粮食加工学第一章.ppt

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1、1,粮食加工学,路飞 沈阳农业大学食品学院,The Process of Cereal,2,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.

2、6 沈阳农业大学 食品学院 食品科学与工程系 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: 15804056205 QQ: 153092295 MSN: ,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

3、工业 5. 植物油工业 6. 副产品加工综合利用工业 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

4、产品开发； 有利于高效性能设备的研发。 4. 成品的深层次开发利用 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

5、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

6、。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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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。

12、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

13、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。

14、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

15、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

16、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 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,26,1、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

17、： 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%。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,29,A：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）

18、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

19、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

20、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,32,3稻谷质量标准,表1-1 籼稻谷质量指标,表1-2 粳稻谷质量指标,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

21、。 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。 （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

22、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

23、小麦的分类,35,3小麦的质量标准,表1-3 小麦质量指标,36,（三）玉米的分类与质量标准,1玉米品质基本概念 （1）容重 粮食籽粒在单位容积内的质量，以g/L表示。 （2）不完善粒 受到损伤但尚有使用价值的颗粒。包括虫蚀粒，被虫蛀蚀，伤及胚或胚乳的颗粒；病斑粒，粒面带有病斑，伤及胚或胚乳的颗粒；破损粒，籽粒破损达本颗粒体积1/5(含)以上的颗粒；生芽粒，芽或幼根突破表皮的颗粒；生霉粒，粒面生霉的颗粒；热损伤粒，受热后外表或胚显著变色和损伤的颗粒。 （3）杂质 通过规定筛层和无使用价值的物质。包括筛下物，即通过直径3.0mm圆孔筛的物质；无机杂质，即泥土、砂石、砖瓦块及其他无机杂质；有机杂质

24、，即无使用价值的玉米粒、异种粮粒及其他有机杂质。 （4）色泽、气味 一批玉米固有的综合色泽和气味。,37,2玉米的分类,根据国家标准GB13531999玉米中的规定，玉米按照种皮颜色分为3类。 （1）黄玉米 种皮为黄色，包括略带红色的黄色玉米。 （2）白玉米 种皮为白色，包括赂带淡黄色或粉红色的白色玉米。 （3）混合王米 混入本类以外其他玉米超过5.0的。,3玉米的质量标准,表1-4 玉米质量指标,38,（四）大麦的分类与质量标准,1大麦品质基本概念 （1）千粒重 1000颗麦粒的绝对质量。 （2）3天发芽率 三天后发芽粒占总麦粒的百分数，主要表示大麦发芽的整齐程度。 （3）5天发芽率 五天后

25、发芽率粒占麦粒的百分数，主要表示可发芽的大麦百分数。 （4）水敏感性 一种大麦吸收较多水分后，抑制发芽的现象。 （5）赤霉病粒 籽粒皱缩、呆白，有明显的粉红色霉状物，间有黑色子囊壳的颗粒，有的粒面呈紫色，与正常紫皮米大麦不同的颗粒。 （6）杂质 通过规定筛层和无食用价值的物质，包括筛下物即通过1.5mm圆孔筛的物质； 矿物质即砂石、煤碴、砖瓦块及其他矿物质；其他杂质即无食用价值的米大麦粒，异种粮粒及其他物质。,39,2大麦的分类 大麦根据小穗的排列和结实性的不同，分为六棱大麦、四棱大麦、二棱大麦和多棱大麦四个类型。 （1）六棱大麦 大麦的原始形态。有6行麦粒围绕1根穗轴而生，其中只有中间对称的

26、2行籽粒发育正常，其左右4行籽粒发育迟缓，粒形不正。麦穗断面呈六棱形，故称六棱大麦。 （2）四棱大麦 实际也是六棱大麦，只是它的籽粒不像一般六棱大麦那样对称，有2对籽粒互为交错，麦穗断面呈四角形，看起来象是在穗轴上形成四行籽粒。四棱大麦又叫瓶形大麦。 （3）二棱大麦 是六棱大麦的变种，麦穗扁形，沿穗轴只有对称的2行籽粒，故称二棱大麦。 （4） 多棱大麦 四棱和六棱大麦统称为多棱大麦。,40,3米大麦的质量标准,表1-5 米大麦质量指标,41,第二节 谷物的物理特性与加工品质,一、谷物的色泽、气味与表面状态,(一)稻谷的色泽、气味与表面状态 新鲜正常的稻谷, 其色泽应是鲜黄或金黄色, 糙米的色泽

27、多为蜡白色或灰白色, 红色糙米呈紫红色, 未成熟的稻谷和糙米, 一般呈淡绿色。无论是稻谷或糙米, 表面均富有光泽。 稻谷具有特有的香味, 无不良气味。如气味不正常, 说明谷粒变质或吸附了其他有异味的气体。如果稻谷在流通过程中吸附了异味或发热霉变, 便常带有霉味、酸味甚至苦味。 稻谷的表面状态是指稻谷表面粗糙或光滑的程度, 它对稻谷加工的工艺效果有直接的影响, 如表面毛糙的稻谷, 脱壳和谷糙分离都比较容易。,42,正常的小麦籽粒随品种不同而具有其特有的颜色与光泽。如硬麦的色泽有琥珀黄色、深琥珀色和浅琥珀色;软麦除了红、白两个基本色泽外,红软麦的色泽还有深红色、红色、浅红色、黄红色和黄色等。但在不

