第1章第一节粮油食品原料的籽粒结构与化学组成

1、第1章 粮油食品原料,第一节 粮油食品原料的籽粒结构与化学成分 第二节 粮油食品原料的种类及特性,教学重点： 大米、小麦、玉米和油料作物原料的生物学特性,一、粮油食品原料的籽粒结构,粮油籽粒： 指粮油作物的果实与种子,基本结构： （1）皮层：果皮和种皮 （2）胚：受精卵发育而成，由胚芽、 胚根、胚轴、子叶组成 （3）胚乳：禾谷类粮粒的主要组成 部分，也是人类食用的 主要部分,子叶提供营养物质,胚芽茎和叶,胚根根,胚轴连接茎和根的部分,二、粮油食品原料的分类方法,根据其植物学特征采用自然分类法进行分类 根据其化学成分与用途的不同进行分类,双子叶植物:种子的胚具有两片子叶的植物,单子叶植物:种子的

2、胚具有一片子叶的植物,表1-1 主要粮油作物的植物学分类,图1-1 粮油作物的国际分类图,我国的分类方法,禾本科：稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、粟、黍、高梁等 双子叶：荞麦,豆类：属豆科，有大豆、蚕豆、豌豆、绿豆等,薯类：甘薯、马铃薯、豆薯、木薯等,禾谷类,粮油 作物,油料：油菜、芝麻、大豆、花生、向日葵等,根据化学成分与用途进行的分类,三、粮油食品原料的化学成分,三、粮油食品原料的化学成分,表1-2 粮油原料化学成分表 单位,1、碳水化合物,葡萄糖 (果糖) 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素,氧化反应 （与银氨溶液或斐林试剂,水解反应,植物干重3/4由糖类构成，主要是淀粉和纤维素,食品中的糖类物质,

3、淀粉的来源与分布,淀粉积蓄于植物的种子、茎、根等组织中，是人类食物的重要物质,也是轻工业和食品工业的重要原料。淀粉在禾谷类籽粒中含量特别多，占含糖总量的90%左右。 淀粉在粮食籽粒中分布不均匀： 禾谷类籽粒的淀粉主要集中在胚乳的淀粉细胞内； 豆类集中在种子的子叶中； 薯类则在块根和块茎里面,淀粉粒（Starch Granule,圆形、卵形或椭圆形、多角形，2150m，环层、晶体结构,直链淀粉的空间结构,1）直链淀粉（淀粉颗粒质 ）：是由葡萄糖以-1,4-糖苷键结合而成的链状化合物，能被淀粉酶水解为麦芽糖。在淀粉中的含量约为1030%。能溶于热水而不成糊状。遇碘显蓝色,2）支链淀粉（淀粉皮质 ）

4、：葡萄糖分子之间除以-1,4-糖苷键相连外，还有以-1,6-糖苷键相连的。所以带有分支，约20个葡萄糖单位就有一个分支，只有外围的支链能被淀粉酶水解为麦芽糖。在冷水中不溶，与热水作用则膨胀而成糊状。遇碘呈紫或红紫色,结构式,淀粉的物理性质,淀粉是白色、无气味、无味道的 粉末状物质； 不溶于冷水； 在热水中产生糊化作用（即食物 由生变熟的过程,1、概念：淀粉粒不溶于冷水，若在冷水中不加以搅拌，淀粉粒因其比重大，而沉淀。但若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时(一般在55以上)，淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大，所以悬浮液就形成粘稠的糊状胶体溶液,这一现象称为“淀粉的糊化”。又

5、称淀粉的糊化为“ ”化。 2、本质： 水进入微晶束，折散淀粉分子间的缔合状态，使淀粉分子失去原有的取向排列，而变为混乱状态，即淀粉粒中有序及无序态的分子间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液,淀粉的糊化 Gelatinization,分为三个阶段： 第一阶段：可逆吸水阶段 水进入淀粉粒的非晶部分; 第二阶段：不可逆吸水阶段 水进入淀粉粒的微晶束间隙，吸水膨胀; 第三阶段：最后解体阶段 淀粉粒膨胀，继续分离支解,过程,糊化淀粉的老化 Retrogradation,1、淀粉的回生已糊化的淀粉稀溶液，在低温下静置一定时间后，溶液变混蚀，溶解度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液浓度比较大，则沉淀物可以形成硬

