引言
大麦(Barley)和小麦(Wheat)同属禾本科作物,是人类历史上最重要的粮食作物之一,也是全球农业体系中不可或缺的组成部分。尽管它们在外形上有些相似,并且都是提供碳水化合物的重要来源,但在特性、用途和适宜生长环境等方面却存在显著差异。理解这些差异,有助于我们更好地认识这两种谷物在人类饮食、农业和工业中的独特地位。
大麦和小麦:是什么?
基本识别
从植物学角度看,大麦(Hordeum vulgare)和小麦(Triticum spp.)都属于禾本科(Poaceae)。当它们成熟时,最直观的区别体现在它们的麦穗和籽粒上。
- 小麦: 小麦的麦穗通常比较紧凑,籽粒饱满,外壳(颖壳)在脱粒时容易脱落,留下裸露的麦粒。不同小麦品种的麦穗形状略有差异,但整体看起来较为圆润。
- 大麦: 大麦的麦穗通常带有一长串明显的芒(Awns),使其看起来毛茸茸的。大麦的籽粒外壳(稃)与籽粒紧密粘连,脱粒后通常保留着这层外壳(称为带皮大麦或有稃大麦)。也存在一些无壳或裸大麦品种,其籽粒外壳易于脱落,但相比裸小麦仍有所不同。
籽粒本身也有区别:小麦籽粒通常呈椭圆形,腹部有一条明显的纵沟;大麦籽粒形状多样,有梭形或椭圆形,腹部纵沟较浅,且通常保留着外壳。
主要品种
大麦和小麦都有众多品种,以适应不同的环境和用途。
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大麦:
- 二棱大麦 (Two-row barley): 每节穗轴上有两排籽粒,籽粒通常更大、更均匀,蛋白质含量较低,淀粉含量较高,是酿造啤酒和威士忌的优选品种。
- 六棱大麦 (Six-row barley): 每节穗轴上有六排籽粒,籽粒较小,蛋白质和酶含量较高,常用于动物饲料、食品加工和一些特定的酿造用途。
- 裸大麦/无壳大麦 (Hulless/Naked barley): 籽粒外壳不与籽粒紧密粘连,易于脱落,更适合直接作为食品使用,如制作麦片、面粉等。
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小麦: 小麦品种的分类更为复杂,通常根据硬度、颜色、种植季节和蛋白质含量来区分。
- 硬质小麦 (Hard Wheat): 蛋白质含量高,麸质含量高,筋度强,适合制作面包、面条等需要有弹性和嚼劲的食品。
- 硬质红春小麦 (Hard Red Spring Wheat)
- 硬质红冬小麦 (Hard Red Winter Wheat)
- 软质小麦 (Soft Wheat): 蛋白质含量低,麸质含量低,筋度弱,适合制作蛋糕、饼干、糕点、酥皮等松软的食品。
- 软质红冬小麦 (Soft Red Winter Wheat)
- 软质白冬小麦 (Soft White Winter Wheat)
- 软质白春小麦 (Soft White Spring Wheat)
- 硬粒小麦 (Durum Wheat): 硬度最高,蛋白质含量非常高,用于制作意大利面、库斯库斯(Couscous)等。
- 其他: 如斯佩尔特小麦 (Spelt)、卡姆小麦 (Kamut) 等古老品种。
- 硬质小麦 (Hard Wheat): 蛋白质含量高,麸质含量高,筋度强,适合制作面包、面条等需要有弹性和嚼劲的食品。
它们有什么关键区别?
外观与结构
如前所述,最明显的区别在于成熟麦穗的芒和籽粒的外壳保留情况。大麦通常有长芒且保留外壳,小麦芒较短或无芒且易脱壳。
化学成分与营养
虽然都是碳水化合物的主要来源,但它们的宏观和微观营养成分比例有所不同,这对它们的加工和用途至关重要。
- 蛋白质与麸质 (Gluten): 这是小麦最重要的特性之一。小麦含有较高比例的蛋白质,其中麦胶蛋白和麦谷蛋白是构成麸质的主要成分。麸质在加水揉捏时会形成一个有弹性和延展性的网络结构,这使得小麦面团能够包裹气体,是制作发酵类面包、面条筋道口感的关键。大麦的蛋白质含量通常低于小麦,且所含蛋白质不能形成强健的麸质网络。虽然大麦也含有一些麸质蛋白成分(如大麦醇溶蛋白),但含量远低于小麦,且结构不同,因此大麦面团不具备小麦面团那样的筋性和弹性。
- 淀粉: 两种谷物都富含淀粉,但淀粉的结构和含量比例略有差异。大麦的淀粉更容易在特定条件下被酶解成可发酵糖分,这是其适合酿造的原因之一。
- 可溶性纤维 (β-葡聚糖): 大麦以含有丰富的β-葡聚糖而闻名,这是一种重要的可溶性膳食纤维。β-葡聚糖在水中形成粘稠的凝胶,有助于降低胆固醇、平稳血糖。大麦的β-葡聚糖含量通常高于小麦,尤其是在外层。
- 其他: 它们都含有维生素(特别是B族维生素)、矿物质和抗氧化剂,但具体含量和种类有所差异。带皮大麦或全麦含有更多的膳食纤维、维生素和矿物质。
主要用途
基于成分差异,大麦和小麦在传统和现代用途上有着明确的分工。
- 大麦主要用于酿造业(啤酒、威士忌)、动物饲料和作为食品原料(去皮大麦、珍珠大麦、麦片、醋)。
- 小麦主要用于食品制作,特别是烘焙(面包、蛋糕、饼干)、面条和意面。少量也用于饲料和工业用途。
为什么它们各自有特定用途?
