粮食加工学 第一章

1、1粮食加工学路飞沈阳农业大学食品学院The Process of Cereal2学习经历2006.42009.3 日本 筑波大学 生命产业科学专业 博士（生物工学）2000.92003.4 河南工业大学 食品科学专业 硕士（工学）1996.92000.6 河南工业大学 食品科学与工程专业 学士（工学）工作经历2009.42010.3 日本 食品综合研究所食品工学研究领域 食品包装技术研究室 博士后2005.102006.3日本 筑波大学 生命产业科学专业 食品加工研究室 合作研究2005.6至今 沈阳农业大学 食品学院 食品科学与工程系 讲师2003.62005.6 沈阳农业大学 食品学院 食

2、品科学与工程系 助教主要研究方向食品流通工学， 包括流通运输过程中振动、冲击特性解析与模拟，果蔬制品在流 通、 加工过程中机械损伤、营养、机能性变化影响，果实损伤评价方法的确立2. 食品包装工学， 包括果蔬制品在流通过程中缓冲包装设计及机能性包装材料，气调包装中塑料膜的透气性研究粮油食品深加工原理与技术，包括淀粉及变性淀粉的结构、性质及应用研究，焙烤食品 加工技术 Mobile:QQ: 153092295 MSN: lufei1978自我介绍 3绪 论4一、粮食加工工业所包括的企业 1. 碾米工业2. 制粉工业3. 饲料工业4. 机械工业5. 植物油工业6. 副产品加

3、工综合利用工业7. 粮油食品工业 谷物加工就是将原料谷物经除杂、调质、脱壳、碾制或研磨，最后加工成可以食用的、符合不同质量标准的粒状或粉状成品。 5二、粮食工业的重要性1. 国民的主要食粮 结构改变：“三高一低”；营养搭配。2. 食品工业的基本原料 一次性原料； 副产品原料（胚，皮层，壳）。3. 副产品的综合利用 环境污染；经济效益。4. 促进高效农业的发展 产前，产中，产后。 6三、粮食工业发展方向 1. 研制高效新型设备 设备更新，促进工艺革命。2. 进一步做好环保工作 灰尘；噪音；污水。3. 加强技术领域研究 有利于新产品，高附加值产品开发； 有利于高效性能设备的研发。4. 成品的深层次

4、开发利用5. 加强质量管理 源头；检测仪器 7第一章 谷物及其品质第二章 谷物加工前处理第三章 稻谷加工第四章 小麦加工 第五章 谷物加工副产品的综合利用四、主要内容8谷物加工工艺及设备 科学出版社谷物加工工艺学 中国财政经济出版社谷物科学原理 中国轻工业出版社稻谷加工工程 四川出版社稻谷加工与综合利用 四川轻工业出版社农产品加工工程 农业出版社五、主要参考资料9第一章 谷物及其品质第一节 谷物的种类及其籽粒的形态结构第二节 谷物的物理特性与加工品质第三节 谷物化学成分与营养品质第四节 谷物食用品质10第一节 谷物的种类及其籽粒的形态结构 一、谷物的种类(一)稻谷 稻谷属洼地作物, 需要水分和

5、暑热。稻谷的主要种植区域分布在印度、中国、日本、孟加拉国及东南亚。就世界谷物产量而言, 稻谷次于小麦和玉米居于第三位, 然而它却是世界上一半以上人口的主要食用谷物。 我国的稻谷种植至少可以追溯到5000年前, 具有悠久的历史, 且种植面积大、产量高, 种植面积仅次于印度, 居世界第二位, 总产量则居世界首位, 约占世界稻谷总产量的1/3, 单位面积产量也在世界先进行列。11(二)小麦 小麦的生长适应各种土壤和气候条件, 因此是世界上种植最广泛的作物之一。除南极外, 小麦种植遍布世界各大洲。从北极圈到南纬45度(除少数热带岛国外), 从海平面到海拔4570m的高原都有小麦种植。小麦的种植面积约占