6、块而不再溶解，也不易被酶作用，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。这种淀粉叫“凝沉淀粉”或“老化淀粉”。 淀粉的凝沉作用，在固体状态下也会发生，如冷却的陈馒头、陈面包或陈米饭，放置一定时间后，便失去原来的柔软性，也是由于其中的淀粉发生了凝沉作用,2、淀粉老化的本质,在温度逐渐降低的情况下，溶液中的淀粉分子 运动减弱，分子链趋向于平行排列，相互靠拢，彼此以氢键结合形成大于胶体的质点而沉淀。因淀粉分子有很多羟基，分子间结合得特别牢固，以至不再溶于水中，也不易被淀粉酶水解。即糊化的淀粉相邻分子间的氢键部分恢复，自动排列成序，形成一定晶度化的微晶束,提高食品制作过程中淀粉的化程度，可在较长

7、的时间内不易老化。 将糊化后的化淀粉，在80高温迅速除去水分，使水分含量达10%以下，可得到可溶性化淀粉。这样，淀粉分子已不可能移动和相互靠近，成为固定的化淀粉。因为无胶束结构，加水后，水容易进入，淀粉分子迅速吸水，容易重新糊化,思考：方便食品的制作原理,淀粉的化学性质,通常淀粉不显还原性（非还原性糖） 遇碘变蓝色 淀粉在催化剂（如酸）存在和加热下可以逐步水解，生成一系列比淀粉分子小的化合物，最终生成还原性糖：葡萄糖,思考：为什么在吃米饭或馒头时，多加咀嚼就会感到有甜味,淀粉在人体内进行水解。人在咀嚼馒头时，淀粉受唾液所含淀粉酶（一种蛋白质）的催化作用，开始水解，生成了一部分葡萄糖。 （淀粉在

8、小肠里，在胰脏分泌出的淀粉酶的作用下继续进行水解。生成的葡萄糖经过肠壁的吸收，进入血液，供人体组织的营养需要。,淀粉在人体内的水解过程（消化过程,C6H10O5)n 淀粉,C6H10O5)m 糊精,C12H22O11 麦芽糖,C6H12O6 葡萄糖,4）淀粉酶（Amylase） -淀粉酶： 淀粉-（1，4）-糊精酶 -淀粉酶： 淀粉-（1，4）-麦芽糖苷酶 葡萄糖淀粉酶（Glucoamylase）： 水解淀粉直接生成葡萄糖 异淀粉酶（Isoamylase）： 淀粉-（1，6）-糊精酶,粗纤维:细胞壁的主要成分 纤维素: 结构性多糖，210%，多糖中分子量最大 -纤维素、 -纤维素、 -纤维素三

9、种 半纤维素：混合多糖，杂多糖,稳定性介于纤维素与淀粉之间,2脂类（油脂和类脂的总称,粮油食品是人体必需脂肪酸的主要来源。禾谷类粮食中脂肪含量较少，大多为液体，含有大量的不饱和脂肪酸；油料中脂肪含量较高，大豆中油脂的含量也很丰富,磷脂,酯键处含有磷酸和氮碱的一种甘油酯,脑磷脂和卵磷脂两种,植酸盐:肌醇磷酸的钾镁或钙镁,类脂物。磷酸来源,阻碍钙盐消化 植物固醇:谷固醇、豆固醇、麦角固醇。抑制胆固醇吸收,脂 肪 酶,能分解脂肪酸与甘油之间的酯键，属于脂肪的分解酶类，为水解酶； 大部分的脂肪分解酶作用的最适pH在碱性范围内（约89），但豆类的脂肪分解酶作用的最适pH为6.3，未成熟豆类的最适pH为8

