穀物の品質

農業では、穀物の品質は穀物の用途によって決まります。エタノール生産では、デンプン含有量などの穀物の化学組成が重要であり、食品および飼料製造では、タンパク質、油、糖などの特性が重要であり、製粉業界では、穀物の品質に関して健全性が最も重要な要素です。穀物農家にとって、高い発芽率と種子の休眠は考慮すべき主な特徴です。消費者にとって、色や風味などの特性が最も重要です。

穀物の全体的な品質は、栽培方法、収穫時期と収穫方法、収穫後の取り扱い、保管管理、輸送方法など、いくつかの要因によって影響を受けます。^[1]

穀物の品質特性は、次の 10 の主要な要素にまとめることができます。

（i）均一な水分含有量

（ii）試験重量が高い

（iii）異物なし

（iv）変色、破損、損傷した穀粒の割合が低い

(v) 壊れにくい

（vi）高い製粉品質

(vii)タンパク質と油分が 多い

(viii) 高い生存能力

(ix)アフラトキシン（マイコトキシン） を含まない

（x）虫やカビが存在しない。

穀物の品質は、外因的要因と内因的要因という 2 つの主な要因によって特徴付けられます。

穀物の等級分けの外的要因には、年齢、破損穀物、未熟穀物、異物、感染穀物、水分含有量などがあります。

穀物の固有の要素には、色、組成、嵩密度、臭い、香り、大きさ、形状などがあります。

色は、穀物の特性評価、等級付け、取引、加工において重要な要素であり、小麦取引でよく使われる基準です。

穀物の組成は、穀物の等級付けとマーケティングにおいて重要な役割を果たします。穀物の主な成分は、炭水化物、タンパク質、脂質、ミネラル、繊維、フィチン酸、タンニンです。正確な組成は、穀物の種類、遺伝、品種、農業慣行、穀物の取り扱いによって大きく異なります。

嵩密度は、粒子間の隙間を含む粒子サンプルの質量と所定の体積の比として定義されます。

大きさと形は穀物の品質と等級付けにおいて重要な要素であり、穀物ごとに、また同じ種でも品種ごとに異なります。これらは米の等級付けでよく使用され、製粉業界では重要な要素です。

穀物の等級付けおよび仕様システムは、特定の穀物ロットが米国のFDAや英国の FSAなどの食品規制当局が要求する基準を満たしていることを保証します。

多くの国では、穀物の等級分けは、(i)ブッシェル（試験）重量、(ii)水分含有量、(iii)壊れた異物または破片の割合（壊れたトウモロコシの異物など）^[要説明]、および(iv)損傷した穀粒（総損傷および熱損傷）^[要説明]の4つの主な特性によって決まります。

容積重としても知られるブッシェル重量は、穀物の品質を判定し、穀物の嵩密度を測るために使用される最も単純で伝統的な基準の 1 つです。これは、穀物の一般的な品質と主要な穀物仕様の指標です。通常、容積重が高いほど品質が高く、容積重が低いほど品質が低くなります。穀物の品質は穀物が劣化するにつれて大幅に低下するためです。^[2]穀物の容積重は、水分含有量 (初期および最終)、霜害、成熟度、生育および収穫条件、乾燥条件、細粒物質^{[明確化が必要]}、穀粒の損傷度、品種など、多くの要因によって影響を受けます。^[3]

穀物の品質を決定するもう 1 つの重要な要素は水分含有量です。水分含有量は、穀物の単位質量あたりの水分量をパーセンテージ ベース (湿潤ベースまたは乾燥ベース) で表したものです。^{[説明が必要]}水分含有量は穀物の品質に直接影響しませんが、水分含有量が保管に推奨される含有量を超えると穀物が腐敗するため、間接的に品質に影響を与える可能性があります。

破砕異物 (FM) は、穀物の等級付けと分類において重要な要素です。これは、砂、岩の破片、マイクロプラスチック、金属、ガラス片など、穀物以外の異物で、特定のロットの穀物を汚染しているものを指します。穀物取引では、FM が一定の割合以上存在すると、等級が下がったり、価格が割引されたり、ロットが拒否されたりします。これは、FM が高いほど、使用前に洗浄するコストが高くなるためです。