6、谷物种植面积的31%, 产量接近谷物总产量的30%, 两者均居谷类作物之首。世界上有1/3以上人口以小麦为主要食用谷物。 小麦在我国的种植也极为广泛, 北起黑龙江漠河,南到海南岛, 西起新疆的塔什库尔干塔克自治县, 东抵沿海各省, 都有小麦种植。其种植面积约占粮食作物总面积的26%, 产量约占总产量的22%, 两者均次于水稻居第二位。12(三)玉米 玉米生长适应性强, 耐旱, 种植范围很广, 也是一种世界性的作物。种植面积及产量仅次于小麦居第二位。种植最多的国家为美国、独联体国家和中国。玉米广泛用于饲养家畜和家禽, 并有相当多的数量直接或间接供人类消费。世界玉米总量的一半以上产于美国, 其中大

7、约3/4用于饲养家畜。 我国的玉米种植分布很广, 北起黑龙江北部的黑河, 南至海南岛均有种植: 玉米也是我国主要谷物之一, 在我国粮食总产量中所占的比例仅次于稻谷和小麦, 居第三位。(四)高粱 高粱原产于非洲, 基本上属热带植物, 是世界上主要谷类作物之一。高粱的种植范围较广, 主要分布在非洲、亚洲和美洲, 种植面积最大的是印度, 其次是中国、美国、尼日利亚等。 高粱在我国已有5000年左右的种植历史, 是我国古老的粮食作物之一。以东北各省种植较多, 其次是华北、华中的一些省份。高粱籽粒除供食用和饲用外, 还可以作为工业原料, 特别是在酿酒方面,我国许多名酒主要用高粱酿制而成。13(五)粟 粟

8、又称谷子, 是一种温热带植物。由于它具有较强的耐旱能力, 种植地域很广, 亚洲、非洲、美洲、欧洲等都有种植。美国种植的粟米主要为饲用, 而在世界其他地方则广泛供人类食用。就世界范围来讲, 它不及稻谷、小麦和玉米重要, 但在半干旱地区, 它是一种重要的谷物, 成为第三世界许多国家的食物来源。 粟也是我国古老的种植作物, 是我国北方的主要粮食作物之一。(六)大麦 大麦或许是最能耐受各种气候和环境条件的谷物, 从北极圈到热带地区都有种植, 甚至在喜马拉雅山脉海拔4500m的地方也能种植。在经常遭受寒冷霜冻、干旱或碱性土壤的地区, 大麦是最可靠的作物之一。世界各类作物中, 大麦种植的总面积和总产量仅次

9、于小麦、稻谷、玉米居第四位。世界上大部分大麦作为啤酒工业及酒精工业的关键原材料麦芽, 或作为动物饲料, 只有少量大麦直接用于人类食品。 由于大麦的生长期短、适应性强, 在我国的分布也很广, 种植面积和产量居于第五位。我国冬大麦的主要产区在长江流域一带, 春大麦分布于北部寒冷地区或农牧区。14(七)燕麦 燕麦是适于高寒地区种植的作物。在全世界燕麦种植中, 欧洲约占1/3, 某余为美国、加拿大、中国和澳大利亚等地区。我国的燕麦种植主要集中在内蒙古的阴山南北, 河北的坝上、燕山地区, 山西的太行、吕梁山区, 云、贵、川的大、小凉山地带也有种植。燕麦的品种较多, 一些是适合于饲用的, 另一些具有较高营

10、养价值的燕麦则作为人类食品。(八)荞麦 荞麦具有生长期短、耐冷冻瘠薄的特性, 是粮食作物中比较理想的填闲补种作物。荞麦起源于中国和亚洲北部, 世界上荞麦主要生产国是独联体国家、中国、日本、波兰、法国、加拿大、美国等。我国主要产区在东北、华北、西北、西南一带的干燥、高寒地区。荞麦由于其独特的营养价值和药用价值，被认为是世界性的新兴作物。15二、谷物籽粒的形态特征（一）稻谷籽粒的形态特征颖包括内颖、外颖、护颖和颖尖四部分。内、外颖各一瓣, 外颖较内颖略长而大。内、外颖沿边缘卷起成钩状, 互相钩合包裹着颖果, 起保护颖果的作用。内、外颖表面粗糙, 或多或少地生有长短不同的针状茸毛。内、外颖基部的外侧

