粮油品质及其理化性质.ppt

第二章粮油品质及其理化性质 粮油原料的分类 第一节粮油产品的分类 1 按原料的种类划分 谷物类 包括稻谷 小麦 玉米等 它们的共同特点是种子含有发达的胚乳 主要由淀粉构成 含量约为70 80 其次为蛋白质 10 16 脂肪 2 5 因此 谷物类是日常膳食的主要来源 并提供人体所需的大部分能量谷类食物的特征 营养丰富常食不厌 供应充足成本较低 便于流通可以转化为动物性食品 稻谷 小麦 玉米 油料类 包括大豆 花生 菜籽 棉籽 芝麻及米糠等 它们的共同特点是种子的胚部与子叶中含有丰富的脂肪 20 40 其次是蛋白质 20 40 可以作为提取食用植物油的原料 提取后的油饼中含有较多的蛋白质 可生产高蛋白饲料和食用蛋白等 芝麻 花生 油菜 豆类 包括大豆 豌豆 绿豆 蚕豆 赤豆等 它们的特点是种子无胚乳 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 如花生与大豆 有的含脂肪不多 却含有较多的淀粉 例如豌豆 蚕豆 绿豆与赤豆等 大豆可煮食 炒食 制作酱油 酱 豆腐 豆干制品 豆乳 豆浆 提取油脂和分享蛋白 浓缩蛋白 豆油下脚和副产品可提取磷脂 VE以及脂肪酸等 绿豆 豌豆 赤豆可作蔬食 罐头 糕饼 粉丝 豆沙等原料 薯类 包括甘薯 马铃薯 木薯等 它们的特点是在块根或块茎中含有大量的淀粉 如甘薯可生食 煮食 烤食 蒸食 制薯干 淀粉 食醋 饴糖 粉条 酒 酒精 味精 赖氨酸等 马铃薯也可供炒食 煮食和烤食 可制土豆粉 土豆泥 油炸土豆片 淀粉 淀粉糖 淀粉衍生物及有机酸 氨基酸等 木薯含有氢氰酸毒素 不能生食 可制取淀粉及其他制品 2 按加工工艺分 烘烤食品 饼干 面包 米饼蒸煮食品 馒头 蒸蛋糕 米饭酿造食品 酱油 食醋油炸食品 油条 方便面膨化食品 组织蛋白 薯片 薯条干燥食品 挂面 方便面 3 按用途分 旅游食品 盒饭营养食品 强化豆奶饮料 饮料疗效食品 纤维食品运动员食品婴儿食品老年食品等 第二节粮油原料的籽粒形态结构 1 稻谷的种类及形态结构1 1稻谷的种类我国的稻谷品种繁多 分布极广 全国各地均有种植 稻谷根据籽粒形态可分为籼稻和粳稻 根据生长季节和收获季节可分为早 中 晚稻 根据淀粉粒性质可分为粘稻和糯稻 另外根据生长习性还可分为水稻和旱稻 灿米 粳米 米粒强度小 耐压性能差 加工时碎米多 出米率低 米饭胀性大 粘性小 粒细而长 长椭圆形 米粒强度大 耐压性能好 出米率高 米饭胀性小 粘性大 稻子粒阔而短 较厚 呈椭圆形 灿稻 粳稻 按籽粒形态分类 灿稻与糯稻籼稻和粳稻都有粘稻与糯稻之分 在植物形态上 粘稻与糯稻两者差别很小 主要区别是米质的粘性大小不同 糯稻的米质粘性大 而粳糯的粘性又大于籼糯 粘稻又称非糯型稻谷 粘性小 水稻与旱稻种在水田中的稻叫水稻 种在陆地上的稻称旱稻 水稻与旱稻相比 后者的谷壳与糠层较厚 出米率较低 米质较差 1 2稻谷籽粒的形态结构 芒 外颍 内颍 茸毛 脉 护颖 粮油品质及其理化性质 颖 稻壳 内颖 外颖 护颖 颖尖保护作用种皮皮层果皮保护胚乳珠心层颖果 糙米 胚乳 糊粉层和内胚乳胚 胚芽 胚根 胚轴 盾片在糙米中 果皮和种皮占2 3 珠心层和糊粉层占5 6 胚芽占2 5 3 5 内胚乳占88 93 颖果脱壳后所得的糙米表面光滑而有光泽 随着稻壳脉纹的棱状突起程度的不同 糙米表面形成或深或浅的纵向沟纹 糙米背上的一条纵向沟纹 称为背沟 颖果沟纹的深浅对出米率的高低有着一定的影响 在糙米碾白时 果皮 种皮和糊粉层一起被剥除 称米糠层 米糠和米胚含有丰富的蛋白质 脂肪 膳食纤维 B族维生素和矿物质 营养价值很高 可用于开发其他食品 粮油品质及其理化性质 糙米 糠层和胚芽 大米大米由胚乳组成 其主要成分是淀粉 