功能性油脂课件

功能性油脂 1 油脂特点及作用： 能量37.62KJ/g ； 必需脂肪酸的来源； 脂溶性维生素的载体； 提供润滑油腻的口感； 烹调中的传热 介质 2 血清胆固醇在血清中以脂肪酸胆固醇酯的 形式存在。 血清胆固醇升高 导致动脉硬化、 冠心病、高血压、中风 、心脏病； 饱和脂肪酸（动物油脂）： 饱和、熔点高、不易乳化、 流动性差、在动脉血管壁沉积； 不饱和脂肪酸：不饱和、熔点低、 易乳化、流动性好、不易沉积； 3 建议：少吃动物油脂。 临床表明：食富含不饱和脂肪酸的油脂，可 明显降低血清中胆固醇含量。 不饱和脂肪酸： 单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸 天然不饱和脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四 烯酸。 4 （一）多不饱和脂肪酸的结构与分类 1、定义：多不饱和脂肪酸（PUFA）-是指含 有两个或两个以上双键且碳链长为 1822个碳原 子的直链脂肪酸。 2、种类：亚油酸（LA）、-亚麻酸（GLA）、花 生四烯酸（AA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十 二碳六烯酸（DHA）等。 亚油酸及亚麻酸被公认为人体的必需脂肪酸 （EA），在人体内可进一步衍化成具有不同功能 作用的高度不饱和脂肪酸，如AA、EPA、DHA等 。 5 n3、命名： n目前有三种命名体系 n国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）标准命 名法 n速记命名或“omega”（）序列命名法 n俗称 n多不饱和脂肪酸因其结构特点及在人体内代谢 的相互转化方式不同，主要可分成-3、-6两 个系列。 6 序列命名法为C205-3 C表示碳原子， 20表示碳数， 5表示双键数， -3表示双键的位置（在多不饱和脂肪酸分子中 ，距羧基最远端的双键是在倒数第3个碳原子 上的称为-3或n-3多不饱和脂肪酸 。） 系统命名为：5，8，11，14，17-二十碳五烯 酸 （EPA） 7 -3 系列： 十八碳三烯酸（俗称-亚麻酸）（ALA）； 二十碳五烯酸（EPA）； 二十二碳六烯酸（DHA）。 -6系列： 包括十八碳二烯酸（俗称亚油酸）（LA）； 十八碳三烯酸（俗称-亚麻酸）（GLA）； 二十碳四烯酸（俗称花生四烯酸）（AA）。 8 -3 系列结结构式 9 -6系列结结构式 10 -3类不饱和脂肪酸的生理功效： 防治心血管疾病 抗衰老 增强机体免疫力 抗肿瘤 -亚麻酸是-3类多不饱和脂肪酸的母体，在体 内代谢可以生成DHA和EPA 。 （二）、多不饱和脂肪酸的生理功能 11 n-3类长链 多不饱和脂肪酸可能通过多种机制作用于细 胞水平： n（1）通过免疫系统的细胞调节类 二十烷酸的生成； n尤其是降低促炎因子PGE2和白三烯B4的生成； n（2）调节膜流动性； n（3）调节细 胞信号转导途径； n尤其是与脂类介质（lipid mediators）、蛋白激酶C和 Ca2+动员有关的途径； n（4）调节与细胞因子生成或过氧化体增殖、脂肪酸氧 化和脂蛋白组装有关基因的表达。 