粮油基础知识1

粮油基础知识一、主要粮食、油料籽粒的形态结构1 谷类粮食中的稻谷、小麦、大麦、玉米、高粱等都属于谷类。

谷类籽粒由皮层(包括果皮和种皮)、胚、胚乳三个主要部分构成。

有些品种如小麦还有糊粉层。

皮层：包围在胚和胚乳的外部，形成保护组织，对粮食的安全储藏是有利的。

胚：胚部分含有丰富的营养成分、水分和酶，是种子生命活动最强的部分，也最易生霉。

它由胚根、胚茎、胚芽和子叶四部分构成。

胚乳：谷类粮食的胚乳特别发达，是粮粒养分的储存处，含有丰富的淀粉和较多的蛋白质。

糊粉层：是紧贴在种皮里和胚乳外面的一层组织。

现将稻谷、小麦、玉米籽粒的形态结构介绍于后。

1.1 稻谷稻谷籽粒是由两片外壳(稻壳)包住，在外面的一片较大的壳子称外稃，里面的一片较小壳子则称内稃。

内外稃表面有茸毛，顶端有针状的芒。

稃的基部有两片护颖，内外稃和护颖对湿度、温度、虫、霉的影响与危害，均有一定的保护作用，所以稻谷比大米易于保管。

稻谷去壳后为糙米，糙米粒由皮层、胚乳和胚三部分组成。

米粒的绝大部分为胚乳，包在胚和胚乳外面的为皮层。

糙米有胚的一侧为腹部，无胚的一侧为背部。

糙米碾去皮层后成为食用大米，大米胚乳中除淀粉外，含蛋白质较多而结构较紧密的部分，呈蜡状，颜色较深且透明，这种米粒品质较好。

胚乳中含蛋白质较少的米粒在腹部或米心部位出现不透明的粉质白斑，分别叫腹白或心白，腹白或心白的形成与品种和气候条件有关。

这种米粒结构疏松，硬度低，加工时易成为碎米，品质较差。

有的种皮中含有色素，使糙米呈红色或褐色。

稻谷、糙米形状见图1—1。

1.2 小麦小麦粒由皮层、胚乳和胚三部分组成。

内外颖在脱粒时已除去。

小麦皮层有红色、白色两种，分别叫红麦和白麦。

小麦粒顶端的茸毛称为麦毛。

隆起的一面称为背面，背面的基部有胚。

平坦的一面称为腹面，腹面中间有一道凹陷的沟，叫腹沟。

麦毛和腹沟容易潜藏灰尘与微生物，对保管不利。

小麦籽粒的形态见图1—2。

小麦的胚乳是麦粒的主体部分，其重量占粒重的84%左右。

小麦胚乳结构紧密，呈半透明状，称角质；小麦胚乳结构疏松，呈石膏状，称粉质。

角质占其麦粒截面1/2以上的为角质粒，角质等于或小于其麦粒截面1/2的为粉质粒。

角质粒达50%以上的小麦称为硬质小麦；粉质粒达50%以上的小麦称为软质小麦。

硬质小麦蛋白质含量比软质小麦高，筋力也大。

冬季播种的小麦叫冬小麦，春季播种的小麦叫春小麦。

冬小麦质量较好，出粉率也高些。

1.3 玉米玉米籽粒的颜色有黄色、白色、红色和紫色，形状一般为上宽下窄，略呈梯形。

玉米籽粒由皮层、胚乳和胚三部分组成，籽粒下端与穗轴相连处称基部(或粒基)。

如图1—3所示。

皮层包括果皮和种皮，组织紧密而厚实，并且有光泽，其主要成分为纤维素，重量约占整粒重量的6～8%。

玉米胚乳占整粒重量的80%以上，主要成分是淀粉，其次是蛋白质。

玉米胚特别发达，约占籽粒体积的1/3，占全粒重量的10～12%。

胚部富含脂肪，其含量约占胚重的30%；其次还含有较高的蛋白质和可溶性糖。

2 豆类大豆、豌豆、蚕豆、绿豆、赤豆等都属于豆类。

豆类籽粒由种皮和胚两部分组成。

种皮上有种脐、种脊、合点、发芽孔等痕迹。

其中最明显的是种脐，是豆粒连接豆荚的部分。

在种脐上方有一圆形突起点，叫合点；合点与种脐之间相连接的线状物叫种脊；种脐的下端有一小孔，叫发芽孔；发芽时，胚根即由发芽孔伸出。

脱去种皮即为胚，有两片肥厚的子叶(即豆瓣)，含有丰富的蛋白质与糖类，有的也含有较多的脂肪等营养物质。

胚根、胚茎和胚芽居于两片子叶之间。

豆类的两片子叶发达，属于双子叶植物种子。

现将大豆籽粒的形态结构介绍于后。

大豆籽粒呈椭圆形、长椭圆形、扁圆形等。

