食品化學04第四脂肪

1、1 人類可食用的脂類，是食品中重要的組成成分和人類的營養(yǎng)成分，是一類高熱量化合物，每克油脂能產(chǎn)生39.58kJ的熱量，該值遠大于蛋白質與淀粉所產(chǎn)生的熱量；油脂還能提供給人體必需的脂肪酸（亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸）；是脂溶性維生素（A、D、K和 E）的載體；并能溶解風味物質，賦予食品良好的風味和口感。 食用油脂所具有的物理和化學性質，對食品的品質有十分重要的影響。油脂在食品加工時，如用作熱媒介質（煎炸食品、干燥食品等）不光可以脫水，還可產(chǎn)生特有的香氣；如用作賦型劑可用于蛋糕、巧克力或其它食品的造型。 但含油食品在貯存過程中極易氧化，為食品的貯藏帶來諸多不利因素。過多攝入油脂對人體產(chǎn)生的不利影響

2、，也是近幾十年來爭論的焦點。第四章 脂類2 6.6 6.6 油脂在食品中的作用油脂在食品中的作用v1、熱量最高的營養(yǎng)素(39.58kJ/g)；v2、提供必須脂肪酸；v3、脂溶性維生素的載體；v4、提供潤滑的口感，光潤的外觀，塑性脂肪還具有造型功能；v5、賦予油炸食品香酥的風味，是傳熱介質 3第四章 脂類$ 脂的分類與組成脂的分類與組成$ 脂的結構和物理性質脂的結構和物理性質$ 脂的化學性質脂的化學性質$ 油脂品質的表示方法油脂品質的表示方法$ 油脂的加工化學油脂的加工化學$ 油脂在食品中的應用油脂在食品中的應用44.1 4.1 脂的分類與組成脂的分類與組成v脂的概念：脂的概念：C脂類是生物體內

3、一大類微溶于水，能溶于有機溶劑(如氯仿、乙醚、丙酮、苯等)的重要有機化合物。C脂肪是脂類中最重要的一種，是由1個分子甘油和3個分子脂肪酸脫水結合而成的酯。若3個脂肪酸分子是相同的，則稱為單純甘油酯，若不相同則稱為混合甘油酯。根據(jù)室溫下存在的狀態(tài)固體狀態(tài)的三酰甘油稱為脂肪脂肪（fat）液體狀態(tài)稱為油油（oil） 。5大 類亞 類組 成簡單脂類酰基甘油酯甘油+脂肪酸（占脂類的99%）蠟長鏈脂肪醇+長鏈脂肪酸復合脂類磷酸甘油酯甘油+脂肪酸+磷酸+含氮物鞘磷脂類鞘氨醇+脂肪酸+磷酸+膽堿腦苷脂類鞘氨醇+脂肪酸+糖神經(jīng)節(jié)苷脂鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物衍生脂類脂溶性維生素、類固醇等4.1 4.1 脂的分類

4、與組成脂的分類與組成脂肪是脂類中最重要的一種，是由1個分子甘油和3個分子脂肪酸脫水結合而成的酯。蠟性質穩(wěn)定，不溶于水，其化學組成為分子量較大的一元醇的長鏈脂肪酸酯。 64.2 4.2 脂的結構和物理性質脂的結構和物理性質脂的結構：脂的結構：脂肪是三脂酸(C4以上)的甘油酯，即三酰甘油。脂肪中的3個脂肪酸可以是相同的，也可以是不同的，前者稱為簡單甘油酯，后者稱為混合甘油酯。7?；视偷拿；视偷拿鹶Hirschman立體有擇位次編排命名法（Sn）中，碳原子自上而下編號，三酰甘油命名法為：數(shù)字命名法：Sn-16:0-18:1-18:0中文命名法：Sn-甘油-1-棕櫚酸酯-2-油酸酯-3-硬脂

