高級食品化學(xué)講稿-16-09-05脂質(zhì)

第五章脂質(zhì)第五章脂類5.1概述5.2脂類的結(jié)構(gòu)與組成5.3脂類的物理性質(zhì)5.4食品加工與貯藏中脂類的變化5.5食品中脂類的調(diào)控5.6脂類與食品的品質(zhì)引言

5.1引言5.1.1常見的油和脂肪(植物油脂,動物油脂)(飽和的/不飽和的)(氫化油)5.1.2有營養(yǎng)的油和脂肪5.1.3脂肪的營養(yǎng)價值(大豆磷脂)大豆磷脂的作用構(gòu)成人體的最基本單位是細胞，細胞決定了身體素質(zhì)。磷脂是構(gòu)成細胞的基本成份，與膽固醇以一定的比例并存于細胞膜中。隨著年齡的增長（人在二十五歲以后），磷脂的含量逐漸減少，膽固醇的含量相對增加，從而，導(dǎo)致細胞膜發(fā)生老化，病變。磷脂存在于所有生物中，是構(gòu)成生物膜的主要成分，是人體細胞不可缺少基本物質(zhì)，它能夠促進神經(jīng)傳導(dǎo)，提高大腦活力，而且由于它具有良好的乳化性，能夠阻止膽固醇在血管壁沉積并清除部分沉積物，從而起到降低血清膽固醇、降低血液粘度、促進血液的循環(huán)，預(yù)防心血管疾病的作用。磷脂一直被用作維持生命、改善生命、保護生命的高級營養(yǎng)物質(zhì)。精制大豆卵磷脂，可直接做為保健食品，也可以廣泛用于醫(yī)藥，化妝品、生物制劑等領(lǐng)域。大豆磷脂對于降低膽固醇、防止動脈硬化、預(yù)防高血壓有明顯好于其他產(chǎn)品的藥效。脂類大豆磷脂研究表明，精神異常的患者腦細胞中磷脂含量僅為正常人的一半，磷脂的代謝與腦的機能狀態(tài)有關(guān)，如果通過大豆磷脂來激活腦細胞，就能提高記憶力與注意力。人服用大豆磷脂后生成的膽堿、甘油磷酸及脂肪酸，具有較強的生理活性和營養(yǎng)價值，膽堿在機體內(nèi)又能轉(zhuǎn)化為起傳遞信息作用的乙酰膽堿，這種物質(zhì)能煥發(fā)人的精神。因此無論年齡大小，適當(dāng)補充磷脂可益智健腦。大豆磷脂是一種比較理想的延緩衰老的保健食品，具有保護和恢復(fù)細胞的作用。細胞膜是由磷脂、蛋白質(zhì)、膽固醇組成，承擔(dān)著代謝過程中供應(yīng)細胞維持生命所必須的物質(zhì)和排泄廢物的功能?？茖W(xué)研究證明，老化后的細胞膜所含的膽固醇含量高，大豆磷脂含大量的不飽和脂肪酸，能改善細胞膜的硬化程度，延緩細胞的衰老，從而起到抗衰老的作用。脂類大豆卵磷脂的功效

(1)健腦益智：卵磷脂被小腸吸收后，能水解出膽堿來，隨著血液進入大腦中，與醋酸結(jié)合轉(zhuǎn)化為乙酰膽堿，也就是記憶素。它是一種神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)，其含量越高，神經(jīng)的反應(yīng)速度越快，記憶力就越強，所以卵磷脂對智力開發(fā)和增強記憶力有獨特功效，是聰明階級必備的“腦的食品”。

(2)血管“清道夫”：卵磷脂具有乳化分解油脂的作用，可增進血液循環(huán)，改善血清質(zhì)，清除過氧化物，使血液中的膽固醇及中性脂肪含量降低，減少脂肪在血管內(nèi)壁的滯留時間。促進粥樣硬化斑的消散，防止膽固醇在血管內(nèi)壁沉積，卵磷脂對高血脂和高膽固醇有顯著的功效，可預(yù)防和治療動脈硬化。脂類(3)防治老年性癡呆癥：老年性癡呆是由于腦部血管病變導(dǎo)致腦缺氧，腦細胞死亡致使腦神經(jīng)障礙而引起的意識障礙性疾病。補充卵磷脂可提高腦細胞中乙酰膽堿的含量，活化和再生腦細胞，從而恢復(fù)和改善大腦的功能。所以卵磷脂是腦疾患的物美價廉的功能性食品。(4)防治肝病；人體肝臟含磷5％，如含量下降則磷脂載脂體缺乏，脂肪則易囤積于肝臟形成脂肪肝，進而可能形成肝硬化、甚至肝痛。卵磷脂即有親水性又有親油性，良好的乳化特性可使脂肪乳化，因此對防治脂肪肝功效顯著。(5)防治膽結(jié)石；膽固醇和膽紅素的沉積是形成結(jié)石的基礎(chǔ)，卵磷脂的乳化作用可溶解和阻止它的沉積，從根本上治療和預(yù)防膽結(jié)石。脂類大豆卵磷脂的功效(6)防治便秘：磷脂的活化細胞功能可促進結(jié)腸的蠕動，并將水分送出腸壁，促進毛細管的暢通。從而消除便秘及由其引起的焦慮和皰疹等癥狀。

