粮油加工工艺学
绪论 食品——经过加工制作的食物统称为食品
1、食品工艺学是一门应用技术，以化学、物理学、机械、材料学、医学和电子学等为基础，研究食品在加工过程中的工艺、设备及质量控制和保障问题，保证生产出具有贮藏性、营养与功能性、感官功能易接受性、方便性、外包装可靠性、卫生与安全性的食品。 食品工艺学以了解食品原料性质为基础，以研究加工工艺过程为重点，以生产出高质量食品为目标。食品工艺学涉及的范围包括人们日常所理解的食品生产的所有领域，是食品工程学的主要组成部分。
2、粮油食品工艺学在农产品加工领域的地位
粮油食品工艺学是食品工艺学的主要组成部分，主要研究以粮食、油脂为主要原料制造食品的技术问题，以烘烤食品、面条制品、膨化食品、淀粉制品及传统谷物、豆类、薯类制品为主，是农产品初级加工、油脂加工初级原料在食品工业上的再加工和应用，也是粮食工程、油脂工程和食品工程的结合点。
粮油食品工艺学是在农产品初级加工基础上的再加工，是农产品变成最终商品（食品）不可缺少的环节，是农产品加工企业进行深加工增值的主要领域和发展方向。 3、粮油食品工艺学在粮食工程中的地位和作用
粮食工程以粮食，主要是谷物的贮藏、运输、初级加工为主要环节，研究粮食的安全贮藏方法，粮食调运机械和包装，粮食的清理和加工工艺，以及粮食的价格和供需平衡问题。 4、粮油食品工艺学是将谷物加工、豆类加工、薯类加工出来的食品原料或副产品经过再加工，制造出食品或仅需再加工的食品原料。它是粮食工程的引深，是食品工程的重要研究内容。
粮油食品工艺学涉及的主要原料有面粉、淀粉、大米、植物蛋白、纤维素、油脂及其它辅料。工艺过程主要涉及发酵技术、烘烤技术、挤压膨化技术、干燥技术、冷冻技术、保鲜技术等。研究的食品种类主要有烘烤食品、蒸煮食品、挤压膨化食品、方便食品、冷冻食品及部分传统食品等。
5、 我国粮油食品工业的发展方向 谷物食品工业的发展方向及重点
开发我国农产品资源，使资源合理利用，创造高的价值。开发花色品种，提高产品的数量和质量。发展方便食品。
谷物食品应按现代食品的科学导向发展。具体体现以下几方面：
食物营养平衡化。要求食物在氨基酸、脂肪酸、酸碱、维生素、无机盐等方面达到平衡。 食物搭配科学化。食品资源天然化。食物口感清淡化。 食物食用特异化。安全无害化。 6、现代谷物食品应具备的特性
现代谷物食品工业如其他食品工业一样，是利用食品原料经加工制造，以供人类食用为目的的工业。通过对食品原料的加工，以保持其不腐败变质，便于贮运，方便食用。 可贮藏性 营养与功能性（基本营养功能 特殊生理功能）感官功能的易接受性 方便性 外包装的可靠性 加工技术的先进性 卫生与安全性
7、 国外粮油食品发展方向 生产实现机械化 连续化 专业化。包装材料轻量化 包装机械高效化。 大量采用最新科学技术。储存冷藏化. 食品大众化。 8、主要粮油食品类型
遍及世界各地的方便主食面包。品种多风味佳的方便面条。方便米饭。膨化方便食品。 新兴大豆蛋白食品。早餐食品等。 粮油食品工艺学知识体系
第一篇 小麦制粉与面制食品生产 第四篇 油脂加工及植物蛋白利用※ 第二篇 玉米深加工及淀粉制品生产※ 第五篇 小宗谷物加工
第三篇 稻谷制米及米制食品品生产 第六篇 膨化食品及特殊粮油食品生产 第一篇 小麦制粉及面制食品生产 Chapter1 小麦分类与品质
小麦的分类 栽培小麦种群主要是两大类，一是普通小麦，为六倍体，染色体条数42条，在生产上占绝大多数；二是四倍体小麦，又称杜伦小麦、硬粒小麦，是在进化过程中的比较原始的种，现在较少。 1、 小麦的分类方法