5、酸酯CCH2COR1R2OCOHCH2OCOR3138脂肪酸脂肪酸脂肪酸的結構脂肪酸按其碳鏈長短長鏈脂肪酸（14碳以上）中鏈脂肪酸（含6-12碳）短鏈（5碳以下）脂肪酸飽和程度飽和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid, USFA)順式脂肪酸（cis-fatty acid）反式脂肪酸（trans-fatty acid）9數(shù)字縮寫系統(tǒng)名稱俗名或普通名英文縮寫4:06:08:010:012:014:016:016:118:018:1(n-9)18:2(n-6)18:3(n-3)18:3(n-6)20:020:3(n-6

6、)20:4(n-6)20:5(n-3)22:1(n-9)22:5(n-3)22:6(n-6)丁酸己酸辛酸癸酸十二酸十四酸十六酸9-十六烯酸十八酸9-十八烯酸9，12-十八烯酸9，12，15-十八烯酸6，9，12-十八烯酸二十酸8，11，14-二十碳三烯酸5、8，11，14-二十碳四烯酸5、8，11，14，17-二十碳五烯酸13-二十二烯酸7，10，13，16，19-二十二碳五烯酸4，7，10，13，16，19-二十二碳六烯酸酪酸(butyric acid)己酸(caproic acid)辛酸(caprylic acid)癸酸(capric acid)月桂酸(lauric acid)肉豆蔻酸(m

7、yristic acid)棕櫚酸(palmtic acid)棕櫚油酸(palmitoleic acid)硬脂酸(stearic acid)油酸(oleic acid)亞油酸(linoleic acid)-亞麻酸(linolenic acid)-亞麻酸(linolenic acid)花生酸(arachidic acid)DH-亞麻酸(linolenic acid)花生四烯酸(arachidonic acid)EPA(eciosapentanoic acid)芥酸(erucic acid)DHA(docosahexanoic acid)BHOcDLaMPPoStOL-Ln, SA-Ln ,GLAA

8、dDGLAAnEPAEDHA一些常見脂肪酸的名稱和代號10 v物理性質：物理性質：1、無色無味：、無色無味： 天然油脂的氣味是除了極少數(shù)由短鏈脂肪酸揮發(fā)所致外，多數(shù)是無色無味的。 天然油脂的色澤是由其中溶有非脂成分引起的，如類胡蘿卜素。2、熔點和沸點：、熔點和沸點： 脂肪沒有確定的熔點，只有一個溫度范圍。 分子間作用力強，則熔點提高。 不飽和脂肪酸的熔點低于飽和脂肪酸。 順式低于反式 三?；陀趩熙；椭娜埸c與消化率有關：37，消化率97.98%；37，50，消化率90%；50，難以消化沸點較高：18020011 3 煙點：煙點： 油受熱之后冒煙的溫度。雜質和游離脂肪酸增多，則煙點下降。4

9、粘度：粘度： 粘度隨分子量的增加而上升。氧化劣變或熱聚合之后粘度顯著上升。5 溶解性：溶解性： 短鏈脂肪酸能溶于水，鏈長度增加則在有機溶劑中溶解度上升，水中溶解度下降。經(jīng)常用乙醚、石油醚、苯、己烷等有機溶劑提取脂肪和其它酯類物質。v物理性質：物理性質：12晶體結構晶體結構 通過X-射線衍射測定，當脂肪固化時，三?；视头肿于呄蛴谡紦?jù)固定位置，形成一個重復的、高度有序的三維晶體（crystalloid）結構，稱為空間晶格。如果把空間晶格點相連，就形成許多相互平行的晶胞，其中每一個晶胞含有所有的晶格要素。一個完整的晶體被認為是由晶胞在空間并排堆積而成。晶體晶格在18個晶胞的每一個晶胞中，每個角具有