11、各生有护颖一枚, 托住稻谷籽粒, 起保护内、外颖的作用。护颖长度约为外颖的1/5-1/4。内、外颖都具有纵向脉纹,外颖有五条,内颖有三条。外颖顶端尖锐, 称为颖尖,伸长则为芒。芒的有无及长短随品种不同而异。目前通过品种培育,有芒品种已逐渐被淘汰。16（二）小麦籽粒的形态特征 小麦籽粒的外形 (a)背面; (b)腹面; (c)横切面1麦毛; 2腹沟; 3果颊; 4胚 小麦籽粒的顶端生长着茸毛(称毛麦), 下端为麦胚, 胚的长度约为籽粒长度的1/4-1/3。有胚的一面称为麦粒的背面, 与之相对的一面称为腹面。麦粒的背部隆起呈半圆形, 腹面凹陷, 有一沟槽称为腹沟, 其深度随小麦品种及生长条件的不同

12、而异。腹沟的两侧部分称为颊,两颊不对称。 小麦籽粒的形状大致可分为长圆形、椭圆形、卵圆形和圆形几种, 但其腰部断面形状都呈心脏形。正常的小麦籽粒随品种不同而具有其特有的颜色与光泽。17（三）玉米籽粒的形态特征 玉米籽粒的外形 玉米籽粒的表面较为平整, 没有像小麦籽粒那样的深沟槽。玉米籽粒的形状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叶的挤压和彼此相互挤压而呈扁平形, 上部的籽粒则大多不受挤压, 故近于圆形。玉米籽粒一般都是基部较窄而顶部较宽。 玉米籽粒的颜色有黄色、白色、红色、紫色、蓝色等, 因品种而异, 最常见的为黄色和白色。18（四）高粱籽粒的形态特征 高粱籽粒的外形 高粱的

13、护颖与其他谷物不同, 它比内、外颖大。护颖和颖统称外壳。外壳内的籽实称颖果。一般高粱的颖果与外壳结合较松。因此, 高粱外壳很容易被脱除。硬壳高粱的护颖呈卵圆形, 厚而有光泽, 生有茸毛, 一般较难脱粒; 软壳高粱的护颖为长椭圆形, 无光泽, 上面有6-8条明显的条纹, 无茸毛或短毛, 一般脱粒较易。外颖比较宽阔, 呈薄膜状, 有毛, 顶端两裂, 在分裂片背面着生有芒, 芒从齿裂间伸出, 有的芒短, 仅现刚毛。内颖是很小的薄膜, 有时完全消失。 护颖颜色因品种不同,有红、黄、褐、黑、白之分。19大麦籽粒的形态结构 甜荞果实外形 甜荞横切面简图苦荞果实外形 苦荞横切面简图 粟米籽粒的形态结构20禾

14、谷类作物都属于单子叶的禾本科(gramineae) 植物，这类果实就是“颖果” (caryopsis)，通常称为“籽粒” (kernel or grain)。具有皮层、胚和胚乳三部分基本结构，各结构之间的联系也大致相同。三、谷物籽粒的结构21 皮层: 由子房壁发育而成，分果皮和种皮。外果皮常有茸毛和气孔，可依此确定品种。果皮颜色由花青素或其他杂色体存在导致，未成熟的果实中含大量叶绿素。种皮是由珠被发育而成，禾谷类果实的种皮只有一层细胞。 胚: 种子最主要部分，受精卵发育而成。各类种子的胚形状各异，基本可分为胚芽、胚茎（轴）、胚根和子叶四部分。 胚乳: 由极细胞受精后直接发育成的胚乳称内胚乳；由

15、珠心层直接发育成的胚乳称外胚乳。禾本科类籽粒的胚乳较发达。胚乳中储藏着营养物质，主要由淀粉构成，所以禾本科作物一般作为主食之用，如稻谷，小麦，玉米，大麦，高粱，粟，燕麦等。22小麦籽粒（颖果）果皮种子外果皮1、表皮2、皮下组织3、薄壁细胞的残余部分种皮胚乳盾片（子叶）1、上皮 2、薄壁组织 3、微管束原组织 内果皮1、细胞中间体2、横细胞层 3、管状细胞胚轴:1、胚芽（包括胚芽鞘）2、原生根 3、次生侧小根 外胚叶 胚1、糊粉层 2、淀粉质胚乳（外种皮、种皮、内种皮）和色素束珠心层（透明层、外胚乳）和珠心突出物小麦籽粒的构成 糠、麸23谷物内部的糊粉粒24冬小麦横切面扫描电子显微镜图P:果皮