稻谷在加工过程中 随着稻壳的去除 皮层的不断剥离 碾米精度的提高 成品大米的化学成分越接近纯胚乳 从营养角度来看 大米精度越高 淀粉的相对含量越高 纤维素含量越少 消化率越高 但某些营养成分如脂肪 矿物质及维生素的损失也越多 从食用角度来看 精度高的米口感细腻 风味良好 2 小麦的种类及形态结构 2 1小麦的形态结构 按播种季节分类小麦按播种季节和收获季节的不同 可分为春小麦和冬小麦两种 春小麦颗粒长而大 较硬 皮厚 色深 面筋含量多 筋力较差 吸水率高 冬小麦颗粒较小 吸水率较低 面筋含量比同种春小麦少 但筋力较强 粮油品质及其理化性质 按皮色分类红麦 白麦 黄麦白麦面粉色泽较白 出粉率较高 而筋力较弱 但也有特殊品种如山东 河北等地出产的白麦及乌克兰种长粒洋籼都属于硬麦类 红麦大部分是硬麦 粉色较深 麦粒结构紧密 出粉率低 筋力较强 红皮 白皮 粮油品质及其理化性质 按籽粒胚乳结构分类硬质麦粒和软质麦粒胚乳细胞内的淀粉颗粒之间被蛋白质所充实 胚乳结构紧密 呈半透明状的称为角质 凡角质部分占籽粒截面积一半以上的籽粒 称角质粒或玻璃质粒 一批小麦含角质粒50 以上 称硬质麦 又称角质麦 硬质麦粒的颜色较深 淀粉颗粒及其细胞壁之间具有空隙 胚乳结构疏松 断面呈白色而白色不透明状者称粉质 粉质部分占籽粒截面积一半以上的籽粒称粉质粒 一批小麦含粉质粒50 以上者 称软质麦 又称粉质麦 一般硬质小麦面筋筋力强于软质小麦 粮油品质及其理化性质 2 2小麦籽粒的形态结构小麦籽粒由皮层 胚和胚乳三部分组成 小麦籽粒的形态1 麦毛 2 腹沟 3 果颍 4 胚 皮层 腹沟 麦毛 胚芽 粮油品质及其理化性质 小麦皮层包括种皮和果皮 占籽粒总质量的8 7 主要由纤维素组成 种皮内层含有色素 麦粒的皮色主要由它决定 所以又称为色素层 红皮小麦种皮较厚故色深 皮层部分营养价值低 制粉时应最大限度地从面粉中筛除 糊粉层在皮层的最内侧 与胚乳相连 是一层厚壁细胞 糊粉层中分布较多营养成分 可以磨入面粉内 但由于糊粉层灰分含量高 并含一定量纤维素 不宜磨入一等粉内 粮油品质及其理化性质 小麦中胚的含量为2 3 9 尽管胚占籽粒很小部分 但胚部含有丰富的营养成分和酶 是种子生命力最强 也是最容易产生变质的部分 胚中含有大量脂肪及类脂物质以及脂肪酶等酶类 因此易于使面粉存储藏期腐败变质 酸度增加 故不宜磨入面粉 但可根据面粉的等级要求确定是否去除胚 一般面粉厂都有提胚工艺 用麦胚可制取高营养的麦胚制品 粮油品质及其理化性质 胚乳紧紧地包裹在皮层内 它是制取面粉的基本部分 主要成分是淀粉 蛋白质 其他成分比例很小 胚乳占籽粒总质量的78 83 而淀粉占胚乳质量的95 96 胚乳中的蛋白质是构成面粉中面筋的主要物质 小麦中胚乳含量越高 制粉时出粉率越高 粮2 3油料的种类及形态结构 1 油料食用油料是指用来制取食用油脂的植物原料 通常将含油率高于10 的植物性原料均称为油料 它们都含有丰富的脂肪 并具有工业提取价值 食用油料如大豆 花生 油菜籽 葵花籽 棉籽 芝麻等 米糠 玉米胚和小麦胚也可列入食用油料 粮油品质及其理化性质 2 植物油料种类根据作物种类 分为草本油料 如大豆 花生 油菜籽 棉籽 芝麻 与木本油料 油桐籽 乌桕籽 油橄榄 根据栽培区域 大宗油料 区域性油料 野生油料与热带油料等 按照用途 分为食用油料 工业用油料与药用油料等 按油料含油率 分为低油分 含油率8 25 与高油分 含油率30 以上 两大类 2 油料的形态结构皮层 种皮 纤维素 寡聚糖 矿物质豆类籽粒结构种胚油料作物籽粒形态结构差异较大 有的是果实 如花生 有的是种子 如油菜子 有的是胚乳 如芝麻 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 