按播种季节划分 春小麦和冬小麦。长城以北地区，冬季严寒，小麦不能越冬，在春季播种，当年秋天收获，称春小麦。长城以南，小麦秋季播种，越冬后，春季返青，夏季收获，称冬小麦。我国以种植冬小麦为主。春小麦籽粒两端尖，腹沟深，皮层较厚，出粉率较低。 按皮色划分 白皮小麦和红皮小麦。白皮小麦籽粒呈黄白色或浅黄色，皮薄，胚乳含量多，出粉率较高;红皮小麦籽粒呈深红色或红褐色,皮层较厚，胚乳含量少，出粉率较低 。我国群众习惯上偏爱白皮小麦，白皮小麦的市场价格也高于红皮小麦。
按胚乳质地划分 硬质小麦和软质小麦。胚乳质地紧密，呈半透明状的称为角质，凡角质部分占截面积一半以上的籽粒，称角质粒，含角质粒70%以上的小麦，称硬质小麦。胚乳横断面呈白色粉状，不透明的称为粉质粒，含粉质粒70%以上的小麦，称软质小麦。一般而言，硬质小麦中蛋白质含量和湿面筋含量均高于粉质小麦。
2、小麦结构
小麦籽粒结构与品质优劣有很大关系。皮层约占小麦籽粒的14.5--18.5%。皮层由7部分组成，由外向里依次为表皮、外果皮、内果皮、管状细胞、种皮、珠心层和糊粉层。
表皮是皮层的最外一层，略呈透明状，外果皮颜色较黄，内果皮在籽粒未成熟时呈青色，成熟后无色。种皮是由透明层和色素层组成，小麦籽粒的皮色主要是由色素层的色素决定的。珠心层呈透明状，与种皮结合紧密，不易分开，透水性差，影响水分向胚乳渗透。外面的6层含有较多的不易被人体消化吸收的纤维素，磨粉时成为麸皮，可用作饲料和高纤维食品的原料。皮层的最里层、胚乳的表层是糊粉层。它是由一层糊粉细胞组成的，个别地方有两个细胞重叠，细胞较大略呈方形、壁厚，细胞内充满了脂肪滴和蛋白质，还可以看到细胞核。糊粉层以内都是大型的薄壁细胞，内部充满淀粉粒。糊粉层占整个皮层重量的40--50%，含有丰富的B族维生素、矿物质、蛋白质及蛋白酶，粗纤维少，几乎不含面筋蛋白质。 糊粉层是小麦籽粒中营养价值最高的部分，在磨制低等级面粉时，应尽可能将其磨入面粉中，在保证面粉质量的前提下提高出粉率和面粉的营养价值；但因糊粉层中含有纤维素、戊聚糖及灰分，在磨制高精度面粉时应随麸皮全部除去。
皮层各营养成分占整个籽粒营养成分的百分比如下：VB1的33%，VB2的42%，VB6的73%，烟酸的86%，泛酸的50%，蛋白质的19%。
小麦按颜色主要有白麦和红麦两种。白麦因其颜色浅、皮薄，磨制的面粉色白，出粉率较同等红麦高。同时各类小麦皮层的薄厚不同，皮层的薄厚对出粉率的高低也有很大影响，薄皮麦加工时皮层松软，胚乳占整粒麦的百分数大，皮层和胚乳的粘结稍松，出粉率高，厚麦则反之。
胚(胚芽)位于麦粒背部的下端，内侧紧贴胚乳，外侧被皮层包裹,约占麦粒总重的1.4--3.9% 。胚是小麦开始发芽的部位，也是小麦中营养价值最高的部分，其中蛋白质含量25—35%，脂肪6—11%，灰分4%以上，还含有少量的可溶性糖、多种酶和维生素。如果将其磨人面粉中可以增加面粉的营养成分，但脂肪极易变质，会增加面粉的酸度，加快面粉变质，不利于面粉的长期贮存。
胚呈黄色，并且含有较多的灰分和纤维素，它的存在会影响面粉的粉色，在磨制高等级面粉时，不宜将胚磨人面粉中。但良好和完整的胚有利于加工中的水分调解，胚是水分向胚乳渗透的主要通道。胚可以作为人类的营养食物，它占整个籽粒营养成分的百分比为：VB1的66%，VB2的26%，VB6的21%，泛酸的7%，烟酸的2%，蛋白质的8%。
