粮食的主要化学成分与淀粉加工

第七章粮食的主要化学成分与淀粉加工第一节粮食的主要化学成分一、主要粮食的化学成分从经济学观点出发，粮食商品包括谷类、豆类、薯类和油料四大类。粮种不同，化学成分有所不同。由表7-1可以看出:〔1〕谷类中碳水化合物含量最高，其次为水分和蛋白质；〔2〕豆类那么分两种情况，大豆含蛋白质和脂肪最多，其次为碳水化合物和水分；而蚕豆和绿豆等那么含碳水化合物最多，其次为蛋白质和脂肪；〔3〕油料中以脂肪和蛋白质含量多，其次为碳水化合物；〔4〕薯类中以水分含量最多，其次为碳水化合物。二、粮食籽粒化学成分的分布同种粮食中，不同部位的化学成分也不平衡。粮食中纤维素、矿物质主要分布在皮壳中。谷类粮食中淀粉主要分布在胚乳内，脂肪主要分布在胚和糊粉层内，胚和糊粉层内蛋白质的含量也很丰富。油料中蛋白质、脂肪、淀粉分布在子叶内。任何一种物质在一定区域内的分布都具有独特性。例如，马铃薯中淀粉，靠近皮层和中心部位含量少，而在皮层往里一点部位，淀粉含量最多。位于不同部位的同一类物质在质量上也是有差异的，如胚乳中心部位尽管面筋质含量少，但质量好。三、粮食中主要化学成成分存在的特征〔一〕碳水化合物大局部为淀粉，还有纤维素、半纤维素、多缩戊糖等多糖类。而单糖和双糖的含量，在成熟和正常贮藏的粮谷及种子中含量少，不超过2～7%，籽粒中糖的提高有两种情况：〔1〕是收获时不成熟；〔2〕是籽粒发芽时，由于水解作用的结果使淀粉水解生成糖。不同作物籽粒和种子的淀粉特性不同，表现在淀粉的形态、大小和它们的结构特性上。如淀粉粒的大小：马铃薯为40μm，稻谷为2～5μm，小麦介于二者之间为30μm左右；形态上：马铃薯淀粉粒一般为圆形或椭圆形，而稻谷淀粉粒为多角形；结构特性上：一般粮食淀粉中，直链淀粉占20～25%，支链淀粉占75～80%，但粮种之间变动幅度较大，如：糯玉米、糯高粱几乎不含直链淀粉。纤维素和半纤维素的波动范围大，带壳的籽粒和种子常含有丰富的纤维素，半纤维素和多缩戊糖类。纤维素、半纤维素是构成细胞壁的根本成分，主要是存在粮食籽粒皮层中，对人体无直接营养价值，但它们能促进肠胃蠕动，刺激消化腺分泌消化液，被称为人体的第七营养素。〔二〕蛋白质蛋白质为籽粒和种子中含氮物质的主体。在正常成熟的粮粒中，非蛋白质含氮物质含量少，不会超过总含量的2～3%，主要是游离氨基酸和酰胺。一般谷类粮食含蛋白质在15%以下，而豆类和油料中，蛋白质含量可达30～40%。大米中蛋白质的含量不高，约为7～8%，主要是碱溶性蛋白。和一般谷类粮食〔如小麦、玉米〕比较，因其含赖氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸较多，大米蛋白质的营养价值较高。大米蛋白质主要分布在糊粉层中，大米加工精度越高，碾去的糊粉就越多，损失的蛋白质也就越多，这在稻米加工中应注意。玉米含蛋白质8～10%左右，玉米蛋白质中由于缺乏赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸，故营养价值较低，长期单食玉米，容易出现一种营养缺乏症——癞皮病。豆类含蛋白质很丰富，一般在20～40%，其氨基酸组成与动物蛋白质相似，含有八种必需氨基酸，且数量充足，比例适宜，是完全蛋白质。特别是赖氨酸含量比较丰富，故豆类的营养价值比较高。〔三〕脂类脂类化合物是种子中贮藏期间，用于呼吸作用和胚发芽时的高能量贮藏物质。脂类化合物的主要脂肪，还有类脂物和一些其它脂肪伴随物。谷类含脂肪较少。〔四〕维生素粮食中不含维生素A，但含有较多的维生素A原——胡萝卜素，在人体内能转变成维生素A。一般黄色粮粒比白色粮粒中含胡萝卜素多。维生素E〔生育酚〕广泛存在于粮食种子的胚中，特别是小麦中的胚含量很丰富，因此维生素E又称为“麦胚醇〞。