損傷粒 (DK) は重要な等級分けの要素であり、穀物の価値にマイナスの影響を及ぼします。DK は、目に見える損傷が明らかな粒とみなされます。これは通常、不純物のない部分から損傷粒を手で取り除くことで定量化されます。等級ごとの穀物の基準には、損傷粒の量の上限が含まれます。たとえば、小麦が等級 1 とみなされるためには、DK が総重量の 0.4% 以下である必要があります。粒の損傷の大部分は、昆虫、熱、カビ、風化、発芽、霜、病気、不均一な成熟、および/または粒の充填不足/部分充填によって引き起こされます。

等級付けシステムまたは仕様では、損傷した穀粒は、熱損傷と完全損傷の 2 つの主要な部分に分けられます。

米国の穀物規格における重要な非穀物規格には、(i)破損感受性、(ii)製粉品質、(iii)種子生存率、(iv)栄養価、(v)カビ数および発がん性物質含有量、(vi)昆虫の侵入および被害などがある。^[1]

穀物の品質の最良の例は、2 つの一般的な穀物 (小麦と米) に表すことができます。

穀物の色は穀物の等級付けにおいて重要な特性です。色劣化の一般的な形態の 1 つは精米の変色です。米は不適切に保管されると、さまざまな等級の精米の変色に変化します。米の変色は、主に保管温度、水分含有量、期間に応じて微生物や化学反応によるものであることがわかっています。米国の基準では、米サンプル 500 グラムあたり 1 つの変色粒がある場合、米は格下げされます。^[4]

小麦（Triticum aestivum L.）は、エネルギー、タンパク質、繊維の主要農業資源であり、イネ科コムギ属に属します。小麦は、硬質小麦、軟質小麦、デュラム小麦の3つの主要なクラスに分類できます。小麦の品質は、最終消費者、栄養品質、製粉、ベーキング、レオロジー品質の観点から最もよく説明できます。一般的に、小麦は健全で、清潔で、十分に成熟しており、異物や損傷がないことが必要です。^[5]

一般的に、小麦の品質基準は、植物学的特性、物理的特性、化学的特性の 3 つの主要なグループに分けられます。

植物学上の基準には、種と品種という 2 つの主な基準があります。

小麦の品質に影響を与える主な物理的性質は、穀粒の重さ（容積重）、硬度、粒の大きさと形、ガラス質、色です。小麦などの穀物の物理的性質は、穀物の品質、そして小麦粉などの最終製品の品質に非常に重要な役割を果たします。

小麦の重量検定^[要説明]は、小麦の品質を評価する最も簡単で一般的な方法と考えられています。小麦の等級付けにおいて、小麦粉の収量の大まかな見積もりを与える重要な品質要因です。小麦の重量検定に影響を与える基本的な要因は、穀粒の大きさと形、穀粒密度、小麦の成熟度、穀物の種類、および小麦の実際の品種です。^[6]

小麦胚乳の硬さは、小麦が様々な最終製品に適しているかどうかを決定する上で重要であり、小麦の加工や製粉に影響を与えます。これは製粉業者やトレーダーが小麦を分類する際によく使われる特性です。硬さの点では、小麦は硬質小麦と軟質小麦に分類できます。^[7]

色の観点から、小麦は赤小麦と白小麦の2つのクラスに分類されます。硬質の赤冬小麦は優れていると考えられており、パン用小麦粉の製造によく使用されますが、白小麦は通常、ケーキ、チャパティ、および特定のパスタ麺に使用されます。小麦の種類ごとに、味、焼き上がり、製粉収量などの特性が異なります。^[8]

小麦のガラス質は、多くの国でデュラム小麦の品質を等級付けまたは定量化するために使用されている光学特性です。これに基づいて、小麦はガラス質、粉状、まだらの3つの主要なクラスに分類できます。^[9]ガラス質小麦は、穀粒の外観（でんぷん質で不透明）が非ガラス質小麦と異なり、高品質のセモリナタンパク質、良好な色、均一で粗い粒状であることから、非ガラス質穀粒よりも品質が良いと考えられています。^[10]

小麦の収穫時の水分含有量は通常10～12%です。ほとんどの国では水分含有量は等級付けシステムの一部ではありませんが、小麦の品質に影響を与える最も重要な要素であるため、^{[説明が必要]}は乾物損失と反比例します。^[6]水分含有量が小麦の品質に重要な理由は次のとおりです。

