内容简介
《现代谷物科学与营养》汇聚国内外谷物研究成果，融合作者多年实践与思考，聚焦燕麦、稻米等八大功能谷物，系统介绍谷物化学成分、品种特征及其相关食品的营养组分与功能特性、深加工现状与发展趋势，重点关注谷物作为功能性食品的潜力，以及深加工技术在其中的创新应用。
目录
目录
前言
**章 谷物化学 1
**节 燕麦化学成分 1
一、燕麦淀粉 2
二、燕麦蛋白质 4
三、燕麦脂肪 7
四、燕麦膳食纤维 10
五、燕麦矿物质和维生素 11
六、燕麦生物碱 13
第二节 稻米化学成分 15
一、稻米淀粉 17
二、稻米蛋白质 19
三、稻米脂肪 20
四、稻米维生素和矿质元素 20
五、生物活性化合物 21
第三节 青稞化学成分 25
一、青稞淀粉 25
二、青稞膳食纤维 29
三、青稞蛋白质 31
四、青稞脂质 34
五、青稞维生素和矿物质 35
六、青稞籽粒中其他营养因子 36
第四节 荞麦化学成分 39
一、荞麦淀粉和膳食纤维 41
二、荞麦蛋白质 42
三、荞麦脂肪 44
四、荞麦维生素和矿质元素 44
五、荞麦中的化学植物素 45
第五节 小麦化学成分 46
一、小麦淀粉 46
二、小麦蛋白质 49
三、小麦脂质 52
第六节 藜麦化学成分 53
一、藜麦淀粉和膳食纤维 53
二、藜麦蛋白质 53
三、藜麦脂质 54
四、藜麦其他活性成分 54
第七节 高粱化学成分 55
一、高粱淀粉 56
二、高粱蛋白质 56
三、高粱脂质 57
四、高粱其他营养成分 58
第八节 玉米化学成分 58
一、玉米淀粉 59
二、玉米蛋白质 61
三、玉米脂质 62
参考文献 62
第二章 谷物加工与产品营养特征 75
**节 燕麦加工与营养特征 75
一、燕麦品种、产量及分布 75
二、燕麦关键组分与加工 77
三、燕麦产品营养特征 85
第二节 稻米加工与营养特征 88
一、稻米品种、产量及分布 88
二、稻米关键组分与加工 89
三、稻米营养特征 102
第三节 青稞加工与营养特征 104
一、青稞品种、产量及分布 104
二、青稞关键组分与加工 111
三、青稞食品开发 118
四、青稞产品营养特征 122
第四节 荞麦加工与营养特征 129
一、荞麦品种、产量及分布 129
二、荞麦关键组分与加工 130
三、荞麦产品营养特征 134
第五节 小麦加工与营养特征 137
一、小麦品种、产量及分布 137
二、特色小麦关键组分与加工 139
三、特色小麦产品营养特征 152
第六节 藜麦加工与营养特征 154
一、藜麦品种、产量及分布 154
二、藜麦关键组分与加工 156
三、藜麦产品营养特征 161
第七节 高粱加工与营养特征 162
一、高粱品种、产量及分布 162
二、高粱关键组分与加工 163
三、高粱产品营养特征 166
第八节 玉米加工与营养特征 168
一、玉米品种、产量及分布 168
二、玉米关键组分与加工 170
三、玉米产品营养特征 174
第九节 全谷物加工与营养特征 174
一、全谷物的定义 174
二、全麦粉及全谷物食品的开发 176
三、全谷物营养特征 178
第十节 高直链淀粉谷物加工与营养特征 179
一、高直链淀粉的定义 179
二、高直链淀粉的形成机制 180
三、高直链淀粉营养特征 182
四、高直链淀粉小麦的开发 183
参考文献 185
第三章 发酵谷物食品 202
**节 酵母菌和乳酸菌在谷物发酵食品中的研究进展 202
一、酵母菌种类、分离与筛选 202
二、酵母菌代谢特征及在谷物类食品中的应用 203
三、乳酸菌种类、分离与筛选 206
四、乳酸菌代谢特征及在谷物类食品中的应用 207
第二节 发酵面制品 215
一、酸面团馒头 216
二、酸面团面包 218
第三节 青稞发酵食品 220
一、青稞发酵的微生物学特征 221
二、青稞发酵食品的种类与加工工艺 221
三、发酵青稞产品的营养特征 225
第四节 玉米发酵食品 226
一、玉米发酵的微生物学特征 226
二、发酵玉米产品的加工与营养特征 226
第五节 燕麦发酵食品 227
一、燕麦发酵的微生物学特征 228
二、燕麦发酵食品的种类与加工工艺 229
三、发酵对燕麦组分的影响 230
四、燕麦发酵产品的营养特征 232
第六节 荞麦发酵食品 235
一、荞麦发酵的微生物学特征 236
二、荞麦发酵食品的种类与加工工艺 236
三、发酵对燕麦组分及营养特征的影响 237
第七节 大米发酵食品 239
一、大米发酵的微生物学特征 239
二、发酵对大米关键组分的影响 239
三、大米发酵产品的营养特征 242
第八节 谷物发酵食品的安全性分析 243
一、谷物发酵食品的安全问题 244
二、发酵谷物食品生物危害物的形
试读
