油脂在食品加工貯藏中的變化

油脂在食品加工貯藏中的變化第1頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月油脂在食品加工貯藏中的變化一、概述二、油脂的水解三、油脂的氧化四、油脂在高溫下的化學反應第2頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述油脂是油和脂肪的統(tǒng)稱。從化學成分上來講油脂都是高級脂肪酸與甘油形成的酯。油脂是烴的衍生物。

自然界中的油脂是多種物質(zhì)的混合物，其主要成分是一分子甘油與三分子高級脂肪酸脫水形成的酯，稱為甘油三酯。其中，油是不飽和高級脂肪酸甘油酯，脂肪是飽和高級脂肪酸甘油酯，都是高級脂肪酸甘油酯，是一種有機物。植物油在常溫常壓下一般為液態(tài)，稱為油，而動物脂肪在常溫常壓下為固態(tài)，稱為脂。油脂均為混合物，無固定的熔沸點。油脂不但是人類的主要營養(yǎng)物質(zhì)和主要食物之一，也是一種重要的工業(yè)原料。第3頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月二、油脂的水解2.1定義：油脂在有水存在的情況下，在加熱、酸、堿及脂水解酶的作用下，發(fā)生水解反應，產(chǎn)生游離脂肪酸，稱為油脂水解。2.2皂化反應：油脂在堿性條件下水解稱為皂化反應。H2C—OOCR1H2C—OHR1—COOHHC—OOCR2+H2O→HC—OH+R2—COOHH2C—OOCR3H2C—OHR3—COOH

圖1甘油三脂的水解第4頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月二、油脂的水解2.3油脂水解的影響油脂脂解嚴重時可產(chǎn)生不這正常的嗅味，這種不正常的嗅味主要來自于游離的短鏈脂肪酸具有特殊的汗嗅味和苦澀味。脂解反應游離出的長鏈脂肪酸雖無氣味，但易造成油脂加工中不必要的乳化。大多情況下，人們采取工藝措施降低油脂的水解，在少數(shù)情況下則有意增加脂解產(chǎn)生食品特有的風味，如制造面包和酸奶時。第5頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.1概述3.2自動氧化3.3油脂的光敏氧化3.4油脂的酶促氧化3.5氫過氧化物的分解及聚合3.6二聚物和多聚物的生成3.7脂類氧化的測定3.8影響油脂氧化速率的因素第6頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.1概述脂質(zhì)氧化是含油食品變質(zhì)的主要原因之一。油脂在食品加工和貯藏期間，由于空氣中的氧氣、光照、微生物、酶和金屬離子的作用，產(chǎn)生不良風味和氣味（氧化哈?。档褪称窢I養(yǎng)價值，甚至產(chǎn)生一些有毒化合物，使食品不能被消費者接受，因此，脂質(zhì)氧化對于食品工業(yè)影響至關(guān)重要。但在某些情況下（如油炸食品），油脂適度氧化對風味的形成是必須的。第7頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.2油脂的自動氧化脂質(zhì)的氧化包括酶促氧化和非酶氧化。后者主要是指油脂在光、金屬離子等環(huán)境因素影響下，一種自發(fā)的氧化反應，因此又稱自（動）氧化反應。第8頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.2.1油脂自動氧化的機理3.2.1.1自動氧化特征遵循典型的自由基反應歷程①光和產(chǎn)生自由基的物質(zhì)你能催化脂質(zhì)自動氧化②凡能干擾自由基反應的物質(zhì)一般都能抑制自動氧化反應的速度③當脂質(zhì)為純物質(zhì)時，自動氧化反應在一較長誘導期④反應初期產(chǎn)生大量的氫過氧化物⑤有光引發(fā)的氧化反應量子產(chǎn)額超過1第9頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.2.1.2自動氧化反應的主要過程一般油脂自動氧化主要包括：引發(fā)期，鏈傳遞和終止期。（1）引發(fā)期：油脂分子在光、熱、金屬催化劑和其他因素的作用下產(chǎn)生自由基，如RH表示酰基甘油，H為亞甲基上的氫，表示如下：

