第四章 谷物中的其他成分

1、组成植物细胞壁的主要成分组成植物细胞壁的主要成分(半纤维素和果胶质半纤维素和果胶质 ) 。D-葡萄糖以葡萄糖以-1,4-糖苷键连接的直链状高分子化合物，没有糖苷键连接的直链状高分子化合物，没有分支分支。不完全的结晶体（结晶化度不完全的结晶体（结晶化度6070% ）、高度有序。）、高度有序。水不溶、无还原性、可发生成酯，成醚反应。水不溶、无还原性、可发生成酯，成醚反应。可以抵抗许多生物体及酶的攻击。可以抵抗许多生物体及酶的攻击。纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分（纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分（4050%），果），果皮（皮（30%），胚乳（），胚乳（0.3%左右）。左右）。葡萄糖纤维二糖

2、纤维素糊精纤维素水解水解一、纤维素一、纤维素OCH2OHHOHHOHHOHHHOOCH2OHHHOHHOHHOHHOOCH2OHHHOHHOHHHOCH2OHHHOHHOHHHOXOHOHHHCH2OHHHOHOHOOOHOHHHCH2OHHHOHOOHOHOHHHCH2OHHHOHOHOHHHCH2OHHHOH x二、半纤维素（二、半纤维素（hemicellulosehemicellulose）和戊聚糖）和戊聚糖（pentosanspentosans）广泛分布在植物界，是构成细胞壁和将细胞连在一起的广泛分布在植物界，是构成细胞壁和将细胞连在一起的粘连物质。粘连物质。化学结构很不一致，从化学结

3、构很不一致，从-葡聚糖到可能含有戊糖、己糖、葡聚糖到可能含有戊糖、己糖、蛋白质和酚类物质的多聚体，变化多样。蛋白质和酚类物质的多聚体，变化多样。组成其基本成分的糖类包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、组成其基本成分的糖类包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、葡糖醛酸等。葡萄糖、葡糖醛酸等。半纤维素结构多样，化学组成很不相同，在水中有不同半纤维素结构多样，化学组成很不相同，在水中有不同的溶解性（水溶性和水不溶性）。的溶解性（水溶性和水不溶性）。 小麦粉中含有小麦粉中含有1.01.5%水溶性戊聚糖，水不溶性戊聚糖水溶性戊聚糖，水不溶性戊聚糖2.4%，糖类：糖类：D-木糖、木糖、 L-阿拉伯糖、阿拉伯糖、 L

4、-半乳糖，和蛋白质。半乳糖，和蛋白质。其主链是以其主链是以-1,4键结合的键结合的D-吡喃木糖残基，在吡喃木糖残基，在2、3位位上有一个脱水上有一个脱水L-呋喃阿拉伯糖残基。呋喃阿拉伯糖残基。 OHHHOHHHOHHOOHOHHHHHOHHOOHOHHHOHHOOHHHOHHHOHHOOHHHOHHHOHHOHHHOHOHHHOHHON *小麦胚乳中，水不溶性戊聚糖可以从水洗除小麦胚乳中，水不溶性戊聚糖可以从水洗除去面筋之后，剩下的浆液（尾淀粉）之中分去面筋之后，剩下的浆液（尾淀粉）之中分离。离。水不溶性戊聚糖中主要含有的单糖有水不溶性戊聚糖中主要含有的单糖有D-木糖、木糖、L-阿拉伯糖和阿拉

5、伯糖和D-葡萄糖，其结构与水溶性戊葡萄糖，其结构与水溶性戊聚糖类似，但分枝程度更高。聚糖类似，但分枝程度更高。三、果胶物质三、果胶物质与纤维素、半纤维素共同存在于植物细胞壁与纤维素、半纤维素共同存在于植物细胞壁中，起到粘联细胞的作用中，起到粘联细胞的作用 。植物体内有三种存在方式植物体内有三种存在方式 ：原果胶、果胶和：原果胶、果胶和果胶酸。果胶酸。HHHHCOOMeHHOOOOOHn OHOHCOHOHOOMe 果胶是原果胶的降解产物，分子量比原果胶果胶是原果胶的降解产物，分子量比原果胶小，可溶于水，遇乙醇或小，可溶于水，遇乙醇或50%50%的丙酮时沉淀。的丙酮时沉淀。在可溶性果胶中加入酸或

