谷物的生产与构造

第二章粮谷原料教学目的要求：粮食原料的营养分布特点、生物学特性及其与加工的关系。

稻谷结构、化学性质及其与加工的关系重点：大米、小麦、大豆的营养性状、品质管理等知识难点：大米、小麦品质的检测主要内容：第一节概论粮谷类主要包括谷类、豆类和薯类，即除园艺作物外一般由农作物所提供的食物类。

一谷类的生产、消费与流通（一）谷类的生产我国粮食作物播种面积占总耕地面积的77%左右，水稻约27%，小麦22%，玉米28%。

（二）消费和流通谷类中小麦和大米主要作为主食消费。

大米主食国家：中国、日本、东南亚国家，54%。

小麦主食国家：欧洲、美洲、澳洲及部分亚洲国家。

35.5%（三）谷类的性状与成分1.构造与组织谷粒一般由稃包裹，谷粒分为胚芽、种皮、胚乳三部分。

1）胚芽：种子生命中枢，含有较高浓度的脂质、蛋白质、和矿物质。

2）种皮：含有粗纤维、灰粉和粗脂肪，起保护作用，便于谷物储藏。

3）胚乳：营养贮存细胞，主要成分是淀粉颗粒，也有蛋白质成分。

谷粒的主要可食部分是胚乳2 成分组成与营养成分蛋白质糖类脂肪矿物质维生素含量一般6%-14%，赖氨酸缺乏约70%左右，其中淀粉约占90%，一般直链淀粉占20%-25%，糯米几乎全部是支链淀粉。

还含有膳食纤维、糊精、可溶性糖约2%左右，多含在胚芽中。

多由不饱和脂肪酸组成磷、钾较丰富，还含有钙、铁、锌等，主要存在于谷皮与糊粉层VB族，尤其VB1丰富，但精粮VB1较少。

胚芽中VE较丰富。

VA、VC、VD含量低。

种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸。

限制氨基酸：按照人体的需要及其比例关系,蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。

淀粉根据结构差异，可分为直链淀粉和支链淀粉两种。

前者由α-1,4-糖苷键连接而成，为线性多聚糖；后者由α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成，是具有分支的多聚糖。

谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术谷物加工是指将谷物作物进行物理和化学处理的工艺过程，以生产出各种谷物产品谷物种植与谷物生产技术是谷物加工的基础，关系到谷物产品的产量、质量和营养价值本文将详细介绍谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术一、谷物种植技术1.选种与播种：选择适合当地气候、土壤和市场需求的高产、优质、抗病、抗逆性强的谷物品种根据当地气候条件和土壤肥力，确定合适的播种时间和播种量2.土壤管理：合理施肥、灌溉和排水，保持土壤肥力和结构，创造适宜的土壤环境3.病虫害防治：采用综合防治措施，减少病虫害对谷物作物的影响4.田间管理：定期进行田间调查，及时除草、松土、灌溉和施肥，确保谷物作物的正常生长5.收获与储藏：在适宜的成熟期进行收获，采用合适的收获工具和方法，减少损失收获后的谷物要及时晾晒、除杂和储藏，保持谷物的质量和安全二、谷物生产技术1.谷物脱粒与清选：采用谷物脱粒机将谷物作物从穗部脱离，并利用清选设备去除杂质，得到纯净的谷物2.谷物加工设备：根据谷物的种类和需求，采用适当的加工设备，如磨粉机、碾米机、磨谷机等，将谷物加工成不同规格和用途的产品3.谷物加工工艺：根据谷物的特性和产品质量要求，采用合适的加工工艺，如磨粉工艺、碾米工艺、制粉工艺等4.谷物产品质量控制：通过对谷物产品的感观、物理、化学和微生物指标进行检测，确保产品质量符合国家标准和市场需求5.谷物副产品利用：将谷物加工过程中产生的副产品进行综合利用，如谷壳、米糠、麸皮等，开发成饲料、肥料、食品添加剂等产品三、发展趋势与展望1.绿色生产：随着消费者对健康和环保意识的提高，绿色谷物生产将成为发展趋势采用有机农业、生态农业等技术，减少化肥、农药的使用，生产出安全、健康的谷物产品2.智能化技术：利用物联网、大数据、等技术，实现谷物种植和生产的智能化管理，提高产量和质量3.产业升级：谷物加工产业将向高技术、深加工、多元化方向发展，开发出更多具有附加值的谷物产品4.国际合作：加强国际合作，引进国外先进的谷物种植和加工技术，提高我国谷物产品的国际竞争力谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术是保证谷物产品质量的基础通过不断研究和创新，提高谷物种植和生产技术水平，对促进我国谷物产业的发展具有重要意义谷物加工是指对谷物作物进行物理和化学处理的工艺过程，以生产出各种谷物产品谷物种植与谷物生产技术是谷物加工的前提，直接影响到谷物产品的产量、质量和营养价值本文将详细介绍谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术一、谷物种植技术1.品种选择与种子处理：挑选适合当地气候、土壤和市场需求的高产、优质、抗病、抗逆性强的谷物品种在播种前，对种子进行处理，如消毒、浸种、催芽等，以提高种子发芽率和增强植株生长力2.土壤准备与施肥：根据土壤的肥力和结构，进行深翻、松土、改良等操作，创造适宜的土壤环境合理施用有机肥、化肥和微生物肥料，提供作物生长所需的养分3.病虫害防治：采用生物防治、物理防治和化学防治等综合措施，减少病虫害对谷物作物的影响利用天敌、病原菌、诱杀剂等方法，控制病虫害的发生和传播4.田间管理：根据谷物作物的生长特点和需求，进行合理的灌溉、排水、除草、松土等田间管理措施，确保作物的正常生长和发育5.收获与晾晒：在谷物作物成熟后，选择适宜的收获时间，采用合适的收获工具和方法，减少损失收获后的谷物要及时晾晒、除杂，保持谷物的质量和安全二、谷物生产技术1.谷物脱粒与清选：利用谷物脱粒机将谷物作物从穗部脱离，并采用清选设备去除杂质，得到纯净的谷物2.谷物加工设备：根据谷物的种类和需求，选择适当的加工设备，如磨粉机、碾米机、磨谷机等，将谷物加工成不同规格和用途的产品3.谷物加工工艺：根据谷物的特性和产品质量要求，采用合适的加工工艺，如磨粉工艺、碾米工艺、制粉工艺等4.谷物产品质量控制：通过检测谷物产品的感观、物理、化学和微生物指标，确保产品质量符合国家标准和市场需求5.谷物副产品利用：将谷物加工过程中产生的副产品进行综合利用，如谷壳、米糠、麸皮等，开发成饲料、肥料、食品添加剂等产品三、发展趋势与展望1.可持续发展：随着资源紧缺和环境问题日益突出，谷物种植与加工将更加注重可持续发展，采用节水、节能、环保的技术和工艺2.精准农业：利用遥感、地理信息系统、物联网等技术，实现谷物种植与加工的精准管理，提高产量和质量3.功能食品开发：随着人们对健康意识的提高，谷物加工产业将开发出更多具有特定功能和保健作用的食品，如富硒、富碘、低糖等谷物产品4.技术创新与研发：谷物加工产业将继续加大技术创新和研发力度，引进先进设备和技术，提高生产效率和产品质量谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术是确保谷物产品质量的关键通过不断优化和创新谷物种植与加工技术，我国谷物产业将实现可持续发展，满足人民群众对优质谷物产品的需求应用场合1.农业研究与发展：农业生产机构、科研机构和农业大学等，用于研究和推广先进的谷物种植与加工技术2.粮食与农产品加工企业：面粉厂、米厂、食品加工企业等，用于指导谷物原料的采购、加工工艺的优化和产品质量的控制3.农业技术推广与培训：政府部门、农业技术推广站、农村合作组织等，用于向农民传授谷物种植与加工的技术知识，提高农民的生产技术水平4.食品安全与质量监督部门：用于指导和监督谷物产品的生产、加工和销售，确保食品安全和质量5.国际贸易与市场分析：用于分析和预测国际谷物市场趋势，指导出口企业的产品开发和市场策略注意事项1.品种选择与种子处理：选择适合当地气候和土壤条件的谷物品种，并确保种子质量不要使用过期或低质量的种子2.土壤管理与施肥：根据土壤测试结果，合理施肥，避免过量使用化肥导致土壤和环境污染3.病虫害防治：合理使用农药，避免过量使用造成环境污染和农药残留优先考虑生物防治和物理防治方法4.田间管理：根据谷物作物的生长需求进行灌溉、排水和除草等管理，避免资源浪费和环境破坏5.收获与储藏：在适宜的成熟期进行收获，及时晾晒和储藏谷物，防止霉变和虫害6.加工设备与工艺：选择合适的谷物加工设备，并根据谷物特性采用适当的加工工艺，确保产品质量和营养价值7.产品质量控制：定期对谷物产品进行质量检测，确保产品符合国家标准和市场需求8.副产品综合利用：充分开发和利用谷物加工过程中的副产品，减少资源浪费，提高企业的经济效益9.可持续发展与环境保护：在种植与加工过程中，注重资源的合理利用和环境保护，采用节水、节能、环保的技术和工艺10.技术创新与研发：持续关注和引进先进的谷物种植与加工技术，加强自主研发和创新能力，提高生产效率和产品质量通过以上应用场合和注意事项，可以更好地应用谷物加工中的谷物种植与谷物生产技术，促进谷物产业的发展，提高谷物产品的产量和质量，满足人民群众对优质谷物产品的需求同时，也要注重可持续发展，保护环境，为未来的农业生产和人类健康做出贡献。