16、A:糊粉层 E:胚乳 右图： 胚乳细胞25稻谷籽粒的结构小麦籽粒的结构261、皮壳 2、表皮层3、中果皮 4、横细胞 5、管状细胞 6、种皮 7、糊粉层8、角质胚乳 9、粉质胚乳 10、淀粉细胞 玉米籽粒的纵切面及横切面示意图11、细胞壁 12、盾片 13、胚14、初生根 15、基部 16、盾片 17、胚轴 18、果皮 19、粉质胚乳 20、角质胚乳 27上图： C：胚芽鞘 F：叶状茎 SN：盾片节 CR：胚根鞘 R：根 V：维管系统 S：盾片E：胚鳞上皮细胞 H：外壳 PT：果皮-种皮 AL：糊粉层大麦籽粒横切面示意图下图：籽粒外层28高粱籽粒解剖图皮层占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，大小为1-4m。S.A. 花柱残迹 E. 胚乳 S. 盾片 E.A. 胚轴29A：带壳燕麦腹面 B：裸粒燕麦腹面1：外稃 2：内稃 3：基刺 4：茸毛籽粒呈纺锤形，长约8-11mm。宽1.6-3.2mm。表面具有细长毛。籽粒由谷壳与皮层、胚乳、胚三部分组成。30四、谷物分类与质量标准 （一） 稻谷的分类与质量标准 1稻谷品质基本概念（1）出糙率 净稻谷脱壳后的糙米（其中不完善粒折半计算）占试样质量 的百分率。 （2）整精米 糙米碾磨成精度为国家标准一等大米时，米粒产生破碎，其 中长度仍达到完整精米粒平均长度的五分之四以上（含五分 之四）的米粒。 （3）整精

18、米率 整精米占净稻谷试样质量的百分率。 （4）不完善粒 包括下列尚有食用价值的颗粒： 1）未熟粒：籽粒未成熟不饱满，米粒外观全部为粉质的颗粒。 2）虫蚀粒：被虫蛀蚀并伤及胚乳的颗粒。 3）病斑粒：糙米胚或胚乳有病斑的颗粒。 4）生芽粒：芽或幼根已突出稻壳，或检验糙米芽或幼根已突破种 皮的颗粒。 5）霉变粒：稻谷生霉，去壳后糙米胚或胚乳变色或变质的颗粒。 （5）谷外糙米 稻谷由于机械损伤等原因形成的糙米粒。 （6）黄粒米 胚乳呈黄色，与正常米粒色泽明显不同的颗粒。 （7）色泽、气味 一批稻谷固有的色泽和气味。31根据国标GB 13501999稻谷的规定，将稻谷分为以下5类。（1）早籼稻谷 生长期

19、较长、收获期较早的籼稻谷，一般米粒腹白较大，角质粒较少。 （2）晚籼稻谷 生长期较长、收获期较晚的籼稻谷，一般米粒腹白较小或无腹白，角质粒较多。 （3）粳稻谷 籼型非糯性稻的果实，糙米一般呈长椭圆形，米质粘性较大胀性较小。 （4）籼糯稻谷 籼型糯性的果实，糙米一般呈长椭圆形或细长形，米粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明状（俗称阴糯），粘性大。 （5）粳糯稻谷 粳型糯性稻的果实，糙米一般呈椭圆形，米粒呈乳白色，不透明，也有呈半透明状（俗称阴糯），粘性大。 2稻谷的分类323稻谷质量标准表1-1 籼稻谷质量指标等级出糙率/%整精米率/%杂质/%水分/%色泽、气味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规定的稻谷的收购，按国家有关规定执行。表1-2 粳稻谷质量指标等级出糙率/%整精米率/%杂质/%水分/%色泽、气味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规定的稻谷的收购，按国家有关规定执行。33（二）小麦的分类与质量标准1小麦品质基本概念（1）不完善粒 受到损伤但尚有使用价值的小麦颗粒。包括虫蚀粒、病斑粒、破损粒、生芽粒和生霉粒。 1）虫蚀粒 被虫蛀食，伤及胚或胚乳的颗粒。 2）病斑粒 粒面带有病斑，伤及胚或

