1、第二章粮油贮藏加工的原理第一节 粮油原料的分类第二节 粮油原料的物质特征第三节 粮油原料的生物学特征第四节 粮油原料的物理性质第五节 粮油主要成分及其在贮藏中的变化第六节 影响粮油贮藏的因素第七节 贮藏与加工对粮油品质的影响 各种粮油作物都是由野生植物经过人们长期的选择、培育而成为栽培作物的，它们在自然分类中部有明确的位置。人们习惯称呼的玉米、水稻、小麦、大豆、油菜、花生等等都是分类阶梯中的最基本单位“种”的名称。禾本科约620多个属，10，000多个物种。禾本科植物遍布全球，是陆地植被的主要部分。禾本科植物具有重要的经济价值，是人类粮食的主要来源，也是动物饲料的主要来源，同时又是供造纸、纺织
2、、制糖、制药、酿造、编织、家具、建筑及日用品等方面利用的重要资源。中的禾亚科约575属，9500多种，分布很广。我国约有170多属、600多种。其中作为粮食作物被广泛栽培的有稻属、小麦属、黑麦属、大麦属、燕麦属、黍属、狗尾草属、高梁属(蜀黍属)、玉蜀黍属等。粮食作物中的荞麦不是禾本科，而是蓼科植物的一个种。的种类很多。在自然分类中，分别隶属不同的科、属。如豆科的大豆和花生；十字花科的油菜籽；锦葵科的棉籽；菊科的葵花籽；胡麻科的芝麻等等。中除绝大多数是作物的种子或果实外。还有的是某些作物膨大的根和茎，如马钤薯的块茎和木薯的块根。由于在这些膨大的块根和块茎中，物质部分主要是淀粉、和粮食作物的果实（
3、籽粒）营养物质相似，可以成为人们的主要食物，只是块根、块茎中含水份较多，其形态结构也与果实或种子完全不同。粮油原料的种类很多，植物学的分类说明了它们各自的自然属性。但作为加工原料更重要的还是它们的商品属性商品属性。从不同的角度来认识，其分类方法也不完全相同。按粮油原料的性质、用途分类 （1）原粮 原粮指收获后尚未经过加工的粮食的统称。按照它们的某些植物学特征和化学成分以及用途的不同，又分为禾谷类、豆类和薯类。谷类例如稻谷、玉米、小麦、大麦、燕麦、高粱、粟、黍等，它们都有发达的胚乳，内含丰富的淀粉，一般作为主食食用。豆类例如大豆、花生、蚕豆、豌豆、绿豆等。它们的种子无胚乳，但有两发达的子叶，含有
4、丰富的蛋白质、脂肪或淀粉。豆类在我国一般作副食食用，但大豆、花生也用作油料。薯类例如马铃薯、甘薯和木薯，它们的食用部分是块根或块茎，干物质主要是淀粉、薯块内含有大量水分。它们可作主食，也可作蔬菜，木著需脱毒后食用。工业上可用它们制取淀粉。（2）成品粮 成品粮是原粮经过碾磨加工而成的符合一定质量标准的粮食成品。例如大米、面粉、高粱米、小米、黍米等。成品粮这种原粮粗加工新产品，目前还是我国人民生活的主要食物种类。成品粮还是粮油深加工食品的原料，例如，面粉是面包、饼干、糕点、挂面、方便面等各类食品的主要原料。大米是制取米粉、各类米制品、啤酒、味精等产品的重要原料。对于一些不经过碾磨就可以直接蒸煮食用
5、的粮食，如豆类，既可归属于原粮，也可归属于成品粮。2、油料与油品 植物油料是指用来制取油脂的植物原料。它们的特点是含有丰富的脂肪，并具有工业提取价值。油料的种类很多，主要是指脂肪含量在20%以上的各种植物的籽粒。也包括一些粮食加工的副产品。油料按其经济用途，可以分为食用油料和非食用油料（或称工业用油料）。食用油料如大豆、花生、葵花籽、芝麻、米糠、玉米胚、小麦胚等。非食用油料制取的油脂有异味或有毒素不宜供人食用而只适宜于工业用途的油料，如桐籽、乌桕籽、蓖麻籽等。油品是油料经压榨或溶济浸提得到的符合一定质量标准的油脂成品。与油料的分类相对应，油品可以分为食用油品与非食用油品。食用油的等级和质量因油
6、脂的精炼程度而不同。一般来说，从油料中提取的油品要经过精炼才可食用。油品也是食品加工的主要原料，同时油品还可进一步加工成各种油脂制品，如人造奶油，起酥油等。加工原料和成品的概念及划分还要根据具体的加工综合利用系统而定。如淀粉是粮食深加工的产品，同时又是淀粉糖和变性淀粉及部分化工产品的原料。豆粕过去一直被看成是油脂提取的副产品，仅作为饲料和肥料利用，而现在豆粕已成为植物蛋白新产品加工的基础原料。1、富含淀粉类 禾谷类作物的籽粒以及荞麦等粮食属于这一类,它们平均含碳水化合物68%-80%，其中主要是淀粉，其次还含有蛋白质(8%-15%)、脂肪(2%-6%)等成分，另外，马铃薯和甘薯的干物质中主要成