谷粒的构造及其营养成分分布
谷粒的构造主要由谷皮、糊粉层、胚乳和胚芽四个部分组成，各种谷类种子的结构基本相似。

谷皮：位于谷粒的最外层，约占谷粒总重量的5%，主要由纤维素、半纤维素等组成，还含有一定量的蛋白质、脂肪、B族维生素、矿物质和植物化学物。

糊粉层：位于谷皮内，约占谷粒总重量的3%-5%，富含磷和丰富的B族维生素以及较多的蛋白质、脂肪、矿物质和维生素。

胚乳：是谷粒的主要部分，约占谷粒总重量的83%-87%，主要由淀粉质和蛋白质组成。

胚芽：位于谷粒的一端，约占谷粒总重量的2%-3%，富含蛋白质、脂肪、矿物质和维生素。

全谷物不仅含有丰富的B族维生素、镁、铁和膳食纤维，还含有多酚、维生素E、单宁、类胡萝卜素、植酸、木质素和木脂素等常见抗氧化成分，而且还含有一些果蔬食品中少见但具有很高营养价值的抗氧化成分，如γ-谷维素、烷基间苯二酚、燕麦蒽酰胺等。

谷子栽培的生物学基础一、谷子的生育进程1.营养生长阶段从种子萌发开始到拔节期为止，是谷子根、茎、叶等营养器官分化形成阶段，春谷为45～55d，夏谷为22～30d；2.营养生长与生殖生长并进阶段从拔芽到抽穗期为止，是谷子根、茎、叶大量生长和穗生长锥的伸长、分化与生长阶段，春谷为25～28d，夏谷为18～20d；3.生殖生长阶段抽穗期到子粒成熟期，是谷子穗粒重的决定期，春谷为40～60d。

