第二節　主要谷物子粒形態與結構

一、稻谷

（一）稻谷的形態和結構

稻谷是由穎（稻殼）和穎果（糙米）兩部分構成，一般為細長形或橢圓形。稻谷子粒的形狀結構如圖2-2所示。稻殼包括內穎（內稃）、外穎（外稃）、護穎和穎尖（伸長即為芒）四部分，即為稻谷加工后所得礱糠（俗稱大糠）。內、外稃各有一瓣，呈船底形，彼此通過兩個鉤狀結構連接，包裹著穎果，起著保護穎果的作用。護穎位于稻谷的基部內、外稃的外面，左右各一片呈針狀，一般比內稃短小。內、外稃表面生有針狀或鉤狀的茸毛，粳稻的茸毛密而長，秈稻的茸毛稀而短。外稃的尖端一般有芒，內稃的尖端一般無芒，也有的稻谷內、外稃均無芒或均有芒，均有芒的稻谷為雙芒畸形稻。稻谷芒多，不僅增加了谷殼的重量，而且在加工過程中易堵塞機器，增加清理難度，影響清理效果。

稻谷加工去殼后的穎果部分，稱為糙米，其形態與稻粒相似，一般為細長形或橢圓形。糙米由果皮、種皮、糊粉層、胚和胚乳所組成。其中稻殼占稻谷子粒的18％～20％，作為胚乳的保護組織，含有大量的粗纖維和礦物質（硅），質地堅硬；果皮和種皮占稻谷子粒的1.2％～1.5％，含有較多的纖維素、脂肪、蛋白質和礦物質；糊粉層占稻谷的4％～6％，含有豐富的脂肪、蛋白質和維生素等，營養價值比果皮、種皮和珠心層高，但細胞壁較厚，不易消化；胚乳占稻谷子粒的66％～70％，由含淀粉的細胞組織組成，細胞內充滿淀粉粒，淀粉粒之間填充蛋白質。胚乳含蛋白質和脂肪較少，但卻是稻谷子粒中最有價值的部分；胚占稻谷子粒的2％～3.5％，含有較多的脂肪、蛋白質和維生素B1等，營養價值高。近年來，上海和浙江等地培育巨胚稻，巨胚稻的胚比普通稻米的胚芽重2～3倍，其糙米中的蛋白質、脂肪、纖維素和煙酸等營養成分的含量明顯高于普通稻米，是舉世公認的高營養稻米。巨胚稻的糙米可作保健食品原料，制成適合小孩、老人和病人的天然保健食品，如嬰兒米粉、速溶米糊等。

糙米有胚的一面叫腹面，為外稃所包；無胚的一面稱為背面，為內稃所包。糙米兩側各有兩條溝紋，其中較明顯的一條在內、外稃鉤合的相應部位，另一條與外稃脈跡相對應。背脊上也有一條溝紋稱為背溝，糙米共有縱向溝紋5條。縱溝的深淺因品種不同而異，對碾米工藝影響較大。溝紋深的稻米，加工時不易精白，對出米率也有一定的影響。

糙米繼續加工碾去皮層和胚（即細糠），基本上只剩下胚乳，就是我們平時食用的大米。糙米的胚乳有角質和粉質之分。胚乳中的淀粉細胞腔中充滿著晶狀的淀粉粒，在淀粉的間隙中填充有蛋白質。若填充的蛋白質較多時，其胚乳結構緊密，組織堅實，米粒呈透明狀，稱為角質胚乳。粉質胚乳多位于米粒腹部和中心，當位于米粒腹部時稱為“腹白”，位于米粒中心時稱為“心白”。不同品種的稻谷，其米粒腹白和心白的有無及大小各不相同。同種稻谷，由于生產條件的不同，腹白和心白的有無及大小也有差異。一般粳稻腹白較少，秈稻中的早秈稻腹白較多。生長條件差、肥料不足的稻谷，其腹白或心白比生長條件好、肥料充足的稻谷大。腹白和心白組織松散，淀粉粒之間空隙較多，內部充滿空氣，呈不透明白粉狀，質地脆，加工時易碾碎，影響出米率。