(7)良好的心理調(diào)和劑：植物神經(jīng)紊亂及神經(jīng)衰弱，可經(jīng)常補充卵磷脂，使大腦神經(jīng)及時得到營養(yǎng)補充，保持健康的工作狀態(tài)，得消除疲勞，激活腦細胞，改善因神經(jīng)緊張而引起的焦躁，易怒．失眠等癥。(8)糖尿病患者的營養(yǎng)品：卵磷脂卵磷脂不足，會使胰臟功能下降，無法分泌充分的胰島素，不能有效的將血清中的葡萄糖運送到細胞中，這是導(dǎo)致糖尿病的基本原因之一。卵磷脂構(gòu)成細胞膜的主要成分，有接收糖分，并使其順利排出體外的功能，且有促進胰臟釋放胰島素的作用。因此服用卵磷脂可有效地降低血糖，防治糖尿病。脂類大豆卵磷脂的功效(9)利尿，護腎劑：磷脂有利尿作用，可使細胞內(nèi)的廢物和尿一起排出，有助于保護腎臟。(10)胎、嬰兒神經(jīng)發(fā)育的必需品：孕婦體內(nèi)的羊水中含有大量的卵磷脂，人體腦細胞約有150億個，其中70％早在母體就己形成。為促進胎兒腦細胞能健康發(fā)育，孕婦補充足夠的卵磷脂是很重要的。嬰、幼兒時期是大腦形成發(fā)育最關(guān)鍵時期，卵磷脂可以促進大腦神經(jīng)系統(tǒng)與腦容積的增長、發(fā)育。因此，美國食品與藥物管理局(FDA)規(guī)定在嬰兒奶粉中必須添加卵磷脂。脂類大豆卵磷脂的功效脂類的分類5.2脂類的分類與命名脂類是生物體內(nèi)的一大類物質(zhì)，包括脂肪、蠟、磷脂、糖脂、固醇等，脂類的種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，但都具有下列共同特征。1、

不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿等有機溶劑。2、

都具有酯的結(jié)構(gòu)或可能成為酯的物質(zhì)（醇、酸）。3、

能被生物體利用的物質(zhì)。

根據(jù)脂類的化學(xué)組成，可作如下分類：脂類脂類簡單脂類：脂肪酸所生成的脂脂肪脂肪酸與甘油組成的脂，室溫下為液態(tài)的稱油臘脂肪酸與非甘油的醇所組成的脂復(fù)合脂類：分子中除脂肪酸與醇外，還有其它化合物磷脂脂肪酸、醇、磷酸及含氮的堿糖脂脂肪酸、糖及氨基醇蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)與脂類的復(fù)合體衍生脂類脂肪酸高級醇烴類如類胡蘿卜素在食品化學(xué)中，脂類中最重要的是作為能源的油脂和易引起食品腐敗的復(fù)合脂類。

磷脂磷酸甘油酰酯簡稱磷脂，各種油料中磷脂含量為0.3%~3.2%，主要包括卵磷脂（磷脂酰膽堿，PC）、腦磷脂（磷脂酰乙醇胺，PE）脂類甘油酯和脂肪酸動植物油脂的主要成分是脂肪酸的甘油酯，若甘油結(jié)合的三個脂肪酸相同，則稱之為單純甘油酯，否則稱為混合甘油酯。天然油脂中的甘油酯大部分是混合甘油酯。脂類甘油酯中的脂肪酸一般是直鏈的，分為飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸兩類，脂肪酸的命名一般多保持其俗名。與食品化學(xué)關(guān)系較大的脂肪酸見表1，其中以C16及C18的脂肪酸在自然界中最廣為存在。如棕櫚酸（十六酸）、硬脂酸（十八酸）、油酸（9—十八烯酸）、亞油酸（9，12—十八二烯酸）。天然存在的不飽和酸大部分為順式，如油酸。脂類甘油酯和脂肪酸5.3脂肪酸及脂肪的性質(zhì)(1)