粮油品质及其理化性质 3 主要油料的质量标准各类大豆按纯粮率分等 等级指标及其他质量指标见表1 4 纯粮率 除去杂质的大豆 其中不完善粒折半计算 占试样重量的百分率 各类大豆以三等为中等指标 低于五等的为等外大豆 大豆种皮脱落 子叶完整 以及种皮生有白蒲而未伤及子叶的均属好粒 第三节粮油原料的物理特性 3 1粮油原料的粒度粒度表示粮油籽粒的形状和大小 不同的粮食 油料 籽粒大小不同 形状各异 其形状大致可分为卵形 长卵形 椭圆形 圆形 扁形等 正因为粮食 油料的形状和大小有很大的不同 这对于粮食与油料的清理 分级和加工都具有重要的实际意义 粮油品质及其理化性质 图1 3麦粒的形状A 麦粒长度 B 麦粒宽度 C 麦粒厚度 粮油品质及其理化性质 粒度 粮油籽粒大小的尺度称为粒度 一般以籽粒的长 宽 厚来表示 不同品种有不同的粒度划分方法 例如稻谷籽粒的粒度是指稻谷的长度 宽度和厚度 稻谷的粒形 根据稻谷长宽比的不同分为细长粒形 长粒形和短粒形三类 长宽比大于3的为细长粒形 籼稻小于3大于2的为长粒形 籼稻小于2的为短粒形 粳稻 小麦是制粉原料 则按其颗粒粒度划分为大颗粒 中上等颗粒 中等颗粒和小颗粒四组 粮油品质及其理化性质 3 2 粮油原料的均匀度均匀度 粮油原料的均匀度是指麦粒或谷粒大小一致的程度 如麦粒可用2 75 20毫米 2 25 20毫米 1 7 20毫米的矩形筛孔来筛分 如果留存在相邻两筛面上的数量在80 以上 就可算为均匀 颗粒均匀的小麦 除杂和磨粉均比较容易操作 稻谷籽粒的大小和形状因稻谷的品种不同而有很大区别 即使同一品种的稻谷 由于受生长周期 气候条件和栽培条件的影响 其籽粒大小也有差异 3 3粮油原料的密度 相对密度 硬度 密度 粮粒的质量与其体积之比称用g cm3表示 密度也可以表示粮粒的成熟程度和饱满程度 相对密度 粮食或油料的相对密度是指一定体积粮食或油料的质量与同体积水的质量之比 也就是粮食的绝对质量与绝对体积之比 因此粮油原料的相对密度表示它内含物的充实程度或细胞结构的致密程度 如果粮食生长发育良好 内部积累的营养物质多 它的相对密度就大 粮食相对密度既可作为品质指标 也可作为生理成熟度的衡量标准 油料作物的种子发育成熟越好 说明含油量越高 相对密度越小 粮油品质及其理化性质 粮粒的硬度 是指粮粒单位截面积所能承受最大的正压力 即籽粒抵抗机械挤压力的程度 一般来说 粮食籽粒的硬度与其角质胚乳的比例成正相关 角质化程度高并且含淀粉和蛋白质多的粮粒 其硬度较高 抗破坏力较强 相对密度大的籽粒硬度较大 成熟度高 饱满的籽粒比成熟度差的籽粒硬度大 含水量少 充分干燥的籽粒比含水量大的籽粒硬度大 籽粒硬度的大小在不同粮油原料之间有一定差异 在同一物种的不同品种类型之间差异也较大 3 4粮油原料的容重与千粒重容重 粮油原料的体积质量是指单位体积内粮油原料的质量 通常用g L作为计量单位 容重是评定粮油原料品质的主要指标 也是粮油原料检验的重要指标之一 容重与粮食籽粒的形状 大小 表面状况 整齐度 饱满度 含水量 内部结构 化学成分以及杂质的种类和数量等因素有关 籽粒较大 饱满坚实 其容重较大 粮油品质及其理化性质 注意 1 容重粮油原料的质量包含了杂质 所以粮油原料中若含较轻杂质会使容重降低 较重一些的杂质如砂粒会使容重增加 2 特别应注意谷物和油料两者的化学成分 由于谷物富含淀粉而油料富含脂肪 因此谷物类以容重大的为好 油料类因含油量高所以选择容重小的为好 粮油品质及其理化性质 千粒重 指一千粒风干种子的绝对质量 千粒重是度量原粮粒度和饱满程度的直接指标 以质量表示籽粒的大小非常方便 准确 籽粒越大 越饱满 其千粒重越大 可以根据千粒重准确地对比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 