小宗粮食加工-荞麦加工

粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719991/18小宗粮食加工－－荞麦加工顾尧臣摘要阐述了荞麦的分布与生产，荞麦的形态结构和物理特性，荞麦的营养品质及蛋白质量和淀粉水热处理，荞麦产品、食品和药用成分；国内外荞麦加工工艺和设备，荞麦脱壳工艺和设备等。关键词荞麦物理特性营养品质加工工艺和设备中图分类号TS21ProcessingTechnologyforNon-StapleCereals——BuckWheatProcessingABSTRACTThebuckwheatdistribution,production,shapeandstructureaswellasphysicalcharacteristicswereexpounded.Thenutrictionandproteinqualityofbuckwheat,starchtempering,buckwheatproducts,foodsanditsmedicalcomponentsweredescribed.Thebuckwheatprocessingtechnologyandequipmentathomeandsbroadwereintroduced.KEYWORDSbuckwheatphysicalcharcteristicsnutritionqualityprocessingtechnologyandequipment1.荞麦的分布与生产［1，2］荞麦又称三角麦，具有生育期短，耐冷凉瘠薄等特性，是粮食作物中比较理想的填闲补种作物。荞麦花朵大，花朵多，花期长，蜜腺发达，具有香味，泌密量大，是我国三大密源作物之一。荞麦起源于中国和亚洲北部，世界上荞麦主要生产国是前苏联、中国、日本、波兰、法国、加拿大和美国等。我国主要产区在西北、东北、华北、西南一带干寒、高寒地区，少数民族聚居地区，沿边山区具有明显的优势。荞麦由于其独特的营养价值被认为是世界性新兴作物，欧盟在1986年恢复了对荞麦的兴趣，其所属的农业服务技术执行机构对其品种、土壤、气候、营养、经济、食品等方面进行了一系列研究［4］。荞麦为我国传统出口产品，在国际市场上以“粒大、皮薄、面白、粉多、筋大、优质”享有盛名。近年来对荞麦的医用价值有了新的认识，已开始出口苦荞制成品。2.荞麦的形态结构和物理特性2.1形态结构［1］见图1。栽培荞麦有三个品种：甜荞、苦荞和翅荞。粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719992/18a1.甜荞果实外形甜荞横切面简图a2.苦荞果实外形苦荞横切面简图b.荞麦纵切面图(此切面与胚的子叶面垂直)c.荞麦横切面部分放大d.荞麦种子横切面(胚成S形嵌于胚乳中)e.荞麦胚位置和b相应图1荞麦果实和种子的形态结构图1中a1为甜荞，称普通荞麦，是我国栽培较多的一种，果实较大，三棱形，表面与边缘光滑，品质好。图1中a2为苦荞，又称鞑靼荞麦，我国西南地区栽培较多，果实较小，棱不明显，有的呈波浪形，两棱中间有深凹线，皮壳厚，果实略苦。翅荞，果实有棱伸展呈翼状，品质差，我国北方和西南地区有少量栽培。荞麦果实又称瘦果，三棱形。甜荞果实为三角状卵形，棱角较锐，果皮光滑，常呈棕褐色或棕黑色。苦荞果实呈锥形卵状，果上有三棱三沟，棱构相同，棱圆钝，仅在果实的上部较锐利，棱上有波状突起，果皮较粗糙，常呈绿褐色和黑色。荞麦果实的果皮较厚，图1中b、c。外果皮：果实的最外一层，细胞壁厚，从纵切面b、c看，细胞壁排列较整齐，其长度与果实长度相垂直。外壁角化成为角质壁。中果皮：为纵向延伸的厚壁组织，壁厚，由几层细胞组成。横细胞：是2～3层明显的横向延长的棒状细胞，两端稍圆或稍尖，平伸或略有弯曲，壁略有增厚。内果皮：为1层管细胞，细胞分离，具有细胞间隙或相距较远，在横切面上呈环形。果实在完全成熟后，整个果皮的细胞壁都加厚，且发生木质化以加强果皮的硬度，成为荞麦的“壳”，为了区别于一般谷物的壳称为皮壳。