第1章 第一節(jié) 糧油食品原料的籽粒結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成

第1章糧油食品原料第一節(jié)糧油食品原料的籽粒結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分第二節(jié)糧油食品原料的種類及特性教學(xué)重點：

大米、小麥、玉米和油料作物原料的生物學(xué)特性一、糧油食品原料的籽粒結(jié)構(gòu)糧油籽粒：

指糧油作物的果實與種子基本結(jié)構(gòu)：（1）皮層：果皮和種皮（2）胚：受精卵發(fā)育而成，由胚芽、胚根、胚軸、子葉組成（3）胚乳：禾谷類糧粒的主要組成部分，也是人類食用的主要部分子葉提供營養(yǎng)物質(zhì)胚芽——莖和葉胚根——根胚軸——連接莖和根的部分二、糧油食品原料的分類方法根據(jù)其植物學(xué)特征采用自然分類法進(jìn)行分類根據(jù)其化學(xué)成分與用途的不同進(jìn)行分類雙子葉植物:種子的胚具有兩片子葉的植物單子葉植物:種子的胚具有一片子葉的植物表1-1主要糧油作物的植物學(xué)分類圖1-1糧油作物的國際分類圖我國的分類方法禾本科：稻、小麥、玉米、大麥、燕麥、粟、黍、高梁等雙子葉：蕎麥豆類：屬豆科，有大豆、蠶豆、豌豆、綠豆等薯類：甘薯、馬鈴薯、豆薯、木薯等禾谷類糧油作物油料：油菜、芝麻、大豆、花生、向日葵等根據(jù)化學(xué)成分與用途進(jìn)行的分類：三、糧油食品原料的化學(xué)成分三、糧油食品原料的化學(xué)成分

表1-2糧油原料化學(xué)成分表單位：％1、碳水化合物葡萄糖(果糖)蔗糖麥芽糖淀粉纖維素氧化反應(yīng)（與銀氨溶液或斐林試劑）單糖二糖多糖還原性糖非還原性糖水解反應(yīng)植物干重3/4由糖類構(gòu)成，主要是淀粉和纖維素食品中的糖類物質(zhì)淀粉的來源與分布

淀粉積蓄于植物的種子、莖、根等組織中，是人類食物的重要物質(zhì),也是輕工業(yè)和食品工業(yè)的重要原料。淀粉在禾谷類籽粒中含量特別多，占含糖總量的90%左右。淀粉在糧食籽粒中分布不均勻：

—禾谷類籽粒的淀粉主要集中在胚乳的淀粉細(xì)胞內(nèi)；

—豆類集中在種子的子葉中；

—薯類則在塊根和塊莖里面淀粉粒（StarchGranule）圓形、卵形或橢圓形、多角形，2～150m，環(huán)層、晶體結(jié)構(gòu)直鏈淀粉的空間結(jié)構(gòu)

（1）直鏈淀粉（淀粉顆粒質(zhì)

）：是由葡萄糖以α-1,4-糖苷鍵結(jié)合而成的鏈狀化合物，能被淀粉酶水解為麥芽糖。在淀粉中的含量約為10~30%。能溶于熱水而不成糊狀。遇碘顯藍(lán)色。

（2）支鏈淀粉（淀粉皮質(zhì)

）：葡萄糖分子之間除以α-1,4-糖苷鍵相連外，還有以α-1,6-糖苷鍵相連的。所以帶有分支，約20個葡萄糖單位就有一個分支，只有外圍的支鏈能被淀粉酶水解為麥芽糖。在冷水中不溶，與熱水作用則膨脹而成糊狀。遇碘呈紫或紅紫色。

結(jié)構(gòu)式淀粉的物理性質(zhì)①淀粉是白色、無氣味、無味道的粉末狀物質(zhì)；②不溶于冷水；③在熱水中產(chǎn)生糊化作用（即食物由生變熟的過程）

1、概念：淀粉粒不溶于冷水，若在冷水中不加以攪拌，淀粉粒因其比重大，而沉淀。但若把淀粉的懸浮液加熱，到達(dá)一定溫度時(一般在55℃以上)，淀粉粒突然膨脹，因膨脹后的體積達(dá)到原來體積的數(shù)百倍之大，所以懸浮液就形成粘稠的糊狀膠體溶液,這一現(xiàn)象稱為“淀粉的糊化”。又稱淀粉的糊化為“α”化。

2、本質(zhì)：水進(jìn)入微晶束，折散淀粉分子間的締合狀態(tài)，使淀粉分子失去原有的取向排列，而變?yōu)榛靵y狀態(tài)，即淀粉粒中有序及無序態(tài)的分子間的氫鍵斷開，分散在水中成為膠體溶液。

淀粉的糊化Gelatinization分為三個階段：第一階段：可逆吸水階段水進(jìn)入淀粉粒的非晶部分;第二階段：不可逆吸水階段水進(jìn)入淀粉粒的微晶束間隙，吸水膨脹;第三階段：最后解體階段淀粉粒膨脹，繼續(xù)分離支解。３、過程糊化淀粉的老化Retrogradation