（二）稻谷的分類

我國稻谷品種繁多，分布極廣，全國各地都有種植，品種達6萬種以上。因此，稻谷的分類方法也有多種。

1.根據種植地形、土壤類型、水層厚度和氣候條件分

可將稻谷分為五種類型，即灌溉稻、無水低地稻、潮汐濕地稻、深水稻和旱稻。

①按照栽種的地理位置、土壤水分不同將稻谷分為水稻和陸稻（旱稻）兩類。

②按照稻谷品種的不同可分為秈稻和粳稻兩個亞種。

③按照稻谷生長期的長短不同，可以分為早稻、中稻和晚稻三類。

④按照稻谷淀粉性質的不同，稻谷又可分為黏稻（非糯稻）與糯稻兩類。

2.根據GB 1350—2009《稻谷》的規定分

稻谷按其收獲季節、粒形和粒質分為早秈稻谷、晚秈稻谷、粳稻谷、秈糯稻谷和粳糯稻谷五類。

（1）早秈稻谷　生長期較短、收獲期較早的秈稻谷，一般米粒腹白較大，角質部分較少。

（2）晚秈稻谷　生長期較長、收獲期較晚的秈稻谷，一般米粒腹白較小或無腹白，角質部分較多。

（3）粳稻谷　粳型非糯性稻的果實，糙米一般呈橢圓形，米質黏性較大，脹性較小。

（4）秈糯稻谷　秈型糯性稻的果實，糙米一般呈長橢圓形或細長形，米粒呈乳白色，不透明或半透明狀，黏性大。

（5）粳糯稻谷　粳型糯性稻的果實，糙米一般呈橢圓形，米粒呈乳白色，不透明或半透明狀，黏性大。

二、小麥

（一）小麥子粒的形態

小麥子粒是單種子果實，植物學名為穎果。成熟的小麥子粒多為卵圓形、橢圓形和長圓形等。卵圓形子粒的長寬相似；橢圓形子粒中部寬，兩端小而尖。研究表明，子粒越接近圓形，越易磨粉，其出粉率越高，副產品越少。成熟的小麥子粒表面較粗糙，皮層較堅韌而不透明，頂端生有或多或少的茸毛，稱作“麥毛”，麥毛脫落形成雜質。麥粒背面隆起，胚位于背面基部的皺縮部位，腹面較平且有凹陷稱為“腹溝”，腹溝兩側為頰，兩頰不對稱，剖面近似心臟形狀。小麥具有腹溝是其最大的特征，腹溝的深度及溝底的寬度隨品種和生長條件的不同而異。腹溝內易沾染灰塵和泥沙，對小麥清理造成困難，且腹溝的皮層不易剝離，對小麥加工不利。腹溝愈深，溝底愈寬，對小麥的出粉率、小麥粉質量以及小麥的儲藏影響也愈大。

小麥的胚乳也有角質和粉質兩種結構。角質與粉質胚乳的分布或大小，因品種不同或栽培條件的影響也存在差異。有的麥粒胚乳全部為角質，有的全部為粉質，也有的同時有角質和粉質兩種結構，其粉質部分常常位于麥粒背面近胚處。我國南方冬麥區的麥粒較大，皮厚、角質率低，含氮量低，出粉率也較低；而北方冬麥區的麥粒小，皮薄、角質率高，含氮量高，出粉率也較高。胚乳的結構對麥粒的顏色、外形、硬度等都有很大影響，它不僅是小麥分類的依據，而且與制粉工藝和小麥粉品質有著密切的關系。

（二）小麥子粒結構

小麥是由果皮、種皮、外胚乳、胚乳及胚組成。

果皮由皮下組織、橫列細胞層及管狀細胞層所組成。種皮是由兩層斜向而又互相垂直交叉排列的長形薄壁細胞組成，外層細胞無色透明，稱為透明層。內層細胞含有色素，稱為色素層。麥粒所呈現的顏色取決于種皮內層細胞所含色素的顏色，白皮小麥內層細胞無色；紅皮小麥內層細胞含有紅色或褐色物質。外胚乳是珠心的殘余，很薄，且沒有明顯的細胞結構。胚乳是由糊粉層和淀粉細胞兩部分組成，占麥粒總質量的80％～90％。糊粉層是胚乳最外的一層方形厚壁細胞，排列緊密而整齊；淀粉細胞位于小麥糊粉層內側的大型薄壁細胞，內部充滿淀粉粒。在硬質胚乳中，淀粉粒分散于蛋白質中而被其包圍；在粉質胚乳中，淀粉粒相互擠壓成多邊形而被較少的蛋白質所包圍。胚位于穎果背面的基部，有一面緊接于胚乳，它的另一面為種皮和果皮所覆蓋，由子葉、胚根、胚軸、胚芽四部分組成。小麥子粒外部形態及結構如圖2-3、圖2-4所示。