小麦与烘焙
小麦之所以成为烘焙业的基石,核心在于其麸质的独特性。
当小麦面粉与水混合并揉捏时,麸质蛋白(麦胶蛋白和麦谷蛋白)会吸水膨胀并相互连接,形成一个三维的网络结构。这个网络具有弹性和韧性,能够在发酵过程中捕捉酵母产生的二氧化碳气体,使面团膨胀发酵,形成蓬松的质地。烘烤时,麸质网络凝固,固定了面包的形状。面条和饺子皮的筋道口感也依赖于麸质的弹性。不同类型的小麦(硬质、软质、硬粒)因麸质含量和质量不同,适用于制作不同种类的食品。硬质小麦高麸质,适合面包;软质小麦低麸质,适合蛋糕饼干;硬粒小麦高蛋白高筋度,适合意面。
大麦与酿造
大麦成为酿造业(特别是啤酒和威士忌)首选谷物,主要归功于其丰富的淀粉以及在“麦芽制作”过程中能够激活的酶系统。
酿造过程需要将谷物中的淀粉转化为可发酵的糖分(主要是麦芽糖和葡萄糖),供酵母食用并产生酒精和二氧化碳。大麦籽粒本身含有大量淀粉,但其中并没有足够的活性酶来高效地完成糖化过程。然而,通过一个叫做“麦芽制作”(Malting)的受控发芽过程,大麦籽粒内部会产生和激活大量的淀粉酶(如α-淀粉酶和β-淀粉酶)以及其他降解酶。这些酶在后续的糖化阶段(Mashing)中,能够有效地将大麦淀粉分解成小分子糖。此外,大麦籽粒带有的外壳在糖化过滤过程中起到天然过滤层的作用。虽然其他谷物如小麦、玉米、大米也含淀粉,但大麦的酶活力潜力、易于进行麦芽制作以及淀粉与β-葡聚糖的平衡使其成为酿造麦芽的最佳选择。β-葡聚糖虽然健康,但在酿造中过多会使液体过于粘稠,影响过滤,大麦通过品种选择和麦芽工艺可以较好地控制其影响。
它们在哪里种植?
适宜环境
- 小麦: 小麦对环境的适应性非常广,是全球分布最广的粮食作物。它可以在温带、亚热带甚至部分寒带地区种植,从半干旱草原到湿润地区均可生长。但它对水分的需求相对较高,且不耐涝。根据种植季节可分为冬小麦(秋季播种,次年夏季收获,需要经历低温春化阶段)和春小麦(春季播种,当年夏季收获)。
- 大麦: 大麦通常比小麦更能适应恶劣环境。它耐旱、耐盐碱,且具有更强的耐寒性,可以在比小麦更北部或更干旱的地区种植。大麦的生长周期也相对较短。这些特性使得大麦常被种植在不太适合小麦生长的边缘地区。
主要产区
由于适应性广泛和用途重要,大麦和小麦在全球各地都有广泛种植。主要产区高度重叠,但也各有侧重。
- 小麦主要产区: 中国、印度、俄罗斯、美国、加拿大、欧盟成员国(特别是法国、德国、波兰等)、澳大利亚、巴基斯坦、乌克兰等。几乎所有有人类聚居的大陆都有小麦种植。
- 大麦主要产区: 俄罗斯、欧盟成员国(特别是德国、法国、西班牙、英国等)、加拿大、澳大利亚、乌克兰、土耳其、美国、阿根廷等。大麦在北半球高纬度地区和一些干旱地区占有更重要地位。
它们是如何种植的?