6、者糖时，形成凝胶，在可溶性果胶中加入酸或者糖时，形成凝胶，在稀碱或果胶酶的作用下，容易脱去甲氧基，在稀碱或果胶酶的作用下，容易脱去甲氧基，形成甲醇和果胶酸（即半乳糖醛酸）。形成甲醇和果胶酸（即半乳糖醛酸）。OHHOHOHHHOOCaOOOHHOHOHHHOOO脂类（脂类（LipidsLipids）是油脂及类脂的总称。）是油脂及类脂的总称。有脂溶性的共同特性。有脂溶性的共同特性。分类：简单脂类、复合脂类、异戊二烯分类：简单脂类、复合脂类、异戊二烯系脂类（定义）。系脂类（定义）。脂类的用途脂类的用途 ：1 1、重要的生理功能、重要的生理功能 2 2、其他工业用途。其他工业用途。脂类在谷物、油料籽粒

7、中的分布和含量脂类在谷物、油料籽粒中的分布和含量与食用品质和耐藏性有密切关系。与食用品质和耐藏性有密切关系。第二节第二节 脂脂 类类 脂类脂类(lipids)是油脂及类脂的总称。这类化合物在分子结构是油脂及类脂的总称。这类化合物在分子结构上差别很大，但脂溶性是它们的共性。上差别很大，但脂溶性是它们的共性。二、油脂二、油脂CHCH2OHOHCH2OH+ 3OHCORR2COOCHCH2OCOR1CH2OCOR3+ 3H O2三酰甘油 一些谷物籽粒的油脂含量一些谷物籽粒的油脂含量种类种类含量（以干粒重计含量（以干粒重计%）种类种类含量含量小麦小麦2.13.82.13.8玉米胚玉米胚23402340

8、大麦大麦3.34.63.34.6小麦胚小麦胚12131213黑麦黑麦2.03.52.03.5米糠米糠15211521稻米稻米0.863.10.863.1高粱高粱2.15.32.15.3小米小米4.05.54.05.5玉米玉米3535脂肪酸脂肪酸 分类：饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸（异构体，取分类：饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸（异构体，取代基）代基）几种谷物籽粒中油脂的脂肪酸组成几种谷物籽粒中油脂的脂肪酸组成谷物谷物油脂中脂肪酸组成油脂中脂肪酸组成14:014:014:114:116:016:016:116:118:018:018:118:118:218:218:318:320:020:0小麦小麦724

9、724121212124848556055603535大麦大麦2 21 1212421241122914914565956594747黑麦黑麦1818331 1252546464 4糙米糙米1115281528113331473147254725474 42 2小米小米1625162528281831183140554055252511玉米玉米47471 144234623463566356633磷脂磷脂(Phospholipids)(Phospholipids)在植物体内的存在方式在植物体内的存在方式( (蛋白质等的结合蛋白质等的结合) )。按其组成分类（磷酸甘油酯、磷酸（神经）鞘按其组成分

10、类（磷酸甘油酯、磷酸（神经）鞘酯）。酯）。磷脂的生理功能（生物膜的重要组成成分）及工磷脂的生理功能（生物膜的重要组成成分）及工业用途（营养、抗氧化、乳化）。业用途（营养、抗氧化、乳化）。谷物籽粒中的磷脂含量。谷物籽粒中的磷脂含量。谷物种类谷物种类含量（含量（%）小麦小麦0.40.5玉米玉米0.20.3大麦大麦0.74糙米糙米0.64黑麦黑麦0.50.6糖脂糖脂(glycolipids) (glycolipids) 糖脂是脂类中的一种含糖的脂溶性化合物。糖脂是脂类中的一种含糖的脂溶性化合物。谷物中糖脂的分类（甘油醇糖酯、神经酰胺糖谷物中糖脂的分类（甘油醇糖酯、神经酰胺糖酯）。酯）。一些谷物及植物

11、中的糖脂一些谷物及植物中的糖脂OHCH3CH3R1234567891011121314151617ABCD1819OHCH3CH3R1234567891011121314151617ABCD1819 1 1非极性脂的影响非极性脂的影响向脱脂小麦粉中添加非极性脂超过一定向脱脂小麦粉中添加非极性脂超过一定量，对面包的体积大小和面包心质地有量，对面包的体积大小和面包心质地有着不良影响。着不良影响。 2 2极性脂的影响极性脂的影响极性脂主要是糖脂和磷脂。在面包烘焙过程中，极极性脂主要是糖脂和磷脂。在面包烘焙过程中，极性脂能抵消非极性脂的破坏作用，改进烘焙品质。性脂能抵消非极性脂的破坏作用，改进烘焙品质