不同条件下收获的籽粒 其籽粒质量往往有差异 粮油品质及其理化性质 表1 7主要粮油原料的千粒重 g 3 5粮油原料的孔隙度与悬浮速度孔隙度 粮堆内空隙体积占粮堆总体积的百分率 即 粮堆孔隙度的大小 主要决定于粮粒形态和大小 悬浮速度 若作用在物料上的空气浮力与气流作用力之和同物料自身重力相等时 则物料颗粒将不会上升也不会下降处于悬浮状态 此时的空气速度称为该物料颗粒的悬浮速度 粮油原料与杂质的悬浮速度的差异 是风选法的主要理论依据 3 6粮食原料的散落性与自动分级性 粮油原料的散落性粮堆总体具有流动性 容易变形 可称为散落体 当相当数量的粮食从一定高度自然落下时 会向四周流散并形成一个圆锥体 粮食的这种自然流淌的特性称为散落性 粮食或油料散落性的大小可用静止角来度量 l 静止角 粮食或油料自然流淌时所形成的圆锥体的斜面与底部平面的夹角称为静止角 粮油品质及其理化性质 图l 4粮堆的静止角 静止角越大 散落性越差 反之 静止角越小 散落性越好 影响粮食散落性的因素很多 但主要是由粮粒之间 内摩擦力所决定的 因此散落性的大小与粮食 或油料 种类 性状 表面状态 大小 水分和杂质数量有关 粮油品质及其理化性质 如粒形为圆形 表面光滑 水分低 杂质少时 则静止角小 散落性就较好 反之散落性就较差 主要粮油原料的静止角列于表l 8 表l 8主要粮食的静止角 粮油品质及其理化性质 2 自流角 将粮食放在某光滑平面上 然后将该平面的一端慢慢抬升 使之成为一斜面 当斜面与水平面的夹角增加到某一角度时 粮粒开始沿平画向下滑动 粮粒开始沿斜面下滑时斜面的最小角度称为粮食的自流角 显然自流角与斜面的材料和质地有关 粮油品质及其理化性质 粮油原料的自动分级性组成粮堆的各组成部分由于粒形 大小 密度和表面性状的差异 具有不同的散落性 当发生相对运动时 性状相同的部分逐渐聚集在一起 这种现象称为自动分级 3 7粮油原料的吸附性 吸湿性与导热性 粮油原料的吸附性 吸湿性吸附作用 气体或蒸汽分子进入此力场所作用的范围内 就有可能被吸附 而聚集在粮粒表面 这种现象称为吸附作用 如果它们向粮粒内部扩散 则称为吸收化学吸附 如果气体或蒸汽与粮食发生了化学反应 而形成一种不可逆的新物相时 就称为化学吸附 解吸 当外界环境条件变化 某种气体或蒸汽浓度小于粮粒内部时 吸附的气体或蒸汽还会扩散出来 称为解吸 粮油品质及其理化性质 吸湿性 在粮食吸附性上 对储粮影响较大的是从空气中吸附和解吸水汽 对水汽的吸附即称吸湿性 粮粒是一个具有多孔毛细管的物体 实验证明 粮粒内部的大 小毛细管的内壁都是吸附蒸汽或气体的有效表面 而且粮食中含有很多亲水胶体 蛋白质和淀粉也含有很多能与水作用的的极性基团 可与水发生作用 油料作物种子除含脂肪外 也含有很多蛋白质和淀粉类亲水胶体 因此也具有吸湿性但是脂肪具疏水性 对水汽吸附容量 比谷类粮食低 吸湿 解吸 粮油品质及其理化性质 粮油原料的导热性在粮堆中 热量通过粮粒之间的接触面 由温度较高处缓慢地传递到温度较低处 粮粒这种传递热量的性能称为该物料的导热性 导热性能的高低以导热率表示 在单位时间内通过静止的粮堆单位表面的热量 称为该粮堆的导热率 计算导热率应先测出导热系数 导热系数以 表示 导热系数愈大 则导热能力愈大 粮食的导热系数大都比较小 是热的不良导体 空气的导热性不如粮食 水的导热性比粮食强 因此在密闭条件下 粮食的导热系数随着粮食水分的增加而增加 随着粮堆中空气量的增大而减少 疏松而干燥的粮食 不易受外界高温的影响 紧密而潮湿的粮食 则不易保持稳定的温度 第四节粮油原料的化学性质 4 1化学含量4 2粮油原料的蛋白质4 2 1稻谷蛋白质4 2 2小麦蛋白质4 2 3油脂蛋白质4 