21、胚乳的颗粒。其中包括黑胚粒，即籽粒胚部呈深褐色或黑色，伤及胚或胚乳的颗粒；赤霉病粒，籽粒皱缩，呆白，有的粒面呈紫色或有明显的粉红色霉状物，间有黑色子囊壳。 3）破损粒 压扁、破损，伤及胚或胚乳的颗粒。 4）生芽粒 芽或幼根突破种皮不超过本颗粒长度的颗粒，芽或幼根虽未突破种皮但已有芽萌动的颗粒。 5）霉变粒 粒面生霉或胚乳变色变质的颗粒。（2）小麦硬度 小麦籽粒抵抗外力作用下发生变形和破碎的能力。（3）小麦硬度指数 在规定条件下粉碎小麦样品，留存在筛网上的样品占试样的质量分数。（4）色泽、气味 一批小麦固有的综合颜色、光泽和气味。（5）杂质 除小麦粒以外的其他物质，包括筛下物、无机杂质和有机杂质

22、。（6）筛下物 通过直径1.5mm圆孔筛的物质。（7）无机杂质 砂石、煤渣、砖瓦快、泥土等矿物质及其他无机类物质。（8）有机杂质 无使用价值的小麦，异种粮粒及其他有机类物质。常见无使用价值的小麦有霉变小麦、生芽粒中芽超过本籽粒长度的小麦、线虫病小麦、腥黑穗病小麦等颗粒。34按国家标准GB13512008小麦规定，我国小麦分为5类。（1）硬质白小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于90%，硬度指 数不低于60的小麦。（2）软质白小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于90%，硬度指 数不高于45的小麦。（3）硬质红小麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于90%，硬度 指数不低于60的小麦。（4）软质红小

23、麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于90%，硬度 指数不高于45的小麦。（5）混合小麦 不符合（1）-（4）规定的小麦。2小麦的分类353小麦的质量标准表1-3 小麦质量指标等级容重/g/L不完善粒/%杂质/%水分/%色泽、气味总量其中：矿物质17906.01.00.512.5正常277037508.04730571010.0等外粒宽粒厚。(二)谷物籽粒的均匀度 均匀度(又称整齐度)是指谷物粒形和大小的均一程度。 籽粒的均匀度可用两种方法表示。1)用某一筛号筛面的筛上物重量占所筛谷物总量的百分数表示。2)两个相邻分级筛面上留存的谷粒最大重量, 如留存在两相邻的筛面上的数量在80%以上者均匀度最

24、好; 70%-80%为中等;小于70%的均匀度最低。45三、谷物的密度、容重与千粒重(一)密度 密度是指谷物籽粒单位体积的质量。 不同类型的谷粒其密度不同。密度的大小还与籽粒的化学成分有关。密度的大小, 决定于籽粒的粒度、饱满度、成熟度和胚乳结构。(二)容重 容重是指单位容积内谷物的质量，一般用g/L来表示。 不同种类的粮食，容重不同；同种谷物因品种和质量的不同，容重也有较大的差异。 容重是国内外谷物分等及评价谷物工艺品质的主要指标。(三)千粒重 每1000颗粮粒的质量称为谷物的千粒重，用克数来表示。不同种类的谷物，由于籽粒的大小及粒质的差别，千粒重不同；同种谷物由于品种类型、土壤气候及栽培条

25、件的不同。其籽粒的粒度大小及粒质也存在着差别，千粒重往往也极为悬殊。 46四、谷物的散落性与自动分级(一)谷物的散落性 由散粒体组成的谷物自然下落到主平面时，有向四面流散并形成一圆锥体的性质，称为散落性。 谷物散落性的大小。通常用静止角来表示。所谓静止角，即谷物自然流散形成的圆锥体的斜面线与水平面所形成的角度。 粮堆的静止角大，表示散落性小；静止角小表示散落性大。如下图所示，角1角2，则种粮食的散落性种粮食的散落性。 不同谷物的静止角47（二）自动分级 在移动或振动过程中，谷粒和杂质混合的散粒群体出现的分级现象，称为自动分级。 谷物籽粒和各种杂质的物理特性（如大小、形状、比重、表面光滑程度等）

