谷物中的其他成分

关于谷物中的其他成分组成植物细胞壁的主要成分(半纤维素和果胶质)。D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接的直链状高分子化合物，没有分支。不完全的结晶体（结晶化度60~70%）、高度有序。水不溶、无还原性、可发生成酯，成醚反应。可以抵抗许多生物体及酶的攻击。纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分（40~50%），果皮（30%），胚乳（0.3%左右）。一、纤维素第2页,共40页，星期六，2024年，5月纤维二糖基纤维素的基本结构，X代表聚合体的长度第3页,共40页，星期六，2024年，5月二、半纤维素（hemicellulose）和戊聚糖（pentosans）广泛分布在植物界，是构成细胞壁和将细胞连在一起的粘连物质。化学结构很不一致，从β-葡聚糖到可能含有戊糖、己糖、蛋白质和酚类物质的多聚体，变化多样。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，化学组成很不相同，在水中有不同的溶解性（水溶性和水不溶性）。第4页,共40页，星期六，2024年，5月小麦粉中含有1.0~1.5%水溶性戊聚糖，水不溶性戊聚糖2.4%，糖类：D-木糖、L-阿拉伯糖、L-半乳糖，和蛋白质。其主链是以β-1,4键结合的D-吡喃木糖残基，在2、3位上有一个脱水L-呋喃阿拉伯糖残基。小麦粉中主要水溶性阿拉伯木聚糖的结构第5页,共40页，星期六，2024年，5月小麦胚乳中，水不溶性戊聚糖可以从水洗除去面筋之后，剩下的浆液（尾淀粉）之中分离。水不溶性戊聚糖中主要含有的单糖有D-木糖、L-阿拉伯糖和D-葡萄糖，其结构与水溶性戊聚糖类似，但分枝程度更高。第6页,共40页，星期六，2024年，5月三、果胶物质与纤维素、半纤维素共同存在于植物细胞壁中，起到粘联细胞的作用。植物体内有三种存在方式：原果胶、果胶和果胶酸。原果胶由半乳糖醛酸甲酯分子通过α-1,4-糖苷键连接而成的高分子化合物

第7页,共40页，星期六，2024年，5月果胶是原果胶的降解产物，分子量比原果胶小，可溶于水，遇乙醇或50%的丙酮时沉淀。在可溶性果胶中加入酸或者糖时，形成凝胶，在稀碱或果胶酶的作用下，容易脱去甲氧基，形成甲醇和果胶酸（即半乳糖醛酸）。第8页,共40页，星期六，2024年，5月果胶酸：是果胶的降解产物，分子量进一步变小，果胶酸的分子大约有一百多个半乳糖醛酸残基缩合而成，可溶于水，呈酸性，果胶酸在有糖存在时不能形成凝胶。果胶酸通过钙离子的结合形式第9页,共40页，星期六，2024年，5月脂类（Lipids）是油脂及类脂的总称。有脂溶性的共同特性。分类：简单脂类、复合脂类、异戊二烯系脂类（定义）。脂类的用途：1、重要的生理功能2、其他工业用途。脂类在谷物、油料籽粒中的分布和含量与食用品质和耐藏性有密切关系。第二节脂类1．脂类分类第10页,共40页，星期六，2024年，5月第二节脂类

脂类(lipids)是油脂及类脂的总称。这类化合物在分子结构上差别很大，但脂溶性是它们的共性。三大脂类

油脂：脂肪酸与甘油所成的酯简单脂类(脂肪酸与醇所成的酯)

蜡：脂肪酸与长链一元醇所成的酯复合脂类：除脂肪酸与醇外，尚含有其它化合物，如谷物、油料中重要的复合脂类有：①磷脂类，含有脂肪酸、醇(甘油醇或鞘氨醇)、磷酸及一个含氮碱基。②糖脂类，含有糖(半乳糖、葡萄糖)、脂肪酸、甘油或鞘氨醇。异戊二烯系脂类：不含脂肪酸组分，如萜类和甾醇类。第11页,共40页，星期六，2024年，5月二、油脂三酰甘油

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第12页,共40页，星期六，2024年，5月脂肪酸

分类：饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸（异构体，取代基）几种谷物籽粒中油脂的脂肪酸组成谷物油脂中脂肪酸组成14:014:116:016:118:018:118:218:320:0小麦7~241~21~24~855~603~5大麦2121~24<1<29~1456~594~7黑麦18<3125464糙米<115~28<1<331~4725~4742小米16~252~818~3140~552~5<1玉米4~71<423~4635~66<3第13页,共40页，星期六，2024年，5月磷脂(Phospholipids)在植物体内的存在方式(蛋白质等的结合)。按其组成分类（磷酸甘油酯、磷酸（神经）鞘酯）。磷脂的生理功能（生物膜的重要组成成分）及工业用途（营养、抗氧化、乳化）。谷物籽粒中的磷脂含量。谷物种类含量（%）小麦0.4~0.5玉米0.2~0.3大麦0.74糙米0.64黑麦0.5~0.6第14页,共40页，星期六，2024年，5月糖脂(glycolipids)