物理性質(zhì)純凈的脂肪酸及其油脂都是無色的，脂肪是混合物，所以沒有確切的熔點和沸點，幾種常見油脂的熔點范圍如下：脂肪及脂肪酸的沸點都比較高，在常壓下蒸餾時要發(fā)生氧化和分解，故只能在減壓下蒸餾。油脂大豆油

花生油

向日葵油

棉籽油豬油牛脂mp(℃)(含不飽和酸越多，熔點越低）-8~-180~3-16~-193~428~4840~50脂類脂肪的性質(zhì)物理性質(zhì)一、氣味和色澤純凈的油脂無色無味，天然油脂由于混入葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素等有色物質(zhì)而呈現(xiàn)不同的顏色；油脂特征的氣味一般是由其中的非脂類成分引起的，如芝麻油中的乙酰吡嗪、椰子油中的壬基甲酮及菜油加熱時產(chǎn)生的黑芥子苷等。二、熔點和沸點天然油脂無固定的熔點和沸點，而只有一定的熔點范圍和沸點范圍。油脂組成中脂肪酸的碳鏈越長、飽和程度越高，熔點越高；反式脂肪酸、共軛脂肪酸含量高的油脂，其熔點較高；油脂的沸點隨脂肪酸組成的變化變化不大。物理性質(zhì)三、煙點、閃點及著火點煙點：不通風(fēng)條件下油脂發(fā)煙時的溫度；閃點：油脂中揮發(fā)性物質(zhì)能被點燃而不能維持燃燒的溫度；著火點：油脂中揮發(fā)性物質(zhì)能被點燃并維持燃燒時間不少于5s時的溫度。油脂的純度越高，其煙點、閃點及著火點均提高。四、結(jié)晶特性同質(zhì)多晶現(xiàn)象：化學(xué)組成相同的物質(zhì)可以形成不同形態(tài)晶體，但融化后生成相同液相的現(xiàn)象叫同質(zhì)多晶現(xiàn)象，例如由單質(zhì)碳形成石墨和金剛石兩種晶體。油脂在固態(tài)的情況下也有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。*可能形成的晶體形態(tài)：主要有α型、βˊ型、和β型三種。**幾種晶體的基本特點：α型：有點陣結(jié)構(gòu)但脂肪酸側(cè)鏈呈現(xiàn)不規(guī)則排列β型：有點陣結(jié)構(gòu)且脂肪酸側(cè)鏈全部朝著一個方向傾斜。按照序列內(nèi)分子間交錯排列的緊密程度，還有“二倍碳鏈長（DCL、β-2）”和“三倍碳鏈長（TCL、β-3）”之分。普通名稱系統(tǒng)命名結(jié)構(gòu)式存在物酪酸(butyric)正-丁酸CH3（CH2）2COOH奶油己酸(caproic)正-己酸CH3（CH2）4COOH奶油、椰子油、棕櫚油辛酸(caprylic)正-辛酸CH3（CH2）6COOH奶油、椰子油、棕櫚油癸酸(capric)正-癸酸CH3（CH2）8COOH奶油、椰子油、抹香鯨腦油月桂酸(lauric)正-十二酸CH3（CH2）10COOH奶油、棕櫚油肉豆蔻酸(myristic)正-十四酸CH3（CH2）12COOH一般動植物油棕櫚酸(palmitic)正-十六酸CH3（CH2）14COOH一般動植物油硬脂酸(stearic)正-十八酸CH3（CH2）16COOH一般動植物油花生酸(arachidic)正-二十酸CH3（CH2）18COOH花生油、魚油表1作為脂類成份的主要天然脂肪酸5.3.1．

直鏈飽和脂肪酸CnH2n+1COOH脂類普通名稱系統(tǒng)命名結(jié)構(gòu)式存在物棕櫚油酸(palmitdeic)

9-十六烯酸△9-C16H30O2奶油、植物油、魚油巖芹酸(petroselinic)6-十八烯酸△6-C18H34O2芹菜科種子油油酸(oleic)9-十八烯酸△9-C18H34O2一般動植物油異油酸(vaccenic)反-11-十八烯酸△11-C18H34O2奶油、羊脂、豬油、硬化油芥酸(erucic)13-二十二烯酸△13-C22H42O2菜籽油、芥菜油5.3.2．直鏈不飽和脂肪酸a．單烯型酸CnH2n-1COOH脂類

b．二烯酸CnH2n-3COOH亞油酸(linoleic)9,12-十八烯酸`C18H32O2植物種籽油c．三烯酸CnH2n-5COOH

桐酸(d-eleostearic)