26、均不同。摩擦力、气流浮力等也不一样，因而当谷物受振动或由空中抛下时，不同性质的成分，其下沉、滚滑、抛出的远近也不一样，这样就使不同质量的谷物和杂质聚集在不同的部位，造成自动分级。 产生自动分级后，粮堆的上层为密度小、颗粒大、表面粗糙的物料，下层为密度大、颗粒小、表面光滑的物料。48五、谷物的吸附性与导热性(一)谷物的吸附性 谷物吸附各种气体及水蒸气的能力称为谷物的吸附性。 谷物所以具有吸附性，主要是由于谷粒是一个多孔毛细管物质，各种气体从粮堆的孔隙渗入后，吸附在谷粒的表面或通过谷粒的毛细管吸收到谷粒的内部。如果把谷物和其它有特殊气味的东西混存在一起，谷物就会沾染各种气味。谷物也能吸附空气中的水

27、蒸汽，从而使谷物的含水量增加。这一性质称为谷物的吸湿。 影响因素： 1. 周围环境中气体的浓度 2. 周围环境中气体的活性 3. 周围环境的温度和谷物本身的温度差 4. 谷粒的化学成分 5. 谷粒的构造和细胞结构49（二）导热性 物体传递热量的性能称导热性。谷堆中热量的传递主要是通过谷粒间直接接触传导和谷堆中空气的对流两种方式进行的。在这两种方式中, 以对流为主要方式。 谷物是热的不良导体, 谷物的导热性可用导热系数来表示。谷物的导热系数是指1h通过1m3正方形体积的谷物, 使其上下表面温度相差1时所传递的热量。 导热系数表明谷物导热能力的大小。导热系数愈大, 在单位时间内,通过单位面积的热量

28、愈多。 由于空气流过谷堆内孔隙时的阻力较大, 对流缓慢, 加之空气和谷物的导热系数都不高, 因此谷堆也是热的不良导体。 50六、谷物透明度 谷物籽粒的胚乳分角质和粉质两种。角质呈半透明状, 这种角质胚乳占整个胚乳的百分率, 就是谷物籽粒的透明度。透明度通常可以反映籽粒内部结构的致密程度。七、谷物硬度 谷物和其他固体物料一样, 受到压缩、拉伸、弯曲、剪切等力的作用时, 会引起变形, 同时内部产生相应的抵抗力。当外力增加到使抵抗力达到强度极限时, 籽粒即破碎, 这种抵抗变形和破碎的能力称为谷物籽粒的硬度(又称强度或刚度)。51第三节 谷物化学成分与营养品质 一、谷物蛋白质蛋白质是生物体的主要组成部

29、分，植物体内的蛋白质虽然比动物体的要少，但也是植物细胞的重要成分。谷物中的蛋白质含量会因种类、品种、土壤、气候及栽培条件等的不同而呈现差异。一些常见谷物的蛋白质含量：蛋白质来源蛋白质含量（%）蛋白质来源蛋白质含量（%）普通硬麦12-13燕麦11-12普通软麦7.5-10高粱10-12硬粒小麦13.5-15大麦12-13大米7-9玉米（马齿种）9-10黑麦11-1252清蛋白类（albumins）：溶于水，加热凝固，为强碱、金属盐类或有机溶剂所沉淀，能被饱和硫酸铵盐析。球蛋白类（glubulins）：不溶于水，溶于中性盐稀溶液，加热凝固，为有机溶剂所沉淀，添加硫酸铵至半饱和状态时则沉淀析出。 醇

30、溶蛋白类（prolamins）：不溶于水及中性盐溶液，可溶于70-90%的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该类蛋白质仅存在于谷物中，如小麦醇溶蛋白。谷蛋白类（glutelin）：不溶于水、中性盐溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该蛋白也仅存在于谷类籽粒中，常常是与醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麦谷蛋白。(一)谷物蛋白质分类 53小麦中含有小麦面筋蛋白质，约占面筋干重的85以上，其中主要是麦胶蛋白（醇溶蛋白）和麦谷蛋白（谷蛋白）。麦胶蛋白的含量约比麦谷蛋白少10%。这两种蛋白质分离方便，在稀酸中溶解面筋，添加乙醇配成70%的乙醇溶液，然后添加足够的碱以中和酸，在