10、1個原子或1個分子。但是，由于每個角被8個相鄰的其他晶胞所共享，因此，每個晶胞中僅有1個原子（或分子），由此看出空間晶格中每個點類似于周圍環(huán)境中所有其他的點。13晶體結構晶體結構 同質多晶同質多晶 是指化學組成相同，但具有不同晶形的物質，在熔化時可以得到相同的液相。 某化合物結晶時，產(chǎn)生的同質多晶型物與純度、溫度、冷卻速率、晶核的存在以及溶劑的類型等因素有關。14 v油脂的乳化：油脂的乳化：1、乳化的概念： 使互不相溶的兩種液體(如油與水)中的一種呈微滴狀分散于另一種液體中稱為乳化，其中量多的液體稱為連續(xù)相，量少的則稱為分散相。液滴的直徑為0.150m間。 例如：稀奶油、乳、冰激凌如油以一定大

11、小的液體分散在水溶液中，形成水包油的乳狀液，用O/W表示如水分散在油中，則形成油包水乳狀液，可用W/O表示152、乳狀液在熱力學上是不穩(wěn)定的，常有液滴聚結而減少分散相界面積的傾向，最終導致兩相分層(破乳)。一般可通過加入乳化劑來穩(wěn)定乳狀液。 3、乳化劑：能使互不相溶的兩相中的一相分散于另一相中的物質稱為乳化劑。自然界的水滴自自然界的水滴自動形成球狀？動形成球狀？ 在水氣表面的水分子所受作用力不同于體相中的水分子，體相中的水分子所受的作用力是平衡的，在表面上的水分子所受的作用力是不平衡的，它們受到一種指向體相的凈作用力，因此表面的水分子具有自動向體相運動的趨勢，這種趨勢即為表面張力，而體相中的水

12、分子到表面則需要做功以擴大表面積，而球狀表面積最小。 16 4 4、乳化劑的結構特點：、乳化劑的結構特點：一般是表面活性物，在結構上具有兩親性，分子中既有親油的基團，又有親水的基團，因而它易被吸附在界面上，在分散相周圍形成了液晶多層，為分散相的聚結提供了一種物理阻力，從而提高了乳狀液的穩(wěn)定性。 5、常用的乳化劑：單硬脂酸甘油酯，磷脂，蔗糖脂肪酯，丙二醇脂肪酸酯。應用：牛奶，冰淇淋，鮮奶油等。乳化劑在食品體系中的功能：乳化劑在食品體系中的功能： 控制脂肪球聚集，增加乳狀液穩(wěn)定性 在焙烤食品中減少老化的趨勢，以增加軟度 與面筋蛋白相互作用強化面團 控制脂肪結晶，改善以脂類為基質的產(chǎn)品的稠度。17破

13、乳：破乳： 壓力隨液滴半徑減小而升高，在高分散體系中，液滴的壓力升高，引起液滴間液層變薄，液層變薄到一定程度就破裂形成大液滴，甚至引起相分離。 接近絮凝凝結合并成液滴18 4.3脂類的化學性質脂類的化學性質v脂化脂化( (脂解脂解) )：1、概念：、概念：脂肪在酸或酶及加熱的條件下水解為脂肪酸及甘油的一類反應。 游離脂肪酸比甘油脂肪酸更容易氧化，因而由脂類水解產(chǎn)生的游離脂肪酸引起水解蛤敗。 油脂在堿的作用下完全水解生成甘油和脂肪酸鹽的反應。也是我們生產(chǎn)肥皂的一個途徑。 2 應用：應用： 動物脂肪在加熱精煉的過程中使脂肪水解酶失活，可減少游離脂肪酸的含量。19 v自動氧化：自動氧化：1、概念概念

14、：油脂暴露于空氣中會自發(fā)地進行氧化作用，先生成氫過氧化物，氫過氧化物繼而分解產(chǎn)生低級醛、酮、羧酸等。 2、不飽和油脂的自動氧化不飽和油脂的自動氧化：20引發(fā)（誘導）期 ?；视椭械牟伙柡椭舅?，受到光線、熱、金屬離子和其它因素的作用，在鄰近雙鍵的亞甲基（-亞甲基）上脫氫，產(chǎn)生自由基（R），如用RH表示?；视?，其中的H為亞甲基上的氫，R為烷基自由基，該反應過程一般表示如下： RH RH 由于自由基的引發(fā)通常所需活化能較高，必須依靠催化才能生成，所以這一步反應相對較慢。有人認為光照、金屬離子或氫過氧化物分解引發(fā)氧化的開始，但近來有人認為，組織中的色素（如葉綠素、肌紅蛋白等）作為光敏化劑，單重態(tài)氧