B族维生素是粮食中广泛存在的维生素。它们主要集中在胚、皮层和糊粉层中，胚乳中很少。枯燥粮食中不含维生素C，但粮食种子发芽时产生维生素C，特别是各种豆芽中维生素C的含量很丰富。四、某些粮油中的有害成分〔一〕棉酚棉酚存在于棉籽中，主要分布在棉仁中，毒性较强。棉酚对人体的毒害主要是引起烧热病，患者皮肤有难以忍受的灼烧感，伴有心慌、气喘、头晕、无力等病症。防止方法：〔1〕通过精炼加工；〔2〕选用棉酚含量低的品种。〔二〕芥子甙芥子甙是一类硫代葡萄糖化合物，存在于油菜、甘蓝、芥菜等十字花科植物的种子中。芥子甙本身无毒，但在一定的温度和湿度条件下，芥子甙在芥子酶的催化作用下水解，生成毒性很强的腈类和异硫腈类化合物。菜籽制油后，芥子甙主要转入菜籽饼中，毛菜油也含有少量芥子甙。菜籽饼饲喂家畜前，应经过去毒处理。防止方法：〔1〕通过精炼加工；〔2〕选用双低油菜种，低芥酸、低芥子甙〔三〕胰蛋白酶抑制素大豆等豆类和马铃薯块茎中含有胰蛋白酶抑制素，它能抑制体内蛋白酶活性的物质，摄入过多会影响人体对蛋白质的消化与吸收；对肠胃有刺激作用；导致胰脏肿大。防止方法：胰蛋白酶抑制素较耐高温，需要在较高的温度下才能使其破坏。因此，大豆食品应彻底煮熟。〔四〕龙葵素龙葵素主要存在于马铃薯等茄属植物，多集中在皮和芽眼局部，马铃薯见光变绿后，龙葵素含量急剧增加。防止方法：〔1〕食用马铃薯时应去掉皮层和芽眼，凡变绿的马铃薯不能食用，〔2〕由于龙葵素易溶于水，在烹饪前可用清水漂洗；〔3〕最后加醋炒可减少含量。〔五〕单宁单宁〔鞣酸类物〕存在于某些杂粮中，特别是高粱中含量最多。单宁的存在不仅因为涩味而降低食用品质，而且食入后阻碍人体对食物的消化吸收，还容易引起便秘。防止方法：用高粱加工食品，应尽可能多地碾去皮层，提高加工精度，以消除单宁的不良影响。第二节淀粉制取与淀粉深加工一、淀粉制取的根本工艺流程淀粉原料中含有其它的多种成份——蛋白质、脂肪、纤维素、无机盐等，淀粉生产就是除去这些物质而取得较为纯洁的淀粉制品。淀粉具有不溶解于冷水和比重大于水两个根本特性，这是淀粉得以提取的根本原因。由于制取淀粉的全过程需大量用水，故有“水磨法〞之称。〔一〕原料处理薯类原料往往带有泥沙、杂草等夹杂物，须用水除去后加工。谷类原料那么须除去麸皮和异种粮粒。〔二〕浸泡谷类和豆类原料因含水量较少，颗粒较为坚硬，必须先经浸泡，使其软化后才能进行破碎。浸泡所用的水，根据物料不同，有的用碱性水〔如提大米淀粉〕，有的用亚硫酸水溶液〔如提取马铃薯淀粉和红薯淀粉〕。〔三〕破碎目的在于破坏细胞的组织，使颗粒淀粉得以取出。〔四〕过筛作用是淀粉乳和渣，也就是浆渣别离。〔五〕别离淀粉过筛后的淀粉乳〔浆〕主要是淀粉和蛋白质的混合物，必须将其分开。〔六〕洗涤与漂白洗涤：把残存于淀粉中的少量可溶性蛋白质和其它无机盐除去。洗涤务必用清洁软水。漂白：对于原料差、色泽较暗的淀粉，那么在最后一道洗涤后进行脱色漂白。漂白剂一般用漂白粉或亚硫酸。经漂白的液粉要反复用水洗。〔七〕枯燥洗涤后的淀粉先经初步脱水至含水40%，而后枯燥。采用烘房需掌握好枯燥初温〔不超过55℃〕，防止淀粉因含水量高而被糊化。〔八〕成品整理主要包括磨碎、过筛、包装二、变性淀粉的概念与分类〔一〕变性淀粉的概念原淀粉〔天然淀粉〕经物理、化学或酶的方法处理后，能改变其假设干物理特性或形成新的特性，这样的淀粉叫做变性淀粉或改性淀粉。习惯上不包括淀粉糖和淀粉发酵产品。淀粉为什么要进行变性处理呢？原淀粉具有冷水不溶性；糊液不稳定、易老化，被膜性差；耐机械搅拌性和热稳定性也差；缺乏耐水性和乳化能力等等。为了提高使用价值，扩大淀粉的应用范围，这就需要对其进行变性处理，改善原淀粉的高分子属性或增加新的性状，使之适应于多种不同用途的要求。〔二〕变性淀粉的分类按处理方法可分