• 水分が少なすぎると、保管中や取り扱い中に小麦粒が割れてしまいます。
• 湿気が多すぎるとカビが生えやすくなり、劣化につながります。

タンパク質は小麦の等級を決める明確な要素ではありませんが、その量と質は小麦ビジネスにおいて最も重要な特性です。ほとんどのバイヤーと製粉業者は、小麦を購入する前にそのタンパク質含有量を知る必要があります。小麦には、アルブミン（水溶性）、グロブリン（塩溶液に可溶）、グリアジン（70％水性エタノールに可溶）、プロテオース、グルテニン（希酸または希アルカリに可溶）の5種類のタンパク質が含まれています。^[11]

小麦のその他の重要な品質は、製粉品質と製パン品質です。

小麦のほとんどは製粉された小麦粉またはセモリナとして商業的に販売されているため、製粉の品質は小麦取引において重要な要素です。製粉は主に次の 3 つの要素によって決まります。

• 粒の大きさと均一性：千粒重で決まる穀物の重量と密接な相関関係がある。^{[説明が必要]}
• 胚乳の質感は、ガラス度または真珠化指数と硬度によって特徴付けられます。これらは、製粉に必要なエネルギーの利用と、得られるセモリナの量に影響します。
• 種皮の割合：穀粒が大きいほど種皮の割合は低くなり、層が厚くない場合は種皮の割合も低くなり、胚乳と種皮の色も薄くなります。^[12]

ベーキング品質は、小麦の品質と適合性を判断するために使用されるもう1つの基準です。ベーキング品質は、小麦の用途と加工条件によって異なります。たとえば、強力小麦（硬質小麦）は高品質でパン作りに適していると考えられていますが、ほとんどのケーキは軟質小麦粉で作られており、ベーキング品質は小麦粉のレオロジー特性によって決まります。 ^{[13]小麦粉のレオロジー特性は、}生地（ベーキング）のボリュームや感覚特性などの他の物理的特性を決定するため、不可欠です。^[14]

小麦は、他の穀物と同様に、検査重量、純度、損傷および異物の最大割合などの特定の基準に基づいて等級分けされます。^[15]米国では、小麦はクラスとサブクラスに分類されています。クラスでは、小麦は8つの異なるグループに分けられます：ハードレッドスプリング小麦、ハードレッドウィンター小麦、ソフトレッドウィンター小麦、デュラム小麦、ハードホワイト小麦、ソフトホワイト小麦、ミックス小麦、および未等級小麦。これらのクラスは、未等級小麦を除いて、さらに5つの等級（US No.1-5）に細分化されます^[15]。

米はイネ科イネ亜族 オリザ属に属します。

米には主に次の 3 つのカテゴリがあります。

• 長粒種: カロライナ米として知られる、比較的長くて太い品種。
• 中粒: 長くて細い円筒形の米。パトナとして知られています。
• 短粒種: 短くて丈夫な粒で、スペイン産の日本米としても知られています。

米の品質には適切な定義や説明はありません。品質は、調理方法、地域、用途など、いくつかの要因によって決まります。たとえば、精米業者は、米の品質を総回収率や穂先および砕米粒の観点から説明しますが、食品加工業界では、米の品質を粒の大きさ、香り、外観、調理しやすさの観点から説明します。

一般的に、多くの国では、主に次の 4 つの基準を使用して米の品質を評価します。

• 製粉品質
• 調理、食用、加工の品質
• 栄養価
• 清潔さ、健全性、純度に関する特定の基準。

米国ではさらに 3 つの要素が追加されました。

• 殻と果皮
• 色、粒度、形状、重量、均一性、全体的な外観
• 穀粒の白濁度、半透明性、色^[16]

米の一般的な物理的特性は、大きさ、形、色、均一性、および全体的な外観です。米の全体的な外観に寄与するその他の要素は、清潔さ、純度 (他の種子が混入していないこと)、ガラス質、半透明性、白亜質、色、損傷した穀粒および不完全な穀粒です。

米粒は、粒の大きさによって主に次の 3 つのグループに分類されます。

• 長さ（粗米、玄米、精米米の最大寸法）
• 形状（長さ、幅、厚さの比率）
• 重み（1,000カーネルの重みを使用して決定）^{[説明が必要] [17]}

米国の玄米等級分けシステムで使用される長さ、形状、重量の例を以下に示します。^[17]