15、作為其中的催化活性物質從而引發(fā)氧化的開始。21鏈傳遞 R自由基與空氣中的氧相結合，形成過氧化自由基（R00），而過氧化自由基又從其它脂肪酸分子的-亞甲基上奪取氫，形成氫過氧化物（R00H），同時形成新的R自由基，如此循環(huán)下去，重復連鎖的攻擊，使大量的不飽和脂肪酸氧化，由于鏈傳遞過程所需活化能較低，故此階段反應進行很快，油脂氧化進入顯著階段，此時油脂吸氧速度很快，增重加快，并產(chǎn)生大量的氫過氧化物。 RO2 ROO ROORH RROOH22終止期 各種自由基和過氧化自由基互相聚合，形成環(huán)狀或無環(huán)的二聚體或多聚體等非自由基產(chǎn)物，至此反應終止。 ROO +ROO ROOR+O2 ROO +R ROO

16、R R+R R-R. 23光敏氧化：光敏氧化：光敏氧化機理： 光氧化是不飽和脂肪酸與單線態(tài)氧直接發(fā)生氧化反應。單線態(tài)氧具有極強的親電性，能以極快的速度與脂類分子中具有高電子密度的部位（雙鍵）發(fā)生結合，從而引發(fā)常規(guī)的自由基鏈式反應，進一步形成氫過氧化物。不產(chǎn)生自由基雙鍵 順式反式與氧氣的濃度無關不存在誘導期特點氧氣親電子能力強，能迅速與高電子云密度的雙鍵反應，通過六環(huán)過度態(tài)，然后雙鍵發(fā)生位移，形成反式構型的過氧化物。單線態(tài)氧（O2）是一種處于激發(fā)態(tài)的分子氧。與超氧陰離子自由基、羥基自由基以及過氧化氫等活性氧物種類似 24 3、影響脂肪氧化速度的因素：脂肪酸的組成游離脂肪酸和相應的?；视脱鯕獾臐?/p>

17、度溫度表面積水分游離脂肪酸相應的?；视彤斞鯕夥謮翰桓邥r，氧氣的分壓和氧化速度成正比。當氧氣分壓達到一定值時，氧氣壓力和氧化速度沒有很大關系。溫度越高，氧化速率越快表面積越大，氧化速率越快當水分活度特別低時，由于油脂喪失隔絕空氣抑制油膜氧化的水膜，氧化速度便很快。當水分活度在0.3左右時，水分能與油脂氧化而生成氫過氧化物結合阻止其分解，還能鈍化金屬離子，抑制其催化氧化作用。當水分活度又進一步上升時，溶氧度上升，金屬離子流動性強，氧化速度上升，當水分活度超過0.8以后，能使催化劑濃度下降。a、飽和脂肪酸引發(fā)不易，在室溫下穩(wěn)定，高溫下可引發(fā)R,不飽和脂肪酸雙鍵數(shù)目越多，越易氧化。b、處于雙鍵之間的

18、-亞甲基的氧化速度一個雙鍵旁的-亞甲基遠離雙鍵的亞甲基。c、順式的氧化速度反式的氧化速度d、游離脂肪酸比甘油脂中的脂肪酸易氧化。25抗氧化劑抗氧化劑分為兩類主抗氧化劑如：BHT，BHA 次抗氧化劑如：檸檬酸 它是自由基接受體，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具有很多可能的作用機理，通過不同的作用減慢氧化速率，但不能將自由基轉化為穩(wěn)定的產(chǎn)品 脂類的氧化會對產(chǎn)品的質量及儲藏產(chǎn)生影響，抗氧化劑的作用不是提高產(chǎn)品的質量，而是保持產(chǎn)品的質量與延長貨架期，故食品中的抗氧化劑需要有廉價、無毒、有效濃度低、穩(wěn)定及對產(chǎn)品的感官特性不產(chǎn)生顯著影響。26抗氧化劑抗氧化劑 食品中常用的主要脂溶性抗氧化