7、分也是淀粉，也属于富含淀粉类。富含淀粉尖的粮食和薯类一般可作为人们的主食。2、富含蛋白质类 豆科作物的种子含有丰富的蛋白质。含量比例在20%-40%，豆科作物中的大豆和花生，蛋白质含量高，脂肪含量也很高，是蛋白质和脂肪兼用作物。其它豆类的蛋白质含量在20%以上，另外含有较多的淀粉等碳水化合物，如菜豆、绿豆、豇豆等。蛋3、富含脂肪类 脂肪含量高的植物种类很多，如油菜籽、葵花籽、棉籽、芝麻、桐籽、花生和大豆等。富含水量脂肪类的果实和种子一般含油量在40%-50%，甚至更高。大豆含油量较低些，为18%-20%，但由于种植面积大，产量较高，也作为主要油料。富含脂肪类的植物种子或果实中，一般都含有较多的
8、蛋白质，淀粉含量较少或没有，碳水化合物往往是以寡聚糖存在。各种作物的果实或种子作为加工原料，加工成为各种产品的可能性，首先是由果实或种子中所含的化学成分及其解剖学结构特点所决定的。原料的化学成分和原料的结构特点决定了加工产品的性质以及加工产品的状态，如面粉、米、油脂、淀粉、蛋白质等，具体分类如下：1、制米原料 籽粒的胚乳富含淀粉，同时角质化程度较高，机械硬度较大，不易破碎，籽粒表面较为圆滑，皮层容易经加工脱除。如水稻、高粱、粟等。2、磨粉原料 籽粒的胚乳富含淀粉，胚乳的机械硬度较小，容易破碎，籽粒外形不规则，难于完全脱净皮层。如小麦、荞麦、玉米等，尤其是小麦胚乳中富含面筋质，加工面制食品具有独
9、特的功能性，所以小麦是典型的制粉工业原料。3、制油原料 简称油料.主要指富含脂肪并具有工业提取价值的油料作物种子.也包括油脂含量高的粮食加工副产品.通过机械压榨或溶剂浸出等工艺可提取出所含的油脂。4、淀粉工业原料 富含淀粉的粮谷作物籽粒和马铃薯、甘薯等的块茎、块根都可以作为淀粉工业的原料。但由于水稻、小麦等主要作为人民生活的基本粮食食品、淀粉工业所用的原料主要是玉米，还有马铃薯、木薯等。5、蛋白质食品原料 富含蛋白质的植物种子。主要是豆类和油料，其中大豆是主要的蛋白食品原料，可以用全脂大豆加工各种豆制品也可用脱脂大豆加工成各种蛋白质制品，近年来，对花生以及其它油料蛋白质的加工利用研究也逐渐深入
10、，新的植物蛋白资源不断开发。以植物蛋白质加工各种食品，是现代食品工业的一项重要内容。一、粮油原料的化学成分及其在籽粒中的分布 作为粮油原料的各类果实或种子，虽然其形状、大小、理化特性等方面有一定差异，但其所含有的主要化学物质的种类基本相同，即碳水化台物、蛋白质、脂肪、维生素、水和矿物质等，它们的分类关系如下：蛋白质（包括各种酶类）蛋白质（包括各种酶类）有机物有机物 脂脂 类类 维生素维生素 单糖单糖 粮油原料粮油原料 碳水化合物碳水化合物 低聚糖低聚糖 淀粉淀粉 多多 糖糖 半纤维素半纤维素 无机物无机物 水水 纤维素纤维素 矿物质矿物质原料种类水分淀粉蛋 白质脂肪纤 维素矿 物质稻谷13.0
11、68.28.01.46.72.7小麦13.868.79.41.54.42.1大麦14.068.09.91.73.82.7高粱10.970.810.23.03.41.7玉米13.272.48.06.15.21.7粟米10.576.09.71.70.71.4荞麦13.171.96.52.33.23.9大豆10.026.0*40.018.24.55.5花生花生仁仁8.08.022.022.0*26.026.039.239.22.02.02.52.5绿豆绿豆8.08.056.056.022.322.31.11.11.61.64.04.0油菜油菜籽籽5.85.817.617.6*26.326.340.4
12、40.44.64.65.45.4棉籽棉籽6.46.414.814.839.039.033.233.22.22.24.44.4葵花葵花籽籽7.87.89.69.623.123.151.151.14.64.63.83.8芝麻芝麻5.45.412.412.420.320.353.653.63.33.35.05.0 粮油原料中的各种营养物质，在籽粒的不同部分的分布是很不平衡的，这对于粮油原料的质量评价，特别是对于加工利用的工艺程序，利用途径、产品方案的制订都有重要意义。禾谷类作物的籽粒可分为皮层、糊粉层、胚乳和胚等几部分。皮 层 皮层是由果皮和种皮组成，二者愈合在一起，覆盖在籽粒表面，起保护作用。皮层
13、中的化学物质主要是纤维素、半纤维素、多缩戊糖和矿物质等。这些成分一般难以被人体消化吸收，所以在加工食品的过程中，要采取相应的工艺除去皮层部分胚 乳 胚乳是禾谷类作物籽粒的主要部分，约占籽粒质量的80以上，籽粒的淀粉绝大部分含在胚乳中，另外含有一定比例的蛋白质和少量的可溶性糖及其它成分，尤其是矿物质成分含量很少。胚乳是加工利用的主要部分。糊粉层 在胚乳和皮层之间，有一层较大的薄壁细胞组织，称作糊粉层，其中所含的营养物质种类较多，如蛋白质、脂肪、维生素、各种酶类、灰分等。糊粉层在粮食加工中，如对精度要求不是很高时，应尽量保留在成品中，以减少籽粒的营养损失。胚 胚是一个幼小的植物体，萌发后可长成新的