（三）小麥的分類

小麥作為綠色高等植物，屬于單子葉植物綱、禾本科、小麥屬。目前我國種植的小麥大多屬于普通小麥。其分類主要根據播種期、皮色或粒質進行。

1.按播種期分

可將小麥分為冬小麥和春小麥。

2.按皮色分

可將小麥分為紅皮小麥和白皮小麥。

3.按粒質分

可將小麥分為硬質小麥和軟質小麥。角質率達70％以上的小麥為硬質小麥；粉質率達70％及以上的小麥為軟質小麥。

4.根據GB 1351—2008《小麥》的規定分

小麥按其皮色和粒質分為硬質白小麥、軟質白小麥、硬質紅小麥、軟質紅小麥和混合小麥五類。

（1）硬質白小麥　種皮為白色或黃白色的麥粒不低于90％，硬度指數不低于60的小麥。

（2）軟質白小麥　種皮為白色或黃白色的麥粒不低于90％，硬度指數不高于45的小麥。

（3）硬質紅小麥　種皮為深紅色或紅褐色的麥粒不低于90％，硬度指數不低于60的小麥。

（4）軟質紅小麥　種皮為深紅色或紅褐色的麥粒不低于90％，硬度指數不高于45的小麥。

（5）混合小麥　不符合硬質白小麥、軟質白小麥、硬質紅小麥和軟質紅小麥規定的小麥。

硬度指數是指在規定條件下粉碎小麥樣品，留存在篩網上的樣品占試樣的質量分數，用HI表示。硬度指數越大，表明小麥硬度越高，反之表明小麥硬度越低。

三、玉米

（一）玉米的形態

玉米果穗一般呈圓錐形或圓柱形，果穗上縱向排列著玉米子粒。子粒的形態隨玉米品種類型的不同而有差異，常呈現扁平形，靠基部的一端較窄而薄，頂部則較寬厚，并因品種類型不同有圓形、凹陷（馬齒）形、尖形（爆裂形）等。在谷類糧食中，以玉米的胚為最大，占全粒質量的10％～12％。玉米子粒的顏色一般為金黃色或白色，也有的品種呈紅、紫和藍等顏色。黃色玉米的色素多包含在果皮和角質胚乳中，紅色玉米的色素僅包含在果皮中，藍色玉米的色素僅存在于糊粉層中。

（二）玉米子粒結構

玉米子粒是由皮層（果皮、種皮）、胚乳和胚組成。果皮包括外果皮、中果皮、橫列細胞和管狀細胞；種皮、外胚乳極薄，沒有明顯的細胞結構。玉米皮層的特點是果皮較厚，果皮中含有色素，由于所含色素顏色不同，而使子粒顯現不同顏色。胚乳位于皮層內，占子粒重量80％～85％，由糊粉層和淀粉細胞兩部分組成。糊粉層由單層近方形的細胞組成，壁較厚，細胞內充滿淀粉粒，含有大量蛋白質。胚是由胚芽、胚根和子葉（小盾片）等組成。胚中脂肪含量很高，約為35％，占全粒脂肪總量的70％以上。一般谷物胚中不含淀粉，而玉米子葉所有細胞中都含有淀粉，胚芽、胚芽鞘及胚根鞘中也含有淀粉，這是玉米胚的特點。玉米子粒的外形和結構見圖2-5。