19、劑是環(huán)上有各種取代基的單羥基酚或多羥基酚。 2BHA 丁基羥基茴香醚 BHT丁基羥基甲苯 TBHQ叔丁基氫醌27抗氧化劑抗氧化劑 抗氧化劑既作為氫給予體，又作為自由基接受體，起著抑制鏈反應的作用。自由基接受體（AH）主要與過氧化物自由基（ROO）作用，而不是與烷基自由基（R）基作用。ROO + AH ROOH + A 故抗氧化基本機制是上述抑制反應與鏈傳遞反應（ROO + RH ROOH + R） 之間的一種競爭反應。28抗氧化劑抗氧化劑抗氧化劑效力的影響因素抗氧化劑效力的影響因素 活化能、速度常數(shù)、氧化還原電位、抗氧化劑損失或破壞的容易程度、溶解性能。 抗氧化劑的溶解度與揮發(fā)性都影響其效力溶

20、解度：影響對氧化物自由基部位的接近能力揮發(fā)性：影響它在食品貯藏或加熱中持久性。29抗氧化劑抗氧化劑協(xié)同作用協(xié)同作用 抗氧化劑復合后的抗氧化活性往往超過單個抗氧化劑兩種 混合自由基接受體自由基接受體與金屬螯合劑的復合作用。ROOAH AROOHA BH B AH 例如：混合自由基接受體AH和BH，若AH鍵的解離能大于BH鍵的解離能，故BH反應較慢由于BH的存在，使AH產(chǎn)生了再生能力，故A 經(jīng)過反應消失的傾向消失例如：酚類物質（主）和抗壞血酸（次）30抗氧化劑抗氧化劑協(xié)同作用協(xié)同作用 抗氧化劑復合后的抗氧化活性往往超過單個抗氧化劑兩種 混合自由基接受體自由基接受體與金屬螯合劑的復合作用。 一般來說

21、，金屬螯合劑可使部分微量金屬失活，微量金屬往往以脂肪酸鹽的形式存在，由于金屬螯合劑的存在，使自由基接受體的抗氧化性質大大增強。31 油脂品質的表示方法油脂品質的表示方法v油脂品質重要的特征常數(shù)：皂化值，碘值，酸價，乙酰值，過氧化值，酯值恒值：主要說明油脂組成方面的特點 e.g. 碘值，皂化值變值：主要說明油脂性質方面的變化情況 e.g. 酸價，過氧化值 32v油脂的氧化穩(wěn)定性檢驗：油脂的氧化穩(wěn)定性檢驗：&1 1、皂化值、皂化值(SV)(SV)：RCOOR+NaOHRCOONa+ROH (1)油脂的皂化值一般在200左右。 (2)皂化值的大小與油脂平均分子量成反比。 (3)皂化值大的食用

22、油，熔點較低，消化率較高。皂化值： 皂化1克試樣油所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。 皂化值愈高，說明脂肪酸分子量愈小，親水性較強，易失去油脂的特性； 皂化值愈低，則脂肪酸分子量愈大或含有較多的不皂化物，油脂接近固體，難以吸收 。33&2 2、碘值、碘值(IV)(IV)碘值碘值： 是指100g脂肪在一定條件下吸收碘的克數(shù)。碘值是鑒別脂肪的一個重要常數(shù)，可用以判斷脂肪所含脂肪酸的不飽和程度. 干性油(碘值180190) 半干性油(碘值100120) 不干性油(碘值100)34&3 3、酸價、酸價(AV)(AV)：酸值：酸值酸值酸值: 是指中和1g物料中的游離酸所需消耗氫氧化鉀的毫克數(shù)。酸值的