14、植株。胚中也含有多种营养物质，如蛋白质、脂肪、维生素、可溶性糖以及各种酶类。禾谷类作物的胚一般与胚乳结合不紧密，加工时容易脱落，在制米和磨粉过程中多进入米糠和麸皮中，成为副产品，通过工艺改进可以将胚单独提取出来，进行有效利用，提高利用价值。豆科作物及不少油料作物的籽粒是由皮层和种胚两部分组成，胚乳部分在种子发育过程中逐渐消失，成熟的籽粒没有胚乳。皮层部分只有种皮，主要由纤维素、寡聚糖、矿物质等成分构成，加工和食用前多除去。种胚是籽粒的主要部分，其中两片肥大的子叶是贮存营养的主要场所。大豆和花生等种子的子叶中含有大量的蛋白质和脂肪以及碳水化合物等营养，是加工利用的主要部分，其它豆类，如绿豆、菜豆
15、、豌豆等，子叶中的脂肪含量较少，含有较多的淀粉和蛋白质。有些油料种子中尚有部分胚乳，如棉籽和芝麻等，尚存的少量胚乳中含有蛋白质、碳水化合物等。粮油原料所含蛋白质中，简单蛋白质占主体，复合蛋白质含量很少。简单蛋白质是一种胶体含氮物质。这种胶体物质是由许多在品质上和数量上不同的氨基酸所构成。当简单蛋白质与糖或其它化合物相结合时，便形成复合蛋白质，也称结合蛋白质。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。粮油原料中的蛋白质所含氨基酸20余种，其中有8种是人体自身不能合成的，必须从食物中摄取。所以从人体利用的角度称之为必须氨基酸。它们是：必须氨基酸：色氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨
16、酸。由于不同种类的蛋白质的氨基酸组成数量和比例不同，所以其营养价值也不相司。主要粮油作物的籽粒中的氨基酸含量见表12。原 种料 类缬氨酸亮氨酸异 亮氨酸苏氨酸苯 丙氨酸色氨酸蛋氨酸赖氨酸精氨酸组氨酸胱氨酸籼米403662245283343119141277545159162粳米394610257280344122125255595168-糯米46165833827438188146233-179159小麦粉454763384328487122151262460240272大麦525925335388405143175409573221236荞麦586824360465491161155740-
17、254295小米5481489376467562202300229388223170玉米415217427537041665153308394254201高粱米5621715399387575105180232342-197大豆18003631160716451800462409229331461016-绿豆11101818775784117920524214881551625-豌豆1075182779690511141421641352-238豇豆11421770968798110717922512011502718166 存在于粮油原料中的简单蛋白质按照它们在某种济剂中的溶解度差别划分为四
18、种类型：1、清蛋白 清蛋白能溶于水。在小麦籽粒中含有数量不多的麦清蛋白，其它粮油原料中清蛋白含量也很少，但营养价值较高。2、球蛋白 球蛋白不溶于水。但能溶于盐类溶液，球蛋白是构成豆类种子的主要蛋白质，但球蛋白在禾谷类种子中含量很少，如玉米胚中含有少量球蛋白。球蛋白有很高的营养价值。3、醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于水和盐类溶液，但能溶于稀薄的酒精中。这是禾谷类种子所特有的蛋白质。目前研究较多的是玉米醇溶蛋白和小麦胶蛋白。4、谷蛋白 谷蛋白不溶于水和盐类溶液，也不溶于酒精，但能溶于0.的碱溶液。谷蛋白精制比较困难，因此研究较少。在小麦、稻谷和玉术籽粒中都含有较多的谷蛋白，其营养价值也低于清蛋白和球蛋白
19、。三、粮油原料中的碳水化合物 碳水化合物是禾谷类作物籽粒化学组成中最重要，比例最大的一类物质。并且主要以淀粉的形式存在。其次是纤维索、半纤维素、糊精及少量的可溶性糖。大豆籽粒中的碳水化合物主要以寡糖类形式存在，其它油料中也以寡糖为主，有的含有少量淀粉。除大豆以外的其它豆类籽粒中淀粉为主要部分，如菜豆、蚕豆、豌豆等。(一)淀粉 淀粉是由D葡萄糖以糖苷键连接的高分子物质，是绿色植物经光合作用合成，积累贮藏的营养成分，是作为其它异生物的主要营养物质之一。1、淀粉粒的特征淀粉粒的特征 在植物种子或块根、块茎中的淀粉是以淀粉粒的形式存在。淀粉粒是淀粉分子的微晶束以氢键连接的集合体。不同植物的淀粉粒的形状