小麦胚乳 胚乳占麦粒的绝大部分,约占籽粒的78--83%。 小麦籽粒不同部位的胚乳细胞大小、形状和化学成分均不同。在麦粒的横截面上有三种胚乳细胞，最外面的一排是外围胚乳细胞，与糊粉层连接；在外围胚乳细胞的里面是长棱拄形细胞，垂直于籽粒表面，主要位于籽粒的背部；在籽粒两颊中间部分的是中央胚乳细胞，较大，呈多角形。
胚乳中最主要成分是面筋蛋白质和淀粉。胚乳细胞的淀粉粒之间充塞有蛋白质体，蛋白质体主要是由面筋蛋白组成，外围胚乳细胞中的蛋白质比其它不符胚乳细胞的蛋白质多。
根据胚乳中蛋白质含量的差异以及结构紧密程度的不同，可分为角质胚乳、半角质胚乳和粉质胚乳，角质程度是区分硬质麦和软质麦的依据。硬质麦蛋白质含量高，胚乳呈透明状，结构紧密；软质麦蛋白质含量低，质软，白色不透明，结构不致密。
胚乳部分占整个籽粒的营养成分百分比：蛋白质的70--75%，泛酸的43%，VB2的32%，烟酸的12%，VB6的6%，VB1的3%。可见，胚乳部分的营养价值较低，特别是B族维生素含量少。
3、硬质小麦与软质小麦相比，具有较好的加工工艺性能，主要体现在：
在制粉过程中，可获得大量的麦渣和麦心，适宜制取优质面粉；磨制的面粉呈沙粒状，形状规则，大部分是完整的胚乳细胞，流动性好，筛理效率高；胚乳与皮层结合疏松，比较容易从麸皮上刮净胚乳，在其他条件相同的情况下，出粉率较高；制成的面粉，蛋白质含量高，面筋质好，适宜于制作面包、馒头、饺子等食品；由于胚乳的硬度较大，制粉时动力消耗较大；硬质小麦的胚乳呈乳黄色，其他条件相同的情况下，面粉色泽较次。软质小麦的工艺品质与硬质小麦相反，其制品适于制作饼干、糕点等食品。
4、小麦的结构力学性质 粉碎小麦及胚乳所需要的压力比剪切力要大的多；小麦皮层的抗破坏力要比胚乳大好几倍，所以研磨中将胚乳逐步磨成细粉，而麸皮保持完整，有利于提高面粉质量，降低能耗； 在一定水分范围内，胚乳和整粒小麦都是水分越高，抗破坏力越差；皮层的抗破坏力则随水分的增加而加强。所以适宜入磨水分是保证面粉质量和节省动力的关键，小麦入磨水分一般为14--15%。硬质小麦的抗破坏力比软质小麦大，加工硬质小麦的动力消耗比加工软质小麦大，应加强对胚乳的研磨；承受挤压时，脂肪含量高的胚只被压成片状，而不会断裂破碎，薄片与淀粉粘附在一起，不易筛理。
5、化学成分
小麦和面粉中的化学成分不仅具有营养价值，对粮油食品加工工艺也有很大影响。主要化学成分是淀粉、蛋白质、水分、脂肪，还含有少量的矿物质(灰分)、维生素和其它成分。 蛋白质 小麦籽粒中蛋白质的含量和品质不仅决定小麦的营养价值,而且小麦蛋白质还是构成面筋的主要成分,因此它与面粉的工艺性能有着极为密切的联系。
麦粒各部位蛋白质分布不均，胚和糊粉层含量最高；在胚乳中，越接近种皮的部位，蛋白质含量越高。面粉中的蛋白质根据溶解性质不同可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。醇溶蛋白和麦谷蛋白可以与水结合,形成面筋，称为面筋蛋白。醇溶蛋白影响面筋的延伸性，麦谷蛋白影响面筋的弹性。
碳水化合物 碳水化合物是小麦和面粉中含量最高的化学成分，越占粒种的70%。主要包括淀粉、糊精、纤维素以及各种游离糖和聚戊糖。在制粉过程中，纤维素和聚戊糖大部分被除去，纯面粉的碳水化合物主要是淀粉、糊精和少量糖，约占面粉重的75%。
淀粉 小麦籽粒中的淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳细胞中。小麦淀粉中，直链淀粉约占1/4，支链淀粉约占3/4。在制粉过程中会使小部分淀粉粒受到机械损伤，硬麦比软麦的损伤要大一些。破碎淀粉粒吸水力较高,可以使面团发软，淀粉酶的活性也会增强。一般要控制破碎淀粉粒的量。最佳淀粉损伤程度应在4.5-8%范围内，具体依蛋白质含量而定。在面团中，淀粉充塞于面筋网络结构中。淀粉的糊化粘度以及特性对面粉中加工有一定影响。
