食品原料学粮油篇ppt课件

食品原料学粮油篇,1,粮油食品原料主要化学成分及理化特性,第一节 粮油食品原料的种类 第二节 粮油食品原料的籽粒结构 第三节 粮油食品原料的化学组成和分布 第四节 粮油食品原料的物理性质 第五节 粮油食品原料的生物学特征,2,粮油食品原料： 田间栽培的各种粮食作物所产生的果实和种子。 粮食： 供食用的谷物，包括麦类、粗粮类和稻谷类三大类。 五谷（古代）：稻（麻） 、黍（麻）、稷、麦、菽。 五谷（现代常用汉语）：稻谷、麦子、大豆、玉米、薯类。 广义的谷类不仅包括“五谷”，还包括其他粮食作物。,3,4,第一节 粮油食品原料的种类,一、根据植物学特征进行分类 二、根据其化学成分与用途的不同进行分类,5,界 Kingdom 门 Phylum 亚门 Subphylum 总纲 Superclass 纲 Class 亚纲 Subclass 总目 Superorder 目 Order 亚目 Suborder 总科 Superfamily 科 Family 亚科 Subfamily 属 Genus 亚属 Subgenus 种 Species 亚种 Subspecies,生物的分类等级,一、根据植物学特征分类-自然分类法,6,植物界,裸子植物门：银杏科、衫科、松科、柏科、麻黄科等,被子植物门,单子叶植物纲：禾本科、棕榈科、百合科、芭蕉科等,双子叶植物纲：豆科、蓼科、桑科、榆科、蔷薇科等,7,表1 主要粮油作物在植物分类中的隶属关系,8,图1 粮油作物的国标分类图,9,二、根据化学成分与用途进行的分类,10,第二节 粮油食品原料的籽粒结构,一般由皮层、胚、胚乳3个部分组成 1、皮层 包括果皮和种皮，包围在胚和胚乳的外部，对粮粒起保护作用。 果实去掉果皮即为种子，果皮由子房壁发育而成，一般分三层：外果皮、中果皮和内果皮。,11,2、胚 由受精卵发育而成，是种子最重要的组成部分，种子中胚是唯一有生命的部分。 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，是种子贮藏营养物质的地方，供种子萌发时胚的生长之用。 在胚乳的最外层贴近种皮的部分叫糊粉层，含有较多的蛋白质，又叫蛋白质层。,12,第三节、粮油食品原料的化学组成,一、粮油食品原料的化学成分及分布,1.粮油食品原料的化学成分,13,1.粮油食品原料化学成分及分布,禾谷类作物：单子叶的禾本科植物。种子含有发达的胚乳，主要由淀粉（70%80%）、蛋白质（10%16%）和脂肪（2%5%）构成。 豆类作物：双子叶的豆科植物。种子无胚乳，却有两片发达的子叶，子叶中含有丰富的蛋白质（20%40%）和脂肪。 薯类作物：根茎类作物，不同科属的双子叶植物组成。在块 根或块茎中含有大量的淀粉。 油料作物：包括多种不同科属的植物。种子的胚部与子叶中含有丰富的脂肪（25%50%），其次是蛋白质（20%40%）。,14,种类、品种不同，其化学成分存在着很大的差异 原料不同，其化学成分各异。因此，化学成分是粮油原料分类的主要依据。 禾谷类粮食籽粒的主要成分是淀粉，故称淀粉质粮食；豆类作物含有丰富的蛋白质；油料种子则富含脂肪。 带壳的籽粒（稻谷、黍、小麦等）或种皮较厚的籽粒（如扁豆、大豆等）通常都含有较多的粗纤维和矿物质。 含脂肪多的种子，蛋白质含量也较多，如油料种子与大豆种子。,2.粮油食品原料化学成分的含量,15,籽粒中各个部分的分布是不均匀的。以小麦籽粒为例： 胚乳：约占全粒质量的82，集中了全粒所有的淀粉；而脂肪、纤维素和矿物质含量很低。 胚：在全粒小麦中所占的比例最小（3），却含有较高的蛋白质、脂肪，不含淀粉。 胚中含有较多的维生素和矿物质，其中维生素B1的含量占全粒的60以上，维生素E的含量也很丰富，是提取维生素E的良好原料。 皮层和糊粉层中，纤维素的含量占全粒小麦纤维素总量的90，矿物质的含量也很高。,3.粮油食品原料化学成分的分布,16,麦类、小米含有较多的蛋白质和矿物质，尤其是麦类：含钙量是大米的4倍。 蛋白质： 禾谷类一般614，大米7，硬质小麦可达13以上，豆类与油料中蛋白质含量可高达20-40%， 大多谷类赖氨酸较少（限制性氨基酸）（不完全蛋白质）；玉米的限制性氨基酸还有色氨酸，但荞麦、大豆赖氨酸较多，蛋氨酸少。豆类赖氨酸含量丰富，与禾谷类互补。,4.化学成分的组成,17,脂肪： 禾谷类一般较低，约为2.0，多在胚芽中，但燕麦达6.0。大豆约20%，花生高达40-50%. 碳水化合物： 提供能量的营养源，包括淀粉、纤维素、半纤维素、糊精及少量可溶性糖。