12 DHA和EPA具有较好的抗癌作用，其抗癌机理主要有四个 方面： （1）干扰-6多不饱和脂肪酸的形成，并降低花生四 烯酸的浓度，降低促进PGE2生成的白细胞介素的量 ，进而减少了被确信为对 癌发生有促进作用的PGE2 的生成； （2）癌细胞的膜合成对胆固醇的需要量大，而-3脂 肪酸能降低胆固醇水平，从而能抑制癌细胞生长； （3）在免疫细胞中的DHA和EPA产生了更多的有益生 理效应的物质.，参与了细胞基因表达调控，提高了 机体免疫能力，减少了肿瘤坏死因子； （4）EPA和DHA大大增加了细胞膜的流动性，有利于 细胞代谢和修复，如已证明EPA可促进人外周血液 单核细胞的增殖，阻止肿瘤细胞的异常增生。 13 -6类不饱和脂肪酸的生理功效： 1、参与磷脂合成并以磷脂形式作为线粒体 和细胞膜的重要成分 2、促进胆固醇和类脂质的代谢 3、合成某些生理调节物质（如前列腺素） 4、有利于动物精子的形成 14 亚油酸有助于降低血清胆固醇和抑制动脉血 栓的形成； -亚麻酸的降血脂功效比较好，并可防止血栓的 形成 15 （三）、多不饱和脂肪酸的来源 1、多不饱和脂肪酸的动植物资源 n（1）亚亚油酸 n亚油酸：最早被确认的必需脂肪酸和重要的多不饱和 脂肪酸， n绝大部分油脂中的含量都在9%以上， n在主要食用植物油脂如大豆油、棉籽油、菜子油、葵 花籽油、花生油、米糠油、芝麻油等食用油脂中的含 量都较高。 16 含量： 红花籽油75%月见草油 70% 葵花籽油60% 棉籽油 45% 大豆油50%玉米胚芽油50% 小麦胚芽油50%芝麻油45% 橄榄油85% 在体内，亚油酸可转化为 -亚麻酸。 17 n（2）-亚亚麻酸 全顺-6，9，12-十八碳三烯酸 -亚麻酸在大豆油、菜子油、葵花籽油中都有一定的含 量，相对于亚油酸而言，-亚麻酸的资源和日常可获 得性要差很多，但在一些藻类与微生物中存在较多的- 亚麻酸资源。 长期服用可降低血清中胆固醇含量 （3）-亚亚麻酸 含量较高的-亚麻酸资源在自然界和人类食物中不太 常见，而且因其含量比例低很难成为有经济价值的可 利用资源，如燕麦和大麦中的脂质含有0.25%1.0%的 -亚麻酸，乳脂中含0.1%0.35%。现已发现一些植物 的油籽中含有较为丰富的-亚麻酸。 18 （4）DHA 和EPA 陆地植物油中几乎不含EPA与DHA，在 一般陆地动物油中也测不出。 但高等动物的某些器官与组织 中，例如 眼、脑、睾丸等中含有较多的DHA。 海藻类及海水鱼是EPA与DHA的重要来 源，在海产鱼 油中或多或少地含有AA、EPA 、DPA、DHA四种脂肪酸， 以EPA和DHA的含量较高。 19 2、多不饱饱和脂肪酸的微生物资资源 n微生物具有低成本，培养迅速，生产周期短， 可以规模化生产等优点，在微生物资源中寻 求PUFA有着非常广阔的前景。 nPUFA广泛存在于微藻类、细菌真菌的细胞中 ，但不同种类以及不同菌株含量及组成不同。 20 （四）多不饱饱和脂肪酸的保护护与安全性 多不饱和脂肪酸制品由于其活泼的性质使其 暴露在空气中很快发生自动氧化变质，甚至产生 有毒有害物质。 我国营养学会推荐成年人摄入膳食脂肪以总 能量供应的25%30%为宜，脂肪中各种脂肪酸 的合理比例应为饱 和脂肪酸单不饱和脂肪酸多 不饱和脂肪酸等于或接近于1（1）:1:1。 21 二、磷脂 （一）、磷脂的定义及分类 磷脂为含磷的单脂衍生物，分为甘油醇磷脂及神 经氨基醇磷脂两类。 n甘油醇磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸和其他基团（如胆碱、氨基 乙醇、丝氨酸、脂性醛基、脂酰基或肌醇等的一或二种）所组成 ，是磷脂酸的衍生物。