（三）玉米的分類

1.根據玉米籽粒外部形態和內部結構以及玉米籽粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例分

可將玉米分為硬質型、馬齒型、半馬齒型、糯質型、爆裂型、粉質型、甜質型和有稃型八個類型。

2.按照玉米粒色分

可將玉米分為黃玉米、白玉米。當混入本類玉米超過5.0％的稱為混合玉米。

3.按照玉米生育期長短分

可將玉米分為早熟品種、中熟品種、晚熟品種三類。

4.按照用途分

可將玉米分為食用、飼用及食飼兼用三類。

5.根據GB 1353—2009《玉米》的規定分

玉米按其種皮顏色分為黃玉米、白玉米、混合玉米三類。

（1）黃玉米　種皮為黃色，或略帶紅色的子粒不低于95％的玉米。

（2）白玉米　種皮為白色，或略帶淡黃色或略帶粉紅色的子粒不低于95％的玉米。

（3）混合玉米　不符合黃玉米或白玉米要求的玉米。

目前我國產量較大、儲藏數量較多的玉米主要是硬質型、馬齒型和半馬齒型三種。硬質型玉米，由于角質胚乳較多，組織結構緊密，外部堅硬，故吸濕性相對較差，抗霉菌侵害能力強，儲藏性能好。馬齒型玉米胚部大，脂肪含量高，粉質胚乳也較多，粒質結構較疏松，因而吸濕性較強，抗霉菌侵害能力差，儲藏性能不如硬質型好，但產量高。半馬齒型玉米，角質胚乳和粉質胚乳的含量及組成等均介于硬質型和馬齒型之間，其儲藏性能也介于二者之間。在生產上應用廣泛的品種還有粉質型玉米及甜玉米等品種。

四、大豆

（一）大豆種子的形態

大豆為豆科植物。大豆種子的形狀因品種不同有球形、扁圓形、橢圓形和長橢圓形等。一般大粒種多為球形，中粒種多為橢圓形，小粒種則多為長橢圓形。大豆種子的種皮表面光滑，有的則有蠟粉或泥膜，因此對種子具有一定的保護作用。種皮外側面有明顯的種臍，種臍上端有一小孔為種孔（或稱發芽口），是水分進入種子的主要途徑。種臍區域為胚與外界之間空氣交換的主要通道。大豆子粒形態和結構如圖2-6所示。

（二）大豆種子的結構

大豆種子是雙子葉無胚乳的種子，由種皮和胚兩部分組成，子葉發達。大豆種皮約占子粒質量的8％，表面光滑有光澤，由角質化的多層細胞組成，較堅韌。有少數品種的種皮局部破裂，也可以因為曝曬等引起種皮龜裂。有裂紋的大豆不耐藏。還有些品種的種皮特別堅硬（硬皮種），因不易吸水而使發芽率降低。大豆的胚是由子葉、胚芽、胚根、胚莖組成（圖2-6）。子葉占整個大豆子粒質量的90％，是大豆營養物質的主要儲存處。胚芽、胚根和胚莖只占整大豆子粒質量的2％。大豆子葉充滿了糊粉粒和脂肪滴，糊粉粒中含有較多的蛋白質，一般不含淀粉，但也有某些品種含有少量淀粉。

（三）大豆的分類

大豆一般根據其種皮的顏色和子粒的大小進行分類。

1.按大豆子粒的大小分

可分為大粒、中粒和小粒三類，其大小可通過重量法或種粒大小指數來表示。重量法用百粒重來表示，百粒重在20g以上者為大粒；14～20g者為中粒；14g以下者為小粒。種粒大小指數是指種子長（以mm計）、寬（以mm計）、厚（以mm計）之積，其值在300以上者為大粒；150～300者為中粒；150以下者為小粒。