种皮颜色有黄色、青色、黑色、褐色、紫色等。

大豆种子正面有脐，种脐上端有合点，合点与种脐之间有种脊，种脐下端有发芽孔，发芽孔下面是胚根、胚茎的透视处，如图1—4所示。

大豆籽粒由胚和种皮两部分组成，没有胚乳。

胚有两片肥厚的子叶，为大豆的主要部分，其中含有丰富的蛋白质和脂肪，因而决定了大豆的多种用途。

3 油料油料作物籽粒形态结构差异较大，有的是果实，如花生果；有的是种子，如油菜籽；有的有胚乳，如棉子、芝麻；有的无胚乳，如花生。

油料种子的两片子叶一般都比较发达，含有丰富的脂肪和蛋白质。

现将油菜籽粒形态结构介绍如下。

油菜籽呈球形，有黄、红、褐、黑褐等色，并可见浅色的种脐。

种皮革质坚硬，皮下有一层很薄的胚乳组织，脱去种皮和胚乳即为两片肥大的子叶，有胚根和胚茎，胚芽则不明显，如图1—5所示。

二、主要粮食、油料籽粒的化学成分及其在储藏期间的变化主要粮食、油料籽粒的化学成分见表1。

表１各种粮食的化学成分（％）1 水分水分是一切生物进行生命活动不可缺少的物质。

各种粮油籽粒及其加工产品中均含有水分。

即使是干燥后，一般谷类粮食仍含有12%～14%的水分，油料种子亦含有7%～10%的水分。

粮油籽粒中的水分按其存在状态可分为游离水和结合水两种。

一般测定粮食水分数值是游离水和结合水的总和。

1.1 游离水游离水又称自由水。

存在于粮油籽粒的细胞间隙和毛细管中，它具有普通水的性质，作为溶剂，参与粮粒内的生化反应，在0℃时能结冰。

一般谷类粮食水分达14%左右，便会出现游离水。

游离水在粮粒内很不稳定，受环境温湿度的影响而自由解吸和吸附。

通常粮食、油料中水分的增加或减少，实质上是游离水的变化。

1.2 结合水结合水又称胶体束缚水。

主要存在于籽粒细胞内，与淀粉、蛋白质等亲水胶体牢固地结合在一些。

这种水不具有普通水的一般性质。

在0℃甚至到-20℃也不结冰，不能作为溶剂，也不参与籽粒内的生化反应，性质比较稳定。

结合水含量的大小取决于粮油籽粒内亲水胶体的多少。

含淀粉、蛋白质等亲水胶体多的谷类籽粒，其结合水含量就较高，一般为14%左右；含疏水物质较多的油料，其结合水也就较低，一般只有7%～8%。

所以，油料的安全水分比粮食的安全水分低。

水分不仅是生物体的重要组成部分，而且是一切生物生命活动中不可缺少的介质。

粮食、油料水分的大小，与储藏中粮油安危和品质变化有极大的关系。

粮油水分含量在安全标准以内，就可大大提高储藏稳定性；反之，水分超过安全标准，就会导致粮油籽粒呼吸旺盛，而出现各种不良变化以及虫、霉危害。

因此，在仓储实践中，必须根据不同的环境温度，严格控制粮食水分，以提高储粮稳定性，确保粮油安全。

2 糖类(碳水化合物)的变化糖类是粮食的主要成分，在谷类粮食中，糖类约占其干物质的70%以上，在豆类和薯类的种实中糖类也占有很大的比重。

糖类主要由碳、氢、氧三种元素组成，其中氢、氧的比例常为水分子的组成(2∶1)所以常把糖类统称为碳水化合物。

粮食中的糖类可分为单糖、低聚糖和多糖三类。

单糖是最简单的糖类，是一个多羟醛或多羟酮。

低聚糖是由两个至数个单糖分子缩合而成的一些较为简单的糖类。

多糖又称高聚糖，是由很多单糖分子缩合而成的分子量大且结构复杂的糖类。

粮食组织中的具体糖类主要有：单糖已糖葡萄糖、半乳糖、甘露糖果糖戊糖木糖、核糖阿拉伯低聚糖双糖麦芽糖、纤维二糖蔗糖三糖—棉籽糖四糖—水苏糖多糖淀粉、纤维素半纤维素、果胶质单糖和低聚糖都具有水溶性，因此统称为可溶性糖，其中有些分子中带有自由的羰基(醛基或酮基)，具有还原能力，所以又叫做还原糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖等，反之叫非还原糖，如蔗糖、棉籽糖等。