甘油醇磷脂包括卵磷脂、脑磷脂（丝氨酸 磷脂和氨基乙醇磷脂）、肌醇磷脂、缩醛 磷脂和心肌磷脂。 n神经氨基醇磷脂是神经氨基醇（简称神经醇）、脂酸、磷酸与氮 碱组成的脂质。它同甘油醇磷脂的组分差异仅仅 是醇，前者是甘 油醇，而后者是神经醇，且脂酸与氨基相连。神经氨基醇磷脂也 称为非甘油醇磷脂。 22 （二）、磷脂的结构及理化性质 1、甘油醇磷脂 甘油醇磷脂的基本结构： 式中R1、R2表示脂酰基的碳氢基，X表示氮碱基 或其他化学基团（功能） 23 （1）. 卵磷脂（胆碱磷脂、磷脂酰酰胆碱） n结构：卵磷脂分子含甘油、脂酸、磷酸、胆碱 等基团。甘油三酯的脂酰基被磷酸胆碱基取 代。自然界存在的卵磷脂为L-卵磷脂，其结 构式为： 卵磷脂分子中的脂肪酸 随不同磷脂而异。 天然卵磷脂常常是含有 不同脂肪酸的几种卵磷 脂的混合物。 24 （2） 脑脑磷脂（氨基乙醇磷脂、丝丝氨酸磷脂） n脑磷脂是脑组织 和神经组织 中提取的磷脂，心、肝及其 他组织中也含有，常与卵磷脂共同存在于组织中。 n结构：两种脑磷脂的结构与卵磷脂的相似，只是分别以 氨基乙醇或丝氨酸代替胆碱的位置，以其羟基-OH与磷酸 脱水结合。 n性质：脑磷脂的脂肪酸通常有四种，即软脂酸、硬脂 酸、油酸及少量二十碳四烯酸。性质与卵磷脂相似，不 溶于丙酮，也不溶于乙醇，溶于乙醚，因此可以与卵磷 脂分开。 25 （3）肌醇磷脂（磷脂酰酰肌醇） n肌醇磷脂是一类由磷脂酸与肌醇结合的脂质 ，结构与卵磷脂、脑磷脂相似，是由肌醇代替 胆碱位置构成。 26 （三）、磷脂的生理功能 n1、调整生物膜的形态和功能 n2、促进神经传导 ，提高大脑活力 n3、促进脂肪代谢，防止脂肪肝 n4、降低血清胆固醇、改善血液循环、预防心 血管疾病 27 （四）、磷脂的来源 n磷脂存在于所有动、植物的细胞内。在植物中 则主要分布于种子、坚果及谷类中; 在人类和其它动物体内，磷脂主要存在于脑 、肾及肝等器官内。其中主要加以利用的来源 为鸡 蛋黄，大豆等。 28 第三节节 脂肪替代物 一、脂肪替代物（Fat substitutes）的产产生 在发达国家的膳食系统中，脂肪的含量 普遍过高。早在几十年前，人们已察觉到高 脂膳食潜伏的危机。当时，世界各地有超过 20个国家和健康机构联合制定协议 ，要求降 低人体的总脂肪和饱和脂肪摄入量，提倡低 脂膳食，以降低癌症、冠状动脉疾病、中风、 高血压、肥胖症和糖尿病等的患病率。 29 四、值得注意的两个问题 (一)多不饱和脂肪酸易被氧化分解 空气中加热油脂三种变化 （1）首先生成不饱和脂肪酸的过氧化物； （2）过氧化物分解生成羰基化全物和羧酸； 已经部分氧化的油脂发生聚合作用生成非尿素化 合物（引起大白鼠急性中毒）； 注意：食用油应避免植物油长时间 受热，正常 烹调或加工过程中受热的油脂，对人体无毒无害， 红花油、月见草油不作烹调油用，注意储存。 30 (二)对多不饱和脂肪酸生理功能的争论 优点：虽然已越来越被接受 反面： 1973年，Kaunitz研究表明 雄性小鼠摄入棉子油、大豆油、玉米胚芽油比摄入猪油、 牛油、鸡油心脏纤维 化、肿瘤发病率高。 