4脂質(zhì)完整版本

第四章脂類(lèi)(Lipids)

第一節(jié)概述

第二節(jié)脂類(lèi)的命名和分類(lèi)第三節(jié)脂類(lèi)的物理性質(zhì)第四節(jié)脂類(lèi)的化學(xué)性質(zhì)第五節(jié)油脂的加工化學(xué)本章提要重點(diǎn)：油脂的同質(zhì)多晶現(xiàn)象，油脂中常見(jiàn)乳化劑的乳化原理；油脂自動(dòng)氧化的自由基反應(yīng)歷程的機(jī)理難點(diǎn)：

油脂自動(dòng)氧化的自由基反應(yīng)歷程一、脂質(zhì)(Lipids)1．定義：脂類(lèi)是指一大類(lèi)溶于有機(jī)溶劑而不溶于水的化合物，是脂肪組織的主要成分。99%的植物和動(dòng)物脂類(lèi)是脂肪酸甘油脂。脂(fats)：室溫下為固體。油(oils)：室溫下為液體。第一節(jié)概述2.脂類(lèi)化合物的共同特征：

不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑。大多具有酯的結(jié)構(gòu)，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物體產(chǎn)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(lèi)。二、脂質(zhì)的分類(lèi)

主類(lèi)亞類(lèi)組成簡(jiǎn)單脂質(zhì)酰基甘油甘油+脂肪酸臘長(zhǎng)鏈脂肪醇+長(zhǎng)鏈脂肪酸復(fù)合脂質(zhì)磷酸酰基甘油甘油+脂肪酸+磷酸鹽+含氮基團(tuán)鞘磷脂類(lèi)鞘氨醇+脂肪酸+磷酸鹽+膽堿腦苷脂類(lèi)鞘氨醇+脂肪酸+糖神經(jīng)節(jié)苷脂類(lèi)鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物衍生脂質(zhì)類(lèi)胡蘿卜素，類(lèi)固醇，脂溶性維生素等三、脂質(zhì)的功能

（1）脂肪在食品中的功能熱量最高的營(yíng)養(yǎng)素(39.58kJ/g)；提供必需脂肪酸；脂溶性維生素的載體；提供滑潤(rùn)的口感，光潤(rùn)的外觀，塑性脂肪還具有造型功能；賦予油炸食品香酥的風(fēng)味，是傳熱介質(zhì)。(2)

脂質(zhì)在生物體中的功能

是組成生物細(xì)胞不可缺少的物質(zhì)能量貯存最緊湊的形式有潤(rùn)滑、保護(hù)、保溫等功能第二節(jié)油脂的結(jié)構(gòu)和組成一、脂肪的結(jié)構(gòu)

R1=R2=R3，單純甘油酯；Ri不完全相同時(shí)，混合甘油酯；R1≠R3，C2原子有手性，天然油脂多為L(zhǎng)型。碳原子數(shù)多為偶數(shù)，且多為直鏈脂肪酸二、脂類(lèi)的命名

(1)脂肪酸的命名

①系統(tǒng)命名法②數(shù)字命名法③俗名或普通名④英文縮寫(xiě)(2)?；视兔?/p>

①系統(tǒng)命名法

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

9-十八烯酸

?從羧基端編號(hào)；

?從甲基端開(kāi)始編號(hào),記作:ω?cái)?shù)字(1)脂肪酸的命名ω-命名系統(tǒng)：分子末端甲基ω碳原子開(kāi)始確定第一個(gè)雙鍵的位置

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

亞油酸18:2ω6

或18:2（n－6）ω

6②數(shù)字命名法

n:m（n-碳鏈數(shù),m-雙鍵數(shù)）例：18:018:118:218:3③俗名或普通名④英文縮寫(xiě)(見(jiàn)下表)

表

一些常見(jiàn)脂肪酸的命名

數(shù)字命名

系統(tǒng)命名

俗名或普通名

英文縮寫(xiě)

14:0十四酸肉豆蔻酸M16:0十六酸棕櫚酸P16:19-十六烯酸棕櫚油酸Po18:0十八酸硬脂酸St

18:1ω99-十八烯酸油酸O18:2ω69,12-十八二烯酸亞油酸L18:3ω39,12,15-十八三烯酸α-亞麻酸α-Ln18:3ω66,9,12-十八三烯酸γ-

