食品化學脂類

1、脂脂 類類第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction 脂質化合物種類繁多，結構各異，其中95%左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。 (lipids)lipids共同特征不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機溶劑。大多具有酯的結構，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物體產生，并能由生物體所利用（與礦物油不同）。例外：卵磷脂、鞘磷脂和腦苷脂類。主主 類類 亞亞 類類 組組 成成 簡單脂質（simple lipids） ?；视?蠟 甘油+脂肪酸（占天然脂質的 95左右） 長鏈脂肪醇+ 長鏈脂肪酸 磷酸?；?甘油+脂肪酸+磷酸鹽+含氮基團 鞘磷脂類 鞘氨醇+脂肪酸+磷酸鹽+膽堿 腦苷脂

2、類 鞘氨醇+脂肪酸+糖 復合脂質（complex lipids） 神經節(jié)苷脂類 鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物 衍生脂質（derivative lipids） 類胡蘿卜素，類固醇，脂溶性維生素等 第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(classification)簡單脂質 復合脂質 衍生脂質第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(function of lipids)1、脂質在食品中的功能z熱量最高的營養(yǎng)素(39.58kj/g)z提供必需脂肪酸z脂溶性維生素的載體z提供滑潤的口感，光潤的外觀，塑性脂肪還具有造型功能z賦予油炸食品香酥的風味，是傳熱介質2、脂質在生物體中的功能 是組

3、成生物細胞不可缺少的物質，能力貯存最緊湊的形式，有潤滑、保護、保溫等功能。第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)1、?；视?甘油酯) r1=r2=r3，單純甘油酯；ri不完全相同時，混合甘油酯；r1=r3時c2有手性，天然油脂多為l型；碳原子數多為偶數，且多為直鏈脂肪酸。第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)1、?；视?甘油酯) 對于三?；视统２捎胹n系統(tǒng)命名法，即立體有擇位次編排(stereos-pecifically numbering,sn) ，根據甘油的fisher投影式，碳原子編號自上而下依次為13，c2上

4、的羥基寫在左邊。ch3(ch2)7chch(ch2)7coochch2ooc(ch2)16ch3ch2ooc(ch2)12ch3第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)1、?；视?甘油酯)sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯sn-甘油-1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰sn-18:0-18:1-14:0硬脂酸油酸肉豆蔻酸第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)2、磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂稱為磷脂sn-甘油- 1-硬脂酰-2-亞油酰-3-磷脂酰膽堿（卵磷脂）以母體飽和烴或不飽和烴來命名n末端羧基c定為c

5、1n明確雙鍵位置n例如：亞油酸 ch3(ch2)4ch=chch2ch=ch(ch2)7cooh 9,12-十八碳二烯酸第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸 12 9 1-命名系統(tǒng)：n分子末端甲基碳原子開始確定第一個雙鍵的位置 ch3(ch2)4ch=chch2ch=ch(ch2)7cooh 亞油酸 18：26 或 18：2 （n6）第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸 6約占脂肪酸總量的 97n月桂酸 12：0 4n肉豆蔻酸 14：0 2n棕櫚酸 16：0 11n硬脂酸 18：0 4n油酸 18：

6、1 34n亞油酸 18：2 34n亞麻酸 18：3 5n芥酸 22：1 3第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸植物油中常見的脂肪酸第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸幾個具有特殊功能的多不飽和脂肪酸花生四烯酸（二十碳四烯酸）epa （二十碳五烯酸）dha （二十二碳六烯酸）人體合成前列腺素的前體物質。抗血栓、降膽固醇、治療糖尿病。促進腦細胞生長發(fā)育，提高記憶力。第一節(jié)第一節(jié) 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸who， fao， 中國營養(yǎng)協會推薦：飽和脂肪酸飽和脂肪

7、酸單不飽和脂肪酸單不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸1： 1： 1第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質the physical properties of lipids1、氣味和色澤（smell and colour）純脂肪無色、無味多數油脂無揮發(fā)性，氣味多由非脂成分引起的。 芝麻油 椰子油 菜油 第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質2、熔點和沸點（melting points and boiling points）z 沒有敏銳的mp和bpz mp:游離脂肪酸甘油一酯二酯三酯z mp最高在4055之間。碳鏈越長，飽和度越高，則mp越高。z mp96%。z bp：180200之