种皮：可分为内、外两层。外层外面的细胞为角质化细胞，表面有较厚的角质层；内层紧贴于糊粉层上，果实成熟后变得很薄，形成一层完整或不完整的细胞壁。种皮中具有色素，这使种皮的色泽呈黄绿色、淡黄绿色、红褐色、淡褐色等。粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719993/18种子：包于果皮之内。种子(图1中d)由种皮、胚乳和胚组成。皮层厚度：如表1所示。表1荞麦皮层厚度μm外果皮中果皮横细胞内果皮种皮棱间脊部30～6050～57100～13013～1610～158～15荞麦果皮的厚度由外果皮、中果皮(棱间)、横细胞和内果皮组成，约为103～148μm，是小麦果皮厚度33～49μm的3倍，结合较高的硬度形成荞麦的“皮壳”。我国荞麦皮壳占果实重量的25%～30％，欧盟荞麦占果实重量的20%～25％［4］。胚：胚(图1中e)由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成，胚最发达的部位是子叶，有二片，片状的子叶宽大而折叠。胚实质上是尚未成长的幼小植株，胚位于种子的中央，嵌于胚乳中，横断面呈S形(图1中a1、a2)。胚占种子重量的20%～30%。胚乳：胚乳是制粉的基本部分。荞麦胚乳组织结构疏松，呈白色、灰色或黄绿色，且无光泽。胚乳有明显的糊粉层，为品质良好的软质淀粉，无筋质，制作面食制品较困难。甜荞和苦荞胚乳有特殊的荞麦清香味，苦荞胚乳略带苦味。2.2物理特性［1］(1)粒度我国荞麦果实长度为4.21～7.23mm，甜荞长度大于5mm；宽度为3.0～7．1mm。俄罗斯植物品种质量控制中心对俄罗斯荞麦的47个现代品种和老品种用实验室选筛进行了粒度分析，筛孔直径从5.0mm递减到3.4mm。现代品种筛出的组分数量为4～6组，均质性为85%～98%；老品种筛出组分为7～8组，均质性为40%～60%［5］。详见6.1.1节。(2)千粒重我国甜荞千粒重为15～38.8g，平均千粒重为(26.5±7.4)g，其中以千粒重为25.1～30g的中粒品种为主占41.4%，其次为20.1～25g的小粒品种占26.9%，30．1～35g的大粒品种占17.5%，千粒重小于20g的特小粒品种占13.3%。苦荞千粒重范围为12～24g，平均千粒重为(18.8±4.7)g，其中以千粒重为15.1～20g的中粒品种为主占57.7%，其次千粒重大于20g的大粒品种占29.9%，千粒重小于15g的小粒品种占12.6%。(3)容重甜荞果实、容重一般在550～600kg/m3左右，苦荞果实容重一般在712～720kg/m3左右。欧盟各国荞麦容重为550～700kg/m3［4］。荞麦容重和千粒重负相关，甜荞和苦荞千粒重范围相差大，所以容重差别亦大。(4)水分甜荞果实水分一般为13%左右，苦荞为13.15%左右。(5)悬浮速度粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719994/18甜荞果实一般为7.5～8.7m/s左右，苦荞为7～10m/s左右。(6)灰分欧盟各国荞麦灰分1.5%～2.0%(干基)。3.荞麦的营养品质3.1荞麦和大宗粮食的营养成分比较荞麦营养丰富，无论是甜荞还是苦荞，是果实还是茎、叶、花的营养价值都很高。蛋白质、脂肪、维生素、微量元素含量普遍高于大米、小麦和玉米，并含有其他禾谷类粮食所没有的叶绿素，维生素P(芦丁)。详见表2。表2荞麦和大宗粮食的营养成分比较项目甜荞种子苦荞种子小麦粉大米玉米粗蛋白/%6.510.59.97.88.5粗脂肪/%1.372.151.81.34.3淀粉/%65.973.1174.676.672.2粗纤维/%1.011.620.66.41.3VB1／mg.g-10.080.180.460.110.31VB2／mg.g-10.120.50.060.020.1VP／%0.095～0.213.05000VPP／mg.g-12.72.552.51.42叶绿素／mg／g1.3040.42000钾／%0.290.40.1951.720.27钠／%0.0320.0330.00180.00720.0023钙／%0.0380.0160.0380.0090.022镁／%0.140.220.0510.0630.06铁／%0.0140.0860.00420.0240.0016铜／mg.kg－144.5942.2－锰／mg.kg－110.311.7－－－锌／mg.kg－11718.522.817.2－注：①甜荞、苦荞均为四川样品。