淀粉可分直链、支链淀粉。糯性谷物淀粉中支链淀粉可达100。谷类中膳食纤维丰富（保健功能） 矿物质 禾谷类磷、钾较丰富，Ca、Fe较少（酸性食品）。,4.化学成分的组成,18,维生素 禾谷类主要的脂溶性维生素有A、D、E、K四种，主要的水溶性维生素有B1、B2、B6及维生素C等数种。维生素以VB族（B1、B2、B6），特别是VB1较丰富，但往往因精加工而损失殆尽，VA、VC、VD含量少。大豆中VB较多，豆芽菜含VC 。 大豆含有丰富的皂角苷、卵磷脂、黄酮类物质（生理活性成分。,19,二、粮油食品原料中的蛋白质,必需氨基酸：人体自身不能合成，必须从食物中摄取。 8种必需氨基酸：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。,20,二、粮油食品原料中的蛋白质,1、蛋白质的种类 基本上是简单蛋白质，根据溶解度可以分为胶蛋白、谷蛋白（二者形成面筋）、清蛋白、球蛋白。 清蛋白（Albumin） 球蛋白（Globulin） 胶蛋白（Prolamin） 谷蛋白（Glutenin）,21,二、粮油食品原料中的蛋白质,2、蛋白质特性 储藏加工过程易变性。 3、蛋白质的含量和分布 豆类和油料含量高，禾谷类低； 禾谷类蛋白质主要是胶蛋白和谷蛋白，豆类和油料种子中主要是球蛋白。 营养学特性：清蛋白和球蛋白属于生理活性蛋白质，赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量高；胶蛋白和谷蛋白为储藏性蛋白质。,22,二、粮油食品原料中的蛋白质,3、小麦面筋 面筋蛋白由麦胶蛋白和麦谷蛋白在二硫键作用下组成。 麦胶蛋白延伸性好，弹性小；麦谷蛋白弹性好，延伸性低。 面筋形成影响因素：面团静止时间、洗水温度、洗水酸度、含盐量。 面筋蛋白性质：弹性、延伸性、韧性、薄膜成型性、吸水性。,23,24,二、粮油食品原料中的蛋白质,面筋性质受物理化学因素影响，一般规律是： 凡能促进蛋白质解胶或溶化的因素都能使面筋弱化，如稀酸溶液、还原剂和蛋白酶。 凡能促进蛋白质吸水膨胀的因素都能使面筋强化，如热处理、疏水性不饱和脂肪酸、亲水性比蛋白质更强的中性盐以及某些氧化剂。,25,思考,窝头为什么挖个眼，馒头为什么不挖个眼？,26,答案,27,三、粮油食品原料中的碳水化合物,1、分类 单糖: 葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖等 低聚糖: 粮食中主要的低聚糖有蔗糖（集中在胚乳中）、麦芽糖（在麦芽中含量较多）、纤维二糖（以上三者为双糖，即由两个单糖分子组成）、棉子糖（三糖）、水苏糖（四糖）。 多糖: 淀粉、纤维素、半纤维素,28,三、粮油食品原料中的碳水化合物,2、纤维素和半纤维素 多糖 植物细胞壁的主要成分 纤维素不溶于水和稀酸稀碱，强酸作用下全部生成-D-葡萄糖 半纤维素不溶于水，但溶于4%的NaOH,29,三、粮油食品原料中的碳水化合物,3、淀粉 （1）淀粉的来源 葡萄糖转移到胚乳细胞内通过缩合形成适于储藏的淀粉粒。淀粉积蓄于植物的种子、径、根等组织中。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中； 豆类集中在种子的子叶中； 薯类则在块根和块茎里面。,30,三、粮油食品原料中的碳水化合物,（2）淀粉粒 胚乳中以颗粒状存在，不同来源的淀粉粒，其形状、大小和构造各不相同。 （3）淀粉的分子结构 基本组成单位-D-葡萄糖：淀粉彻底水解产物。淀粉分子只由一种葡萄糖分子组成，属于同聚糖或称均一多聚糖。淀粉有两种不同的淀粉分子：直链淀粉和支链淀粉。禾谷类原料中直链淀粉占20-25，豆类中约占30-35。,31,三、粮油食品原料中的碳水化合物,（4）淀粉的物理性质 白色粉末，吸湿性强，天然淀粉粒不溶于冷水，但在热水中吸水膨胀。 （5）淀粉的化学性质 水解生成葡萄糖。 （6）淀粉与碘反应 直链淀粉 深蓝色 支链淀粉 红紫色,32,三、粮油食品原料中的碳水化合物,（7）淀粉的糊化 淀粉在常温下不溶于水，但当水温至53以上时，淀粉的物理性能发生明显变化。淀粉在高温下吸水膨胀、晶体结构消失，形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化。发生糊化现象的温度称为糊化温度。 糊化的本质：淀粉粒中有序态和无序态的淀粉分子间氢键断裂，分散在水中成为亲水性状胶体溶液。 