28、良条件的影响下就会失去光泽,甚至改变颜色。 正常的麦粒具有小麦特有的香味,如果气味不正常,说明小麦变质或吸附了其他有异味的气体。引起小麦气味不正常的主要原因有:发热霉变,使小麦带有霉味; 小麦发芽,带有类似黄瓜的气味; 感染黑穗病,散发类似青鱼的气味; 包装和运输工具不干净,使小麦污染后带有煤油、卫生球或煤焦油等气味。 正常小麦的表面光滑并富有光泽,贮藏时间过长、发热霉变或受潮的小麦,表面会失去光泽而会出现各种色泽的斑点,使表面的光滑度变差。麦粒的表面状态,对于小麦的容重具有决定作用。粗糙的、表面有皱纹和摺痕的麦粒,容重就比表面光滑的麦粒小。,(二)小麦的色泽、气味与表面状态,43,正常的玉米

29、随着品种不同而具有其特有的颜色和光泽, 如黄玉米的色泽为鲜黄色, 白玉米的色泽为蜡白色, 且表面富有光泽。 新鲜玉米或正常玉米具有一种鲜玉米的清香气味。 贮藏时间过长或贮藏条件不良而发热霉变的玉米, 原有的色泽就会发暗或失去原有的光泽, 特别会产生一种令人不愉快的酸腥味。这种玉米基本属于变质, 一般不能加工食用。,(三)玉米的色泽、气味与表面状态,44,二、谷物的粒形、粒度与均匀度,(一)谷物籽粒的粒形与粒度,谷物籽粒的形状多为椭圆形、卵圆形和细长形。 粒度的表示法则以粒形为基础。球体形籽粒的粒度用直径表示, 圆柱形籽粒粒度可以表示为粒长和粒径, 圆饼形籽粒粒度则用粒径和粒厚表示, 其他形状的

30、籽粒则需同时用长、宽、厚三个尺度表示。一般都是粒长粒宽粒厚。,(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

31、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

32、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）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

33、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

34、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。

35、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：,52,清蛋白类（albumins）：溶于水，加热凝固，为强碱、金属

36、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

37、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

38、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） (12mi

39、n,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

40、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、麦谷蛋白的氨基酸组成（mol/105g蛋白质）,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

41、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）,玉米蛋白质有高水平的谷氨酸，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

42、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

43、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。,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

44、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：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）,68,几种谷物淀粉粒的糊化温度,69,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

45、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,（三）脂类,72,几种谷物籽粒中油脂的脂肪酸组成,73,谷物籽粒中的磷脂含量,一些谷物及植物中的糖脂(硫脂),74,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，

46、会由于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。 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%以上的淀粉被淀粉酶水解为麦芽糖，而当鲜薯被制成薯干时，淀粉酶由于干燥失去活性，失去蒸煮以后鲜薯的味道。,1. 淀粉酶,（四）酶类,75,2. 蛋白酶,谷物中的蛋白酶与加工食品的品质有关。 谷物种子中既有蛋白酶，又有肽酶，均是含有SH的化合物。 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）。,76,精度不高的面粉，由于脂肪含量较高

47、，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。,3. 脂肪酶：,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。 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。,4. 植酸酶,77,第四节 谷物食用品质,一、大米食用品质,1. 加热吸水率 2. 膨胀容积 3. 米汤的pH值 4. 米汤的碘显色度 5. 米汤中的固体溶出物,（一）大米的蒸煮品质,（二）大米的食味,1. 化学成分， 如大米的蛋白质、脂类、直链淀粉；氨基酸中的丙氨酸

48、、谷氨酸、异亮氨酸、苏氨酸；脂肪酸中的油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸、亚麻酸等。 2. 物理特性，如黏度仪测定的最高黏度、最低黏度；质构仪测定的黏度、硬度、拒绝性、粘着力；大米的精度、水分。 3. 感官指标，如香气、黏度、硬度、味道、综合评价等。,78,（三）影响大米食用品质的主要因素,1. 大米类型、品种 2. 大米加工工艺 3. 大米新陈度 4. 糊化温度与黏度特性 5. 直链淀粉含量 6. 胶稠度 7. 蛋白质含量,79,二、小麦粉食用品质,（一）面团的物理特性,1. 面团形成及搅拌过程中的工艺特性 2. 面团揉混特性 3. 面团的延展特性 4. 面团发酵特性 5. 面团的其他物理特性 （1）面团炉内起涨特性 （2）面团表面黏性,（二）面糊黏度特性 （三）小麦粉烘焙品质 （四）小麦粉蒸煮品质,80,（三）影响小麦粉食用品质的主要因素,1. 小麦粉的外观品质 （1）粉色和麸星 （2）流散性 2. 小麦粉的理化特性 （1）水分 （2）灰分 （3）粗细度 （4）面筋质数量与质量 （5）破损淀粉含量 （6）酶活性,