**章 谷物化学
谷物是膳食宝塔中所占比例*高的部分，在人体健康中发挥重要作用。它富含碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿质元素以及多种活性植物化学素等关键营养成分，体现出较为全面的营养特征，合理的摄入在维持身体健康中是必不缺少的。特别是谷物还具备类型与品种多样性的特征，从而为人类提供了饮食口感与营养多样性的选择，因此，了解与深入研究谷物的化学组分及其结构、加工与营养性质，有助于我们更科学地把握其物理、化学特性和加工性能，进而推动谷物深加工技术的不断创新与进步；同时，也能使我们更好地了解谷物关键组分在人体中的消化、吸收和代谢行为与特征，为健康饮食的设计提供科学依据。另外，谷物中的特定组分，如膳食纤维、抗性淀粉、植物化学素等物质不仅是食物构架中的重要物理成分，在维持机体生理功能，以及预防和干预一些代谢性疾病中也将发挥重要作用。我国谷物资源丰富，品种繁多。本章将逐一探讨燕麦、稻米、青稞、荞麦、小麦、藜麦、高粱以及玉米中的主要化学成分与营养特征。
**节 燕麦化学成分
燕麦是禾本科、燕麦属一年生草本植物。叶鞘松弛，叶舌透明膜质，叶片扁平，微粗糙，圆锥花序开展，金字塔形，小穗含小花，长10～25 cm，分枝具棱角，粗糙。颖果被淡棕色柔毛，腹面具纵沟，4～9月开花结果。
燕麦属一年生草本植物，脱壳后的燕麦籽粒由三个主要成分组成：燕麦麸、燕麦胚乳和燕麦胚芽。燕麦麸是谷物种子含有的多层表皮，包括外层的果皮、种皮、糊粉层和亚糊粉层。糊粉层是燕麦麸*主要的组成部分，含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质以及高浓度的酚类化合物。燕麦胚乳位于燕麦谷粒的中间位置，含碳水化合物（主要为淀粉）、蛋白质和油脂等。燕麦胚芽含有多种结构和功能各异的营养组分，如抗氧化剂维生素E和B，以及其他健康油脂成分等。
燕麦的营养素包含蛋白质、脂质、淀粉、多糖（β-葡聚糖）、多酚化合物、维生素和矿物质，其主要营养素组成与其他全谷物的对比见表1-1。燕麦的产地以及气候环境均会对燕麦籽粒的品质、营养与功能等性质产生一定影响。
一、燕麦淀粉
燕麦中淀粉含量为40%～60%，是胚乳中的重要组成部分。燕麦中的淀粉与其他谷物淀粉在形态和分子结构上有很大不同，如与其他谷物淀粉颗粒相比，燕麦淀粉颗粒较小，燕麦淀粉颗粒以团簇形式形成，多数呈多边形或不规则形状，而团簇外层的淀粉颗粒一面为卵形，一面为多边形。这些簇的直径范围为20～150μm，平均为60μm。研究发现，燕麦淀粉颗粒的大小与透光率呈正相关，与脂肪含量、碘亲和力、蓝值、直链淀粉的含量和*大吸收波长呈负相关（Wang and White，1994）。燕麦直链淀粉含量占总淀粉含量的16.7%～22.0%。较之于其他谷物淀粉，燕麦淀粉更容易糊化，而更不易老化。据报道，6种不同的加拿大燕麦品种淀粉的相对结晶度为28.0%～36.5%，高于豌豆、土豆和大麦淀粉，低于水稻、小麦和糯玉米淀粉；燕麦淀粉在15°和23°处有衍射峰，在17°和18°处有双峰，在2θ的20°处有小峰，呈A型晶体模式，不同品种燕麦淀粉颗粒形态见图1-1。
淀粉颗粒是由直链与支链淀粉大分子高度有序排列的不溶性聚集体。在食品配料中，在一定比例的水分存在下，加热升温可导致淀粉颗粒吸水膨胀，形成较高的黏度，因此，淀粉颗粒可用作增稠剂、稳定剂等，替代部分脂肪和改善体系质构等（Lillford and Morrison ，1997）。另外，燕麦淀粉还可以与其他胶体物质复配以改善体系的流变性能，如将燕麦淀粉与黄原胶混合，获得了黏附力非常高、拉丝效果非常理想的食用汤（Toufeili et al.，1999）。在人造奶油中加入小颗粒淀粉如燕麦淀粉，可改善产品的感官特征（Bodor et al.，1985）。也正是由于燕麦淀粉颗粒较小尺寸的特性，它可以作为大米淀粉的替代物用于制药行业中，应用于药片或是药品涂层的配料中（Paton，1986）。
图1-1 不同燕麦淀粉颗粒形态（Kaur et al.，2022）
（a、b）新西兰Piko Wholefoods的有机燕麦粉；（c）伊朗伊斯法罕理工大学的燕麦粉；（d）印度市场的天然燕麦淀粉；（e）Melody燕麦品种
从营养学角度，燕麦中含有丰富的抗性淀粉。抗性淀粉被认为是一种具有功能性的膳食纤维，对于调控人体血糖释放速率意义重大。在未处理的燕麦中约含7%快速消化淀粉、22%慢速消化淀粉和25%抗性淀粉（Ovando-Martinez et al.，2013），体现出燕麦淀粉在营养学上的优势。但燕麦中淀粉的消化特征是由淀粉颗粒自身结构主导还是由燕麦籽粒复合体系结构特征主导一直是人们研究的热点。将不同颗粒大小的燕麦粉筛分分级，模拟体外消化，发现籽粒中β-葡聚糖和蛋白质共存会延缓燕麦淀粉的消化，而额外添加β-葡聚糖到纯燕麦淀粉中，β-葡聚糖并不会延缓燕麦淀粉消化。研究表明，燕麦粉中β-葡聚糖、蛋白质和淀粉颗粒之间存在多相的交互作用，从而导致淀粉消化性质的改变（张洁和张根义