纤维素 纤维素和半纤维素是麦粒细胞壁的主要成分。
麦粒纤维素主要集中在麦皮里。纤维素和半纤维素对人体无直接营养价值，但有利于胃肠蠕动，有利于对其他营养物质的消化吸收小麦磨粉中的出粉率愈高，纤维素含量愈多，纤维素含量是面粉精度指标。胚乳中含有2.4%水溶性戊聚糖和少量非水溶性戊聚糖。麦粒中约含6%以上戊聚糖。戊聚糖在影响面团性方面因为有主要作用。
游离糖 麦粒中约有1.5%的还原糖，最高达4%以上，在面生产中可作用为酵母的碳源，是面包色、香、味的基本物质。
脂质 麦粒中脂肪含量很低，但亚油酸比例很高。麦胚中油分含量很高，其次是糊粉层，麸皮含油5.4%，胚乳中仅为1.5%。小麦胚乳中含有较多的不饱和脂肪酸，易氧化酸败，影响面粉质量，因此制粉时应尽量除去胚芽和麸皮。面粉贮藏过程中，甘油酯在裂脂酶、脂肪酶作用下水解形成脂肪酸。因此，面粉质量标准中规定面粉的脂肪酸值(湿基)不得超过80，以鉴别面粉的新鲜程度。
矿物质 麦粒中含有多种矿质元素，常以无机盐形式存在。 小麦和面粉中的矿物质是用灰分来测定的。皮层和胚部的灰分含量远高于胚乳。灰分含量较高的面粉，说明其中混入了一些糊粉层和皮层部分，面粉精度越低，反之则说明面粉精度越高。我国国家标准把灰分作为检验小麦粉精度的一个重要指标。
维生素 小麦和面粉中的维生素主要是B族维生素和维生素E，维生素A的含量很少，几乎不含维生素C和D。维生素主要集中在糊粉层和胚芽部分。出粉率高、精度低的面粉维生素含量高于出粉率低、精度高的面粉。低等粉、麸皮和胚芽的维生素含量最高。维生素E大量存在于小麦胚芽中，因此麦胚是提取维生素E极为宝贵的资源。
酶 小麦和面粉中含有众多的酶：淀粉酶、蛋白酶、脂酶、脂肪氧化酶、植酸酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶等。
6、小麦品质
小麦品质是一个综合概念。根据不同目的，小麦品质具有不同的含义。育种者认为品质是小麦产量、抗病性及对肥力反应程度等的表现；面粉加工者把小麦的磨粉能力、病虫害程度和杂质含量等视为品质；面包生产者则要求小麦面粉具有适合面包加工、满足面包生产需要的性能。
小麦品质是小麦品种对某种特定最终用途的适合性和满足程度。评价小麦品质应结合最终加工产品的要求，因为不同食品要求其优质的内容并不相同。可将小麦品质性状分为籽粒品质性状、营养品质性状、磨粉品质性状、食品品质性状和蛋白质品质性状五类。
a小麦籽粒品质性状 籽粒品质是与小麦颗粒性状有关的一些指标的反映。由大量籽粒形成的粮堆有其群体性状，这些性状影响着小麦在储运和加工中的表现，常常将水分，杂质率等商品粮品质性状也划归于这一类。
籽粒形状与大小 小麦籽粒形状有长圆形、卵圆形、椭圆形和圆形等，横截面近似心脏形。研究表明，籽粒越接近圆形，磨粉越容易，副产品越少，出粉率越高，但在一定程度上这种籽粒往往具有籽粒较小及其他不利性状。腹沟深的小麦籽粒皮层比较大，而且容易沾染灰尘和泥沙，加工中很难清除，会降低出粉率和面粉质量，因此以近圆形且腹沟浅的籽粒品质为优。
籽粒的大小以长、宽、厚或用筛孔规格来表示。在其他条件相同的情况下，颗粒大的籽