亞麻酸γ-Ln20:0二十酸花生酸Ad20:4ω65,8,11,14-二十碳四烯酸花生四烯酸An20:5ω35,8,11,14,17-二十碳五烯酸EPA22:1ω913-二十二烯酸芥酸E22:6ω34,7,10,13,16,19-二十二碳六烯DHA

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(2)酰基甘油命名①數(shù)字命名:

Sn-16:0-18:1-18:0

②英文縮寫(xiě)命名:

Sn-POSt

③中文命名:

Sn-1-棕櫚酸-2-油酸-3-硬脂酸甘油酯三、脂肪酸的組成分布

(1)動(dòng)物脂中脂肪酸的分布乳脂

含短鏈脂肪酸(C4~C12)，少量的支鏈、奇數(shù)碳FA。高等陸生動(dòng)物脂

含有較多的棕櫚酸和硬脂酸。鏈長(zhǎng)以C18居多。熔點(diǎn)較高。水產(chǎn)動(dòng)物油脂

多為不飽和脂肪酸。

兩棲類(lèi)、爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和嚙齒動(dòng)物

FA的組成介于水產(chǎn)動(dòng)物和陸產(chǎn)高等動(dòng)物之間。

(2)植物油中脂肪酸的分布

果仁中的植物油----棕櫚酸、油酸、亞油酸種籽中的植物油----棕櫚酸、油酸、亞油酸、亞麻酸十字花科植物種籽---芥酸（如：菜籽油）。第三節(jié)油脂的物理性質(zhì)

一、氣味和色澤

純脂肪是無(wú)色無(wú)味的多數(shù)油脂無(wú)揮發(fā)性，氣味多由非脂成分引起的。芝麻油椰子油菜油二、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)（MeltingPointsandBoilingPoints）

天然油脂沒(méi)有敏銳的mp和bpMp:

游離脂肪酸>甘油一酯>二酯>三酯

飽和度越高，則mp越高。碳鏈越長(zhǎng)，則mp越高。

mp最高在40~55℃之間,mp<37℃時(shí)，消化率>96%。

bp：

180~200℃之間，bp隨碳鏈增長(zhǎng)而增高脂

肪

熔點(diǎn)(℃)消化率(%)大豆油-8~-1897.5花生油0~398.3向日葵油-16~1996.5棉籽油3-498奶油28~3698豬油36~5094牛脂42~5089羊脂44~5581人造黃油––87表

幾種常用食用油脂的熔點(diǎn)與消化率的關(guān)系三、稠度脂肪的質(zhì)地和可加工性，與稠度關(guān)系密切。

結(jié)晶特征（固態(tài)）稠度特征

熔融特征（液態(tài)）

形成液晶的特征（介于液固之間）

1.結(jié)晶特性

concept同質(zhì)多晶（Polymorphism）

化學(xué)組成相同、結(jié)晶晶型不同，但融化后生成相同的液相。脂肪中的同質(zhì)多晶有三種：

三斜(

型)、正交(

′型)、六方(

型)（2）正交β/

（1）三斜β

（3）六方α同酸三?；视偷挠行虺潭龋?/p>

無(wú)序,及′有序穩(wěn)定性：

>′>

。特性

′

堆積方式正六方正交三斜熔點(diǎn)

′

密度

′

有序程度

′

表

同酸甘油酯同質(zhì)多晶體的特性常見(jiàn)油脂的結(jié)晶型規(guī)律:

易結(jié)晶的

型:豆油,花生油,玉米油,橄欖油,椰子油和紅花油,可可脂和豬油等.

易結(jié)晶的

′型:棉籽油,棕櫚油,菜籽油,乳脂,牛脂及改性豬油.

′型晶型適用：制備起酥油和人造奶油。人造奶油用于焙烤食品，它有助于大量的小空氣的摻和，使產(chǎn)品產(chǎn)生更好的可塑性和奶油化性質(zhì).調(diào)溫

利用結(jié)晶方式改變油脂的性質(zhì)，使得到理想的同質(zhì)多晶型和物理狀態(tài)，以增加油脂的利用性和應(yīng)用范圍。β-3V33.8

℃

β-3VI36.2

℃

有利2.熔化性質(zhì)