20、，大小和结构特征并不相同。在显微镜下现察，完整的淀粉粒表面有层蛋白质薄膜，呈透明状，其形状有圆形、卯形和多角形。般含水量大，淀粉粒表层蛋白质少的淀粉颗粒大，呈圆形和卵形。反之，则淀粉粒较小，呈多角形。在禾谷类作物里，淀粉粒按其大小排列为稻米玉米大麦小麦黑麦，马铃薯块茎中的淀粉粒最大，呈卵形，径长150微米。稻米淀粉粒最小的仅2微米。同一作物籽粒的不同部位，淀粉粒的形状和大小也不相同。不同原料的淀粉粒都有不同位置的黑色十字，将颗粒分为四部分。在显微镜下观察黑色十字的位置和明显程度，很容易区分出所制淀粉的原料。2、淀粉的类型 天然淀粉有两种结构形式，即直链淀粉和枝链淀粉。直链淀粉是由许多葡萄糖以糖
21、苷键结合.其相对分子质量约为4000150000,对碘呈蓝色反应。支链淀粉中，除有糖苷键结合的葡萄糖外,还有以糖苷键结合的分叉状结构。支链淀粉与卤素呈紫红色反应。支链淀粉的相对分子质量可达500000或更大。在各种粮谷作物籽粒中所含的淀粉一般都包括两种结构的淀粉粒。如直链淀粉在小麦淀粉中占26%，在玉米淀粉中占25%，在大麦淀粉中占22%，在水稻淀粉中，根据品种不同，分别占15%一37%，其余则为支链淀粉。在各种糯性粮谷的籽粒中所含淀粉全部为支链淀粉。直链淀粉和支链淀粉具有不同的性质，直链淀粉糊化后没有粘性，支链淀粉吸水膨胀后易生成冻胶状粘质体。淀粉中两种类型的比例不司，其加工性质也不同。天然
22、淀粉不经变性处理，都有相似的理化性质，是淀粉提取、加工和利用的依据。(1)淀粉的糊化 淀粉不溶于冷水，天然淀粉在冷水中搅拌，虽可成乳状。但静置后则可完全沉降。淀粉的工业提取一般依据这性质。但搅拌均匀的淀粉乳，经过加热，当温度达到一定值时，淀粉粒开始吸水膨胀，淀粉乳即成为粘度很大的淀粉糊，糊化的淀粉不会再恢复天然淀粉的状态，这一现象称为淀粉的糊化。淀粉糊化的实质是，淀粉微晶束在热作用下吸水解体。再脱水后，其微晶束的排列已不再是原来的状态。不同作物所含淀粉的糊化开始温度不完全相同，如王米淀粉糊化开始温度是55，大米淀59；小麦淀粉61、马铃薯淀粉59。淀粉糊化是淀粉水解作用的前提条件，特别是在酶催
23、化水解时，必须先行糊化。(2)淀粉的老化 淀粉的老化也称淀粉的回生，是淀粉糊化后静置脱水变化的过程。糊化淀粉经缓慢冷却后，浓度大的形成不透明的凝胶状，浓度小的形成常沉淀析出。完全脱水后成为硬性疑胶，加水加热也不易再溶。这种现象的本质是分散的-化淀粉又自动排列成序，形成致密，高度晶化的不溶解性淀粉分子微晶束。回生现象在淀粉加工时有时可以利用，如粉条、粉丝的制造是典型利用淀粉糊化回生性质的例子。但含淀粉多的加工食品，在贮藏期间会发生回生现象，对食品的保藏性质不利，应采取一定措施防止或避免老化现象。(3)淀粉的水解 淀粉是许多葡萄糖以糖昔键连接的聚合体。在一定的条件下，可以小解成为糊精、低聚糖、麦芽
24、糖和葡萄糖，完全水解则全部成为葡萄糖。淀粉的水解需要许多条件，其中最重要的是催化剂。催化剂有两大类，一类是酸，包括各种无机酸，其中水解效率最高的是盐酸。另一类是淀粉水解酶，淀粉水解酶有许多种类，作用的特点及水解产物都不相同。淀粉水解必须在糊化后开始，淀粉制糖的工业生产中选择何种催化剂，应根据催化剂的特点和产品的质量要求而定(二)纤维素和半纤维素 在种子和籽粒的外壳、皮层以及细胞壁中，纤维素和半纤维素的含量很高。由于人体基本上不能消化分解纤维素和半纤维素，所以在对原料进行加工时，应尽可能除去这些物质。1、半纤维素 半纤维素是构成细胞壁的主要部分，其化学成分很复杂，但其分子组成中都含有多糖类、半纤
25、维素为固体物质，不溶于水，但能溶于碱液，在稀酸中沸腾，可被水解成甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和木糖等多糖类，如多缩戊辖、多缩甘露糖等。2、纤维素 纤维素是除去半纤维素以外的细胞壁的基本组成部分。粮谷作物籽粒的皮层绝大部分由纤维素组，与纤维素结合在一起的还有木质素、矿物盐等。纯粹的纤维素仅由葡萄糖组成，如全部水解可生成葡萄糖，天然纤维素形成的微晶结构不溶于水，所以极难分解，哺乳动物没有纤维素酶，故不能消化纤维素作为能源。某些微生物具有的纤维素酶可将其分解为寡糖和葡萄糖。（三）寡糖类 大豆以及大部分油料作物中的碳水化合物多以寡糖类的形式存在。寡糖是一类糖的总称，现已知寡糖有500多种。天然存在较多的如