3粮油原料的碳水化合物4 4粮油原料的油脂 表1 9主要粮食 油料原料营养成分的含量 4 1粮油原料的化学成分的含量 粮油原料不同 其化学成分不同 禾谷类粮食的主要化学成分是淀粉 油料种子富含脂肪 大豆既有很高的蛋白质含量也有较丰富的脂肪 带壳的籽粒 稻谷 小麦 一般都含有较多的粗纤维 一般含粗纤维多的籽粒矿物质含量也较高 含脂肪多的种子 含蛋白质也较多 如油料种子与大豆种子 注意 粮油籽粒中各化学成分的含量因品种 土壤 气候及栽培条件的不同而有很大的变动 各种粮油原料籽粒的主要化学物质的种类基本相同 即 水分 蛋白质 脂肪 碳水化合物 矿物质和维生素等 粮油种类不同 其化学成分也不同 禾谷类粮食的主要化学成分是淀粉 油料种子富含脂肪 大豆既有很高的蛋白质含量也有较丰富的脂肪 4 2粮油原料的蛋白质一般以豆类含蛋白质最多 可达20 40 油料次之 禾谷类再次 一般在15 以下 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 清蛋白 球蛋白 胶蛋白 谷蛋白蛋白质 根据溶解度不同 结合蛋白 核蛋白 磷蛋白 脂蛋白 糖蛋白 色蛋白 按辅基的化学成分分类 简单蛋白 只含有 氨基酸的蛋白质 从营养学角度来讲 清蛋白和球蛋白都属于生理活性蛋白质 其中赖氨酸 色氨酸和蛋氨酸含量较高 结合蛋白 当简单蛋白质与糖或其它化合物相结合时 便形成了复合蛋白质 也称结合蛋白质 蛋白质不仅是构成生物体的重要成分 而且一切生命现象和生理活动都离不开蛋白质 在粮油的营养性和食用性的评价中 蛋白质的质和量占有非常重要的地位 4 2 1稻谷的蛋白稻谷的蛋白质含量并不多 一般在6 14 之间 其中大米较少 只有7 左右 主要分布在胚及糊粉层中 胚乳中含量较少 糙米的蛋白质含量为8 左右 稻谷籽粒的蛋白质含量越高 籽粒的强度越大 耐压性能越强 加工时产生的碎米越少 谷类种子中的蛋白质主要是胶蛋白和谷蛋白 高梁的胶蛋白多 大米的谷蛋白多 4 2 2小麦蛋白质硬质小麦蛋白质含量可达13 以上 小麦所含的蛋白质种类很多 其中麦胶蛋白与麦谷蛋白构成面筋质 小麦的糊粉层和胚中蛋白质含量虽很高 但却不能形成面筋质 因为糊粉层和胚中的蛋白质不含有麦胶蛋白和麦谷蛋白 蛋白质在温度超过50 时会逐渐凝固变性 因此需注意研磨物的温度不能过高 胚乳中含有部分蛋白质 小麦蛋白质不溶于水 但是吸水力较强 吸水后发生膨胀 分子互相连接形成网络状胶质整体 并且具有延伸性和弹性 小麦的胚乳中胶蛋白与谷蛋白的含量几乎相等 因而它们能够形成面筋 但燕麦中球蛋白的含量最多 小麦面筋 1 概念 将小麦面粉加水和成面团 静置后 把面团放在流动的水中揉洗 面团中的淀粉粒和麸皮微粒都随水渐渐被冲洗掉 可溶性物质也被水溶解 最后剩下来的一块柔软的有弹性的软胶物质就是面筋 这种面筋因含有55 70 的水分 故称为 湿面筋 将湿面筋烘干除去水分 即为 干面筋 面筋是小麦蛋白质存在的一种特殊形式 面筋中的蛋白质是小麦的储藏性蛋白质 由麦胶蛋白和麦谷蛋白组成 这两种蛋白质的量占面筋干物质总量的80 左右 小麦面粉之所以能加工成种类繁多的食品 就在于它具有特有的面筋 小麦蛋白质具有形成可夹持气体的强韧黏合面团的功能特性 在各种谷物中 只有小麦蛋白质具有这种功能特性 3 面筋形成原因主要是面筋蛋白质吸水膨胀的结果 当面粉和水揉成面团后 由于面筋蛋白质不溶于水 其空间结构的表层和内层都存在一定的极性基团 这种极性基团很容易把水分子先吸附在面筋蛋白质单体表层 经过一段时间 水分子便渐渐扩散渗透到分子内部 造成面筋蛋白质的体积膨胀 充分吸水膨胀后的面筋蛋白质分子彼此依靠极性基团与水分子纵横交错地联结起来 逐步形成面筋网络 由于面筋蛋白质空间结构中存在着硫氢键 