①

熔化固體分?jǐn)?shù)ab/ac液體分?jǐn)?shù)bc/ac固體脂肪指數(shù)(SFI):在一定溫度下固液比ab/bc②油脂的塑性

定義：在一定外力下，固體脂肪具有的抗變形的能力。影響油脂塑性的因素：SFI適當(dāng)脂肪的晶型

:′型熔化溫度范圍寬，則脂肪的塑性越大。塑性脂肪的作用：

涂抹性可塑性起酥作用面團(tuán)體積增加（起酥油：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的塑性油脂，在40

C不變軟，在低溫下不太硬，不易氧化）3．液晶

介于液態(tài)和晶態(tài)為介晶相或液晶。4.影響稠度因素（課本P150）脂肪中固體組分的比例晶體的數(shù)目、大小和種類(lèi)液體的黏度處理溫度機(jī)械作用四、乳濁液和乳化劑

油水連續(xù)相分散相親水端疏水端O/W水油

W/O

水包油型(O/W，水為連續(xù)相。如：牛乳)乳濁液油包水型(W/O，油為連續(xù)相。如：奶油)分層1．乳濁液的穩(wěn)定性

絮凝和聚結(jié)示意圖

聚結(jié)絮凝2．乳化劑的乳化機(jī)理

（提高乳濁液穩(wěn)定性的方法）1減小兩相間的界面張力2增大分散相之間的靜電斥力3增大連續(xù)相的粘度或生成有彈性的厚膜4微小的固體粉末的穩(wěn)定作用5形成液晶相，使液滴間的范德華力減弱。

3.乳化劑的選擇

選擇依據(jù)：

HLB（親水––親脂平衡）通?；旌先榛瘎┍染哂邢嗤琀LB值的單一乳化劑的乳化效果好。HLB值適用性1.5~3消泡劑3.5~6W/O型乳化劑7~9濕潤(rùn)劑8~18O/W型乳化劑13~15洗滌劑15~18溶化劑表

HLB值與適用性4．食品中常用的乳化劑甘油酯及其衍生物蔗糖脂肪酸酯山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物丙二醇脂肪酸酯大豆磷脂其它合成食品乳化劑第四節(jié)脂類(lèi)的化學(xué)性質(zhì)一、脂肪的水解（lipolysis）

二、脂肪的氧化變哈氧化的初產(chǎn)物是氫過(guò)氧化物

(ROOH,Hydroperoxides)。ROOH的形成途徑（機(jī)理）

自動(dòng)氧化光敏氧化酶促氧化（一）自動(dòng)氧化（Autoxidation）脂類(lèi)的自動(dòng)氧化是典型的自由基反應(yīng)1、反應(yīng)機(jī)理：（一）自動(dòng)氧化（Autoxidation）2、氫過(guò)氧化物（ROOH）的生成油酸（酯）：先在雙鍵的α-C處形成自由基，最終生成四種ROOH。

亞油酸（酯）：

α-C11同時(shí)受到兩個(gè)雙鍵的雙重激活，首先形成自由基，后異構(gòu)化，生成兩種ROOH亞麻酸（酯）：

在C11、C14處易引發(fā)自由基，最終生成四種ROOH。其氧化反應(yīng)速度比亞油酸更快。小結(jié)：自動(dòng)氧化中ROOH的形成機(jī)理

先在不飽和脂肪酸雙鍵的

-C處引發(fā)自由基，自由基共振穩(wěn)定，雙鍵可位移。參與反應(yīng)的是3O2，生成的ROOH的種數(shù)為：2

-亞甲基數(shù)脂類(lèi)自動(dòng)氧化圖解（二）光敏氧化光敏化劑(Sens，Sensitizers)3O2Sens

1O2，

1O2進(jìn)攻雙鍵上的任一C原子，雙鍵位移形成反式構(gòu)型的ROOH。反應(yīng)中不產(chǎn)生自由基。生成的ROOH種類(lèi)數(shù)為：2

雙鍵數(shù)以亞油酸為例V光敏氧化

1500V自動(dòng)氧化光敏氧化的特征：不產(chǎn)生自由基。雙鍵的構(gòu)型會(huì)發(fā)生改變，順式構(gòu)型改變成反式構(gòu)型；光的影響遠(yuǎn)大于氧濃度的影響。沒(méi)有誘導(dǎo)期。不受自由基抑制劑的影響。產(chǎn)物是氫過(guò)氧化物。

(三)酶促氧化

脂肪在酶參與下所發(fā)生的氧化反應(yīng)，稱(chēng)為酶促氧化。1.脂肪氧合酶(Lox)專(zhuān)一性地作用于具有1,4-順、順-戊二烯結(jié)構(gòu)的脂肪酸的中心亞甲基處：