26、蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖、水苏糖等，这些糖都不能直接被人体吸收，需经酶的作用转化为单糖后，参与人体的生理活动。大豆中的棉子糖、水苏糖属三糖和四糖类，在人体肠道中水解除生成葡萄糖、果糖外，还生成半乳糖，不易为人体吸收利用，反而会引进微生物发酵，造成胃肠涨气。粮谷籽粒中，寡糖和单糖的含量都很少，在正常成熟和贮藏的籽粒中，总糖量中单糖为2%7%，例如在小麦籽粒中，果糖为0.、蔗糖为.、麦芽糖.。如果粮谷籽粒的含糖量超出了正常的范围，就可以认为，在收获时收获了不成熟的籽粒，或在贮藏时发生了水解作用。四、粮油原料中的脂类化合物 脂类化合物是植物种子在贮藏时用于呼吸作用和发芽时提供能量的贮藏物质，其主要
27、成分是脂肪，另外还包括类脂物和脂肪伴随物。脂肪作为食物可为人体生长发育提供能量，赋予食物特有的风味，增进食欲。油料作物的种子含有大量的脂类化合物。禾谷类籽粒中的脂类物质主要集中在胚芽及糊粉层里。胚乳中的脂肪含量不超过l。（一）脂肪 脂肪是甘油和脂肪酸组成的甘油酯。组成脂肪的脂肪酸有两类，即饱和脂肪酸和不饱和肪酸。植物油脂中以不饱和脂肪酸占较大比例，所以在常温下多呈液体。植物油脂中的不饱和脂肪酸有油酸、亚麻酸、亚麻二烯酸、芥子酸等。植物油脂中也含有一定量的饱和脂肪酸，如软脂酸、硬脂酸、花生酸等。在粮油原料以及粮油加工品里繁殖的微生物都含有能将脂肪分解为甘油和脂肪酸的脂肪分解酶。当粮油原料或加工品
28、在不适宜的贮存条件下，如高温、高湿以及高水分含量的情况下，腐败现象很快发生。特别是含脂肪多的部分，如胚芽。腐败现象出现后，经过检测会明显看到游离脂肪酸的含量增加。有时谷物籽粒在不适合的条件下贮藏，虽然看不到外观及物理状况的变化，但其内部脂肪酸含量可能已达到很高的含量。这种谷物虽可磨粉，但进一步加工时，其面团硬度以及烘焙品质都受到很大影响。稻谷制米的副产品米糠由于脂肪含量高，所以品质特别容易劣变。必须采取措施加以保护，减少或避免油脂分解。在大豆中含有脂肪氧化酶，豆制品加工过程中，容易使脂肪氧化产生具有豆腥味的分解物，影响产品的风味。（二）磷脂 磷脂属于类脂物，也是一种甘油酯，但在酯键之外含有磷酸
29、和含氮碱。粮油原料中的磷主要是脑磷脂和卵磷脂。磷脂在人体生理生化反应中起重要的作用，磷脂可调节人体的生理机能。在食品加工的某些方面，磷脂可作为很好的乳化剂。磷脂与脂肪共存，对于油脂的贮存，加工会产生不利的影响，如增加吸湿性，促使脂肪氧化，不利于油脂的贮藏。对油脂的加工和应用，也会降低油脂的品质，影响油脂加工品的质量。由于上述原因，油脂精炼时，要进行脱磷，既净化了油脂，又可获得有价值的磷脂。（三）植酸盐 植酸盐是肌醇磷酸的钾镁或钙镁盐，也属于一种类脂物。在禾谷类作物籽粒的糊粉层中含量较多，植酸盐是谷物中磷酸的来源。（四）植物固醇 固醇也称甾醇，是一种高分子的环状醇，不含氮素，也不含磷脂。植物固醇
30、主要有谷固醇，菽豆醇，麦角固醇和菜固醇等。植物固醇在油脂中含量不高，约在1%以下。植物固醇一般不被人体吸收，但具有抑制人体对胆固醇吸收的作用。（五）蜡 高分子一元醇类与脂肪酸所形成的产物称为蜡。蜡在米糠油中含量较多，在其它油脂中含量很少，蜡能引起油脂混浊而降低油脂的透明度，须在制油过程将其除去。五、粮油原料中的维生素 在不同种类和品种的粮油籽粒中，含有不同种类和数量的维生素。在一般情况下，皮层、糊粉层和胚中维生素含量较多，而在胚乳中含量较少。在粮油原料中所含维生素约20多种。按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素。大多数维生素对光、热、氧比较敏感。在酸性溶液中较稳定，而在碱性溶液中，特别
31、是在某些金属离子存在时，易于分解。这些性质与粮油加工工艺关系较大，就注意在加工过程中减少损失。品名产地胡 萝 卜素维生素B1维 生 素B2维 生 素B5维生素C籼糙米北京00.340.07250特籼米北京00.150.051.30粳糙米北京00.350.082.30特-粳米北京00.130.051.00特-糯米北京00.110.061.40全麦粉北京00.200.104.00标准粉北京00.460.062.50荞麦片北京00.380.224.10小米北京0.190.570.121.60玉米北京0.340.210.061.610高粱米北京0.340.260.091.50大豆（黄）北京0.400.