23、大小反映了脂肪中游離酸含量的多少。 酸價是檢驗油脂質量的重要指標，國家標準：食用植物油的酸價不得超過5。35酸值和皂化值的不同酸值和皂化值的不同 ?皂化值：皂化值： 皂化1克試樣油所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。 酸值：酸值： 是指中和1g物料中的游離酸所需消耗氫氧化鉀的毫克數(shù)。 測定的方法是稱取一定的試樣，溶解在乙醇中，和定量加入氫氧化鉀的甲醇溶液回流。試樣中存在的酯在此情況下會反應成為鉀皂，任何存在的游離酸也會形成鉀皂。同時作空白試驗。在回流以后，用標定過的硫酸滴定空白和試樣到酚酞終點。中和空白和試樣所用酸量的差即為試樣所消耗的氫氧化鉀量。每克試樣所需的氫氧化鉀毫克數(shù)即為皂化值。 測定的方法是對于溶

24、解于醇醚中的規(guī)定試樣液和對照空白液，用標定過的氫氧化鉀液進行滴定至酚酞終點。36&4 4、過氧化值、過氧化值(POV)(POV) 過氧化值是衡量油脂酸敗程度，一般來說過氧化值越高其酸敗就越厲害！ 過氧化值過氧化值: 表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一種指標。是1千克樣品中的活性氧含量，以過氧化物的毫摩爾數(shù)表示。用于說明樣品是否因已被氧化而變質。 油脂氧化后生成過氧化物、醛、酮等。氧化能力較強，能將碘化鉀氧化成游離碘?？捎昧虼蛩徕c（P116）來滴定。 37.5 .5 油脂的加工化學油脂的加工化學v油脂的制取和精練：油脂的制取和精練：1、油脂的制取： (1)(1)壓榨法：壓榨法： 用作植物

25、油的制取，或作為熬煉法的輔助方法。 a、熱榨熱榨： 焙炒：破壞種子中的酶，油脂與組織 易分離。 榨取：氣味香，顏色較深。 b、冷榨冷榨：香味較差，色澤好 38 (2)(2)熬煉法：熬煉法： a、用作動物油脂加工。 b、注意點：溫度不宜過高，時間不宜過長。(3)(3)浸出法浸出法( (萃取法萃取法) ) 借助膨化作用借助膨化作用 a、多用于植物油的提取。 b、優(yōu)點：組織殘渣很少，質量純凈，油脂不分解，游離脂肪酸的含量不會增高，殘油率低。 c、缺點：溶劑不易完全除凈，長期食用對人體造成危害，設備費用高。39 2、油脂的精煉： (1)油脂食用方法主要有加熱食用(炒菜，煎炸)和生食(調味) (2)精煉

26、的基本流程： 毛油脫膠靜置分層脫酸水洗干燥脫色過濾脫臭冷卻精制油 指脫掉磷脂。向油脂中加入2%-3%的水，在50左右攪拌或通入水蒸氣，由于磷脂有親水性，吸水后相對密度增大，然后可通過沉降或離心分離除去磷脂。脫酸除去油脂中的游離脂肪酸。加熱至85左右，吸附劑處理一定真空度，油溫220240，通入一定壓力的水蒸氣。40 v油脂的氫化：油脂的氫化：l1、概念：油脂氫化是在催化劑(Pt，Ni)的作用下，三?；视偷牟伙柡椭舅犭p鍵與氫發(fā)生加成反應的過程。 油(液態(tài))H2 脂肪(固態(tài))人造脂肪硬化油一定條件下例如利用植物油制造人造奶油。41 l3、全氫化：生成硬化型氫化油脂 部分氫化：生成乳化型可塑性脂肪l4、工業(yè)意義： (1)除臭，使油脂顏色變淺，穩(wěn)定性增加，改變風味，提高油脂的質量，便于運輸和貯存。 (2)氫化還可以改變油脂的性質。l5、缺點：降低色度，破壞脂溶性的維生素。42 v熱分解及油炸過程中的化學變化：熱分解