粒比表面积小，麸皮含量少，所以颗粒大的小麦出粉率高。籽粒的大小和粒重是紧密相关的，粒重是产量的重要构成因素之一。从磨粉工业的观点看，籽粒较大的重要性是由于种皮百分率较低，种皮百分率高低与出粉率有关。
籽粒的整齐度 籽粒整齐度是指籽粒形状和大小的均匀一致性，可用一定大小筛孔的分级筛来鉴定。籽粒整齐的品种，在除杂及磨粉时比较容易操作，否则，加工前需要分级，造成能耗多，浪费时间。而且籽粒较小的部分其面粉产量也较低。
籽粒饱满度 籽粒饱满度是衡量小麦形状的重要指标。一般用目测法将成熟干燥种子分为五级，饱满的籽粒中胚乳所占的比例大，出粉率高。不充实（不饱满）和不成熟的小麦都属于劣质麦，胚乳比例小，不仅出粉率低，而且表皮皱褶，腹沟也较深，清理时附着在表皮上的杂质不易除去。劣质麦的结构组织脆弱，清理时容易产生碎麦，吸收水分也不均匀，影响研磨。因此，原粮中劣质麦较多，出粉率和面粉质量均较低。用籽粒饱满度好的小麦磨粉出粉率高。
水分 小麦水分是指麦粒中含水量占整个籽粒的比例，其标准测定方法是电烘箱干燥法。水分测定是小麦中一切化学成分测定的基础，小麦水分测定也是小麦制粉中润水工序的依据。另外，水分也是粮食储藏中要监控的一个关键指标。显然高水分粮食由于有较强的呼吸作用等生理活动，极不耐受储存。因之，小麦储存时水分含量应控制在安全水分以下。 杂质和不完善籽粒 杂质是小麦中的非小麦成分，如砂石、土块、草籽、异种粮粒等。不完善籽粒是有缺陷但尚有食用价值的小麦籽粒，如破损粒、未熟粒、虫蚀粒、发芽粒等。样品中的杂质含量和不完善籽粒综合反映了小麦在收获储存过程中的品质状况，这两者的比例越大，则品质越差。
千粒重 千粒重指1000粒风干种子的绝对质量。千粒重的大小反映了籽粒的大小和质地、饱满程度等。小麦的千粒重也影响其加工表现。千粒重适中的小麦其籽粒均匀程度好，在加工中出粉率较高。秕瘦籽粒的千粒重低，出粉率低；千粒重过高的籽粒会因为籽粒的整齐程度下降，在加工中并不能显示出其优越性。
容重 小麦容重是1升小麦的绝对质量。容重是小麦收购、贮运、加工和贸易中分级的主要依据，也是鉴定磨粉品质的一个综合指标。容重高低与籽粒大小关系不大，但受籽粒间空隙大小、籽粒形状、饱满程度、整齐度以及水分、杂质、腹沟深浅等的影响较大，容重高的小麦品种，胚乳组织较致密，籽粒较饱满。
容重与出粉率和面粉灰分含量直接相关，在一定范围内，随容重增加，小麦出粉率提高，面粉灰分含量降低，因此面粉加工厂愿意采用容重高的小麦为原料。等外级小麦容重对出粉率的影响明显较等内级小麦大，随容重的减小出粉率急剧下降。
籽粒硬度 籽粒硬度是指压碎小麦所用的力，是对小麦籽粒软硬程度的评价。籽粒硬度与胚乳质地密切相关，主要是由籽粒中淀粉和蛋白质间的粘连以及淀粉颗粒之间蛋白质基质的连续性造成的。根据籽粒硬度可将小麦分为硬质小麦和软质小麦，我国的硬质小麦和软质小麦基本各占一半。一般硬质小麦的蛋白质含量和质量较高，研磨时胚乳易与麸皮分离，出粉率较高，灰分含量较低,较适合制作面包等食品。软质小麦则适合制作糕点和饼干等食品。
角质率 育种工作者常用角质率来判断小麦籽粒硬度。正常收获、干燥的小麦籽粒硬度与角质率间一般存在着显著的正相关关系。但角质率与多数品质性状无直接关系。 角质率易受环境条件的影响，干旱条件能提高角质率，降雨则不利于它的形成。降雨量影响角质率与容重、与千粒重之间相关性的显著程度。美国、加拿大、日本等国家把角质率含量在70%以上的小麦定为硬质小麦。我国现行小麦国家标准中也规定角质率含量在70%以上的小麦为硬质小麦。
种子发芽试验 小麦在收获成熟后有一个生理后熟期，在这个时期不能发芽，工艺品质