32、790.252.10大豆（青）北京0.360.660.242.60表1-3 主要粮油商品中部分维生素的含量（毫克/100克）六、水分及矿物质（一）水分 在粮油原料中都有一定量水分的存在，其含水量多少取决于原料的解剖学特性和亲水胶体物质的含量，取决于作物的成熟度，收获后的脱水处理及贮藏条件等因素。粮油原料中的水分含量多少，是能否安全贮藏的重要指标，同时对加工工艺以及加工品的质量也有重要的影响。例如，小麦制粉工艺中，对入磨小麦进行适宜的水分调节，是决定面粉利率及面粉质量的重要因素之一。其它如玉米、水稻等的加工以及从油料中提取油脂，原料的水分状况都是一个非常重要的技术指标。粮油原料中的水分存在状态与
33、性质是不同的。一般可划分为三种类型。1、化学结合水 这种水以严格的比例组成物质的分子，非常稳定，只有在达到一定的高温或在化学反应时才能逸出，这时所组成的原料的物质结构也就发生了破坏，也就是说，这种水是物质自身结构的一部分。2、物理-化学结合水 这种水又叫束缚水，主要是指为亲水性胶体所吸附的水分。这种水在不同的原料中含量不同，也没有化学结合水那样严格的比例关系。这种水与普通水的性质不同，如在0不结冰，不能作为溶剂，也不能在物质结构中轻易地移动和参加化学反应。它只能在原料的生理作用的影响下，才能最低限度地释出。3、机械结合水 也称游离水。这种水分布在籽粒的毛细管和细胞间隙中。游离水具有一般水的全部
34、性质，如可作为溶剂，参与化学反应等。游离水不稳定，在原料干燥条件下容易释出。干燥的原料在湿度较大的条件下还可以增加水分。一般说来，作为一咱生物体的籽粒的生命活动，要靠物理化学结合水和游离水的共同作用才能进行。如果没有游离水的存在必然处于休眠状态。在实验室条件下，测定原料的含水量，一般包括全部游离水和几乎所有的物理结合水，这些水分在1051小时，或13030分钟可从磨碎的原料中全部释出。(二)矿物质 粮油原料中矿物质的含量在各种物质成分的比例中远低于碳水化合物、蛋白质以及油料作物中的脂肪。但粮油原料及其制品是人类获取矿物质元素的重要来源。各种原料中的矿物质元素除钙、磷、铁外，还有钾、镁、钠、硅、
35、硫和氯等，含量极少的还有锰、锌、镍、钻等。油料种子中的矿物质元素含量一般高于谷类作物，特别是豆类作物，如大豆中的钙、磷、铁等元素含量较高。原料中的各种矿物质元素有的存在于各种有机化合物中，但多数以无机盐类的形式存在。矿物质含量在加工产品的质量评价中常作为一项重要指标。比如在小麦制粉工艺过程中可通过这项指标来评价面粉质量，以确定对工艺过程加以控制的措施，这是因为在小麦籽粒的不同部位矿物质含量不同.即使在胚乳中，边缘部位的胚乳中灰分含量要高于中心部位胚乳。所以高精度的面粉往往是灰分含量低的中心胚乳；而灰分含量高面粉则多是边缘胚乳，且带有较多的麸星在里边。一般说来，基本的粮油原料（籽粒）都是有生命的
36、活体。这与其它工业原料具有截然不同的特点。粮油原料的生命活动及其表现出来的各种生物学特性，对于粮油原料的安全贮藏，营养保持，对于加工工艺、加工产品质量都有重要的影响。粮油原料随着贮藏期的延长，特别是在不合适的贮藏条件下，其生命活动的能力，即生活力，会逐渐减弱，直至丧失。这种原料与新鲜的具有生命活力的原料相比，除失去种用价值外，其品质也明显下降，往往丧失加工和食用价值。一、休眠与后熟 各种植物的种子在适宜的条件下会萌发，生成新的植株。这是植物的重要生存机能。相反，未完成生理成熟的种子，即使给予适宜萌发的条件，也不会萌发，这称之为生理休眠，不同种类作物的种子，生理休眠的期限有长有短；同一作物的种子
37、，收获期或收获后的环境条件不同；休眠期的长短也不相同。各种作物种子的休眠期少则35天，有的20天左右，长的可达3050天，甚至更长。种子休眠的原因很多，如种皮的不透气性、种皮的机械障碍、种子内部存在如抑制素、种子未完成生理成熟等。对于粮油作物的种子，生理休眠的主要原因是由于种子未完成主理成熟。种子生理成熟的过程叫后熟。粮油原料在后熟期发生一系列的生化变化，主要表现为淀粉、蛋白质以及脂肪等有机物的继续合成，所以粮油原料在后熟期间，其籽粒品质进一步提高。种子休眠现象对于作为播种用的种子粮来说，具有重要意义，对于要长期贮藏或加工利用的粮食或油料，要掌握其后熟期所发生的生化变化，从而为收获后的粮油原料