12、。在极性脂中，糖脂对于促进面团的醒发和改进面包在极性脂中，糖脂对于促进面团的醒发和改进面包体积最为有效（体积最为有效（DGDGDGDG）。）。在面团中，一部分糖脂结合到淀粉粒的表面，在烘在面团中，一部分糖脂结合到淀粉粒的表面，在烘焙温度下，形成蛋白质焙温度下，形成蛋白质- -糖脂糖脂- -淀粉复合物，使面包淀粉复合物，使面包心软化，并起着抗老化的作用。心软化，并起着抗老化的作用。糖脂和磷脂都是良好的发泡剂和面团中的气泡稳定糖脂和磷脂都是良好的发泡剂和面团中的气泡稳定剂，特别是当有蛋白质存在时，其作用更为明显。剂，特别是当有蛋白质存在时，其作用更为明显。第三节第三节 酶酶 （enzymeenzy

13、me）是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋白质，生物体在新陈代谢过程中，几率的蛋白质，生物体在新陈代谢过程中，几乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。随着蛋白质分离技术的进步，生物酶的分子随着蛋白质分离技术的进步，生物酶的分子结构、作用机理的研究得到发展。结构、作用机理的研究得到发展。谷物中存在不同类型的酶，它们影响着谷物谷物中存在不同类型的酶，它们影响着谷物加工品质和加工制品的食用品质。加工品质和加工制品的食用品质。淀粉酶对谷物的食用品质有很大影响，如用发淀粉酶对谷物的食用品质有很大影响，如用发芽小麦制成

14、的面粉制作面包，会由于芽小麦制成的面粉制作面包，会由于淀粉酶的淀粉酶的水解作用导致面包的粘芯。水解作用导致面包的粘芯。当稻谷储藏时间过长，容易导致稻谷的陈化，加当稻谷储藏时间过长，容易导致稻谷的陈化，加工出来的陈米会由于本身工出来的陈米会由于本身淀粉酶活力的丧失，淀粉酶活力的丧失，蒸煮品质下降，缺乏新鲜米饭特有的粘软口感。蒸煮品质下降，缺乏新鲜米饭特有的粘软口感。 淀粉酶对谷物的食用品质有很大的影响，如鲜淀粉酶对谷物的食用品质有很大的影响，如鲜薯在蒸煮或者烘烤过程中，有薯在蒸煮或者烘烤过程中，有50%50%以上的淀粉被以上的淀粉被 淀粉酶水解为麦芽糖，而当鲜薯被制成薯干时，淀粉酶水解为麦芽糖，

15、而当鲜薯被制成薯干时， 淀粉酶由于干燥失去活性，失去蒸煮以后鲜薯淀粉酶由于干燥失去活性，失去蒸煮以后鲜薯的味道。的味道。面粉发酵作馒头或者面包时，也需要有适量的面粉发酵作馒头或者面包时，也需要有适量的 淀粉酶存在。淀粉酶存在。二、蛋白酶二、蛋白酶谷物中的蛋白酶与加工食品的品质有关（小麦面谷物中的蛋白酶与加工食品的品质有关（小麦面筋的弱化等）。筋的弱化等）。谷物种子中既有蛋白酶，又有肽酶，均是含有谷物种子中既有蛋白酶，又有肽酶，均是含有SHSH的化合物。的化合物。激活剂：激活剂：H H2 2S S、CySCyS、GSHGSH（还原剂）。（还原剂）。抑制剂：抑制剂：H H2 2O O2 2、KBr

16、OKBrO3 3、KIOKIO3 3、K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6（氧（氧化剂）。化剂）。籽粒不同部位的蛋白酶的相对活力不同。籽粒不同部位的蛋白酶的相对活力不同。不同生长期蛋白酶的活力不同（活化作用）。不同生长期蛋白酶的活力不同（活化作用）。蛋白酶对小麦面筋有弱化作用及抑制方法。蛋白酶对小麦面筋有弱化作用及抑制方法。不同类型蛋白酶的作用条件。不同类型蛋白酶的作用条件。三、酯酶三、酯酶 酯酶是指能够水解酯键的酶类（脂肪酶和植酸酯酶是指能够水解酯键的酶类（脂肪酶和植酸酶）。酶）。1 1、脂肪酶、脂肪酶基本性质。基本性质。与谷物在储藏期间的稳定性之间的关系。与谷物在储藏期间的稳定性之间