基本种植过程
大麦和小麦的种植过程非常相似,都遵循谷物种植的基本规律。
播种到收获
- 整地: 在播种前,需要对土壤进行耕作,清除杂草,平整土地,为种子发芽提供良好的环境。
- 播种: 根据品种(冬性或春性)和当地气候,选择合适的季节进行条播或撒播。保证播种深度和密度适宜。
- 生长管理: 在作物生长期间,需要进行浇水(如果需要)、施肥、病虫害防治和杂草控制。
- 成熟: 籽粒逐渐成熟,颜色由绿色变为金黄色或黄褐色,水分含量下降。
- 收获: 当籽粒达到合适的成熟度和水分含量时,使用联合收割机或其他收割工具进行收获。收割后的谷物需要进行初步清理。
- 干燥: 收获的谷物如果水分含量过高,需要进行干燥处理,以防止霉变和虫害,确保安全储存。
具体的种植管理措施会因地区、气候、土壤类型和具体品种而有所不同。
它们是如何被加工的?
小麦的加工:磨粉
小麦主要的加工方式是磨粉,将其制成不同等级的面粉供烘焙和食品工业使用。
- 清理: 清除小麦籽粒中的杂质,如石块、泥土、杂草种子和异物。
- 润麦 (Conditioning): 通过加水使小麦籽粒的外皮(麸皮)韧化,胚乳变脆,便于后续研磨和分离。
- 研磨 (Milling): 使用一系列轧辊将小麦籽粒碾碎。这是一个分级、多次进行的复杂过程。
- 初次破碎 (Break Milling): 将籽粒破碎成较大的颗粒,并开始分离麸皮和胚芽与胚乳。
- 筛理 (Sifting): 利用筛网将不同大小和组成的颗粒分离开。麸皮、胚芽和胚乳被分到不同的流向。
- 细磨 (Reduction Milling): 将分离出的胚乳颗粒进一步研磨成细粉,并再次筛理。
- 混合与包装: 将不同磨制阶段和不同部位(如胚乳核心或外层)得到的面粉按一定比例混合,形成不同等级和用途的面粉(如通用面粉、面包粉、蛋糕粉等),然后进行包装。
通过控制研磨和筛理过程,可以生产出全麦面粉(保留麸皮和胚芽)、高筋面粉、低筋面粉等不同类型。
大麦的加工:去壳与麦芽制作 (Malting)
大麦的加工方式多样,取决于其最终用途。用于食品的大麦通常会进行去壳和抛光。用于酿造的大麦则需要进行独特的“麦芽制作”过程。
去壳与珍珠化 (Pearling)
用于食品消费的大麦(如大麦米)通常会经过机械研磨去除外部坚硬的稃(外壳),得到去皮大麦。如果进一步研磨和抛光去除部分或全部麸皮和胚芽,则得到颜色更白、煮后更软的“珍珠大麦”。这个过程损失了部分纤维和营养。
麦芽制作 (Malting)
这是大麦用于酿造和蒸馏前最重要的加工步骤,旨在激活和产生酶类。
- 清理与分级: 清除杂质,并按大小对大麦进行分级,确保发芽均匀。
- 浸泡 (Steeping): 将大麦浸泡在水中,使其吸收水分,达到发芽所需的水分含量(通常约42-46%),同时清洗谷物。浸泡过程通常包括多次浸泡和空气休息(Air Rest)交替进行。
- 发芽 (Germination): 将浸泡好的大麦放在控制温度、湿度和通风条件的环境中进行发芽。在这个阶段,谷粒内部会激活和产生多种酶,特别是淀粉酶,同时淀粉和蛋白质的结构会开始松散,变得更容易被酶作用。发芽持续约3-5天,直到胚芽长到谷粒长度的1-1.5倍。
- 烘干/焙焦 (Kilning/Roasting): 在发芽达到所需程度后,通过加热来停止发芽,去除水分,并将酶固定在活性状态。烘干温度和时间的长短会极大地影响最终麦芽的颜色、风味和酶含量。低温长时间烘干得到颜色浅、酶活力高的“基麦芽”(Base Malt),用于提供糖化所需的大部分酶和糖。高温或进一步焙烧会使麦芽颜色变深,产生更多风味物质(如麦芽糖醇、焦糖风味),但酶活力会降低甚至丧失,产生“特种麦芽”(Specialty Malts),用于提供颜色和风味。
- 去根 (De-rooting): 烘干后的麦芽需要去除发芽过程中长出的干燥的根芽(称为麦芽根,malt sprouts)。
制成的麦芽被磨碎后用于酿造。
具体应用:它们如何被使用?
