小宗粮食加工荞麦加工.docx

1、小宗粮食加工荞麦加工 The latest revision on November 22, 2020小宗粮食加工荞麦加工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TS21Processing Technology for Non-Staple CerealsBuck Wheat ProcessingABSTRACTThe buck wheat distribution, production,

2、 shape and structure as well as physical characteristics were expounded. The nutriction and protein quality of buck wheat, starch tempering, buck wheat products, foods and its medical components were described. The buck wheat processing technology and equipment at home and sbroad were introduced.KEY

3、WORDS buck wheatphysical charcteristicsnutrition qualityprocessing technology and equipment1.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

4、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形态结构1见图1。栽培荞麦有三个品种：甜荞、苦荞和翅荞。a1.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

5、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

6、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23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。种子：包于果皮之内。种子(

7、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m外果皮中果皮横细胞内果皮种皮棱间脊部3060505710013013161015815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103148 m，是小麦果皮厚度3349 m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%254。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%。

8、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。物理特性1(1)粒度我国荞麦果实长度为 mm，甜荞长度大于5 mm；宽度为71 mm。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 mm递减到 mm。现代品种筛出的组分数量为46组，均质性为85%98%；老品种筛出组分为78组，均质性为40%60%5。详见节。(2)千粒重我国甜荞千粒重为15 g，平均千粒重为 g，其中以千粒重为30 g的

9、中粒品种为主占%，其次为25 g的小粒品种占%，30135 g的大粒品种占%，千粒重小于20 g的特小粒品种占%。苦荞千粒重范围为1224 g，平均千粒重为 g，其中以千粒重为20 g的中粒品种为主占%，其次千粒重大于20 g的大粒品种占%，千粒重小于15 g的小粒品种占%。(3)容重甜荞果实、容重一般在550600 kg/m3左右，苦荞果实容重一般在712720 kg/m3左右。欧盟各国荞麦容重为550700 kg/m34。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%左右。(5)悬浮速度甜荞果实一般为 m/s左右，苦荞

10、为710 m/s左右。(6)灰分欧盟各国荞麦灰分%(干基)。3.荞麦的营养品质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/%粗脂肪/%淀粉/%粗纤维/%VB1VB2VP%000VPP2叶绿素mgg000钾%钠%钙%镁%铁%铜144锰1锌117注：甜荞、苦荞均为四川样品。小麦、大米为1980年食物成分表中小麦(标)粉、籼标大米数据。玉米是食品与健

11、康中数据。中华人民共和国商业部谷物化学研究所，1989。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/%粗蛋白/%粗脂肪/%淀粉/%粗纤维/%VB1/1VB2/1VPP/1VP/%叶绿素/mg钾/%钠/%未检出未检出钙/%镁/%铁/%铜/

12、14锰/1152911锌/117403510硒/1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。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。氨基酸和蛋白质质量(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，

13、苦荞粉含量为 g/100 g，为小麦含量 g/100 g的2倍多，为玉米含量 3 g/100 g的倍。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/% 6 3缬氨酸/% 5 3蛋氨酸/% 4 4亮氨酸/% 4 0赖氨酸/% 4 4色氨酸/% 4 6异亮氨酸/% 5 2苯丙氨酸/% 4 1注：中华人民共和国商业部谷物化学研究所，1989。苦荞中8种人体必需氨基酸含量都高于小麦、大米和玉米，尤其是赖氨酸含量，甜荞是玉米的1倍，苦荞是玉米的3倍左右；色氨酸含量，甜荞是玉米的20倍左右，苦荞是玉米的35倍多。(2)荞麦蛋

14、白萃取物2国外食品科学研究从荞麦种子中取得的荞麦蛋白萃取物，经过对老鼠的喂养试验，与同时喂酪蛋白，大豆蛋白对比，结果表明：有惊人的胆固醇抑制作用，与已知的大豆蛋白相比更为强烈；由于富含精氨酸，对体脂肪的蓄积有抑制作用，对比试验中，脂肪组织重量最轻，血肝中脂质含量较低；有改善便秘作用，粪便中的水分含量显着增加。(3)根据化学分确定的蛋白质质量1高质量的蛋白质是含量丰富，氨基酸比例适当的蛋白质。目前，国际上常用“化学分”作为评定食物蛋白质营养价值的指标。化学分值越高，说明蛋白质越易消化。鸡蛋的蛋白质提供了适当的比例，化学分值为100，比较结果见表5。表5根据化学分确定的蛋白质质量(以鸡蛋为100)