在面筋形成时 它们很容易通过氧化 互相结合形成二硫键 这就扩大和加强了面筋的网络组织 随着时间的延长和对面团的揉压 促使面筋网络进一步完成细密化 这就是面筋形成的大致过程 面筋主要是面粉中的麦胶蛋白与麦谷蛋白混合体系通过吸水膨胀形成的 如果这种体系遭到破坏 面筋便不能形成 4 面筋形成的影响因素 面筋的洗制条件A面团静置时间B洗水温度C洗水酸度D含盐量 小麦和面粉种类和品质判断面粉加工性能的好坏 不仅要看面筋的数量而且要看面筋的质量 小麦粉中的面筋质数量及质量是影响面粉蒸制食品品质的重要因素 面筋的质量主要指面筋的弹性 韧性和延伸性 面筋的黏性 弹性和一定的流动性取决于组成面筋的主要蛋白质麦胶蛋白 醇溶蛋白 和麦谷蛋白及残基蛋白的组成 分子形状 大小和存在状态 在同一品种内 随面筋含量增加 面包体积变大 但不同品种之间这种差异相当悬殊 12 面筋含量的不同小麦粉 其面包体积的变幅宽在300 1200ml之间 面筋含量为6 的小麦粉其面包体积可能比面筋含量为18 的还大 这就反映了质的影响 面包品质与蛋白质面筋含量无显著相关 而与面筋质量呈显著正相关 5 影响面筋质量好坏的物理特性指标 弹性 延伸性 韧性 薄膜成型性 吸水性 面筋的弹性 是指面筋拉长或压缩后恢复到原始状态的能力 麦谷蛋白形成的面筋有良好的弹性 筋力强 面筋结构牢固 但延伸性差 如果麦谷蛋白含量过多 势必造成面团弹性 韧性太强 无法膨胀 导致产品体积小 或因面团韧性和持气性太强 面团气压大而造成产品表面开裂 面筋按其弹性强弱可以分为弹性良好的面筋 弹性脆弱的面筋和弹性适中的面筋3类 延伸性 是指把面筋块拉到某种长度而不致断裂的性能 可用面筋块拉到断裂时的最大长度来表示 麦胶蛋白形成的面筋具有良好的延伸性 有利于面团的整形操作 但面筋筋力不足 很软弱 面筋网络结构不牢固 面团过度膨胀 持气性差 从而使制成品体积小 顶部塌陷 变形 弹性较差等不良结果 面筋按延伸性的强弱可以分为强力 中力和弱力3个级别 强力面筋中麦胶蛋白含量高 韧性 是指面筋在拉长时所表现的抵抗力 麦胶蛋白和麦谷蛋白含量的高低 不仅决定了面筋数量的多少 而且二者比例与面筋品质强度有很大关系 只有这两种蛋白质共同存在 并以一定的比例相结合时 才共同赋予小麦面筋所特有的性质 由于实际当中 小麦品种间麦胶蛋白和麦谷蛋白在面筋中所含的比例差异很大 形成面筋强度不同 所以小麦面粉品质也存在很大的差异性 薄膜成型性 小麦面筋主要由麦胶蛋白和麦谷蛋白组成 由于麦胶蛋白和麦谷蛋白的极性低 10 在溶液中放出正电荷 而其他蛋白质的极性在30 45 之间 放出的是负电荷 这是小麦蛋白质与其他蛋白质的主要区别 由于极性低的蛋白质能排出过量的游离水 故面筋能与水互相紧密结合在一起而不分散 具有成团 成膜的特性 吸水性 高质量的面筋可吸收2倍面筋量的水 小麦面筋的这种吸水性可增加产品得率 并延长食品的保质期 小麦面筋的吸水性与黏弹性相结合就产生 活性 通常称为 活性面筋 小麦湿面筋在干燥前烧煮 则会产生不可逆的热变性 不再具有吸水性与黏弹性 而是一种普通的植物蛋白 如烤麸 好面筋的标准是弹性好 延伸性大 易于成型 吸水性 面粉吸水率在很大程度上取决于面粉蛋白质的含量 随蛋白质含量的提高而增加 蛋白质吸水多而快 比淀粉有较高的持水能力 面粉吸水率可以提高面包 馒头的出品率 而且面包中水分增加 面包芯较柔软 保存时间也相应延长 面粉吸水率低 面包出品率也降低 对于饼干 糕点面粉 则要求用吸水率较低的面粉 这有利于饼干 糕点的烘烤 面粉的吸水率一般在60 70 之间为适 我国面粉吸水率在50 2 70 5 之间 平均为57 小麦粉的分类 根据面筋含量与质量 小麦面筋包括干 湿两种 以湿面筋含量最为常用 湿面筋含2 3的水 1 3的干物质 