38、创造适宜的后熟条件，有目的地抑制或促进后熟。通过生理休眠的粮食、油料在不适宜萌发的条件下，也不会萌发，这称之为被动休眠，是粮油原料可以安全贮藏的主要依据。当然这也是植物的一种生存适应性。如果已通过生理休眠的粮食、油料，给予适宜萌发的条件也不发芽，而出现霉烂现象，则是说明这些粮油原料已经失去生活力，陈化程度已增加，或贮存条件不利，其食用品质已开始下降。二、粮油原料的呼吸作用 粮油作物籽粒的呼吸作用工要有两种方式。生活组织在有氧的条件下，有机物质被分解为CO2和水，同时释放出能量，这称为有氧呼吸。C6H12O6十6O26CO2十6H2O十2822千焦 如处于缺氧条件下，有机物的分解除放出CO2和产
39、生热量外，还产生乙醇等中间产物，这称为缺氧呼吸。C6H12O62C2H5OH十2CO2 呼吸过程：实际上是靠整套酶系统来实现的，主要是脱氢酶和氧化酶，这些酶依次对有机物起作用，籽粒中酶活性越大，呼吸强度就越大。呼吸强度：是指l千克重籽粒在24小时内放出CO2的量或吸收的O2量。具有生活力的粮油原料在不同的环境条件下，呼吸强度和呼吸方式可能不同。呼吸系数：一般把在呼吸过程中所放出的CO2，与吸收的O2量之比称为该种粮油原料在某特定条件下的呼吸系数，即RQ=CO2O2。根据RQ值的大小，可用来判断呼吸作用的方式以及所处的环境条件。1、如呼吸系数等于1，说明其呼吸方式是纯氧呼吸，贮粮环境通风良好，温
40、度适宜。2、呼吸系数大于1，说明有氧呼吸和缺氧呼吸两种方式同时进行，贮粮环境已处于缺氧状态或粮食籽粒处于低水分的干燥状态。3、如果测得的呼吸系数小于l时，说明部分氧气不是直接消耗在呼吸反应方面，而消耗在与种子呼吸同时进行的微生物活动上。原料在贮藏期间呼吸作用的强弱对其品质和储粮安全有很大的影响。呼吸作用强度大，原料的有机物质分解迅速，营养价值降低幅度大，品质下降快。但在正常的贮藏环境下，呼吸作用被有效控制。因呼吸所消耗的有机物的量是很小的。呼吸作用产生CO2和水，并放出热能，水和热量在粮堆中不易散失，造成粮堆内部温度升高，水分含量增加，这有利于微生物的繁殖，从而导致粮油原料的霉变，严重者失去加
41、工及食用价值。粮油原料在贮藏期间，要采取各种措施以降低呼吸强度，保持原料品质延长保存期限。如降低含水量、降低贮粮温度，适当密闭，创造缺氧环境以及使用化学药剂控制呼吸作用等。三、种子的萌发 收藏后的粮油原料，在有一定程度的生活力的情况下，都可以作为种子用，这是粮油原料有生命活力的最直接证明。具有生命活力的籽粒一旦遇到适宜条件，胚部细胞就很快重新活跃起来，恢复正常生长，显示强大生命力。这在生物自身是达到繁育后代的目的，在农业上是持续农业生产的必要条件。但在粮食储藏期间，必须采取一切措施，使之处于强迫休眠状态。种子萌发的主要条件包括小分、温度和O2，三者都起重要作用，相互联系，缺一不可。水分是种子萌
42、发的首要条件，只有种子细胞内的自由水分增多，才有可能使种子的一部分储藏物质转化为溶胶状态，同时使各种酶由钝化状态转变为活化状态而起催化作用，种子的最低需水量因作物不同布有差异。凡含淀粉较多的种子，其最低需水量较含蛋白质多的种子为低，因此禾谷类种子在萌发前所吸收的水分，一般远比豆类种子为少。在通常情况下，种子应与水直接接触，才能吸收足够的水分。但稻谷、小麦、大麦和黑麦等，在饱和的水汽中也能吸收到萌发所需的足够水分，因此这些粮食在储藏期间，要防止粮堆中产生结露、浸水等现象，保持干燥。种子名称最低需水量（%）种子名称最 低 需 水 量（%）稻22.6荞麦46.9小麦60.0油菜48.3大麦48.2棉
43、花50.0黑麦57.7大豆107.0玉米39.8豌豆186.0表1-4 粮油种子发芽时的最低需水量 O2也是种子萌发的必要条件。种子发芽时呼吸特别旺盛，所以需要大量O2。但各种作物种子发芽时需氧程度是不同的。如水稻种子发芽需氧量比麦类要少得多。温度 种子发芽要求一定的温度（表1-5）。许多作物种子，如水稻，在恒温下发芽不良，而在变温中则发芽良好。这是由于在恒温中，储藏物质大部分用于呼吸作用，而用于胚的发育则较少。在变温中，高温使储藏物质大量转化为可溶性物质，低温下，则呼吸减弱，可溶性物质主要用于胚的生长。同时，变温可促使皮层胀缩破裂，促进酶的活动和内外气体交换，有利于发芽。种子名称最 低 温
44、度（）最适温度（）最 高 温度（）水稻81430353842高粱、粟67-30334045玉米51032354045麦类0420283840荞麦3425313744棉花1012253240大豆6825303940豌豆0315354041表1-5 主要粮油种子发芽对温度的要求 种子在发芽期间，发生一系列的生理系生化反应。但主要是呼吸作用和有机物质的转化，有机物质转化以水解作用为主，如谷类种子的淀粉转化为糊精和麦芽糖，而后又进一步水解为葡萄糖。油料种子在萌发时脂肪必须首先水解为脂肪酸和甘油，再进一步转比为糖类，才能供胚所利用。因此，在油料种子萌发过程中，脂肪含量迅速减少；而脂肪酸和蔗糖的含量显著增