1、淀粉的回生——已糊化的淀粉稀溶液，在低溫下靜置一定時間后，溶液變混蝕，溶解度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液濃度比較大，則沉淀物可以形成硬塊而不再溶解，也不易被酶作用，這種現(xiàn)象稱為淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。這種淀粉叫“凝沉淀粉”或“老化淀粉”。

淀粉的凝沉作用，在固體狀態(tài)下也會發(fā)生，如冷卻的陳饅頭、陳面包或陳米飯，放置一定時間后，便失去原來的柔軟性，也是由于其中的淀粉發(fā)生了凝沉作用。2、淀粉老化的本質(zhì)

在溫度逐漸降低的情況下，溶液中的淀粉分子運動減弱，分子鏈趨向于平行排列，相互靠攏，彼此以氫鍵結(jié)合形成大于膠體的質(zhì)點而沉淀。因淀粉分子有很多羥基，分子間結(jié)合得特別牢固，以至不再溶于水中，也不易被淀粉酶水解。即糊化的淀粉相鄰分子間的氫鍵部分恢復(fù)，自動排列成序，形成一定晶度化的微晶束。

提高食品制作過程中淀粉的α—化程度，可在較長的時間內(nèi)不易老化。將糊化后的α化淀粉，在80℃高溫迅速除去水分，使水分含量達(dá)10%以下，可得到可溶性α化淀粉。這樣，淀粉分子已不可能移動和相互靠近，成為固定的α—化淀粉。因為無膠束結(jié)構(gòu)，加水后，水容易進(jìn)入，淀粉分子迅速吸水，容易重新糊化。思考：方便食品的制作原理？淀粉的化學(xué)性質(zhì)①通常淀粉不顯還原性（非還原性糖）②遇碘變藍(lán)色③淀粉在催化劑（如酸）存在和加熱下可以逐步水解，生成一系列比淀粉分子小的化合物，最終生成還原性糖：葡萄糖。

（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6催化劑

淀粉葡萄糖思考：為什么在吃米飯或饅頭時，多加咀嚼就會感到有甜味？

淀粉在人體內(nèi)進(jìn)行水解。人在咀嚼饅頭時，淀粉受唾液所含淀粉酶（一種蛋白質(zhì)）的催化作用，開始水解，生成了一部分葡萄糖。（淀粉在小腸里，在胰臟分泌出的淀粉酶的作用下繼續(xù)進(jìn)行水解。生成的葡萄糖經(jīng)過腸壁的吸收，進(jìn)入血液，供人體組織的營養(yǎng)需要。）淀粉在人體內(nèi)的水解過程（消化過程）：(C6H10O5)n

淀粉(C6H10O5)m

糊精C12H22O11

麥芽糖C6H12O6

葡萄糖4）淀粉酶（Amylase）-淀粉酶：淀粉-（1，4）-糊精酶-淀粉酶：淀粉-（1，4）-麥芽糖苷酶葡萄糖淀粉酶（Glucoamylase）：水解淀粉直接生成葡萄糖異淀粉酶（Isoamylase）：淀粉-（1，6）-糊精酶粗纖維:細(xì)胞壁的主要成分纖維素:結(jié)構(gòu)性多糖，2～10%，多糖中分子量最大α-纖維素、

β-纖維素、

γ-纖維素三種半纖維素：混合多糖，雜多糖,穩(wěn)定性介于纖維素與淀粉之間。

酯油脂R1-C-O-CH2R2-C-O-CHR3-C-O-CH2OOO脂肪動物油脂呈固態(tài)，通常稱為脂肪。油植物油脂呈液態(tài)，通常稱為油。2．脂類（油脂和類脂的總稱）

糧油食品是人體必需脂肪酸的主要來源。禾谷類糧食中脂肪含量較少，大多為液體，含有大量的不飽和脂肪酸；油料中脂肪含量較高，大豆中油脂的含量也很豐富磷脂酯鍵處含有磷酸和氮堿的一種甘油酯,腦磷脂和卵磷脂兩種植酸鹽:肌醇磷酸的鉀鎂或鈣鎂,類脂物。磷酸來源,阻礙鈣鹽消化植物固醇:谷固醇、豆固醇、麥角固醇。抑制膽固醇吸收脂肪酶能分解脂肪酸與甘油之間的酯鍵，屬于脂肪的分解酶類，為水解酶；大部分的脂肪分解酶作用的最適pH在堿性范圍內(nèi)（約8~9），但豆類的脂肪分解酶作用的最適pH為6.3，未成熟豆類的最適pH為8.5~10.5；脂肪分解酶作用的最適溫度在30~40度之間，但一些酶在冷凍食品中（約-29度）也可顯示出活性；