影响淀粉糊化的因素有： A 淀粉的种类和颗粒大小； B 食品中的含水量； C 添加物 糊化后的淀粉更可口，更易于消化，也更容易被淀粉酶作用。,33,三、粮油食品原料中的碳水化合物,（ 8）淀粉的回生（老化） 淀粉溶液或淀粉糊在低温静置条件下，都有转变为不溶性的倾向，浑浊度和黏度都增加，最后形成硬性的凝胶块，在稀薄的淀粉溶液中，则有晶体沉淀析出，这种现象成为淀粉糊的“回生”或“老化”，这种淀粉叫做“回生淀粉”或“老化淀粉”。 回生的本质：糊化的淀粉分子又自动排列成序，并由氢键结合成束状结构，使溶解度降低。 影响因素 淀粉的来源（直链淀粉稳定）、直链淀粉的含量、链长度、冷却速度。,34,三、粮油食品原料中的碳水化合物,（9）淀粉酶（Amylase） 根据来源不同，可分为麦芽淀粉酶、唾液淀粉酶、胰液淀粉酶、细菌淀粉酶和霉菌淀粉酶。 根据作用机理不同，分为-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（Glucoamylase）、异淀粉酶（Isoamylase）。,35,思 考,为什么在吃米饭或馒头时，多加咀嚼就会感到甜味？ 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的催化作用，开始水解，生成一部分葡萄糖。,36,四、粮油食品原料中的脂肪,油脂存在于一切动植物中，植物油脂的主要成分是甘油三酯，植物油脂多含不饱和脂肪酸，较为重要的不饱和脂肪酸是油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。 15时，比重均在0.900-0.970之间，不溶于水及酒精，而能溶于热酒精和有机溶剂中。 谷类中脂肪含量较低，在2%左右。 油料中脂肪含量高。,37,第四节 粮油食品原料的物理性质,一、籽粒的大小、形状 长、宽、厚或直径； 千粒重：一千粒种子的绝对质量。 百粒量：一百粒种子的绝对质量。 主要粮油原料的千粒质量（g）,38,第四节 粮油食品原料的物理性质,二、相对密度、比重 相对密度：一定体积粮谷与同体积水的质量之比。 比重：粮油原料重量与其体积的比值。 三、强度（硬度） 籽粒抵抗外力破坏的最大能力。 四、容重 一定单位容积内所含粮食、油料的绝对质量。,39,第四节 粮油食品原料的物理性质,主要粮油原料的千粒质量（g）,40,第五节 粮油食品原料的生物学特征,一、休眠与后熟 休眠：有生命力的种子由于胚或种壳的因素，在适宜的环境条件下仍不能萌发的现象。 根据种子休眠产生的时间可分为初生休眠和次生休眠。 休眠的原因： 胚的影响：发育未完成；生理上未成熟；缺少必须的激素或存在抑制萌发的物质。 种皮的影响：种皮的机械障碍；种皮的不透水性、不透气性；种子内部存在的抑制素。 后熟：种子生理成熟的过程。后熟期生化变化主要表现为淀粉、 蛋白质及脂肪等有机物的继续合成。进一步提高籽粒品质。,41,二、呼吸作用,有氧呼吸：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+2822kJ 无氧呼吸：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+117.2kJ 呼吸强度：1kg重籽粒在24h内放出的CO2量或吸收的O2量。 降低呼吸强度方法：降低含水量、贮粮温度；适当密闭， 创造缺氧环境；化学药剂控制。 呼吸系数（ RQ ）：呼吸过程中放出CO2量与吸收O2量之比。 RQ=1 纯氧呼吸，通风良好，温度适宜 RQ1 有氧、无氧呼吸同时进行。贮粮环境处于缺氧状态 或粮食籽粒处于低水分的干燥状态。,42,条件：水分、温度、 O2 粮油种子发芽对水分和温度的要求,三、种子的萌发,43,四、种子活力和陈化,1.种子活力 种子活力：一般指种子的健壮程度和生长潜势，具体表现在发芽力和幼苗生长量上，同时还表现在对不良环境的适应能力上。 种子活力以发芽率和生长势的乘积来表示。 发芽率：指测试种子发芽数占测试种子总数的百分比。 生长势是在统计发芽率时，测量的胚根和下胚轴的长度cm值。,44,四、种子活力和陈化,2.种子陈化 陈化：种子到生理成熟期，活力达到最高水平。其后，它们经历着生存能力降低的不可逆变化，这些不可逆变化的综合表现称为陈化。 陈化的最终结果是发芽力丧失。 陈化过程本质上包括酶系统的降解，酶活力的降低，主要贮藏养分的转化，抗逆性和耐储性下降。 陈化的具体表现：籽粒变色、游离脂肪酸含量增加，失去新鲜粮油原料所固有的香气，容易受真菌的感染，营养品质下降等。,45,