8、間，bp隨碳鏈增長而增高。the physical properties of lipids第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質2、熔點和沸點（melting points and boiling points）the physical properties of lipids脂肪種類脂肪種類 熔點（熔點（） 消化率（）消化率（） 大豆油 -8-18 97.3 花生油 03 98.5 向日葵油 -1619 96.5 棉子油 34 98 奶油 2836 98 豬油 3650 94 牛脂 4259 89 羊脂 4455 81 人造黃油 87 第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質1、晶體

9、結構（crystallization）the physical properties of lipids) 脂肪固化時，分子高度有序排列，形成三維晶體結構) 晶體是由晶胞在空間重復排列而成的) 晶胞一般是由兩個短間隔(a,b)和一個長間隔(c)組成的長方體或斜方體。第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質the physical properties of lipids2、同質多晶（polymorphism） 化學組成相同而晶體結構不同的物質，在熔融態(tài)時具有相同的化學化學組成相同而晶體結構不同的物質，在熔融態(tài)時具有相同的化學組成與性質。組成與性質。穩(wěn)定性： 三酰基甘油的3種晶型第二節(jié)第二節(jié)

10、脂類的物理性質脂類的物理性質the physical properties of lipids2、同質多晶（polymorphism）特征特征 鏈堆積 六方型 正交 三斜 短間隔/nm 0.42 0.42，0.38 0.46，0.39，0.37 特征紅外光譜/cm-1 單譜帶720 雙峰727，719 單譜帶717 密度 最小 中間 最大 熔點 最低 中間 最高 具有相同脂肪酸的三?；视偷耐|多晶型物的特征第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質the physical properties of lipids3、調溫 利用結晶方式改變油脂的性質，使得到理想的同質多晶型和物理狀態(tài)，以增加油

11、脂的利用性和應用范圍。-3v33.8 -3vi36.2 有利cocoa fat第二節(jié)第二節(jié) 脂類的物理性質脂類的物理性質the physical properties of lipids在一定的外力作用下，固體脂肪具有的抗變形的能力。影響油脂塑性的因素：影響油脂塑性的因素：sfi（solid fat index)適當脂肪的晶型： 熔化溫度范圍寬則脂肪的塑性越大。油脂塑性的應用油脂塑性的應用 涂抹性 可塑性 起酥作用 面團體積增加第三節(jié)第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsions and emulsifiers1、乳狀液的概念：乳狀液一般是由兩種不互溶的液相組成的分散體系，其中一相是以

12、直徑0.10.5m的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶形式存在的液相稱為“內”相或分散相，使液滴或液晶分散的相稱為“外”相或連續(xù)相。水油油水連續(xù)相分散相親水端疏水端o/w w/o 水包油型(o/w，水為連續(xù)相。如：牛乳)油包水型(w/o，油為連續(xù)相。如：奶油)乳濁液第三節(jié)第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsions and emulsifiers2、乳狀液的形成當液滴分散在連續(xù)相中，如油滴分散在水溶液中，擴大界面需要做功。 w=a（ a-界面面積； -表面張力）n為了得到分散度高的乳狀液，必須減小液滴的大小，這樣大大地增加了界面積，因此，需要較多的能量；n乳狀液的形成增加了體系能量，是

13、熱力學不穩(wěn)定體系n降低界面張力可增加乳化能力n表面活性劑或稱為乳化劑的主要作用之一就是降低界面張力n雙親分子第三節(jié)第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsions and emulsifiers3、乳狀液破乳n由于兩相密度差，引起的上浮或下沉nstokes公式n膜內壓 p=4/r r， pn絮凝，聚集，合并成大的液滴第三節(jié)第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsions and emulsifiers1、定義：由親水基和親油基組成的雙親分子。功能q控制脂肪球滴聚集，增加乳狀液穩(wěn)定性q在焙烤食品中減少老化趨勢，以增加軟度q與面筋蛋白相互作用強化面團q控制脂肪結晶，改善產品的稠度第三節(jié)