二、谷子的生长发育（一）种子萌发与出苗1．发芽的适宜温度15~25℃、最低温度6℃、最高温度30℃。

2．种子发芽吸水约占种子重量的25%，种子发芽最适宜的土壤田间持水量为50%左右。

（二）根的生长谷子为须根系，由初生根与次生根组成。

种子萌发时，首先长出一种种子根（胚根）即初生根，初生根再生侧根。

幼苗4叶时，主茎地下6~7节处发生次生根。

苗期根系生长较快，根重约占全株干重的25%。

拔节期根重占全株干物重的20%，抽穗期根重只占全株干重的5%~6%。

（三）分蘖幼苗4～5片叶时，地下2～4个茎节上开始发生分蘖。

（四）叶的生长谷子叶为长披针形。

叶由叶片、叶舌、叶枕及叶鞘组成，无叶耳。

（五）茎的生长谷子茎直立，圆柱形。

茎高60～150cm。

茎节数15～25节，基部4～8节密集，组成分蘖节。

地上6～17节节间较长。

下部节间开始伸长称拔节。

孕穗期生长最快，1日可达5～7 cm，开花期茎秆停止生长。

（六）幼穗分化形成1.穗的结构穗为顶生穗状圆锥花序，由穗轴、分枝、小穗、小花和刚毛组成。

3枚雄蕊，每个谷穗有小穗3000～10000个。

常见的穗型有纺锤型、圆筒型、棍棒型、鞭型、鸭嘴型和龙爪型等。

2.幼穗分化过程（1）生长锥未伸长期（2）生长锥伸长期当谷苗长出12～13个叶片时，茎顶端生长点开始伸长12d。

（3）枝梗分化期植株长出15～16片叶时，在伸长的生长锥上出现6排乳头状的突起。

（4）小穗分化期当植株长出16～17片叶时，在3级分枝顶端长出乳头状的小穗原基。

谷物的行业结构
谷物的行业结构主要包括以下几个部分：
1.生产环节：谷物的生产主要依赖于农业，包括种植、收割、加工等环节。

谷物种植面积和产量受到气候、土壤、政策等多种因素的影响。

2.流通环节：谷物从生产地到消费地的流通主要通过粮食收购、运输、储存
等环节。

流通环节的效率和质量直接影响到谷物的价格和市场供应。

3.加工环节：谷物加工包括制粉、制米、制油等多个方面，加工技术和设备
的发展对谷物行业的发展具有重要影响。

4.消费环节：谷物作为人类的主要食物来源，其消费量受到人口数量、饮食
习惯、经济发展等多种因素的影响。

此外，谷物的行业结构还包括相关的配套服务，如农业科技研发、农业金融服务、农业保险等，这些服务为谷物行业的发展提供了重要的支持和保障。

总之，谷物的行业结构是一个复杂而多层次的体系，包括生产、流通、加工、消费等多个环节，每个环节都相互关联、相互影响，共同构成了谷物行业的整体结构。

谷类粮粒的结构谷类粮粒的结构谷类粮食是人类最主要的食物来源之一，其中包括小麦、玉米、大米等。

了解谷类粮粒的结构对于我们认识它们的营养价值以及加工利用具有重要意义。

本文将从外部形态、内部组织以及化学成分三个方面介绍谷类粮粒的结构。

一、外部形态1. 外壳谷类粮食的外壳是由两层组成：表皮和糠层。

表皮是最外层，它通常呈淡黄色或浅褐色，质地较硬，含有大量纤维素和矿物质。

糠层位于表皮下面，呈淡黄色或棕色，质地较软，含有一定量的蛋白质和脂肪。

2. 胚芽胚芽是谷类粒中营养最丰富的部分，它位于谷物顶端，并与胚乳相连。

胚芽富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养成分。

3. 胚乳胚乳是谷物中最大的部分，它占据了谷物的大部分空间。