2.根據GB 1352—2009《大豆》的規定分

大豆按皮色分為黃大豆、青大豆、黑大豆、其他大豆和混合大豆五類。

（1）黃大豆　粒色為黃色、淡黃色，臍色為黃褐、淡褐或深褐色的子粒不低于95％的大豆。

（2）青大豆　種皮為綠色的子粒不低于95％的大豆。按其子葉的顏色分為青皮青仁大豆和青皮黃仁大豆兩種。

（3）黑大豆　種皮為黑色的子粒不低于95％的大豆。按其子葉的顏色分為黑皮青仁大豆和黑皮黃仁大豆。

（4）其他大豆　種皮為褐色、棕色、赤色等單一顏色的大豆及雙色大豆（種皮為兩種顏色，其中一種為棕色或黑色，并且其覆蓋粒面二分之一以上）等。

（5）混合大豆　不符合黃大豆、青大豆、黑大豆、其他大豆規定的大豆。

五、花生

（一）花生的形態

花生果是莢果，有普通型、葫蘆形、串珠形和曲棍形等形狀，表面有凸凹不平的網絡，一般呈淡黃色。果仁一般有花生仁2～3粒，少的只有1粒，多的可達7粒。

花生仁是花生果脫去果殼后的種子。種子著生在莢果的腹縫線上，成熟的種子大體可分為橢圓形、圓錐形、桃形和三角形四種。含多枚種子的莢果其種子因受擠壓而形狀改變。花生種子表面有一層光滑的種皮，其上面分布許多維管束，種皮很薄，包在種子的最外邊，對種子的保護性能很差，在成熟及收獲期后的干燥過程中，不易形成硬實。種皮顏色大體可分為深紅、紅、褐和淡紅四種，以淡紅色為最多，褐色次之。

（二）花生種子的結構

花生種子是由種皮和胚兩部分組成（圖2-7），無胚乳。種皮最外邊有一層表皮細胞，向內有較厚一層薄壁細胞，維管束就分布在這一層內，靠近薄壁細胞為一層內壁細胞，靠近子葉的一層為珠心層。花生的種皮結構與一般豆科植物不同，沒有柵狀細胞和柱狀細胞，因此很易脆裂。

胚中主要有兩片肥大的子葉，內裹胚芽、胚莖和胚根。兩片子葉包在種皮里面，肥厚而具有光澤，呈淡黃白色或象牙色，子葉主要是由很多薄壁細胞構成，內含脂肪、淀粉粒及其他內含物，外面是一層子葉表皮細胞層。正常花生的子葉呈潔凈的乳白色，而“走油”變質時，子葉變成半透明的蠟質狀態，色澤也較深暗。

（三）花生的分類

根據2008年國家質量技術監督檢驗檢疫局、國家標準化管理委員會批準發布的GB/T 1533—2008《花生果》的規定將花生分為花生果和花生仁。

六、油菜籽

（一）油菜籽的形態

油菜為十字花科的作物，主要產地是在長江流域。油菜的種子稱為油菜籽（又稱菜籽），含油量為35％～42％，是一種重要的油料。

油菜籽一般呈球形或近似球形，也有的呈卵圓形或不規則的菱形，子粒很小。芥菜型品種每千粒重1～2g；白菜型品種每千粒重2～3g；甘藍型品種每千粒重3～4g。種皮較為堅硬，并具有各種色澤，種皮顏色有淡黃、深黃、金黃、褐色、紫黑和黑色等多種。種皮上有網紋，黑色種皮的網紋較明顯。種皮上還可以見種臍，與種臍相反的一面有一條溝紋。

（二）油菜籽的結構

油菜籽屬于雙子葉無胚乳種子，成熟的種子由種皮、胚和胚乳的遺跡三部分組成。種皮由珠被發育而成，油菜籽脫去種皮即為胚。胚是種子的主要部分，包括兩片腎形的子葉、胚根、胚莖、胚芽，均為薄壁組織細胞組成。種子的大部分為子葉所充滿，子葉呈黃色，內部細胞富含顆粒狀油滴。胚芽上有兩個葉原基（出苗后長出第一、第二兩片真葉）和一個莖生長點，胚根在種子萌發后長成主根。種子的狀況與出苗好壞、幼苗的壯弱及菜籽的出油率有很大關系。

（三）油菜籽的分類

1.根據植物特征分

將油菜籽分為白菜型、芥菜型和甘藍型。甘藍型油菜籽中硫苷含量較低。

2.根據GB/T 11762—2006《油菜籽》的規定分

參照芥酸和硫苷的含量，將油菜籽分為普通油菜籽和雙低油菜籽。雙低油菜籽是指油菜籽的脂肪酸中芥酸含量不大于3.0％，粕（餅）中的硫苷含量不大于35.0μmol/g的油菜籽。