粮食中可溶性糖的总含量，称为粮食的“全糖量”，它包括“还原糖量”和“非还原糖量”粮食中还原糖量和非还原糖量的变化，是评定储粮品质变化的一项生化指标。

新收获的粮食，各种基础的物质已经形成，但在一定的后熟期内，糖类变化的主要趋向仍是由单糖到多糖的合成。

尔后在储藏期中的粮食，糖类的变化则趋向于分解。

粮食中的低聚糖和淀粉是易被水解的糖类。

淀粉和非还原性低聚糖如蔗糖、棉籽糖等在粮食储藏期间只会因水解而减少；而还原糖的麦芽糖以及一些单糖在被粮食或微生物分解利用的同时，由于其他糖类的水解而能继续形成，所以作为粮食品质变化的指标，非还原糖的减少比还原糖的相对增加更为可靠。

2.1.蔗糖的水解：蔗糖酶蔗糖+水———→葡萄糖+果糖粮食中的蔗糖在正常储藏中变化很小，而在温度高，水分大的不良条件下，其含量则会显著减少。

储粮中非还原糖的显著下降往往与带菌量的增加密切相关。

2.2.棉籽糖的水解：α—半乳糖酶————→半乳糖+蔗糖棉籽糖 +水蔗糖酶————→密二糖+果糖粮食中的棉籽糖在正常储藏中变化很小，而在温度高、水分大的不良条件下，其含量则会显著减少。

2.3.麦芽糖的水解麦芽糖酶麦芽糖+水———→2个葡萄糖麦芽糖是还原糖，在正常粮食中很少自由存在，它是淀粉的组成成份。

受微生物危害开始劣变的粮食中或发芽的谷类粮食种籽里，特别是在麦芽中含有大量的游离的麦芽糖。

这些麦芽糖都是微生物或种籽的淀粉酶水解淀粉的产物，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下可水解为葡萄糖。

在这种情况下，由于淀粉水解，粮食中的还原糖显著增加，但是随着粮食微生物的发展，大量吸收和分解粮食中的还原糖，还原糖量则会下降，因此在粮食品质变化中，还原糖的增加，不仅是相对的，而且具有时间性。

2.4.淀粉的水解粮食中的淀粉在正常储藏条件下是比较稳定的。

但在高温、高湿的环境中，由于霉菌、细菌或种籽中淀粉酶的作用，发生水解。

淀粉水解时，经过一系列的中间阶段，逐步形成分子量较小的产物，如可溶性的淀粉，各种糊精，以及麦芽糖等，最后生成葡萄糖。

因此，在粮食劣变中，在一定时期内还原糖含量大幅度增高。

淀粉水解时，糊精的分子量逐渐降低，还原糖逐渐增加，遇碘时由兰→紫→红→无色。

所以依据与碘的呈色反应，糊精可分成四种：淀粉糊精(兰—紫色)、显红糊精(红褐—红色)、消色糊精(无色)、麦芽糊精(无反应)。

淀粉的碘兰值作为粮食品质的指标。

稻米在储藏期间总的直链淀粉的含量没有明显变化，但溶于热水的直链淀含量，随着储藏时间的延长而降低；而不溶于热水的直链淀粉的含量逐渐增高。

不溶于热水的直链淀粉含量的增高与米饭粘性下降是相一致的。

因此，不溶于热水的直链淀粉含量变化可作为反映稻米陈化程度的一个重要指标。

3 蛋白质的变化新粮入库后，在后熟期间，蛋白质将会继续合成。

正常的储粮，其蛋白质的变化非常缓慢，但随着储藏期的延长，蛋白质的含量和品质均有下降。

在储藏不善或粮质很差的情况下，不仅适于微生物的活动，而且粮食中酶类的活性也会增加，蛋白质在粮食或微生物的蛋白酶作用下水解成月示、胨、肽以及氨基酸，使得蛋白质减少，游离氨基酸含量增加。

由于蛋白质和氨基酸的降解，使粮食中蛋白质氮逐渐减少，非蛋白质氮相应增高，然而粮食总氮量往往保持不变。

所以总氮量在衡量储粮品质变化上是无意义的。

通常用盐溶性蛋白的减少，或水溶性非蛋白质氮和游离氨基酸的增加，作为粮食中含氮物质变化的指标。

粮食蛋白质在正常储藏中的变化表现如下：储藏过长的小麦，蛋白质的亲水性和分子凝聚力都会降低，趋于陈化，因而蛋白质的可溶性也随之降低，面筋的出率和吸水率降低，其弹性和延伸性变差。