15、项目苏氨酸缬氨酸蛋氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸异亮氨酸苯丙氨酸化学分鸡蛋100100100100100100100100100甜荞848070841031106310363苦荞81725582103110668955小麦615745803870547838大米7470559655100497549玉米8170601474540717840由表5可知，荞麦中异亮氨酸含量较低，而赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸含量较高。甜荞化学分为63，苦荞为55，都比小麦化学分38、大米49、玉米40为高，所以荞麦的蛋白质质量在谷物中有较高的价值。1994年欧盟报告4，荞麦蛋白质的营养价值很高，为蛋的81%比表5的评价高。在

16、赖氨酸综合物中牵涉一种新的氨基酸“酵母氨酸”。蛋白质和荞麦质量特性的关系3日本对22种荞麦及其产品的试样用电泳法测试显示：甜荞的清蛋白和球蛋白结合组分中有17种可区别的蛋白质光谱带，甜荞和苦荞蛋白质组分之间有明显的差异，在荞麦清蛋白和球蛋白的结合组中亦有差异；有些荞麦蛋白质组分与荞麦产品的流变性质是密切关联的。组织度量分析显示：荞麦产品的组织参数与总蛋白质含量有高度的相关性。硬度和总蛋白质含量负相关，相关系数为(17)。应力松驰分析显示：荞麦总蛋白含量和某些松驰参数是密切关联的。弹性模数的关联系数；粘度的关联系数。荞麦单子叶因素的影响6日本研究结果表明：(1)单子叶因素影响荞麦蛋白质的消化率荞

17、麦蛋白质的消化率和两个因素有关：一是存在抗营养素，如胰蛋白酶抑制素和丹宁。斯洛文尼亚和对不同国家50个荞麦试样的分析结果7：荞麦种子中的丹宁含量为%，在其各自的粉中的丹宁含量为%。另一因素是对分解蛋白酶的化学反应的低灵敏度。因此荞麦蛋白质的可消化性相对的低。(2)单子叶因素决定荞麦产品的结构特性6大家都普遍注意到了荞麦食品的可口性和接受性。通过分析影响荞麦产品结构特性的单子叶因素显示：荞麦粉的蛋白质含量和淀粉含量及其支链淀粉含量负相关。稠度仪分析显示：用荞麦粉做的加热面团的弹性和其淀粉含量及其支链淀粉含量正相关；弹性和咀嚼性和蛋白质含量负相关。荞麦淀粉、膳食纤维和淀粉水热处理淀粉和膳食纤维荞麦

18、种子中淀粉的含量在70%左右，表2所示苦荞种子含淀粉%左右。地区和品种间淀粉含量有差异，四川的甜荞、苦荞种子淀粉含量均在60%以下，陕西的甜荞种子淀粉含量在%之间，苦荞种子在%之间1。1997年，斯洛文尼亚和对48个甜荞和2个苦荞试样分析结果：荞麦粉的淀粉含量%(干基)，直链淀粉含量33%44%(淀粉基)7。荞麦淀粉近似大米淀粉，但颗粒较大，与一般谷类淀粉比较，荞麦淀粉食用后易被人体消化吸收1荞麦种子的总膳食纤维含量%，其中20%30%是可溶性膳食纤维7。淀粉的水热处理7在碳水化合物食品中，部分直链淀粉结合水热处理并冷却能变成耐酶性降解。按近期知识，在人类营养中耐消化淀粉的作用类似膳食纤维。斯

19、洛文尼亚等对生的和热处理的荞麦种子试样中的表观的和真实的直链淀粉、总淀粉(TS)、可快速消化淀粉(RDS)、缓慢消化淀粉(SDS)和耐消化淀粉(RS)进行了分析。在煮过的和冷冻干燥的荞麦种子中，80%的总淀粉呈现为可快速利用的能量，6%的淀粉降解得更慢些，余下的14%可能成为结肠厌气菌的能源。耐消化淀粉(RS)在重复的高压灭菌和冷却的循环中加速形成，按淀粉消化率和耐消化淀粉含量的比率数据认为：荞麦可用作糖尿病人的良好的补充饮食，因为可以获得有利的葡萄糖的缓慢释放和相对高比例的耐消化淀粉(和小麦面包相比)。研究试验方法：荞麦种子和水按1混合，150 kPa,120 高压下灭菌1 h，冷却到室温；