(三)酶促氧化

2．酮型酸?。é?氧化作用）

由脫氫酶、脫羧酶、水合酶等引起的SFA(SaturatedFattyAcids)

的氧化反應(yīng)（四）氫過(guò)氧化物的分解氫過(guò)氧化物是脂類(lèi)氧化的主要初期產(chǎn)物，無(wú)味，但不穩(wěn)定。ROOH的O-O斷裂烷氧自由基（四）氫過(guò)氧化物的分解烷氧基兩側(cè)的C-C斷裂（五）聚合物的形成小分子化合物可聚合，使粘度增大。三戊基三噁烷（六）影響脂肪氧化的因素①脂肪的結(jié)構(gòu)和組成

順式、共軛雙鍵易氧化游離FA比甘油酯的V氧化略高甘油酯中FA的無(wú)規(guī)分布使V氧化降低。雙鍵數(shù)∝V氧化脂肪酸雙鍵數(shù)誘導(dǎo)期(h)相對(duì)氧化速率18:00

118:1(9)18210018:2(9,12)219120018:3(9,12,15)31.342500表脂肪酸在25

C時(shí)的誘導(dǎo)期和相對(duì)氧化速率②O21O2的V氧化

1500

3O2的V氧化。V氧化氧壓③溫度

溫度∝V氧化SFA室溫下穩(wěn)定，高溫下會(huì)顯著的氧化。④

Aw⑤表面積

表面積∝V氧化⑥催化劑（助氧化劑）

Mn+(n≧2,過(guò)渡金屬離子)是助氧化劑。血紅素、酶促氧化的酶均是助氧化劑不同金屬催化能力：鉛>銅>黃銅>錫>鋅>鐵>鋁>不銹鋼>銀⑦光和射線(xiàn)⑧抗氧化劑

能延緩和減慢油脂V氧化的物質(zhì)。（七）抗氧化劑（antioxidants)定義：能推遲會(huì)自動(dòng)氧化的物質(zhì)發(fā)生氧化，并能減慢氧化速率的物質(zhì)。主抗氧化劑自由基接受體，可以延遲或抑制自動(dòng)氧化的引發(fā)或停止自動(dòng)氧化的傳遞

BHA、BHT、PG、TBHQ

天然食品組分：VE、胡蘿卜素次抗氧化劑（協(xié)同劑、增效劑）增加主抗氧化劑的活性檸檬酸、VC、酒石酸、卵磷脂分類(lèi)1、（七）抗氧化劑（antioxidants)2、抗氧化劑的作用機(jī)理：

抑制自由基的產(chǎn)生或中斷鏈的傳遞氫給體，自由基受體鏈傳遞反應(yīng)ROO·+RH→ROOH+R·→循環(huán)抑制反應(yīng)ROO·+AH→ROOH+A·→二聚合或歧化，競(jìng)爭(zhēng)抑制（七）抗氧化劑（antioxidants)3、抗氧化劑的增效作用（協(xié)同作用）

定義：課本P186兩類(lèi)協(xié)同作用：混合自由基受體自由基受體與金屬螯合劑的復(fù)合作用機(jī)理

ROO·+AH→ROOH+A·

A·+BH→B·+AHBH的存在，使AH具有再生能力酚類(lèi)抗氧化劑（主抗氧化劑）與抗壞血酸（增效劑）（七）抗氧化劑（antioxidants)4、抗氧化劑使用的注意事項(xiàng)A.

抗氧化劑應(yīng)盡早加入B.

使用要注意劑量C.

選擇抗氧化劑應(yīng)注意溶解性D.

常將幾種抗氧化劑合用（八）過(guò)氧化脂質(zhì)的危害①幾乎能和食品中的任何成分反應(yīng)，使食品品質(zhì)降低。②ROOH幾乎可與人體內(nèi)所有分子或細(xì)胞反應(yīng)，破壞DNA和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。③脂質(zhì)在常溫及高溫下氧化均有有害物產(chǎn)生。三、油脂在高溫下的化學(xué)反應(yīng)

熱分解、熱聚合、縮合、水解、氧化反應(yīng)等。油脂經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱，粘度，碘值，酸價(jià)，發(fā)煙點(diǎn)，泡沫量。1.熱分解

飽和脂肪不飽和脂肪非氧化熱解氧化熱解非氧化