14、第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsions and emulsifiers常用的乳化劑 甘油酯、乳?；瘑熙８视?、硬酯酰乳酰乳酸鈉（ssl）、乙二醇或丙二醇脂肪酸單酯、脫水山梨醇脂肪酸酯與聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯、卵磷脂、各種植物中的水溶性樹膠等。2、乳化劑的選擇(1)hlb法選擇乳化劑hlb(hydrophilic-lipophilic balance):親水親油平衡值hlb為36時，適用于w/o乳狀液 hlb為818時，適用于o/w乳狀液nhlb值具有代數加和性n通?；旌先榛瘎┍染哂邢嗤琱lb值的單一乳化劑的乳化效果好。第三節(jié)第三節(jié) 乳狀液和乳化劑乳狀液和乳化劑emulsion

15、s and emulsifiers2、乳化劑的選擇(2) pit法選擇乳化劑pit(phaseinversion temperature):乳化劑的相轉變溫度。v低溫時 優(yōu)先溶解在水中，親水作用較強v當溫度升高至一定值時 優(yōu)先溶于油中，疏水作用較強v這個轉化溫度稱為相轉化溫度（pit）v極性越強的乳化劑，pit越高第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidslipolysis）通過加熱或酶和水分的作用，脂類中的酯鍵發(fā)生水解游離脂肪酸比甘油酯更容易氧化，產生水解酸敗味油炸易發(fā)煙，影響風味 油脂中脂肪酸的含量的多少是評價其質量高低的指

16、標之一，通常用酸價來表示。第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation） 食品變質的主要原因之一；產生揮發(fā)性化合物，不良風味（哈喇味）；受多種因素影響；氧與不飽和脂類反應。自動氧化光敏氧化酶促氧化第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（一）自動氧化(autoxidation)脂類的自動氧化是典型的自由基反應，其反應機理如下：鏈終止：鏈終止：r + r r-r (4) r + roo roor (5) roo + roo ro

17、or +o2 (6)鏈引發(fā)鏈引發(fā) (誘導期誘導期)：rh r + h (1)引發(fā)劑鏈傳遞：鏈傳遞： r + o2 roo (2) roo + rh rooh + r (3)r 烷基自由基roo 過氧化自由基過氧化自由基roor 非自由基產物非自由基產物自動氧化的特征n干擾自由基反應的物質會抑制脂肪的自動氧化速度n光和產生自由基的物質能催化脂肪的自動氧化n反應產生大量氫過氧化物n純脂肪物質的氧化需要一個相當長的誘導期第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（一）自動氧化(autoxidation) 第四節(jié)第四

18、節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（二）光敏氧化 (photosensitized oxidation) 在油脂中含有一些天然色素如葉綠素、核黃素等光敏化合物，在光照時可產生單線態(tài)氧，它與不飽和脂肪酸的雙鍵發(fā)生反應，形成氫過氧化物。第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（二）光敏氧化 (photosensitized oxidation)光敏氧化的特征u不產生自由基u雙鍵的順式構型改變成反式構型u與氧濃度無關 u沒有誘導期

19、u光的影響遠大于氧濃度的影響u受自由基抑制劑的影響，但不受抗氧化劑影響u產物是氫過氧化物第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（三）脂類氧化產物rooh的o-o斷裂氫過氧化物是脂類氧化的主要初期產物，無味，但不穩(wěn)定。烷氧基自由基第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（三）脂類氧化產物烷氧基兩側的c-c斷裂第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxi

20、dation）（三）脂類氧化產物小分子聚合三戊基三噁烷第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（四）影響脂肪氧化速率的因素脂肪酸的組成和含量 順式、共軛雙鍵易氧化。游離fa比甘油酯的v氧化略高，雙鍵數v氧化氧濃度氧壓v氧化第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（四）影響脂肪氧化速率的因素溫度 溫度v氧化水分活度第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidso

21、xidation）（四）影響脂肪氧化速率的因素表面積 表面積v氧化助氧化劑 具有適合的氧化還原電位的二價或多價的過渡金屬。 鉛銅黃銅錫鋅鐵鋁不銹鋼銀光照和輻射抗氧化劑第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化劑（antioxidants）能推遲具有自動氧化能力的物質發(fā)生氧化，并能減慢氧化速率的物質。主抗氧化劑n自由基接受體，可以延遲或抑制自動氧化的引發(fā)或停止自動氧化的傳遞nbha、bht、pg、tbhqn天然食品組分：ve、胡蘿卜素次抗氧化劑（協同劑、增效劑）n增加主抗氧化劑的活性n檸檬酸、vc、