是衡量面粉品质最关键的指标 品质优良的小麦面筋 无论数量的高低 弹性和延伸性均好 表面连续光滑 有光泽 持水性好 自然收缩力强 相反 品质低劣的小麦面筋 或僵便 表面粗糙 缺乏延展性 或色泽深暗 或弹柔性差等 通常专用小麦品种类型不同 要求面筋含量和筋力强度不同 面包小麦要求湿面筋含量较高 35 且强度较高 饼干小麦需要面筋含量较低 22 且筋力较弱 中等筋力和湿面筋含量的面粉适合做面条 馒头等大众食品 更确切的说 面筋中醇溶蛋白和麦谷蛋白比例不同 分别适用于不同的食品 谷蛋白 醇溶蛋白比例高的适于加工面包 比例低的适于加工糕点 比例居中的则适于加工面条等 4 2 3油料作物的蛋白质油料作物的蛋白质含量丰富 豆类可达20 40 而且蛋白质组成中的人体必需氨基酸种类齐全 因此植物蛋白质已经成为油脂制取工业的另一个主产品 同时 蛋白质的性质对制油工艺有很大的影响 比如 蛋白质的易吸水膨胀性可增加料坯的可塑性 在干燥 加热 高压或酸碱 酒精 尿素等作用下会发生变性使塑性降低 豆类和油料种子的蛋白质绝大部分是球蛋白 4 2粮油原料中的碳水化合物碳水化合物是自然界中分布最广的一类有机化合物 几乎所有的生物体内或多或少地含有碳水化合物 其中以植物体的含量为最多 粮油原料中碳水化合物根据结构和性质的不同 可以分为单糖 低聚糖和多糖三大类 淀粉是粮油种子中最重要的贮藏性多糖 是人体所需要食物的主要来源 也是轻工业和食品工业的重要原料 1 稻谷的碳水化合物稻谷中的淀粉含量最多 一般为70 左右 大部分存在于胚乳中 加工时应尽量完整地保留 以提高大米产率 2 小麦中的碳水化合物碳水化合物包括淀粉和糖 是麦粒的主要成分 也是制粉生产时需要从麦粒中提取的部分 其中淀粉含量越高 出粉率也越高 小麦中的淀粉主要集中在胚乳 因此胚乳是制取面粉的基本部分 胚乳约占小麦籽粒总质量的78 83 而淀粉约占胚乳质量的95 96 因此胚乳含量越多 小麦制粉时出粉率越高 但淀粉在磨粉过程中遇到水气凝结时会发生糊化现象而使筛孔阻塞 影响筛理效果 故在水分调节时应注意 硬质麦与软质麦的根本差异就在于小麦子粒内部淀粉组织的坚实程度不同 同时也带来胚乳与皮层的差异 这也是决定粉路操作的重要因素 3 油料作物中的碳水化合物碳水化合物在油料作物的油籽中占有相当比重 对制油有较大的影响 例如米糠中的淀粉在高温下 140 易糊化 焦化 还能与蛋白质结合 不利油脂的提取 4 淀粉的性质 1 物理性质 淀粉为白色粉末 吸湿性很强 天然淀粉粒不溶于冷水 但在热水中 例如60 80 能吸水膨胀 Swelling 直链淀粉分子首先从淀粉粒中溶解出来形成胶体溶液 冷却静置即成晶形沉淀析出 支链淀粉要在加热温度提高同时搅拌的条件下才能溶解形成黏稠的胶体溶液 但冷却静置不产生沉淀 2 化学性质 不显示还原性 在几百个甚至几千个葡萄糖单位中只存在一个自由的半缩醛羟基 所以很难显示出来 淀粉遇酸共煮时水解 最后全部生成葡萄糖 此水解过程可分为几个阶段 同时有各种中间产物相应形成 淀粉 可溶性糊精 糊精 麦芽糖 葡萄糖 淀粉经淀粉酶水解 生成麦芽糖和糊精 再经酸作用最后全部水解成葡萄糖 这时测定葡萄糖的生成量即可换算出淀粉含量 这就是酶法和酸法测定淀粉含量的原理 淀粉分子中葡萄糖残基的2 3及6位羟基上都可进行取代和氧化反应 由此产生许多淀粉衍生物 3 淀粉与碘的反应 直链淀粉遇碘即生成一种深蓝色的复合物或络合物 Complex 而支链淀粉遇碘则呈现红紫色 并不产生络合结构 一般碘反应的颜色 取决于淀粉链状分子的长度和分支的密度 由6个以下葡萄糖残基组成的分子 对碘不呈颜色反应 由8 12个葡萄糖残基组成的分子对碘呈红色 这就是显红糊精 由30 60个以上的葡萄糖残基组成的长链分子才呈蓝色反应 支链淀粉虽然聚合度很大 