亞麻酸(linolenic)9,11,13-十八三烯酸9,12,15-十八三烯酸C18H30O2

C18H30O2桐油亞麻油、豆油等d．多烯酸CnH2n+1-pCOOH（p=8,10,12）花生四烯酸(arachidonic)

二十碳五烯酸

二十二碳六烯酸5,8,11,14-二十碳四烯酸5,8,11,14,17-二十碳五烯酸（EPA）4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸DHAC20H32O2

C20H30O2

C22H32O2腦、蛋黃、卵磷脂、肝臟

魚油、腎脂質(zhì)

魚油、魚肝油脂類鯊

烯深海鯊魚棲息在深海1000至2000公尺，氧氣稀薄水壓極大的惡劣環(huán)境中．仍能展現(xiàn)驚人生命力的秘決即為其巨大的肝臟富含鮫鯊烯（squalene），能奪取水中的氫分子而形成氧氣。深海鯊魚肝中所含之活性物質(zhì)鮫鯊烯（Squalene），能在血液中進行“奪氫作用”使血液中的帶氧量增加，同時凈化血液，使成健康的堿性。體內(nèi)各細胞經(jīng)由血液獲得足夠氧氣，得以重現(xiàn)活力，新陳代謝良好，進而提升免疫力。脂類深海鯊烯的主要功效

供給體內(nèi)氧氣凈化血液，預(yù)防腦部缺氧，改善常打哈欠身體疲倦，頭腦渾沌沉重?zé)o法集中注意力、暈眩、耳鳴等因腦部缺氧引起的癥狀、活化身體機能細胞：幫助預(yù)防及治療因機能細胞缺氧而引致的病變，如胃潰瘍、十二指腸潰瘍、腸炎，肝炎、肝硬化，肺炎等。全面增強體質(zhì)，延緩衰老，高抗病(包括癌癥)的免疫能力。消炎殺菌：幫助預(yù)防及治療細菌引致的疾病，如感冒、皮膚病、耳鼻喉炎等。修復(fù)細胞，加快傷口愈合。可外用，治療刀傷，燙傷等。外用時用針刺破膠囊，直接涂抹。有保護肝臟細胞、對抗肝炎、緩解肝硬化與脂肪肝效果。脂類5.3.3．

羥基酸

a．飽和羥基酸(saturatedhydroxyacid)二羥硬脂酸9,10-二羥硬脂酸C18H36O4蓖麻油

b．不飽和羥基酸(unsaturatedhydroxyacid)蓖麻醇酸12-羥-十八烯酸C18H34O4蓖麻油脂類脂肪酸的比重一般都比水輕，它們的折光率隨分子量和不飽和度的增加而增大，因此，象奶油等含低飽和度酸多的油，折光率就低，而亞麻油等不飽和酸含量多的油，折光率就高，在制造硬化油（人造奶油）加氫時，可以根據(jù)折光率的下降情況來判斷加氫的程度。脂肪不溶于水，而易溶于乙醚、石油醚、氯仿等有機溶劑脂類脂類的化學(xué)性質(zhì)5.4

化學(xué)性質(zhì)(1)、

水解和皂化脂肪能在酸、堿或酶的作用下水解為脂肪酸及甘油。脂類肥皂的制備制肥皂的關(guān)鍵問題是各種原料的配料比和皂化反應(yīng)進行的程度。通常制皂所用油脂都是混合油脂，即是用各種不同來源的油脂經(jīng)過試驗，確定一個恰當(dāng)?shù)谋?。皂化時堿的用量一般為混合油脂的15%以上。皂化進行得愈完全，游離的堿和油脂的含量愈少，肥皂的質(zhì)量也愈高。皂化作用完成后加食鹽鹽析，肥皂即凝結(jié)在液面上。制取肥皂時，還要加入多種填料，主要有：松香。先把松香跟Na2CO3作用制得松香皂，然后混入制皂的混合油脂中，它有能增加肥皂的泡沫等作用。水玻璃能增加水對紡織品的潤濕能力，對肥皂有防腐作用。陶土或高嶺土能增加洗滌時的摩擦力。香料或消毒藥物等。脂類尸蠟尸蠟是由于環(huán)境濕度過大等原因腐敗過程緩慢，尸體皮下脂肪分解為脂肪酸和甘油，然后甘油流走，脂肪酸和蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨形成脂肪酸氨，接著和游離的鈣、鎂等堿土金屬結(jié)合皂化，這種皂化反應(yīng)形成很失敗的肥皂。尸蠟是灰白色或黃褐色的物質(zhì)，尸蠟的形成要1年左右，全身尸蠟很少見，多是局部形成，脂肪多的尸體易形成尸蠟。古人常說的僵尸往往就是尸蠟，尸蠟僵而不腐，而且被扔到水里還不沉。脂類化學(xué)性質(zhì)(2)、