31、4下放置一夜，麦谷蛋白沉淀，溶液中剩下麦胶蛋白。(二)小麦蛋白质54当面粉加水和成面团的时候，麦胶蛋白和麦谷蛋白按一定规律相结合，构成像海绵一样的网络结构，组成面筋的骨架，其他成分如脂肪、糖类、淀粉和水都包藏在面筋骨架的网络之中，这就使得面筋具有弹性和可塑性。55麦胶蛋白是一类具有类似特性的蛋白质，其平均分子量约为40,000，单链，水合时胶粘性极大，这类蛋白质的抗延伸性小或无，这可以认为是造成面团粘合性的主要原因。麦谷蛋白是一类不同组分的蛋白质，多链，分子量变化于100,000至数百万之间，平均分子量为3,000,000，有弹性但无粘性，麦谷蛋白使面团具有抗延伸性。56面筋蛋白质的质量评价一

32、般通过面团流变学特性测定（粉质曲线、拉伸曲线、吹泡示功曲线）来进行。粉质曲线：在定量的小麦粉中加入水，在恒定温度下将小麦粉揉成面团。根据揉制面团过程中混合搅拌刀所受到的阻力，由仪器自动绘出一条粉质曲线，从粉质曲线上可以得到吸水率、面团形成时间、稳定性、弱化度等参数。 A.面团最大稠度 B.面团形成时间(min) C.面团稳定时间(min)D.面团坚韧性指数 E.面团弱化程度（衰减度） (12min,Bu)粉质曲线（farinogram）57拉伸曲线：将通过粉质仪制备好的面团揉搓成粗短的面条，将面条两端固定，中间用钩向下拉，直到拉断为止，抗拉阻力以曲线的形式自动记录下来。可以反映麦谷蛋白赋予面团

33、的强度的抗延伸阻力，以及麦醇溶蛋白提供的易流动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） 拉伸曲线（extensogram）58吹泡示功曲线：测定原理与拉伸曲线类似，都是根据面团变形所用比功、抗拉伸阻力和延伸性来测定面团的性质。不同的是，它用吹泡的方式使面团变形。从吹泡示功曲线得到抗变形阻力（张力）和延伸性的数值，曲线下所包括的面积可以换算成1g面团变形直至破裂所需要的比功。 P： 吹泡过程中所需最大压力W： 吹泡所用的功（mJ）L： 破裂点的平均最大横坐标（mm） 吹泡示功曲线（alveogram）59面筋、麦胶蛋白、麦谷蛋

34、白的氨基酸组成（mol/105g蛋白质）氨基酸面筋麦胶蛋白麦谷蛋白精氨酸201520组氨酸151513赖氨酸9513苏氨酸211826丝氨酸403850天冬氨酸222023谷氨酸290317278甘氨酸472578丙氨酸302534缬氨酸454341亮氨酸596257异亮氨酸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谷氨酸含量达总氨基酸的33%。小麦中谷氨酰胺水平高引起氮含量高，小麦蛋白质的含量估计是其含氮量的5.7倍。 小麦蛋白质的氨基酸组成不平衡，第一限制性氨基酸是赖氨酸，第二限制性氨基酸是苏氨酸。 60玉

35、米籽粒中蛋白质含量一般在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。从营养学的角度讲，玉米的蛋白质品质比起水稻和小麦籽粒中的蛋白质就要差得多，消化率也低，蛋白质的利用率只有57左右。玉米醇溶蛋白具有特殊的氨基酸组成，是优良的可食性薄膜制作材料，具有良好的障碍性能。(三)玉米蛋白质61玉米胚乳蛋白质的氨基酸组成（蛋白质）氨基酸玉米胚乳赖氨酸2.0组氨酸2.8精氨酸3.8天冬氨酸6.2谷氨酸21.3色氨酸0.6苏氨酸3.5丝氨酸5.2脯氨酸9.7甘氨酸3.2丙氨酸8.1缬氨酸4.7胱氨酸1.8蛋氨酸2.8异亮氨酸3.8亮氨酸14.3酪氨酸5.3苯丙氨酸5.3玉米蛋白质有高水平的

