分子的集聚體，不同谷物由于遺傳及環(huán)境條件的影響，形成不同結構及性質的淀粉粒。 各種谷物淀粉粒的結構1：小麥 7：燕麥淀粉粒2：大麥 8：粟 3：黑麥 9：小麥 4：高粱 10

39、：玉米淀粉粒5：玉米 6：大米67谷物籽粒直鏈淀粉含量（%，占純淀粉）名稱直鏈淀粉含量名稱直鏈淀粉含量大米17糯米0普通玉米26燕麥24甜玉米70高粱27蠟質玉米0糯高粱0小麥2468幾種谷物淀粉粒的糊化溫度淀粉種類糊化溫度范圍（）糊化開始溫度（）大米58-6158小麥65-67.565玉米64-7264高粱69-756969組成植物細胞壁的主要成分 。D-葡萄糖以-1,4-糖苷鍵連接的直鏈狀高分子化合物，沒有分支。纖維素是莖桿、粗飼料及皮殼的主要成分。1. 纖維素（一）非淀粉多糖三、谷物其他化學成分 組成其基本成分的糖類包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、葡糖醛酸等。 半纖維素結構多樣，化學

40、組成很不相同，在水中有不同的溶解性（水溶性和水不溶性）。 2.半纖維素和戊聚糖70普通小麥中含有2.8%左右的糖 (包括低聚糖)。這些糖中含有單糖類的葡萄糖、果糖和半乳糖，二糖類的蔗糖和麥芽糖， 三糖類的葡雙果糖和棉籽糖，及屬于低聚糖的葡果聚糖。小麥胚中總糖含量相當高 (24%)，主要是蔗糖和棉籽糖。 麩皮中主要的糖為蔗糖和棉籽糖，達5%左右。糙米約含有1.3%的糖，主要是蔗糖，其次有葡萄糖、果糖、棉籽糖。燕麥淀粉胚乳中，主要的糖為蔗糖和棉籽糖。（二）單糖與低聚糖71 一些谷物籽粒的油脂含量種類含量（以干粒重計%）種類含量小麥2.1-3.8玉米胚23-40大麥3.3-4.6小麥胚12-13黑麥2.0-3.5米糠15-21稻米0.86-3.1高粱2.1-5.3小米4.0-5.5玉米3-5（三）脂類72幾種谷物籽粒中油脂的脂肪酸組成谷物油脂中脂肪酸組