加成反應(yīng)不飽和脂肪酸在催化劑（如Pt）存在下可在不飽和鍵上加氫，本反應(yīng)被應(yīng)用于從植物油制造人造奶油。不飽和雙鍵上還可以和鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，利用此反應(yīng)可進行脂肪酸的分離和精制等，如含6個Br原子以上的不飽和酸不溶于乙醚,因此亞油酸、亞麻酸等可通過溴化精制。脂類化學(xué)性質(zhì)(3)、

氧化脂肪酸可被空氣徐徐氧化分解生成低級醛酮、脂肪酸等，這個性質(zhì)對含油食品的質(zhì)量有重要意義。例如，油脂在精制處理過程中，盡速將進貨的原料處理是很重要的，尤其在高溫天氣。如果想要生產(chǎn)較高品質(zhì)(等級)的產(chǎn)品這點特別要做到。如果讓所進的原料放置在收貨場所太久，原料中蛋白質(zhì)分解將會引起油脂色澤的改變，而且脂肪將發(fā)生分解。如此，造成游離脂肪酸含量的升高，產(chǎn)生酸敗。脂類脂肪的氧化5.5脂肪的自動氧化機理

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。這些物質(zhì)具有令人不快的嗅感，從而使油脂發(fā)生酸?。ê臄。?。發(fā)生酸敗的油脂喪失了營養(yǎng)價值，甚至變得有毒。5.5.1、

不飽和油脂的自氧化不飽和油脂的自動氧化是游離基反應(yīng)歷程。以RH代表不飽和脂肪，則：脂類氧化機理在自動氧化的情況下，由引發(fā)劑與不飽和脂肪酸反應(yīng)得到的烷基自由基是與基態(tài)氧進行氧化反應(yīng)的，基態(tài)氧就是空氣中存在的常態(tài)氧，其分子中電子的排布方式為：

氧分子中電子的這種排布方式成為三線態(tài)，與之相對應(yīng)的是單線態(tài)：

由于散線態(tài)中電子的排布符合洪特規(guī)則，因此能量較低，比較穩(wěn)定。二、常見脂的氫過氧化合物的形成

a.油酸氫過氧化合物b.亞油酸氫過氧化合物氧化機理5.5.2光敏氧化光敏氧化即是在光的作用下（不需要引發(fā)劑）不飽和脂肪酸與氧（單線態(tài)）之間發(fā)生的反應(yīng)。光所起的直接作用是提供能量使三線態(tài)的氧變?yōu)榛钚暂^高的單線態(tài)氧。但在此過程中需要更容易接受光能的物質(zhì)首先接受光能，然后將能量轉(zhuǎn)移給氧。將此類物質(zhì)成為光敏劑。食品中具有大的共軛體系的物質(zhì)，如葉綠素、血紅蛋白等可以起光敏劑的作用。此反應(yīng)的基本特點是：雙鍵鄰位C上的氫參與了反應(yīng)，但形成的氫過氧鍵不在雙鍵鄰位C上，而是直接在雙鍵C上；反應(yīng)中雙鍵移位，原先鄰位飽和C變?yōu)榱穗p鍵不飽和碳；單線態(tài)氧首先和鄰位C上的氫結(jié)合，然后未與氫結(jié)合的另一個氧原子進攻并打開雙鍵，同時雙鍵移位并H從鄰位C上斷下，形成產(chǎn)物；如果雙鍵兩邊均有鄰位C，則有不同的反應(yīng)方式，這正是理解教材所舉例子的關(guān)鍵。對于同樣的反應(yīng)底物，光敏反應(yīng)的速度大于自動氧化（約1500倍）。隨著氫過氧化物的積累和逐步分解,生成低分子量的醛、酮、羧酸、醇等，油脂出現(xiàn)難聞的氣味，其品質(zhì)已深度劣變。油脂自動氧化是食用油脂和油基食品品質(zhì)劣變最主要的原因，它給油脂食品造成的品質(zhì)、營養(yǎng)價值、安全性和生理影響等方面的損害是非常巨大的。因此，研究油脂的自動氧化過程及其防止措施具有重要的理論和實際意義。脂類5.5.3、

氫過氧化物的降解氫過氧化物是不穩(wěn)定的化合物，易發(fā)生分解而重新生成游離基，再進一步氧化生成各種化合物。脂類5.5.4、