糖脂是脂类中的一种含糖的脂溶性化合物。谷物中糖脂的分类（甘油醇糖酯、神经酰胺糖酯）。一些谷物及植物中的糖脂糖脂种类简称单半乳糖甘二酯MGDG双半乳糖甘二酯DGDG单半乳糖甘二酯MGMG双半乳糖甘一酯DGMG磺基异鼠李糖双酰甘油SQD第15页,共40页，星期六，2024年，5月2．异戊二烯(isoprene2-甲基-1,3-丁二烯)脂类萜类萜类不含脂肪酸，也不能被皂化，是一种异戊二烯的衍生物。可根据异戊二烯的数目进行分类，由两个异戊二烯构成的萜类称为单萜，由四个、八个异戊二烯构成的分别称为二萜、四萜等。常见的有类胡萝卜素、维生素E、K等。类胡萝卜素是胡萝卜素、蕃茄红素及其氧化物的统称，约有300多种。在谷物、油料中最主要的类胡萝卜素有：α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、玉米黄素等，都由8个异戊二烯单位构成，胡萝卜素和叶黄素都是天然色素，易受氧化而脱色，油脂加热过程颜色变化可能与此有关。小麦胚中含胡萝卜素较多，如硬质红色春小麦、硬质红色冬小麦和硬质小麦平均每克小麦分别含胡萝卜素总量为5.65mg、5.81mg和7.21mg。第16页,共40页，星期六，2024年，5月甾醇类(sterol)

甾醇类属于脂类中的不皂化物，在有机溶剂中容易结晶。一般甾醇结构都有一个环戊烷多氢菲环。在环戊烷多氢菲的AB环之间和CD环之间各有一个甲基，称为角甲基。带有角甲基的环戊烷多氢菲称“甾”。α型甾醇β型甾醇甾醇是制造妊娠激素和雄素酮的原料第17页,共40页，星期六，2024年，5月

1．非极性脂的影响向脱脂小麦粉中添加非极性脂超过一定量，对面包的体积大小和面包心质地有着不良影响。小麦粉中的脂类与烘焙品质的关系第18页,共40页，星期六，2024年，5月

2．极性脂的影响极性脂主要是糖脂和磷脂。在面包烘焙过程中，极性脂能抵消非极性脂的破坏作用，改进烘焙品质。在极性脂中，糖脂对于促进面团的醒发和改进面包体积最为有效（DGDG）。在面团中，一部分糖脂结合到淀粉粒的表面，在烘焙温度下，形成蛋白质-糖脂-淀粉复合物，使面包心软化，并起着抗老化的作用。糖脂和磷脂都是良好的发泡剂和面团中的气泡稳定剂，特别是当有蛋白质存在时，其作用更为明显。第19页,共40页，星期六，2024年，5月第三节酶（enzyme）是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋白质，生物体在新陈代谢过程中，几乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。随着蛋白质分离技术的进步，生物酶的分子结构、作用机理的研究得到发展。谷物中存在不同类型的酶，它们影响着谷物加工品质和加工制品的食用品质。第20页,共40页，星期六，2024年，5月α淀粉酶对谷物的食用品质有很大影响，如用发芽小麦制成的面粉制作面包，会由于α淀粉酶的水解作用导致面包的粘芯。当稻谷储藏时间过长，容易导致稻谷的陈化，加工出来的陈米会由于本身α淀粉酶活力的丧失，蒸煮品质下降，缺乏新鲜米饭特有的粘软口感。一、淀粉酶第21页,共40页，星期六，2024年，5月β淀粉酶对谷物的食用品质有很大的影响，如鲜薯在蒸煮或者烘烤过程中，有50%以上的淀粉被β淀粉酶水解为麦芽糖，而当鲜薯被制成薯干时，β淀粉酶由于干燥失去活性，失去蒸煮以后鲜薯的味道。面粉发酵作馒头或者面包时，也需要有适量的β淀粉酶存在。第22页,共40页，星期六，2024年，5月二、蛋白酶谷物中的蛋白酶与加工食品的品质有关（小麦面筋的弱化等）。谷物种子中既有蛋白酶，又有肽酶，均是含有－SH的化合物。激活剂：H2S、CyS、GSH（还原剂）。抑制剂：H2O2、KBrO3、KIO3、K3Fe(CN)6（氧化剂）。第23页,共40页，星期六，2024年，5月籽粒不同部位的蛋白酶的相对活力不同。不同生长期蛋白酶的活力不同（活化作用）。蛋白酶对小麦面筋有弱化作用及抑制方法。不同类型蛋白酶的作用条件。第24页,共40页，星期六，2024年，5月三、酯酶