在烘焙中(小麦)
小麦面粉是制作面包、蛋糕、饼干、派皮、意面、面条、饺子、披萨等几乎所有烘焙和面食的基础原料。不同的面粉类型用于不同的产品:
- 高筋面粉:用于面包、硬质面条等需要强筋度的产品。
- 低筋面粉:用于蛋糕、饼干、糕点等需要松软口感的产品。
- 中筋面粉(通用面粉):适用于多种用途,介于高筋和低筋之间。
- 硬粒小麦粉(Semolina):主要用于制作意大利面。
- 全麦面粉:保留麸皮和胚芽,营养更全面,用于制作全麦面包等。
在酿造中(大麦)
麦芽是大麦最重要的工业用途。它是生产啤酒、威士忌、部分伏特加和麦芽醋等的主要原料。
- 啤酒: 麦芽被磨碎后与热水混合进行糖化(Mashing),利用酶将淀粉转化为可发酵糖,形成麦汁(Wort)。麦汁过滤后煮沸,加入啤酒花,冷却后接种酵母发酵,最终成为啤酒。
- 威士忌: 类似啤酒的糖化和发酵过程,但使用的是麦芽汁发酵液(Wash),然后通过蒸馏浓缩酒精和风味物质,再在橡木桶中陈酿。苏格兰威士忌通常只使用大麦麦芽。
- 其他: 大麦麦芽提取物也被用作食品工业中的天然甜味剂、着色剂和风味剂。
其他用途
- 动物饲料: 无论是小麦还是大麦,很大一部分产量都用于制作动物饲料,为牲畜提供能量和蛋白质。特别是那些不适合食品加工的等级。
- 食品原料(非烘焙/酿造): 去壳大麦和珍珠大麦可用于粥、汤、沙拉等。大麦片(Barley Flakes)可用于早餐麦片。大麦粉可用于制作大麦面包(通常与小麦粉混合使用)、煎饼等。小麦除了磨粉,整粒或部分加工的小麦(如布格麦 Bulgur)也可用于沙拉和烹饪。
- 工业用途: 小麦淀粉和麸质可用于生产工业酒精、生物塑料、粘合剂等。大麦衍生物也有少量工业应用。
通常使用“多少”?
在特定产品中,大麦和小麦的使用量并非固定,而是取决于配方、工艺和产品类型。以下是一些大致的示例:
生产特定产品所需的量
- 一块约450克(一磅)的白面包: 通常需要约 250-300 克 小麦面粉。考虑到磨粉过程的损失,这大约需要 300-360 克 的小麦籽粒。
- 一升(1000毫升)标准强度的啤酒: 通常需要约 150-200 克 大麦麦芽。麦芽的产出率不同,这大约需要 180-240 克 的大麦籽粒进行麦芽制作。对于一些高酒精度的啤酒,用量会更高。
- 作为动物饲料: 大麦和小麦作为饲料的用量是庞大的,往往占到总产量的一半甚至更多,具体用量取决于饲养动物的种类、生长阶段和配方。
- 一份(约50克)珍珠大麦米: 煮熟后体积会膨胀数倍,约需要 60-70 克 带皮大麦进行去壳和珍珠化。
这些数字只是一个大致的参考,实际用量会受到多种因素影响。
如何储存它们?
理想储存条件
无论是整粒的大麦、小麦,还是加工后的面粉和麦芽,正确的储存方式对于保持其品质、防止变质和减少损失至关重要。理想的储存条件通常包括:
- 低温: 较低的温度能减缓谷物内部的生物化学反应,抑制微生物和昆虫的活动。理想温度通常低于15°C(59°F),甚至更低。
- 干燥: 这是防止霉菌生长和昆虫滋生的最关键因素。谷物的水分含量应控制在安全水平以下(通常小麦和带皮大麦低于14%,麦芽和无壳大麦低于13%)。储存环境的相对湿度也应保持在较低水平(低于60%)。
- 避光: 光照,特别是阳光直射,可能导致谷物中的脂肪氧化,产生异味,并损失维生素。储存在阴暗处可以延长保质期。
- 通风: 良好的通风有助于散热和去除谷物呼吸产生的水分,维持均匀的温度和湿度。大规模仓储通常会使用强制通风系统。
- 清洁: 储存环境必须干净,无残余谷物,以减少虫源和霉菌孢子。
- 防虫防鼠: 采取物理或化学方法防止谷物受到昆虫、啮齿动物和鸟类的侵害。
家庭小批量储存时,应将谷物、面粉或麦芽存放在密封容器中,放在阴凉、干燥的橱柜里。长时间储存可以考虑冷藏或冷冻。
总结
大麦和小麦,这对禾本科的“兄弟”,通过数千年的演化和人类的培育,各自发展出了独特的基因特性和适应性。小麦凭借其独特的麸质结构,成为人类烘焙和面食文化的核心;而大麦则依靠其丰富的淀粉和优越的麦芽特性,奠定了其在酿造和饲料领域的地位。它们共同构成了全球粮食安全和农业经济的重要基石,以各自独特的方式滋养着人类和牲畜,并为多种工业产品提供了基础原料。理解它们是什么、如何生长、加工和使用,以及它们之间的关键区别,有助于我们更深入地认识这两种伟大谷物的价值和作用。