20、试样的一半立刻冷冻干燥，另一半再增加2次高压灭菌/冷却循环后再冷冻干燥。结果见表6。表6荞麦种子的淀粉含量和(在试管中)淀粉消化率与小麦白面包的比较试样处理总淀粉(TS) %(干基)可快速消化淀粉(ROS) %(干基)缓慢消化淀粉(SDS) %(干基)耐消化淀粉(RS) %(干基)高压灭菌，1个循环高压灭菌，3个循环7063小麦白面包776971脂肪1荞麦的脂肪在常温条件下呈固形物，苦荞脂肪呈黄绿色。荞麦的脂肪含量和大宗粮食相比不相上下，但脂肪的组成较好，含9种脂肪酸，主要脂肪酸含量见表7。其中油酸和亚油酸含量最多，占总脂肪酸的80%左右。75%以上为高度稳定、抗氧化的不饱和脂肪酸和亚油酸。表

21、7荞麦中主要脂肪酸含量项目油酸C181%亚油酸C182%亚麻酸C183%棕榈酸C160%花生酸C201%芥酸C221%甜荞苦荞另外，在苦荞中还发现含有硬脂酸、肉豆蔻酸和两个未知酸。苦荞中硬脂酸含量为%，肉豆蔻酸为%。荞麦中脂肪酸含量因产地而异，四川荞麦含油酸、亚油酸%，而北方荞麦的油酸、亚油酸含量高达80%以上。维生素、矿物质和微量元素维生素荞麦中含有维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素P，其中B族维生素含量丰富，见表2。荞麦含有其他谷类粮食所不具有的芦丁及维生素C，芦丁是类黄酮物质之一，是一种多元酚衍生物，属芸香糖苷，有治疗毛细血管脆弱引起的出血病的功能。维生素P与维生素C并存，苦荞种

22、子中维生素P含量有的高达6%7%，维生素 mg/g,甜荞中也含%左右的维生素P。荞麦中还含有维生素B6和维生素E。苦荞的维生素B6约为 mg/g，维生素E约为 mg/g；甜荞的B6为 mg/g，维生素E约为 mg/g1。矿物质和微量元素荞麦矿物质和微量元素含量丰富，其中含镁量极高，铁、锰、钠、钙的含量亦很高，见表2。品种不同，或同品种种植地点不同，矿物质和微量元素含量亦不同，如有些四川甜荞含钙量高达%，苦荞含钙量高达%，是大米的80倍，这种钙是天然的，对人体无害，可在婴幼儿食品中添加荞麦粉，增加含钙量1。1994年欧盟的报告结果见表8。 表8欧盟荞麦中微量元素和重金属含量微量元素Mn1Cu1C

23、r1Mo1Se1Si115405090重金属Pb1Cd1Hg1Ni1Zn1Fe150204225381997年斯洛文尼亚和用原子吸收分光光度测量法测试了6个无污染的荞麦品种的微量元素，分析都重复3次，结果见表97。表9斯洛文尼亚东北部和意大利山区生长的荞麦微量元素(mg/100g粉，干基)国别栽培地CuZnMgMnMo斯洛文尼亚Daija2171Siva2634意大利Sondrio 12262Sondrio 22237Bolzano 12235表9中，斯洛文尼亚的两个品种产地为远离工业和交通污染的东北地区，采用有机农业技术；意大利的两个品种产地都在山区，采用有机农业技术。由于生物的原因，品种间