重量は米のもう一つの重要な等級分けの要素で、嵩密度と関連しており、異物や未熟な穀粒の相対量を測定するために使用され、精米の出来高の指標として有用である。米国の玄米1ブッシェル当たりの平均重量は45ポンドである。^[17]

不純物や損傷米は、ロットの経済的価値に直接関係するため、米の品質の最も重要な要素であると考えられています。たとえば、砂や石が存在すると、製粉業者に送られるときに穀物の重量が増加し、ゴムが損傷します。不純物や損傷米には、異物、損傷した穀粒、白っぽい穀粒、赤米、割れた種子または穀粒、臭いが含まれます。^[17]

精米の主な目的は、胚乳へのダメージを最小限に抑えながら、外層（殻）、ふすま、胚芽を取り除くことです。米の精米品質は、米のマーケティング、等級付け、分類、および調整、乾燥、パーボイルなどの処理に使用されるもう 1 つの重要な基準であり、通常は精米歩留まりを使用して推定されます。精米歩留まりは、穀物の種類、品種、白亜質、乾燥、保管条件、環境条件、収穫時の水分含有量など、いくつかの要因によって異なります。

精米品質は、2つの一般的なパラメータ（i）総収量と（ii）穂収量によって決定されます。また、精米度や砕米などの他のパラメータも精米品質を推定するために使用され、パーセンテージで表されます。^[16]定義上、精米品質とは、米粒が破損することなく精米および/または精白に耐え、より高い回収量を生み出す能力です。

米の栄養成分は、品質の最も重要な指標の1つです。米は主にでんぷん質の食品ですが、タンパク質やビタミン、ミネラル、ペントサン、食物繊維も豊富に含んでいます。^[18]米粒の化学組成（栄養素）は大きく異なり、植物の種類（品種）、環境条件（栽培場所や季節）、施肥処理、精米度、保管状態などの要因によって決まります。精米度や調理方法は栄養素の大幅な損失に影響するため、ビタミンやミネラルのほとんどは表層に含まれています。

米の品質に関する限り、炊飯品質はもう一つの重要な基準であり、炊飯方法や時間、嵩密度、保管条件、品種、栽培方法など多くの要因によって影響を受けます。

米の炊飯品質において最も重要な2つの物理化学的特性は、アミロース含有量と糊化温度です。

これは米の品質におけるもう一つの重要な要素です。他の穀物と同様に、米はデンプン、特にアミロースの優れた供給源です。米は80%以上がデンプンで構成されており、分子レベルではデンプンにはアミロース（α（1-4）結合の直鎖グルコース）とアミロペクチン（α（1-6）結合の分岐鎖グルコース）が含まれています。^[3]アミロースに関して、米はもち質0～2%、非常に低い2～10%、低い10～20%、中程度の20～25%、高い25～32%に分類できます（米乾燥ベース）。^[19]米のデンプン含有量（アミロース）は、穀物の収量、加工、嗜好性において非常に重要な要素です。

糊化温度は、調理時間、粒の大きさ、デンプン分画の分子の大きさなど、多くの要因に関係しており、一部の国では米の分類基準としても使用されています。他の要因と同様に、糊化温度は熟成温度、遺伝的要因、米の品種、調理時間などの環境によっても影響を受けます。^[3]糊化温度はアミロース含有量に直接関係しており、アミロースが高いほど糊化温度が高くなります。そのため、もち米の多い米はもち米やもち米の非常に少ない米よりも糊化温度が高くなります。^[20]

多くの国や製粉業者が米の等級付けに用いる主な基準は、精米度、外観（色）、損傷（割れ）、白亜質粒の割合である。米国では、米は3つの主な特性、すなわち大きさ、色、状態（粒の損傷）に従って販売されており、これらの特性は品質、精米率、その他の加工条件に直接関係している。^[7]すべての特性は等級付けにおいて重要である。例えば、白亜質粒は加工後の製粉歩留まりが低く、取り扱い中に簡単に割れてしまうため、望ましくない。

色と精米度合いは、米の等級付けによく使われるもうひとつの基準です。これらの基準を使うと、米は精米不足、軽度精米、適度に精米、精米良好の4つの主なクラスに分類できます。米の等級付けで考慮される他の要素は重量で、精米率、空粒、未熟粒、ドッキング量の増加と関連しています。米の平均的な重量は、長粒で56 kg/hL、中粒で58.5 kg/hL、短粒で60 kg/hLです。^[7]米国における米の等級と要件^[21]