hvRHR.+H.第10頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化（2）鏈傳遞R.+O2ROO.（1）ROO.+RHROOH+R.（2）分解ROOHROH，RCHO，RCOR+（3）第11頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化（3）終止期ROO.+ROO.ROOR+O2（4）ROO.+R.ROOR（5）R.+R.R—R（6）第12頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.2.1.3單重（線）態(tài)的氧化作用指不含未成對電子的氧，有一個未成對電子的稱為雙線態(tài)，有兩個未成對電子的成為三線態(tài)。所以基態(tài)氧為三線態(tài)。食品體系中的三線態(tài)氧是在食品體系中的光敏劑在吸收光能后形成激發(fā)態(tài)光敏素，激發(fā)態(tài)光敏素與基態(tài)氧發(fā)生作用，能量轉(zhuǎn)移使基態(tài)氧轉(zhuǎn)變?yōu)閱尉€態(tài)氧。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(jié)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。光敏素（基態(tài)）+hυ→光敏素*（激發(fā)態(tài)）光敏素*（激發(fā)態(tài)）+3O2→光敏素（基態(tài)）+1O2不飽和脂肪酸+1O2→氫過氧化物第13頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.2.2氫過氧化物的形成位于脂肪酸烴鏈上與雙鍵的亞甲基在一定條件下特別容易均裂而形成游離基，由于自由基受到雙鍵影響，具有不定位性，因而同一種脂肪酸在氧化過程中產(chǎn)生不同的氫過氧化物。第14頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.3油脂的光敏氧化3.3.1光敏氧化機理

