《谷物其它成份》PPT课件

第四章 穀物中的其他成分,組成植物細胞壁的主要成分(半纖維素和果膠質 ) 。 D-葡萄糖以-1,4-糖苷鍵連接的直鏈狀高分子化合物，沒有分支。 不完全的結晶體（結晶化度6070% ）、高度有序。 水不溶、無還原性、可發生成酯，成醚反應。 可以抵抗許多生物體及酶的攻擊。 纖維素是莖杆、粗飼料及皮殼的主要成分（4050%），果皮（30%），胚乳（0.3%左右）。,一、纖維素,第一節 非澱粉多糖,纖維二糖基,纖維素的基本結構，X代表聚合體的長度,二、半纖維素（hemicellulose）和戊聚糖（pentosans）,廣泛分佈在植物界，是構成細胞壁和將細胞連在一起的粘連物質。 化學結構很不一致，從-葡聚糖到可能含有戊糖、己糖、蛋白質和酚類物質的多聚體，變化多樣。 組成其基本成分的糖類包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、葡糖醛酸等。 半纖維素結構多樣，化學組成很不相同，在水中有不同的溶解性（水溶性和水不溶性）。,小麥粉中含有1.01.5%水溶性戊聚糖，水不溶性戊聚糖2.4%， 糖類：D-木糖、 L-阿拉伯糖、 L-半乳糖，和蛋白質。 其主鏈是以-1,4鍵結合的D-吡喃木糖殘基，在2、3位上有一個脫水L-呋喃阿拉伯糖殘基。,小麥粉水溶性戊聚糖,小麥胚乳中，水不溶性戊聚糖可以從水洗除去麵筋之後，剩下的漿液（尾澱粉）之中分離。 水不溶性戊聚糖中主要含有的單糖有D-木糖、L-阿拉伯糖和D-葡萄糖，其結構與水溶性戊聚糖類似，但分枝程度更高。,阿魏酸,低聚糖一般是由210個相同或相異的單糖通過糖苷鍵連接而成的糖，亦稱為寡糖，用稀酸可將其水解成單糖。 低聚糖中以雙糖分佈最為普遍。糧食中主要的低聚糖有蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、棉子糖、水蘇糖等。,三、低聚糖,(1) 改善人體內微生態環境，有利於雙歧桿菌等有益菌的增殖，調節胃腸功能； (2) 改善血脂代謝，降低血液中膽固醇和甘油三酯的含量； (3) 低聚糖屬非胰島素所依賴，不會使血糖升高，適合於高血糖人群和糖尿病人食用 ； (4) 發熱量很低，很少轉化為脂肪； (5) 不被齲齒菌形成基質，也沒有凝結菌體作用，可防齲齒。,低聚糖的功能作用,普通小麥中含有2.8%左右的糖 (包括低聚糖)。這些糖中含有少量葡萄糖 (0.09%)和果糖 (0.06%)，水準較高的蔗糖 (0.84%)和棉籽糖 (0.33%)及水準高得多的葡果聚糖 (1.45%)。 葡果聚糖又稱利沃辛 (levosine)，蔗糖是葡果聚糖系列中最小的成員，接著是葡雙果糖，再然後便是低聚糖。分子量可增至2000左右。葡果聚糖集中在胚乳中，胚芽和麩皮中缺乏。 小麥胚中總糖含量相當高 (24%)，主要是蔗糖和棉籽糖。在手工解剖的胚中未發現葡果聚糖。麩皮中主要的糖為蔗糖和棉籽糖，達46%。 糖類已用於判斷小麥在不理想的條件下貯藏期間所發生的變化。,小麥粉中葡果聚糖結構,糙米約含有1.3%的糖，主要是蔗糖，其次有葡萄糖、果糖、棉籽糖。白米僅糖量更低，約為0.5%。以蔗糖為主。 燕麥澱粉胚乳中，主要的糖為蔗糖和棉籽糖。 