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，被认为与糙皮病的发生有连带关系(一种B族维生素缺乏症)。62大米含蛋白质78，主要是碱溶性的谷蛋白。大米蛋白质大部分分布在糊粉层中，大米加工精度越高，碾去的糊粉层就越多，蛋白质损失也就越多。稻谷中蛋白质的量为N5.95。(四)大米蛋白质63 稻米蛋白质在营养上的重要性：与其他谷物蛋白质相比，大米蛋白含赖氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸较多，含赖氨酸高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上，而品质差的醇溶蛋白含量低。大米蛋白的氨基酸组成配比比较合理，大米蛋白的必需氨基酸组成比小麦蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸组成更加接近于WHO认定的

37、蛋白氨基酸最佳配比模式。蛋白质利用率高，大米蛋白与其它谷物蛋白相比，生物效价和蛋白质功效比值高。64从营养的观点看，燕麦的氨基酸平衡非常好（与联合国粮农组织规定的标准蛋白质相比），在谷物中是独一无二的。脱壳燕麦的蛋白质含量通常比其他谷物高得多。即便在蛋白质含量较高时，其良好的氨基酸平衡也是稳定的，而其他谷物往往不是如此。燕麦中蛋白质的分配不同于其他谷物，醇溶谷蛋白（avenins）仅占总蛋白的10-15%，占优势的是球蛋白（55%），谷蛋白约占20-25%。(五)燕麦蛋白质65 谷物籽粒以淀粉的形式贮藏能量，不同谷物中淀粉的含量是不同的，一般可以占到总量的60%-75%，因此，人们消耗的食品大

38、都是淀粉，它是人体所需要热能的主要来源，同时，淀粉也是食品工业的重要原料。名称淀粉含量名称淀粉含量糙米75-80燕麦（不带壳）50-60普通玉米60-70燕麦（带壳）35甜玉米20-28荞麦44高粱69-70大麦（带壳）56-66粟60大麦（不带壳）40小麦58-76各种谷物籽粒中的淀粉含量（干基，%）二、谷物淀粉66淀粉粒的结构 淀粉分子在谷物中是以白色固体淀粉粒（starch granule）的形式存在的，淀粉粒是淀粉分子的集聚体，不同谷物由于遗传及环境条件的影响，形成不同结构及性质的淀粉粒。 各种谷物淀粉粒的结构1：小麦 7：燕麦淀粉粒2：大麦 8：粟 3：黑麦 9：小麦 4：高粱 10

39、：玉米淀粉粒5：玉米 6：大米67谷物籽粒直链淀粉含量（%，占纯淀粉）名称直链淀粉含量名称直链淀粉含量大米17糯米0普通玉米26燕麦24甜玉米70高粱27蜡质玉米0糯高粱0小麦2468几种谷物淀粉粒的糊化温度淀粉种类糊化温度范围（）糊化开始温度（）大米58-6158小麦65-67.565玉米64-7264高粱69-756969组成植物细胞壁的主要成分 。D-葡萄糖以-1,4-糖苷键连接的直链状高分子化合物，没有分支。纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分。1. 纤维素（一）非淀粉多糖三、谷物其他化学成分 组成其基本成分的糖类包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、葡糖醛酸等。 半纤维素结构多样，化学

40、组成很不相同，在水中有不同的溶解性（水溶性和水不溶性）。 2.半纤维素和戊聚糖70普通小麦中含有2.8%左右的糖 (包括低聚糖)。这些糖中含有单糖类的葡萄糖、果糖和半乳糖，二糖类的蔗糖和麦芽糖， 三糖类的葡双果糖和棉籽糖，及属于低聚糖的葡果聚糖。小麦胚中总糖含量相当高 (24%)，主要是蔗糖和棉籽糖。 麸皮中主要的糖为蔗糖和棉籽糖，达5%左右。糙米约含有1.3%的糖，主要是蔗糖，其次有葡萄糖、果糖、棉籽糖。燕麦淀粉胚乳中，主要的糖为蔗糖和棉籽糖。（二）单糖与低聚糖71 一些谷物籽粒的油脂含量种类含量（以干粒重计%）种类含量小麦2.1-3.8玉米胚23-40大麦3.3-4.6小麦胚12-13黑麦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）脂类72几种谷物籽粒中油脂的脂肪酸组成谷物油脂中脂肪酸组