②小麦、大米为1980年食物成分表中小麦(标)粉、籼标—大米数据。③玉米是《食品与健康》中数据。④中华人民共和国商业部谷物化学研究所，1989。粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719995/183.2荞麦种子的营养成分分布［1］荞麦果实脱去皮壳后得到种子，再把种子碾磨成粉制作食品。种子的营养成分含量是从外围向中心渐逐降低的，即外层的营养成分最高，向内部逐渐降低，到中心部位最低，这种规律和小麦、大米等大宗粮食是一样的。把种子磨成粉，分别测试营养成分，全粉表示种子的营养成分，外层粉、中层粉和心粉的数值显示了营养成分从外围向中心逐渐降低的规律(表3)。表3苦荞种子不同部位的营养成分项目全粉外层粉中层粉心粉水分/%13.313.1512.910.8粗蛋白/%11.724.029.288.78粗脂肪/%2.66.082.81.2淀粉/%73.652.7777.3979.31粗纤维/%1.282.210.590.5VB1/mg.g－10.090.620.320.06VB2/mg.g－10.230.360.20.2VPP/mg.g－13.33.32.11.2VP/%2.555.23～7.433.10～4.130.47～0.975叶绿素/mg0.51.30.720.29钾/%0.460.820.380.23钠/%未检出7.57.5未检出钙/%0.01640.01080.01250.0133镁/%0.270.550.240.09铁/%0.01010.02080.0070.0098铜/mg.g－145.82.52.3锰/mg.g－11529116.5锌/mg.g－117403510硒/mg.g－10.430.120.0310.013从表3可以看出，外层粉是靠近种皮部分的粉含有较多的种皮，营养成分含量最高，特别是其他谷类粮食所没有的维生素P(芦丁)含量高，保健功能好。3.3荞麦蛋白质荞麦蛋白质和其他谷类作物蛋白质不同，小麦蛋白质主要是麦谷蛋白与胶蛋白，面筋含量高。而荞麦蛋白质主要是谷蛋白，水溶性清蛋白和盐溶性球蛋白等，这类蛋白质的面筋含量很低，近似于豆类蛋白，尤其是苦荞，水溶性清蛋白和盐溶性球蛋白占蛋白质总量的50%以上。无论是苦荞还是甜荞，蛋白质质量都优于大米、小麦和玉米［1］。3.3.1氨基酸和蛋白质质量粮食与饲料工业CEREAL&FEEDINDUSTRY1999年第7期No.719996/18(1)氨基酸组成［1］荞麦含19种氨基酸，含量丰富，苦荞的氨基酸含量高。氨基酸中的精氨酸，苦荞粉含量为1.014g/100g，为小麦含量0.416g/100g的2倍多，为玉米含量0.3213g/100g的2.6倍。表4是荞麦和大宗粮食中8种人体必需氨基酸含量的比较。表4荞麦和大宗粮食8种必需氨基酸含量项目甜荞种子苦荞种子小麦大米玉米苏氨酸/%0.27360.41730.3280.2880.347缬氨酸/%0.38050.54930.4540.4030.444蛋氨酸/%0.15040.18340.1510.1410.161亮氨酸/%0.47540.75700.7630.6621.128赖氨酸/%0.42140.68840.2620.2770.251色氨酸/%0.10940.18760.1220.1190.053异亮氨酸/%0.27350.45420.3840.2450.402苯丙氨酸/%0.38640.54310.4870.3430.395注：中华人民共和国商业部谷物化学研究所，1989。苦荞中