高粱中糖含量在16%，某些用於制糖的特殊栽培品種含糖量較高。蔗糖是主要的糖，三糖棉籽糖和四糖水蘇糖的含量較少。 穀子中糖含量在2.62.8%，蔗糖約占總糖的三分之二。 燕麥、稻穀都不葡果聚糖。 這些穀物中都不含有較明顯的葡果聚糖。,四、果膠物質,與纖維素、半纖維素共同存在於植物細胞壁中，起到粘聯細胞的作用 。 植物體內有三種存在方式 ：原果膠、果膠和果膠酸。,原果膠,由半乳糖醛酸甲酯分子通過 -1,4-糖苷鍵連接而成的高分子化合物,果膠是原果膠的降解產物，分子量比原果膠小，可溶于水，遇乙醇或50%的丙酮時沉澱。 在可溶性果膠中加入酸或者糖時，形成凝膠，在稀堿或果膠酶的作用下，容易脫去甲氧基，形成甲醇和果膠酸（即半乳糖醛酸）。,果膠酸：是果膠的降解產物，分子量進一步變小，果膠酸的分子大約有一百多個半乳糖醛酸殘基縮合而成，可溶于水，呈酸性，果膠酸在有糖存在時不能形成凝膠。,果膠酸通過鈣離子的結合形式,脂類（Lipids）是油脂及類脂的總稱。有脂溶性的共同特性。 分類：簡單脂類、複合脂類、異戊二烯系脂類（定義）。 脂類的用途 ：1、重要的生理功能 2、其他工業用途。 脂類在穀物、油料籽粒中的分佈和含量與食用品質和耐藏性有密切關係。,第二節 脂 類,1脂類分類,二、油脂,三醯甘油,一些穀物籽粒的油脂含量,脂肪酸 分類：飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸（異構體，取代基）,幾種穀物籽粒中油脂的脂肪酸組成,磷脂(Phospholipids) 在植物體內的存在方式。 按其組成分類。 磷脂的生理功能及工業用途。 穀物籽粒中的磷脂含量。,糖脂(glycolipids),糖脂是脂類中的一種含糖的脂溶性化合物。 穀物中糖脂的分類。,一些穀物及植物中的糖脂(硫脂),（1）萜類 （類胡蘿蔔素、維生素E、K 等） （2）甾醇類 （脂類中的不皂化物 ）,異戊二烯系脂類,1非極性脂的影響 向脫脂小麥粉中添加非極性脂超過一定量，對麵包的體積大小和麵包心質地有著不良影響。,小麥粉中的脂類與烘焙品質的關係,2極性脂的影響 極性脂主要是糖脂和磷脂。在麵包烘焙過程中，極性脂能抵消非極性脂的破壞作用，改進烘焙品質。 在極性脂中，糖脂對於促進麵團的醒發和改進麵包體積最為有效（DGDG）。 在麵團中，一部分糖脂結合到澱粉粒的表面，在烘焙溫度下，形成蛋白質-糖脂-澱粉複合物，使麵包心軟化，並起著抗老化的作用。 糖脂和磷脂都是良好的發泡劑和麵團中的氣泡穩定劑，特別是當有蛋白質存在時，其作用更為明顯。,第三節 酶 （enzyme）,是活細胞內產生的具有高度專一性和催化效率的蛋白質，生物體在新陳代謝過程中，幾乎所有的化學反應都是在酶的催化下進行的。 隨著蛋白質分離技術的進步，生物酶的分子結構、作用機理的研究得到發展。 穀物中存在不同類型的酶，它們影響著穀物加工品質和加工製品的食用品質。,澱粉酶對穀物的食用品質有很大影響，如用發芽小麥製成的麵粉製作麵包，會由於澱粉酶的水解作用導致麵包的粘芯。 當稻穀儲藏時間過長，容易導致稻穀的陳化，加工出來的陳米會由於本身澱粉酶活力的喪失，蒸煮品質下降，缺乏新鮮米飯特有的粘軟口感。