糧食和油料在貯藏或加工過程中，劣變速度最快的是油脂。

光照、高濕高溫條件易造成脂肪的水解質(zhì)量評價指標(biāo)：原料的酸度、游離脂肪酸的含量油脂的氫化C17H33COOCH2C17H33COOCHC17H33COOCH2+3H2(油酸甘油酯）△催化劑C17H35COOCH2C17H35COOCHC17H35COOCH2(硬脂酸甘油酯）C=

CHH反式脂肪

教材內(nèi)容分析及教學(xué)建議蛋白質(zhì)存在：動物的皮膚、毛、發(fā)、肌肉、蹄、角等；雞蛋、牛奶、大豆(豆?jié){)等；酶、激素、細(xì)菌、病毒、抗體等。組成：由C、H、O、N、P、S等元素組成?；緲?gòu)成單元：氨基酸3．蛋白質(zhì)8種必需氨基酸：人體自身不能合成，必須從食物中攝取。即賴氨酸、色氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸與纈氨酸

凡是含有8種必需氨基酸，且數(shù)量充足、比例適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)稱為完全蛋白質(zhì)。凡是缺乏一種或數(shù)種必需氨基酸的蛋白質(zhì)稱為不完全蛋白質(zhì)。有些蛋白質(zhì)中雖然含有各種必需氨基酸，但其含量比例不適當(dāng)，營養(yǎng)價值低于完全蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)稱為半完全蛋白質(zhì)。

3．蛋白質(zhì)不同的糧種其蛋白質(zhì)的含量與性質(zhì)有很大差別

禾谷類糧食蛋白質(zhì)的含量在15％左右，而豆類和某些油料種子，蛋白質(zhì)含量可高達(dá)20％～40％糧油食品原料中蛋白質(zhì)的種類水中性鹽70~80%乙醇稀酸或稀堿分布特點清蛋白溶解溶解不溶不溶糧油種子中球蛋白不溶溶解不溶不溶豆類和油料種子中膠蛋白不溶不溶溶解不溶禾谷類糧食種子谷蛋白不溶不溶不溶溶解禾谷類，某些植物種子簡單蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)窩頭為什么挖個眼，饅頭為什么不挖個眼？窩頭為什么沒有面包彈性大，你會說它是死面，那為什么不發(fā)酵呢？說明：窩頭用原料：玉米粉；饅頭用原料：小麥粉兩種原料的主要差別：小麥粉有面筋面筋能包住面團(tuán)中的氣體，所以蒸制的饅頭或烤制的面包疏松多孔，質(zhì)地優(yōu)良，食之可口。而玉米粉面團(tuán)，則發(fā)松不起來……

即便使用發(fā)酵粉也沒有多大用處，因為蒸制時沒有面筋能保持蒸氣，無奈，只好去控洞來窩氣、罩氣，掏洞變薄使其易蒸熟。什么是面筋？

小麥粉用水和成面團(tuán)后，在水中反復(fù)揉洗，洗去面團(tuán)中的可溶性淀粉、麩皮及水溶性物質(zhì)，最后剩下一塊具有彈性和延伸性的軟膠體物質(zhì)稱為面筋。

國家標(biāo)準(zhǔn)以濕基為準(zhǔn)，面筋的含量是以面筋質(zhì)量占試樣質(zhì)量的百分率表示。

面筋的化學(xué)組成特性

面筋主要由麥膠蛋白（43.02%）

麥谷蛋白（39.10%）組成。還含少量淀粉（6.45%）脂肪（2.80%）糖類（2.13%）灰分（2.00%）其它蛋白質(zhì)（4.40%）、纖維素等。（其它蛋白質(zhì)：清蛋白，球蛋白）

為什么小麥可以形成面筋？彈性：濕面筋在拉伸或按壓后恢復(fù)到原來狀態(tài)的能力。分為強(qiáng)（按壓后恢復(fù)原狀，不粘手）、中、弱（不能復(fù)原，粘手，易碎）。延伸性：是指濕面筋在拉伸時所表現(xiàn)的延伸性能，即指將濕面筋拉伸到接近斷裂時的長度。延伸性長：15cm以上短：8cm以下中等：8-15cm

吸水性：為本身重量的170-210%麥膠蛋白：具有延伸性，但彈性?。畸湽鹊鞍祝壕哂袕椥?，但缺乏延伸性；小麥面筋的形成原理

面筋的主要成分麥膠蛋白、麥谷蛋白、不溶于水，卻有極強(qiáng)的吸水性，吸水后膨漲。麥膠蛋白吸水后凝結(jié)力劇增，吸水能力達(dá)200%左右，分子與分子間在二硫鍵作用迅速粘接，形成網(wǎng)絡(luò)狀的凝膠結(jié)構(gòu)，淀粉、礦物質(zhì)等成分填充在該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，并表現(xiàn)出很強(qiáng)的彈性或者說韌性。

蛋白質(zhì)最重要的作用就是構(gòu)成蒸制食品時保持二氧化碳的“骨架”，使食品變得多孔、疏松、體積增大，吃