胚乳富含淀粉、蛋白质、脂肪和矿物质等营养成分。

二、内部组织1. 糊粉层糊粉层是谷物中最内层的一层，它由淀粉颗粒和蛋白质组成。

在加工过程中，糊粉层通常被提取出来用于制作淀粉或其他食品添加剂。

2. 胚乳胚乳是谷物中最主要的部分，它由三个不同的区域组成：外胚乳、中胚乳和内胚乳。

外胚乳主要由蛋白质和矿物质组成；中胚乳富含淀粉；内胚乳则富含脂肪。

3. 胚芽胚芽是谷物中营养最丰富的部分，它包含了多种维生素和矿物质，并且富含蛋白质和脂肪。

三、化学成分1. 淀粉淀粉是谷类粮食中最主要的成分之一，它通常占据谷物重量的60%以上。

淀粉是由多个葡萄糖分子组成的碳水化合物，它是人体主要的能量来源之一。

2. 蛋白质蛋白质是谷类粮食中另一个重要的成分，它通常占据谷物重量的10%左右。

谷类粮食中的蛋白质含有多种氨基酸，其中一些氨基酸是人体必需的。

3. 脂肪脂肪是谷类粮食中含量较低的成分，通常只占据谷物重量的1-2%。

但是，在某些谷物中，如玉米和小麦胚芽中含有较高比例的脂肪。

结论综上所述，了解谷类粮粒的结构对于我们认识它们的营养价值以及加工利用具有重要意义。

通过本文介绍，我们可以看到，谷类粮食不仅形态各异、组织复杂，而且化学成分也十分丰富。

营养学基础知识：完整谷物的营养和它们的重要性完整谷物是指不被加工或剥离外壳的整粒谷物，包括小麦、玉米、大麦、燕麦、稻米、黑麦等。

与精制谷物相比，完整谷物在营养成分上更为丰富，具有较高的膳食纤维、维生素、矿物质以及其他营养素的含量。

本文将介绍完整谷物的营养和其重要性。

营养成分完整谷物主要由三部分组成：外壳、胚芽和内在的胚乳。

包括谷壳、麸皮和糠层在内的外壳富含膳食纤维、维生素B和矿物质。

而胚芽含有维生素E、膳食纤维、磷、锰和硒等，同时也是植物雌激素和黄酮类化合物的主要来源。

胚胎营养丰富，包含维生素B、蛋白质、磷、铁、锌、硒等矿物质和多种维生素如维生素E和维生素B族等。

营养价值完整谷物在日常饮食中占据着至关重要的地位，因为它们可以为人体提供丰富的营养成分，如膳食纤维、维生素、矿物质和其他生物活性物质。

膳食纤维完整谷物中的膳食纤维分为不溶性和可溶性两类。

不溶性膳食纤维帮助促进正常的肠道运动，可以预防便秘和肠癌等肠道疾病。

可溶性膳食纤维有助于调节血糖和胆固醇，改善高血压和心脏病等慢性疾病。

维生素完整谷物中种类繁多的维生素，包括维生素B和维生素E等，有助于增强人体的免疫力、保护神经系统和维持身体正常功能。

矿物质完整谷物含有高品质的矿物质，如硒、铬、铜和锰等，它们有利于提高体内抗氧化活性、增强免疫功能和维持正常的代谢过程。

其他营养素完整谷物中还有许多其他的营养素，如多酚和植物甾醇等生物活性物质，有助于增强身体的免疫力、预防慢性疾病和心血管疾病的发生。

对健康的好处适量地食用完整谷物的好处如下：1.降低心脏病风险：完整谷物中的膳食纤维和其他营养成分可有效地降低胆固醇和血压等心脏病发生风险。

2.预防2型糖尿病：完整谷物的膳食纤维和其他生物活性物质可以降低血糖，从而预防2型糖尿病的发生。

3.降低慢性疾病风险：完整谷物中的营养成分有助于降低慢性疾病的风险，如肠癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌和前列腺癌等。