,一、澱粉酶,澱粉酶對穀物的食用品質有很大的影響，如鮮薯在蒸煮或者烘烤過程中，有50%以上的澱粉被澱粉酶水解為麥芽糖，而當鮮薯被製成薯乾時，澱粉酶由於乾燥失去活性，失去蒸煮以後鮮薯的味道。 面粉發酵作饅頭或者麵包時，也需要有適量的澱粉酶存在。,二、蛋白酶,穀物中的蛋白酶與加工食品的品質有關。 穀物種子中既有蛋白酶，又有肽酶，均是含有SH的化合物。 啟動劑：H2S、CyS、GSH（還原劑）。 抑制劑：H2O2、KBrO3、KIO3、K3Fe(CN)6（氧化劑）。,籽粒不同部位的蛋白酶的相對活力不同。 不同生長期蛋白酶的活力不同（活化作用）。 蛋白酶對小麥麵筋有弱化作用及抑制方法。 不同類型蛋白酶的作用條件。,三、酯酶,酯酶是指能夠水解酯鍵的酶類（脂肪酶和植酸酶）。 1、脂肪酶 基本性質。 與穀物在儲藏期間的穩定性之間的關係。,雜糧，如玉米麵等不耐儲藏，容易變苦。 米糠油、小麥胚芽油等油料若精練不及時或者精練不好，油品酸價增加很快，嚴重影響油品質量。 精度不高的麵粉，由於脂肪含量較高，在儲藏期間受到脂肪酶的作用，不僅容易導致麵粉食用品質的下降，而且對麵筋蛋白質和烘焙品質產生影響。,穀物在儲藏期間出現的問題，與脂肪酶有或多或少的關係：,糧食、油料如小麥、玉米、稻米、高粱、大豆等一般含有脂肪酶，一般在種子發芽後迅速產生。 脂肪酶一般存在穀物糊粉層中，在正常情況下，脂肪酶與其作用的底物在細胞中有一個固定的位置，彼此不會發生反應，但是當被製成成品糧時，酶與底物有了相互接觸的機會，所以，從這個角度出發，成品糧相對原糧更難保管。,2、植酸酶 在穀物如小麥、稻米、玉米以及一些豆類作物中，都含有植酸酶，植酸酶可以水解植酸，生成肌醇和磷酸。 植酸酶的基本性質。,小麥、稻米、玉米、高粱等穀物糊粉層中均含有植酸，植酸與鈣可以形成難以溶解的鈣，容易降低鈣的生物利用率。 植酸酶的存在可以使植酸水解，這不僅可以促進鈣的吸收，而且生成的肌醇還是人體的重要營養物質。,植酸酶在成熟的種子中才出現，它對乾燥和冬眠的種子中的植酸不發生水解作用。 當儲藏條件不適當時，該酶就要發生催化植酸的水解作用。如小麥貯藏在溫度高、濕度大的條件下，無機磷含量增加，同時植酸含量下降。 不同來源穀物和穀物的不同部位的植酸酶活力不同。 植酸及植酸酶的工業用途。,第四節 維生素,維生素是維持人和動物機體健康所必須的一類營養素，不能在體內合成（或合成量難以滿足機體的需要），必須由食物供給。 維生素的生理作用 穀物中維生素含量分佈 加工精度的影響,常見的各主要維生素的類別和命名,脂溶性維生素,維生素A,維生素A1（視黃醇） 維生素A2（3-脫氫-視黃醇） 全反型 全反型,植物性食品：維生素A效能的物質，如各種類胡蘿蔔素（carotenoid）,-胡蘿蔔素（-carotene）,-胡蘿蔔素：維生素A元（provitamin A）。 -胡蘿蔔素與維生素A生物活性比較。,玉米胚乳的-胡蘿蔔素含量（ug/g）,小麥籽粒中的類胡蘿蔔素，主要是黃體黃素，不具有維生素A的活力。,維生素E 分類 結構 化學性質 生理功能,植物油中的維生素E的含量（mg/100g）,-生育酚（苯駢二氫吡喃的衍生物）,水溶性維生素,硫胺素（維生素B1） 維生素B1 的生理作用： 參與a-酮酸氧化脫羧過程：腳氣病。 抑制膽鹼酯酶的作用：消化道疾病。