第1章 第一节 粮油食品原料的籽粒结构与化学组成

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）单糖二糖多糖还原性糖非还原性糖水解反应植物干重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（StarchGranule）圆形、卵形或椭圆形、多角形，2～150m，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α-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10~30%。能溶于热水而不成糊状。遇碘显蓝色。

（2）支链淀粉（淀粉皮质

）：葡萄糖分子之间除以α-1,4-糖苷键相连外，还有以α-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①淀粉是白色、无气味、无味道的粉末状物质；②不溶于冷水；③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”。又称淀粉的糊化为“α”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。３、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α—化程度，可在较长的时间内不易老化。将糊化后的α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α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α—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①通常淀粉不显还原性（非还原性糖）②遇碘变蓝色③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。

（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6催化剂

淀粉葡萄糖思考：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，2～10%，多糖中分子量最大α-纤维素、

β-纤维素、

γ-纤维素三种半纤维素：混合多糖，杂多糖,稳定性介于纤维素与淀粉之间。

酯油脂R1-C-O-CH2R2-C-O-CHR3-C-O-CH2OOO脂肪动物油脂呈固态，通常称为脂肪。油植物油脂呈液态，通常称为油。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8~9），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8.5~10.5；脂肪分解酶作用的最适温度在30~40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C17H33COOCH2C17H33COOCHC17H33COOCH2+3H2(油酸甘油酯）△催化剂C17H35COOCH2C17H35COOCHC17H35COOCH2(硬脂酸甘油酯）C=

CHH反式脂肪

教材内容分析及教学建议蛋白质存在：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20％～40％粮油食品原料中蛋白质的种类水中性盐70~80%乙醇稀酸或稀碱分布特点清蛋白溶解溶解不溶不溶粮油种子中球蛋白不溶溶解不溶不溶豆类和油料种子中胶蛋白不溶不溶溶解不溶禾谷类粮食种子谷蛋白不溶不溶不溶溶解禾谷类，某些植物种子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