17、的关系。杂粮，如玉米面等不耐储藏，容易变苦。杂粮，如玉米面等不耐储藏，容易变苦。米糠油、小麦胚芽油等油料若精练不及时或者米糠油、小麦胚芽油等油料若精练不及时或者精练不好，油品酸价增加很快，严重影响油品精练不好，油品酸价增加很快，严重影响油品质量。质量。精度不高的面粉，由于脂肪含量较高，在储藏精度不高的面粉，由于脂肪含量较高，在储藏期间受到脂肪酶的作用，不仅容易导致面粉食期间受到脂肪酶的作用，不仅容易导致面粉食用品质的下降，而且对面筋蛋白质和烘焙品质用品质的下降，而且对面筋蛋白质和烘焙品质产生影响。产生影响。粮食、油料如小麦、玉米、稻米、高粱、大豆等粮食、油料如小麦、玉米、稻米、高粱、大豆等一般

18、含有脂肪酶，一般在种子发芽后迅速产生。一般含有脂肪酶，一般在种子发芽后迅速产生。脂肪酶一般存在谷物糊粉层中，在正常情况下，脂肪酶一般存在谷物糊粉层中，在正常情况下，脂肪酶与其作用的底物在细胞中有一个固定的位脂肪酶与其作用的底物在细胞中有一个固定的位置，彼此不会发生反应，但是当被制成成品粮时，置，彼此不会发生反应，但是当被制成成品粮时，酶与底物有了相互接触的机会，所以，从这个角酶与底物有了相互接触的机会，所以，从这个角度出发，成品粮相对原粮更难保管。度出发，成品粮相对原粮更难保管。OP3H2OP3H2OP3H2OP3H2OP3H2OP3H2OHOHOHOHOHOH+6H3PO46H2O+小麦、稻

19、米、玉米、高粱等谷物糊粉层中均含有小麦、稻米、玉米、高粱等谷物糊粉层中均含有植酸，植酸与钙可以形成难以溶解的钙，容易降植酸，植酸与钙可以形成难以溶解的钙，容易降低钙的生物利用率。低钙的生物利用率。植酸酶的存在可以使植酸水解，这不仅可以促进植酸酶的存在可以使植酸水解，这不仅可以促进钙的吸收，而且生成的肌醇还是人体的重要营养钙的吸收，而且生成的肌醇还是人体的重要营养物质。物质。植酸酶在成熟的种子中才出现，它对干燥和冬眠的种子植酸酶在成熟的种子中才出现，它对干燥和冬眠的种子中的植酸不发生水解作用。中的植酸不发生水解作用。当储藏条件不适当时，该酶就要发生催化植酸的水解作当储藏条件不适当时，该酶就要发生

20、催化植酸的水解作用。如小麦贮藏在温度高、湿度大的条件下，无机磷含用。如小麦贮藏在温度高、湿度大的条件下，无机磷含量增加，同时植酸含量下降。量增加，同时植酸含量下降。不同来源谷物和谷物的不同部位的植酸酶活力不同。不同来源谷物和谷物的不同部位的植酸酶活力不同。植酸及植酸酶的工业用途。植酸及植酸酶的工业用途。第四节第四节 维生素维生素维生素是维持人和动物机体健康所必须维生素是维持人和动物机体健康所必须的一类营养素，不能在体内合成（或合的一类营养素，不能在体内合成（或合成量难以满足机体的需要），必须由食成量难以满足机体的需要），必须由食物供给。物供给。维生素的生理作用维生素的生理作用谷物中维生素含量分

21、布谷物中维生素含量分布加工精度的影响加工精度的影响脂溶性维生素脂溶性维生素维生素维生素A A CH2OHCH2OH 维生素A1（视黄醇） 维生素A2（3-脱氢-视黄醇）全反型 （哺乳动物和咸水鱼) 全反型（淡水鱼）40%1515-胡萝卜素：维生素胡萝卜素：维生素A A元（元（provitamin Aprovitamin A）。）。-胡萝卜素与维生素胡萝卜素与维生素A A生物活性比较生物活性比较(6ug-1ug)(6ug-1ug)。维生素维生素E E 分类分类 结构结构 化学性质化学性质 生理功能生理功能 OCH3OHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3578水溶性维生素水溶性维生素硫胺素（维生素硫胺素（维生素B B1 1） 参与参与a-a-酮酸氧化脱羧过程，以辅酶形式参与酮酸氧化脱羧过程，以辅酶形式参与糖的分解代谢，有保护神经系统的作用（脚糖的分解代谢，有保护神经系统的作用（脚气