22、酒石酸、卵磷脂分類第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化劑（antioxidants）抗氧化劑的作用機理n抑制自由基的產生或中斷鏈的傳播n自由基接受體n既作為氫給予體，又作為自由基接受體n主要與roo作用，而不是與r作用鏈傳遞反應 roo + rh rooh + r 抑制反應 roo + ah rooh + a 循環(huán) 二聚合或歧化，不循環(huán)競爭機制第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化劑（ant

23、ioxidants）抗氧化劑的協同作用兩類協同作用：n混合自由基受體n自由基受體與金屬螯合劑的復合作用機理 roo + ah rooh + a a + bh b + ahnbh的存在，使ah具有再生能力酚類抗氧化劑（主抗氧化劑）與抗壞血酸（增效劑）第四節(jié)第四節(jié) 油脂的化學性質油脂的化學性質the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化劑（antioxidants）抗氧化劑使用時注意事項a. 抗氧化劑應盡早加入b. 使用要注意劑量 不能超出其安全劑量 有些抗氧化劑，用量不合適會促氧化。c. 選擇抗氧化劑應注意溶解性d. 常將幾種抗氧化劑合用第五

24、節(jié)第五節(jié) 油脂的質量評價油脂的質量評價quality evaluation of lipids一、過氧化值（peroxidation value ）1公斤油脂中所含rooh的毫摩爾數。rooh + 2ki rooh + 2ki roh +iroh +i2 2 +k+k2 2o oi i2 2+ 2 na+ 2 na2 2s s2 2o o3 32 nai2 nai+ na+ na2 2s s4 4o o6 6 pov宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。 二、酸值（價）（acid value ）中和1g 油脂中游離脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數。我國食品衛(wèi)生的國家標準規(guī)定，使用植物油的酸價應低于5 5

25、三、碘值（價）（iodine value ）第五節(jié)第五節(jié) 油脂的質量評價油脂的質量評價quality evaluation of lipids加成100g 油脂所需碘的克數。是衡量油脂中雙鍵數的指標四、其它指標皂化價、感官評定等第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 一、脂類熱分解第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 一、脂類熱分解飽和脂肪非氧化熱解第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 一、脂類熱分解

26、飽和脂肪氧化熱解r2oc-c-c-r1oor2oc-c-c-r1ooohr2oc c c r1ocn-3烷烴cn-2烷醛cn-1甲基酮o. .不飽和脂肪 非氧化熱解 主要生成一些低分子量的物質；此外還有二聚體。 氧化熱解 與低溫下的autoxidation類似，但rooh的分解速率更快。第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 一、脂類熱分解第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 二、脂類油炸化學 1、油炸過程中油脂的化學變化 揮發(fā)性化合物 極性化合物（如羥基酸、環(huán)氧酸

27、、烷氧基等） 二聚和多聚酸以及二聚和多聚甘油酯 游離脂肪酸第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 二、脂類油炸化學 2、油炸后油脂品質的檢測方法 石油醚不溶物檢測 極性化合物柱色譜測定 介電常數測量 二聚物酯類的氣相色譜第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 三、油脂的精煉（ refining ）脫膠（ degumming ）：用水除去毛油中的磷脂和蛋白質膠體狀雜質脫酸（ deacidification ）：用堿中和毛油中的游離脂肪酸脫色（ bleaching ） ：

28、用活性白土、活性碳脫去雜色素和棉酚脫臭（ deodorization ） ：真空脫氣精煉后油的品質提高，但fat-soluble vitamins和胡蘿卜素損失。第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 四、油脂的改性（ modification of lipids） 油脂的氫化是通過催化加氫的過程使油脂分子中的不飽和脂肪酸變?yōu)轱柡椭舅幔瑥亩岣哂椭埸c的方法。氫化以后的油脂主要應用在肥皂工業(yè)，也可用在食品工業(yè)中用作起酥油、人造奶油等。第六節(jié)第六節(jié) 油脂的加工化學油脂的加工化學chemistry of lipids processing 四、油脂的改性（ modification of lipids）雙鍵被吸附（鍵相互作用）到金屬催化劑表面；金屬表面氫原子轉移到雙鍵的一個碳上，雙鍵的另一個碳與金 屬表面鍵合（鍵）；第二個氫原子進行轉移，得