4.加强免疫系统：完整谷物中的维生素和矿物质有助于增强人体的免疫系统，从而预防感冒和其他疾病的发生。

谷子组成部分茁壮成长的描述所有谷子都具有相同的基本构造。

谷类的果实组织包含-层表皮，以吸几层细薄的内部构造，包括子房壁；这些全部叠在一起也只有几颗细胞的厚度。

种皮下方紧贴着糊粉层，厚度只相当于1颗细胞，然而这里所包含的油脂、矿物质、蛋白质、维生素、酵素和风味成分之丰富，却与所占体积不成比例。

糊粉层是胚乳的外层构造，也是胚乳中唯一有生命的部位；賒部分是一团死细胞，储存了大部分的碳水化合物和蛋白质，体积也占了谷子的一大半。

胚乳旁有个子叶盘，这是一片改造过的叶子，负责吸收、消化胚乳所含食物并传给“胚胎（即胚芽）”。

胚胎位于果实基部，本身也含有丰富的油脂和酵素，且带有浓郁风味。

胚乳的英文名endosper出自希腊文，意思是“在种子里面”，一般而言，谷只消耗这个部位。

胚乳由储存细胞组成，细胞含蛋白基质，里面嵌有一颗颗淀粉粒。

蛋白基质由普通细胞蛋白和胞膜原料构成，有时还含有特殊储备蛋白质构成的球体。

淀粉粒一膨大，这些蛋白质球体也随之相互压挤，不再各自独立，并凝结成一大团。

近中央处的细胞和谷子表皮附近的细胞相比，所含的淀粉往往较多，白质含量则较少。

这种渐次递减叫现象也意味着谷类作物越经碾压研磨，营养价值便越差。

成长过程：1.生育期谷子从出苗到成熟所经历的时间叫生育期。

谷子生育期长短，因品种、播期、栽培地区不同而不同。

在春播条件下，生育期少于110天为早熟品种，111—125天为中熟品种，大于125天为晚熟品种；夏播条件下，70—80天为早熟品种，80—90天为中熟品种，大于90天为晚熟品种。

从播种到成熟，根据谷子植株外部形态特征，分为出苗期、拔节期、抽穗期、开花期及成熟期等5个生育时期。

2.种子萌发和出苗谷子种子萌发是指种子经过吸水膨胀和养分转化，胚根鞘首先胀裂胚部种皮露出，随即胚芽鞘也胀破种皮而出。

胚芽是在胚芽鞘保护下出土。

胚根鞘露出地面见光后停止生长，芽鞘破裂，从中伸出第一片真叶。

通常第一片叶露出地面25px为出苗。

稻谷结构及各组分营养成分分析稻谷粒由颖（外壳）和颖果（糙米）2 部分组成，制米加工中稻壳经垄谷机脱去而成为颖果，又称为糙米。

稻壳由内颖(内秤）和外颖（外稃）组成，内外颖的两缘相互钩合包裹着糙米，构成完全封密的谷壳.谷壳约占稻谷总质量的20％,它含有较多的纤维素（30％）、木质素（20％）、灰分（20%）和戊聚糖（20％），蛋白质（3％），脂肪和维生素的含量很少，其灰分主要由二氧化硅（94%～96％)组成。

糙米是由受精后的子房发育而成。

按照植物学的概念，整粒糙米是一个完整的果实，由于其果皮和种皮在米粒成熟时愈合在一起，故称为颖果。

颖果没有腹沟，长5mm ～ 8mm ，粒质量约25mg ，是由颖果皮、胚和胚乳3部分组成。

颖果皮由果皮、种皮和珠心层组成，包裹着成熟颖果的胚乳.胚乳在种皮内,是由糊粉层和内胚乳组成。

胚位于糙米的下腹部，包含胚芽、胚根、胚轴和盾片 4 个组成部分。

在糙米中,果皮和种皮约占2%,珠心层和糊粉层占5％～6％,胚芽占2。

5％~3.5%，内胚乳占88%～93％。

在糙米碾白时，果皮、种皮和糊粉层一起被剥除，故这3 层常合称为米糠层。

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.稻谷子粒各组成部分的质量比例如表1所示.表1稻谷子粒各组成部分质量比例％（三）稻谷的化学成分稻谷子粒中含有的化学成分有水、蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素、矿物质等，此外还有一定量的维生素。

稻谷子粒各组成部分的主要化学成分含量见表2 .表2 稻谷子粒各组成部分的主要化学成分％虽然大米胚乳中的蛋白质含量较少（7%～8％）,但它是谷物蛋白质中生理价值最高的一种，其氨基酸组成比较平衡，赖氨酸含量约占总蛋白的3。

5％。

大米蛋白质以米谷蛋白为主要组成，约占总蛋白的80%。

其他3 种为清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白，其中以醇溶蛋白含量最低，仅占总蛋白的3％~5%。

淀粉是大米最主要的组成成分，占整粒大米的77％～80％；糯米淀粉几乎都是由支链淀粉组成，不含直链淀粉;粳米中直链淀粉要多一些（约占淀粉总量的20%），而籼米胚乳中的直链淀粉则更多.含直链淀粉多，则米质松散，食用品质低,因此人们一般不喜欢吃籼米，但它特别适合用来加工米粉。