24、的微量元素Cu，Zn，Mg，Mn和Mo的含量有显着的差异；在Bolzano栽培的荞麦的元素Se含量比其他栽培地的荞麦少。荞麦的微量元素含量非常丰富，然而这些荞麦必须生长在无污染地区以避免积累污染元素。4.荞麦产品、食品和药用成分加工产品荞麦经过清理、脱壳、碾磨后得到如下产品。(1)荞麦米，荞麦果实脱去皮壳得到种子，再碾去其种皮后得到荞麦米。(2)荞麦糁，用荞麦种子制粉时得到的粗粒。(3)荞麦粉，这是荞麦加工的主要产品，用于制作众多的食品。(4)荞麦(皮)壳，经过彻底清理的、34瓣联合完整的、形似弹性的壳花。制成品国内食品及其他用途1(1)荞麦粥，以荞麦米制成。(2)荞麦挂面，尤其是苦荞挂面是优

25、质保健食品之一。甜荞挂面浅棕色，苦荞挂面黄绿色。制作时需加入精制小麦粉。(3)荞麦方便面，有油炸和蒸煮两种，比普通油炸方便面酥脆。甜荞方便面色白发灰，苦荞方便面淡黄绿色。(4)苦荞维夫饼干，保健饼干，有甜、咸两种，酥脆。(5)荞麦面包，在普通面包中加一定量的荞麦粉，以提高营养价值，有疗效价值，有荞麦香味，松软。(6)荞麦蛋糕，比普通蛋糕更松软。(7)营养性餐粉，优质苦荞粉配以优质奶粉、花生等制成，开水冲饮。(8)荞麦营养茶，荞麦种子炒出香味后和柿叶配制而成。(9)荞麦黄酒，以荞麦种子、糯米为原料，发酵、酿制、勾兑而成。(10)荞麦豆乳及荞麦豆腐，以荞麦种子、大豆等配制，是优质的疗效保健食品，营

26、养价值高而全面。(11)荞麦壳枕头和床垫，软硬适中，不易变形，透气性好，具有冬暖夏凉的优点。国外食品4(1)荞麦米、糁或片，制作汤、粥和速煮膳食，是独联体国家的主要消费方式。(2)荞麦粉，制作薄煎饼、糕点、饼干、无筋食品；和其他谷物混合制做面包、点心；经蒸煮挤压机加工成小吃，或再用辊筒轧成片，涂以糖或巧克力。风味小吃我国的风味小吃，历史悠久，技艺精湛，品种繁多，集中于陕西、山西、内蒙古，其次为河北、北京、河南。中国荞麦1一书列举了22种，详细列出其做法和吃法，均用荞麦粉作原料，吃时大多加拌调料，其次加卤汤。其制法可归纳如下。荞麦粉面团制品荞麦粉加温水和成面团，再做成片、条、卷等。(1)猫耳朵，

27、煮熟。(2)蒸饺，有馅，煮熟。(3)烤烙，和面时加小苏打，做成空心卷，蒸熟。(4)河漏，挤压面团使有韧性，用河漏床把面团压入开水锅内制熟。(5)荞面：(a)剁荞面，切成细条；(b)羊汤荞面，和面时加碱水，压成河漏制熟，(c)削荞面，面团较硬，用削刀削入沸水锅煮熟，(d)拨御面，荞麦粉一半用沸水和好，另一半用冷水和好，根据季节烫1/43/5，再揉成面团，用拨刀拨入沸水锅煮熟。(6)饼类：(a)煎饼，和面时加鸡蛋、小苏打和盐，面团较硬，再加水搅拌成稠糊状，在平底锅上涂油做成薄饼，加调料成卷；(b)烙饼，把面团擀成圆饼，加葱花成卷，再分小块擀成薄饼，在平底锅上两面刷油烙成；(c)蒸饼，不烙而蒸熟。荞麦粉、糁调成糊状制品(1)凉粉，用荞麦糁加水拌潮，静置；擀成粗粉，揉搓数十次，再加水调成均匀的稀糊状，用纱布滤出奶状白浆，再加水滤出清凉粉水。煮沸清凉粉水，加入白浆，边加边搅动，用文火煮片刻后再搅动，如此反复几次。出锅冷凝后切成条。(2)蝌蚪凉粉和酸汤凉粉，把凉粉切成不同形状，加不同汤料。(3)荞面碗坨，荞麦粉调成稀浆，放在大碗中蒸熟，晾凉，扣出，削成面鱼。(4)灌肠，荞麦粉调成糊状，灌入猪肠或容器，入笼蒸熟。(5)页面，和面时加入石灰水搅成面糊，在平底锅上摊薄摊匀，八成熟时切成面条后煮熟。