酯酶是指能够水解酯键的酶类（脂肪酶和植酸酶）。1、脂肪酶基本性质。与谷物在储藏期间的稳定性之间的关系。第25页,共40页，星期六，2024年，5月杂粮，如玉米面等不耐储藏，容易变苦。米糠油、小麦胚芽油等油料若精练不及时或者精练不好，油品酸价增加很快，严重影响油品质量。精度不高的面粉，由于脂肪含量较高，在储藏期间受到脂肪酶的作用，不仅容易导致面粉食用品质的下降，而且对面筋蛋白质和烘焙品质产生影响。谷物在储藏期间出现的问题，与脂肪酶的关系：第26页,共40页，星期六，2024年，5月粮食、油料如小麦、玉米、稻米、高粱、大豆等一般含有脂肪酶，一般在种子发芽后迅速产生。脂肪酶一般存在谷物糊粉层中，在正常情况下，脂肪酶与其作用的底物在细胞中有一个固定的位置，彼此不会发生反应，但是当被制成成品粮时，酶与底物有了相互接触的机会，所以，从这个角度出发，成品粮相对原粮更难保管。第27页,共40页，星期六，2024年，5月2、植酸酶在谷物如小麦、稻米、玉米以及一些豆类作物中，都含有植酸酶，植酸酶可以水解植酸，生成肌醇和磷酸。植酸酶的基本性质。第28页,共40页，星期六，2024年，5月小麦、稻米、玉米、高粱等谷物糊粉层中均含有植酸，植酸与钙可以形成难以溶解的钙，容易降低钙的生物利用率。植酸酶的存在可以使植酸水解，这不仅可以促进钙的吸收，而且生成的肌醇还是人体的重要营养物质。第29页,共40页，星期六，2024年，5月植酸酶在成熟的种子中才出现，它对干燥和冬眠的种子中的植酸不发生水解作用。当储藏条件不适当时，该酶就要发生催化植酸的水解作用。如小麦贮藏在温度高、湿度大的条件下，无机磷含量增加，同时植酸含量下降。不同来源谷物和谷物的不同部位的植酸酶活力不同。植酸及植酸酶的工业用途。第30页,共40页，星期六，2024年，5月第四节维生素维生素是维持人和动物机体健康所必须的一类营养素，不能在体内合成（或合成量难以满足机体的需要），必须由食物供给。维生素的生理作用谷物中维生素含量分布加工精度的影响第31页,共40页，星期六，2024年，5月类别名称脂溶性VA，视黄醇（retinol）VD，钙化醇（calciferol）VE，生育酚（tocopherol）VK，凝血维生素（phylloquinone）水溶性1、维生素B族VB1，硫胺素（thiamine）VB2，核黄素（riboflavin）泛酸，（遍多酸）（pantothenicacid）Vpp，尼克酸，尼克酰胺（nicotinicacidandnicotinamide）VB6，吡哆醇(pyndoxine)及其醛、胺衍生物生物素（biotin）叶酸（folicacid）VB12，钴胺素（cobalamin）2、维生素C，抗坏血酸（ascorbicacid）3、维生素P，通透性维生素（pioflavonoids）第32页,共40页，星期六，2024年，5月脂溶性维生素维生素A

维生素A1（视黄醇）维生素A2（3-脱氢-视黄醇）全反型（哺乳动物和咸水鱼)全反型（淡水鱼）40%植物性食品：维生素A效能的物质，如各种类胡萝卜素（carotenoid）β-胡萝卜素（β-carotene）第33页,共40页，星期六，2024年，5月β-胡萝卜素：维生素A元（provitaminA）。β-胡萝卜素与维生素A生物活性比较(6ug-1ug)。玉米胚乳的β-胡萝卜素含量（ug/g）胚乳颜色β-胡萝卜素含量白色0.03黄白色1.35浅黄色3.00深黄色4.50小麦籽粒中的类胡萝卜素，主要是黄体黄素，不具有维生素A的活力。第34页,共40页，星期六，2024年，5月维生素E

分类结构化学性质生理功能又称生育酚，含有一个6-羟色环和一个16烷侧链，根据5,7,8位取代基不同而分类。以α生育酚的活性最高。来源含量αβγ小麦胚芽油27919287－大豆油168209850玉米油10212.689.4－米糠油915833－棉籽油8641369花生油422022－α-生育酚（活性最强）苯并二氢吡喃的衍生物第35页,共40页，星期六，2024年，5月水溶性维生素硫胺素（维生素B1）参与a-酮酸氧化脱羧过程，以辅酶形式参与糖的分解代谢，有保护神经系统的作用（脚气病）。促进肠胃蠕动，增加食欲：抑制胆碱酯酶的作用（消化道疾病）。噻唑环嘧啶环第36页,共40页，星期六，2024年，5月谷物籽粒中的维生