七、高粱

（一）高粱種子的形態

高粱子粒是帶殼的穎果，基部有兩片護穎，護穎厚而隆起，表面光滑，尖端附近有的有茸毛，常有紅、黃、黑和白等多種顏色。高粱的米粒大部分露在護穎外面。脫去殼的高粱米一般為圓形、橢圓形或卵圓形。胚位于種子腹部的下端，長達子粒的一半。高粱米也有紅、黃、白和褐等多種顏色。

（二）高粱種子的結構

高粱子粒的稃殼由外表皮、中表皮、海綿薄壁組織及內表皮組成。果皮的外層組織角質化，比較堅硬，有利于儲藏。果皮中有數層薄壁細胞含有淀粉粒。外胚乳有加厚的細胞壁。胚乳中有角質和粉質之分，一般胚乳外圍為角質，中部為粉質。胚由盾片、胚芽、胚軸及胚根四部分組成。

（三）高粱的分類

高粱品種很多，分類方法不一。

1.根據高梁用途不同分

（1）食用高粱　子粒大，飽滿充實，粒形扁平，品質較佳，可供食用。

（2）糖用高粱　子粒品質差，其莖稈含有較多糖，可用于制糖。

（3）帚用高粱　品質最差，穗長而有較多枝梗，脫粒后穗可做帚把。

2.根據高梁谷殼和谷皮顏色不同分

（1）黃殼高粱　谷殼及谷皮呈黃褐色，子粒大而重，品質優良，為良好的釀酒原料。

（2）紅殼高粱　谷殼及谷皮呈紅褐色，品質較黃殼高粱差，作釀酒原料和飼料。

（3）黑殼高粱　谷殼黑色，谷皮紅褐色，子粒有紅褐色斑點，粒小。

（4）白高粱　子粒白色或灰白色，含單寧極少，適于制高粱粉或淀粉。

（5）蛇眼高粱　谷殼黑色，谷皮淡褐色，子粒有褐色斑點，粒細長，兩頭尖，供食用。

3.根據高粱米粒的黏性分

可為黏性與糯性兩類。

4.根據GB/T 8231—2007《高粱》的規定分

將高粱按粒質分為以下兩類。

（1）硬質高粱　粒質堅硬，角質部分占本粒二分之一以上的顆粒不少于70％。

（2）軟質高粱　粒質松軟，角質部分占本粒二分之一以上的顆粒低于70％。

八、芝麻

（一）芝麻種子的形態

芝麻為胡麻科一年生草本植物。芝麻的果實是一種蒴果，成熟時沿縫線開裂，種子脫落。一個蒴果可結籽50～100粒，甚至更多。蒴果的長度和顏色隨環境條件和遺傳基因的不同而從綠到深紫色不等。芝麻種子很小，扁平，一般呈橢圓形、卵圓形或梨形。長3～4mm、寬1.6～2.3mm，千粒重隨品種不同差異較大。芝麻種子一面的中央有一條縱向脈紋，是種脊，種子邊沿突出成棱角。種子表面有光滑和粗糙之分，顏色有白、黃、褐、紫和黑等顏色，各色又有深淺之分。以表面光滑的黃色芝麻品質最好，含油量最高，白色次之，表面粗糙、呈褐黑色的芝麻含油量最低。

（二）芝麻種子的結構

芝麻是雙子葉有胚乳種子。種子最外面為種皮，中間為胚乳，內部有兩片豐滿的子葉。種皮包括外表皮、薄壁組織和內表皮三層組織。種子兩個扁平面上的胚乳各有五層細胞，兩側只有兩層細胞。胚乳細胞很小，細胞內充滿糊粉粒，還可看到脂肪滴。子葉細胞較大，細胞內充滿糊粉粒，也可看到脂肪滴。

（三）芝麻的分類

根據GB/T 11761—2006《芝麻》的規定，芝麻按種皮顏色分為以下四類。

（1）白芝麻　種皮為白色、乳白色的芝麻在95％及以上。

（2）黑芝麻　種皮為黑色的芝麻在95％及以上。

（3）其他純色芝麻　種皮為黃色、黃褐色、紅褐、灰等顏色的芝麻在95％及以上。

（4）雜色芝麻　不屬于以上三類芝麻。