45、加。含蛋白质较多的种子在萌发时，蛋白质也在分解。综上所述，种子发芽后，营养成分、食用品质和加工成品率都会大大降低。在粮油原料储藏期间决不允许温、湿度高到促使发芽的程度，否则就会造成严重的劣变后果。当然，在某些加工利用过程中，需要发芽效果，如制备麦芽是为了糖化淀粉酶类，有利于啤酒生产中的糖化。四、种子活力和陈化 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，同时还在对不良环境的适应能力上。具有高活力的种子，在水分、温度均适宜的条件下，代谢旺盛。萌发迅速，幼苗生长势和整齐度均高，对不良环境适应的调节性能良好，在同样的栽培条件下具有较高的产量优势。在储藏过程中，活力高的粮油种
46、子具有较强的适应能力。在同样的储藏条件下，能保持较好的品质。活力高的粮油原料，籽粒饱满，营养物质含量高，品质好，加工产品质量好，出品率高。种子活力以发芽率和生长势的乘积来表示 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。二者乘积值大，说明了活力高。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的丧失。在发芽力下降和丧失之前，种子陈化就已经开始。陈化过程实际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。用陈化的种子发芽，则萌发速度减慢，畸形苗增多，成苗的整齐度下降。加工
47、用的粮油原料，陈化到一定程度，品质下降。具体表现为；籽粒变色，如变褐色或变灰；游离脂肪酸含量增加；失去新鲜粮油原料所固有的香气；籽粒皮层透性加大，容易受真菌的感染；营养品质下降等。过度陈化的粮油原料，其加工产品的品质明显下降。如发芽率低于55的玉米，已不适宜生产淀粉。粮油原料陈化的速度与储藏条件有密切的关系。储藏条件适宜，可以延缓陈化。研究试验说明：种子含水量每降低1或种子储藏温度每降低5，寿命可延长一倍，表明保持干燥和低温是延缓陈化的重要因素。但含水量不是越低越好，一般以4一6为界，当水分低于这条界线时，种子中发生脂质的自动氧化，所产生的自由基往往引起酶的钝化，膜的损伤，组蛋白变性以至染色体
48、突变等；当水分在临界线上继续上升至与75相对湿度相平衡时，就会加速陈化过程，如果此时温度又高，则种子将会在短期内严重劣变。另外，防止储粮害虫的发生，抑制储粮霉菌的繁育，采用通风加工机械，降低加工温度，都是延缓种子（粮食）陈化的可行措施。粮油原料在进行加工利用之前，其基本形态可以从两个方面来认识：一是单独的粮食、油料籽粒，其物理性质包括籽粒大小、形状、硬度；相对密度等。二是单独籽粒集聚而成的群体粮堆或油料堆。粮堆或油料堆是粮、油原料储藏的基本形态，在这个群体中，除粮、油原料这个主体以外。还有许多对储藏有影响的成分，如各种杂质、昆虫、微生物以及粮粒间隙的空气等。所以粮堆或油料堆的物理性质较为复杂，
49、包括孔隙度、散落性、容重、导热性、吸附性、通气性、自动分级等。粮油原料的各种物理性质对储藏、清理、加工都有重要的影响，应深入了解。一、单粒种子的物理性质 (一)籽粒的大小和形状 不同的粮食、油料作物籽粒较大小不同，形状各异。籽粒大小的表示方法般分两种：一种是以籽粒的长、宽、厚或直径来表示；以长、宽、厚或直径表示籽粒的大小，可以在一定程度上体现出籽粒的形状、特征。如卵形、长卵形、椭圆形、扁长形、圆形等。这对于粮食、料油的清理、分级具有重要意义，可以根据籽粒的不同尺寸特点，设计和选择筛面的筛孔大小和形状。但以籽粒的长、宽、厚来表述其大小只是相对的，因为各种粮食、油料籽粒的形状都是不规则的，也无法以
50、长、宽、厚或直径尺寸准确计算出籽粒的体积，更无法计算出实际质量。以质量（G）表示籽粒的大小非常方便和准确。千粒质量是指一千粒风干种子的绝对质量，百粒质量是指一百粒风干种子的绝对质量。可以根据千粒质量或百粒质量大小，准确的对比举出不同粮油原料籽粒的大小。有时，同一作物、同一品种在不同地区、不同条件下收获籽粒，其籽粒质量往往有差异。二是以籽粒的质量表示，小粒种子以千粒质量、大粒种子以百粒质量来表示。粮油原料千粒质量粮油原料千粒质量 水稻25绿豆3050 玉米130430蚕豆650800 小麦1741豌豆200300 大豆140250花生仁500800 谷子1550油菜籽2535（甘蓝型）1020（