但每个分支的聚合度只有24 30个葡萄糖残基 故与碘呈红紫色 随着分支密度的增强 碘反应的颜色也由深蓝色转为紫色 红色以至于棕色 4 淀粉的糊化与回生 1 淀粉的糊化 Gelatinization 淀粉颗粒不溶于冷水 将其放入冷水中 经搅拌可形成悬浮液 如停止搅拌 淀粉粒因比水重则会慢慢下沉 将淀粉乳浆加热到一定的温度 则淀粉粒吸水膨胀 晶体结构消失 互相接触融为一体 悬浮液变成黏稠的糊状液体 虽停止搅拌 淀粉也不会沉淀 这种黏稠的糊状液体称为淀粉糊 这种现象称为淀粉的糊化 淀粉在充分加水并加热时 在50 70 时颗粒发生不可逆膨胀 也称作 糊化 gelatinization 或 化 糊化了的淀粉称为 淀粉 与此相应的天然状态淀粉称作 淀粉 发生此糊化现象所需的温度称为糊化温度 糊化作用的本质是淀粉粒中有序态和无序态的淀粉分子间的氢键断裂 分散在水中成为亲水性胶体溶液 糊化是吸热反应 每葡萄糖残基单位吸热29 38kJ 糊化时直链淀粉 尤其是小分子直链淀粉往往首先从淀粉颗粒中溶出 利用这一现象可以将直链淀粉分离 淀粉除热水外 遇碱溶液 高浓度盐类溶液 二甲基亚砜等强极性溶液也会发生糊化 淀粉的糊化特征往往与淀粉的加工利用性能有关 一般籽实类淀粉比根茎类淀粉糊化温度高 而糊液黏度低 小颗粒淀粉比大颗粒淀粉糊化温度高 而黏度低 但持续加热时黏度降低慢 淀粉粒在热水中的糊化过程大致可以分为3个阶段 可逆吸水阶段 水分子只是简单地进入淀粉粒的无定形部分 与游离的亲水基相结合 淀粉粒慢慢地吸收少量的水分 产生有限的膨胀 悬浮液的黏度变化不大 若冷却 于燥 所得淀粉粒在偏光显微镜下观察仍可看到偏光十字 说明淀粉粒的晶体结构没有变化 性质 外形也与原来类似 不可逆吸水阶段 在温度提高到淀粉开始糊化的温度的时候开始的 这时候水分子进入淀粉粒的内部 与一部分淀粉分子相结合 淀粉粒不可逆地迅速吸收大量的水分 突然膨胀 达到原来体积的50 100倍 很快失去双折射性 原来的悬浮液迅速变成黏性很强的淀粉糊 透明度也增高 冷却 干燥后观察 偏光十字消失 淀粉粒不能恢复原状 有一部分淀粉分子已呈溶解状态 完全溶解阶段在更高的温度下完成的 淀粉粒继续膨胀成无定形的袋状 这时候更多的淀粉分子溶解于水中 淀粉粒全部失去原形 微晶束也相应解体 最后只剩下最外面的一个环层 即一个不成型的空袋 淀粉糊的黏度继续增加 冷却后有形成凝胶的倾向 如果温度再增高 则淀粉粒全部溶解 2 淀粉的回生 Retrogradation 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 这种现象称为淀粉糊的 回生 或 老化 这种淀粉叫做 回生淀粉 或 老化淀粉 回生的本质是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 在回生过程中 由于温度降低 分子运动减弱 直链分子和支链分子的分子都回头趋向于平行排列 通过氢键结合 相互靠拢 重新组成混合微晶束 使淀粉糊具有硬性的整体结构 这种情况和原来的生淀粉粒的结构颇为相似 但不再成放射状排列 而是一种零乱的组合 回生后的直链淀粉非常稳定 加热加压也很难使它再溶解 如果有支链分子混合在一起 则仍然有加热恢复成糊状的可能 回生的难易取决于淀粉的来源 直链淀粉的含量及链长度 一般直链淀粉容易回生 单纯的支链淀粉则不易回生 但如果分枝较长 尤其在高浓度的情况下可以回生 淀粉被水解成糊精以后 由于分枝变短 所以不会出现回生现象 糯米 糯玉米等淀粉中由于几乎不含直链淀粉 因此也不容易回生 冷却速度对回生很有影响 如果冷却缓慢 使直链分子或支链分子的分枝都有充分的时间转到平行排列 因而有利于回生 如果迅速冷却则可以减少回生程度 淀