10、.510.5； 脂肪分解酶作用的最适温度在3040度之间，但一些酶在冷冻食品中（约-29度）也可显示出活性,粮食和油料在贮藏或加工过程中，劣变速度最快的是油脂。 光照、高湿高温条件易造成脂肪的水解,质量评价指标： 原料的酸度、游离脂肪酸的含量,油脂的氢化,反式脂肪,教材内容分析及教学建议,存在：动物的皮肤、毛、发、肌肉、蹄、角等；鸡蛋、牛奶、大豆(豆浆)等；酶、激素、细菌、病毒、抗体等,组成：由C、H、O、N、P、S等元素组成。 基本构成单元：氨基酸,3蛋白质,8种必需氨基酸：人体自身不能合成，必须从食物中摄取。即赖氨酸、色氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸与缬氨酸,凡是含有8种

11、必需氨基酸，且数量充足、比例适当的蛋白质称为完全蛋白质。凡是缺乏一种或数种必需氨基酸的蛋白质称为不完全蛋白质。有些蛋白质中虽然含有各种必需氨基酸，但其含量比例不适当，营养价值低于完全蛋白质，这种蛋白质称为半完全蛋白质,3蛋白质,不同的粮种其蛋白质的含量与性质有很大差别,禾谷类粮食蛋白质的含量在15左右，而豆类和某些油料种子，蛋白质含量可高达2040,粮油食品原料中蛋白质的种类,简单蛋白质,结合蛋白质,窝头为什么挖个眼，馒头为什么不挖个眼,窝头为什么没有面包弹性大，你会说它是死面，那为什么不发酵呢,说明,窝头用原料：玉米粉；馒头用原料：小麦粉 两种原料的主要差别：小麦粉有面筋 面筋能包住面团中的

12、气体，所以蒸制的馒头或烤 制的面包疏松多孔，质地优良，食之可口。 而玉米粉面团，则发松不起来 即便使用发酵粉也没有多大用处，因为蒸制时没有面筋能 保持蒸气，无奈，只好去控洞来窝气、罩气，掏洞变薄使其 易蒸熟,什么是面筋,小麦粉用水和成面团后，在水中反复揉洗，洗去面团中的可溶性淀粉、麸皮及水溶性物质，最后剩下一块具有弹性和延伸性的软胶体物质称为面筋。 国家标准以湿基为准，面筋的含量是以面筋质量占试样质量的百分率表示,面筋的化学组成特性,面筋主要由麦胶蛋白（43.02%） 麦谷蛋白（39.10%）组成。 还含少量淀粉（6.45%） 脂肪（2.80%） 糖类（2.13%） 灰分（2.00%） 其它蛋

13、白质（4.40%） 、纤维素等。 （其它蛋白质：清蛋白，球蛋白,为什么小麦可以形成面筋,弹性：湿面筋在拉伸或按压后恢复到原来状态的能力。 分为强（按压后恢复原状，不粘手）、中、弱（不能复原，粘手，易碎）。 延伸性：是指湿面筋在拉伸时所表现的延伸性能，即指将湿面筋拉伸到接近断裂时的长度。 延伸性长：15cm以上短：8cm以下 中等：8-15cm 吸水性：为本身重量的170-210,麦胶蛋白：具有延伸性，但弹性小； 麦谷蛋白：具有弹性，但缺乏延伸性,小麦面筋的形成原理,面筋的主要成分麦胶蛋白、麦谷蛋白、不溶于水，却有极强的吸水性，吸水后膨涨。麦胶蛋白吸水后凝结力剧增，吸水能力达200%左右，分子与分子间在二硫键作用迅速粘接，形成网络状的凝胶结构，淀粉、矿物质等成分填充在该网络结构中，并表现出很强的弹性或者说韧性,蛋白质最重要的作用就是构成蒸制食品时保持二氧化碳的“骨架”，使食品变得多孔、疏松、体积增大，吃起来感觉松软香甜可口,蛋白质在贮藏过程中的变化主要是水解或变性，发热霉变的粮食，其