單重態(tài)氧的電子自旋狀態(tài)使它本身具有高度親電性，因此，它與電子密集中心的反應活性很高，這就導致單重態(tài)氧和雙鍵上電子云密度高的不飽和脂肪酸很容易發(fā)生反應。不飽和雙鍵與單線態(tài)氧反應時，形成六元環(huán)過渡態(tài)。雙鍵向相鄰位轉(zhuǎn)移，形成反式的烯丙型氫過氧化物。第15頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.3.2光敏氧化的特征不產(chǎn)生自由基，不受自由基抑制劑的影響；雙鍵的構(gòu)型會發(fā)生改變，順式構(gòu)型變?yōu)榉词綐?gòu)型；可形成共軛和非共軛的二烯化合物；氧化反應速度快，但與雙鍵數(shù)目關(guān)系不大；氧化反應沒有誘導期；氧化反應受到單重態(tài)淬滅劑B-胡蘿卜素與生育酚的抑制；產(chǎn)物是氫過氧化物；第16頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.4油脂的酶促氧化定義：脂肪在酶參與下所發(fā)生的氧化反應，稱為酶促氧化。自然界中存在的脂肪氧合酶可以使氧氣與油脂發(fā)生反應而生成氫過氧化物，植物體中的脂氧合酶具有高度的基團專一性，他只能作用于1，4-順，順-戊二烯基位置，且此基團應處于脂肪酸的ω-8位。在脂氧合酶的作用下脂肪酸的ω-8先失去質(zhì)子形成自由基，而后進一步被氧化。大豆制品的腥味就是不飽和脂肪酸氧化形成六硫醛醇。第17頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.5氫過氧化物的分解和聚合氫過氧化物極不穩(wěn)定，當食品體系中此類化合物的濃度達到一定水平后就開始分解，主要發(fā)生在氫過氧基兩端的單鍵上，形成烷氧基自由基再通過不同的途徑形成烴、醇、醛、酸等化合物，這些化合物具有異味，產(chǎn)生所謂的油哈味。第18頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.6二聚化合物和多聚化合物的生成二聚化合物和多聚化合物是脂類在加熱或氧化時產(chǎn)生的主要反應，這種變化一般伴隨著碘值的減少和相對分子質(zhì)量、黏度以及折射率的增加。第19頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.7脂類氧化的測定①過氧化值（POV）②硫代巴比妥酸（TBA）法③碘值④酸價⑤感官評價1.史卡爾（Schaal）烘箱試驗法2.活性氧法（AOM）第20頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.8影響油脂氧化速率的因素（1）油脂的脂肪酸組成：不飽和脂肪酸的氧化速度比飽和脂肪酸快，花生四烯酸：亞麻酸：亞油酸：油酸=40：20：10：1。順式脂肪酸的氧化速度比反式脂肪酸快，共軛脂肪酸比非共軛脂肪酸快，游離的脂肪酸比結(jié)合的脂肪酸快，Sn-1和Sn-2位的脂肪酸氧化速度比Sn-3的快；（2）溫度：溫度越高，氧化速度越快，在21-63℃范圍內(nèi)，溫度每上升16℃，氧化速度加快1倍；（3）氧氣：有限供氧的條件下，氧化速度與氧氣濃度呈正比，在無限供氧的條件下氧化速度與氧氣濃度無關(guān)；（4）水分：水分活度對油脂的氧化速度，見水分活度；（5）光和射線：光、紫外線和射線都能加速氧化；第21頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化（6）助氧化劑：過渡金屬：Ca、Fe、Mn、Co等，他們可以促進氫過氧化物的分解，促進脂肪酸中活性亞甲基的C-H鍵斷裂，使樣分子活化，一般的助氧化順序為Pb>Cu>Se>Zn>Fe>Al>Ag（7）光敏化劑：這是一類能夠接受光能并把能量轉(zhuǎn)給氧分子的物質(zhì)，大多數(shù)為有色物質(zhì)，如葉綠素和血紅素，可導致氧化加快。（8）抗氧化劑：抗氧化劑能減慢和延緩油脂自氧化的速率。第22頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化3.9油脂的抗氧化和抗氧化劑油脂氧化會導致油脂的棵食用性下降，所以必須對幼稚的氧化進行必要的防止。常用的方法是將油脂貯藏在低溫、避光、精煉、去氧包裝，加入抗氧化劑。根據(jù)抗氧化劑的抗氧化機理可將其分為：（1）自由基清除劑：酚類抗氧化劑，形成低活性的自由基；（2）氫過氧化物分解劑：含硫或含硒化合物，分解氫過氧化物形成非自由基產(chǎn)物；第23頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂的氧化（3）抗氧化劑增效劑：能夠提高抗氧化劑的抗氧化效率，根據(jù)抗氧化劑增效劑的原理分：A抗氧化劑還原劑：本身不具有抗氧化作用，但可使氧化狀態(tài)的抗氧化劑還原為還原態(tài)的抗氧化劑，從而增長其壽命；B抗氧化劑混用劑：本身可以抗氧化BHA，BHT等，具有協(xié)同效應；C金屬螯合劑：檸檬酸、磷酸、Vc、EDTA等；（4）單線態(tài)氧淬滅劑：VE、β-胡籮卜素等；（5）脂氧合酶抑制劑：重金屬等。第24頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月四、油脂在高溫下的化學反應4.1油脂在高溫下的化學反應如圖所示，在高溫條件下，油脂中的飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸反應情況不一樣。第25頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月四、油脂在高溫下的化學反應①熱聚合：油脂在真空、二氧化碳或氮氣的無氧條件下加熱至200-300℃時發(fā)生的聚合反應稱為熱聚合。熱聚合的機理為Diels-Alder加成反應；②熱氧化聚合：油脂在空氣中加熱至200-300℃時引發(fā)的聚合反應。熱氧化聚合的反應速度：干性油>半干性油>不干性油；③油脂的縮合：指在高溫下油脂先發(fā)生部分水解后又縮合脫水而形成的分子質(zhì)量較大的化合物的過程；第26頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月四、油脂在高溫下的化學反應④熱分解：油脂在高溫作用下分解而產(chǎn)生烴類、酸類、酮類的反應溫度低于260℃不嚴重，290-300℃時開始劇烈發(fā)生；⑤熱氧化分解：在有氧條件下發(fā)生的熱分解。飽和和不飽和的釉質(zhì)的熱氧化分解速度都很快第27頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年