,穀物籽粒中的維生素B1的含量,穀物加工精度越高，維生素的損失量越大。,維生素B2（核黃素） 氧化還原特性。 核黃素在體內經磷酸化作用可生成黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它們分別構成各種黃酶的輔酶參與體內生物氧化過程。 維生素B2缺乏症。,核黃素（黃色） 還原型核黃素（無色）,穀物籽粒中的維生素B2含量與分佈,在穀物加工過程中，保留維生素B2的方法 與保留維生素B1的方法是一致的。,小麥及其加工製品中的維生素B2的含量（mg/100g）,維生素C 又名抗壞血酸（ascorbic acid），它是含有內酯結構的多元醇類，具有可解離出H+的烯醇式羥基，因而其水溶液有較強的酸性。 可脫氫而被氧化，有很強的還原性，氧化型維生素C（脫氫抗壞血酸）還可接受氫而被還原。 維生素C含有不對稱碳原子，具有光學異構體，自然界存在的、有生理活性的是L型抗壞血酸。,抗壞血酸（維生素C） 脫氫抗壞血酸（氧化型維生素C）,維生素C在酸性水溶液（pH4）中較為穩定，在中性及鹼性溶液中易被破壞，有微量金屬離子（如Cu2+、Fe3+等）存在時，更易被氧化分解；加熱或受光照射也可使維生素C分解。 植物組織中尚含有抗壞血酸氧化酶，能催化抗壞血酸氧化分解，失去活性，所以蔬菜和水果貯存過久，其中維生素C可遭到破壞而使其營養價值降低。,人體內缺少合成維生素C的酶類，不能合成維生素C，必須依賴食物供給。 食物中的維生素C可迅速自胃腸道吸收，吸收後的維生素C廣泛分佈於機體各組織，在體內貯存甚少，必須經常由食物供給。 維生素C具有廣泛的生理作用 1、防治壞血病 2、作為保健藥物使用（參與體內的羥化反應、保護巰基和使巰基再生（還原作用）、促進鐵的吸收和利用、促進抗體生成等重要生理作用）。,維生素C主要來源於新鮮的水果和蔬菜中，穀物一般不含有維生素C，但是在種子發芽時，會出現維生素C增長的情況。,種子發芽時的維生素C的增長情況,第五節 礦物質,礦物質與灰分 穀物中的礦物元素（灰分元素） 特定部位的礦物元素與其生理功能有密切關係。,1、穀物籽粒中灰分的含量,幾種穀物的灰分含量,種類、品種不同，穀物的灰分含量不同,礦物元素在穀物不同部位的分佈不均勻 在穀物籽粒的外層（殼、皮、糊粉層）含量最高，其次為胚部，胚乳最少。 稻谷全粒灰分含量為5.3%，稻殼灰分為17%，皮及糊粉層灰分可達11%，而內胚乳只含0.4%。 小麥全粒含灰量為2.18%，則果皮、種皮和糊粉層的灰分高達811%，胚灰分則為56%。內胚乳灰分僅0.45%。 灰分含量與加工精度有關。 灰分含量與營養價值有關。,穀物中礦質元素的種類和存在狀態,穀物灰分中的礦物元素含量較多的有P、K、Mg、Ca、Na、S。Fe、Si、Cl等。 含量極少的有Zn、Ni、Mn、B、Cu、Al、Br、I、As、 Co等。,幾種主要穀物的灰分元素表,礦質元素的生理功能,1、鈣和磷的生理功能 2、鐵的生理功能,複習題,1穀物中常見的非澱粉多糖。 2纖維素的分子鏈構成是怎樣的？ 3簡要敘述原果膠、果膠和果膠酸的區別。 4脂類物質的分類及定義。 5常見的脂溶性維生素。 6維生素B1和B2重要的生理作用。 7穀物中礦物元素的含量及分佈特性。,