1972年，Witting报道，摄入含多不饱和脂肪酸饲料的动 物对VE需求量大； 1966年，Hassan，早产儿摄入多不饱和脂肪酸易造成VE 缺乏； 1965年，Hartcroft，体内多不饱和脂肪酸浓度超过VE的 抗氧化能力，过氧化物形成，在血管中沉积，出现脂褐 质，动肪粥样硬化斑中脂褐质几乎与胆固醇同样普通。 过量摄入会产生危害。 另一方面，植物油与动物油能量值一样，37.62KJ/g ； 能量过剩会引起肥胖， 动肪硬化及心肌梗塞 需要油脂替代品。 31 理想的油脂替代品或模拟品的特性： （1）类似油脂滑腻的口感； （2）无色无味； （3）贮存期超过1年； （4）中、高温条件下性质稳 定； （5）低能量或0能量； （6）与普通食物不发生相互作用； （7）无生理副作用； 32 二、脂肪替代物分类类 凡能在食品的加工过程中部分或全部代替 油脂的使用，而且不能或较少影响油脂对食品 的特性，并且以降低人体摄入后代谢所产生的 热量为目的的物质都可以称为脂肪替代物。 脂肪替代物的种类可分为两大类： 一)、以油脂为基础成分进行改性所得到的 类油脂产品或完全经过化学合成的酯类物质 ，可用来模拟油脂性能。 33 脂肪的消化需要脂肪酶； 设计脂肪酸替代品的策略是不被脂肪酶所作用: 甘油用多元醇（如蔗糖）替代，立体空间不适 于脂肪酶的接近； 脂肪酸用其他酸如芥酸替代； 甘油醇用多元醇或醚键代替。 34 类油脂产品的消化特性有两种： 1、完全不能被人体消化吸收，直接排出体外 ，热量值几乎为零的脂肪替代物，即不吸收型类油 脂； 2、能部分或全部被人体消化吸收的，但热量 值较 低的脂肪替代物，即部分或全部吸收型类油脂 。 前景: 可能性与衫性很大，这类 化合物在高温油炸及焙烤食 品中有独特的优越性。 安全毒理问题 、审批程序、及消费者的喜好决定前景 。 35 二)、以碳水化合物、蛋白质作为基本组分，有人称 为模拟脂肪。 碳水化合物代脂品的主要作用在于改善水相的 结构特性，产生奶油状润滑的粘稠度以增强脂肪的 口感特性； 机理：开成凝胶并增加水相的粘度（持水性高）； 不能于用油炸食品。 以碳水化合物为基本组分的油脂代替品，可分 为全消化、部分消化和不消化三种，但单位代谢热 量都小于等量油脂的热量。 36 前景: 已成功应用于各种低脂肪食品，包括焙烤 食品，由于可被消化吸收，无不良生理效果 缺点： 异味，淀粉味，有凝胶橡皮2状和粘稠状 的不良口感。 37 三、类类油脂脂肪替代物 n（一）类类油脂脂肪替代物的开发发 n类油脂脂肪替代物开发的理论主要是基于以下几个方面进行： n（1）采用链长较 短的脂肪酸，如癸酸、辛酸等，因其在进行氧 化作用时会产生较少的乙酰辅 酶A，从而释放较少的热量； n（2）掺入较难 被人体消化吸收的脂肪成分，如硬脂酸盐 (只有 27%35的硬脂酸盐会被人体吸收)这些没有被吸收的脂肪成分 ，最终会被排出体外，大大降低人体的脂肪含量。 n（3）使该产 品不被脂肪酸酶所作用，例如将传统 的甘油部分换 成多元醇物质（如蔗糖），这种大分子聚酯其立体空间不适合脂 肪酶的接近。将三甘油酯原来所含的脂肪酸换成其他合适的酸（ 如芥酸），这样 生成的新化合物也会阻挠消化酶的作用，如引入 -分支的羧酸结构。用一种多元酸或乙醚键 代替甘油醇的框架结构 ，这样 生成的改性甘油酯也不是脂肪酶的合适底物。这些产物均 具有类似于油脂的口感特性，但仅含有油脂的部分能量或完全没 有能量。 38 n成功开发优质 脂肪替代物的关键在于，消费者进食 时不会察觉到其与全脂食品所提供的特性有所区别。 不过，大多数的脂肪替代物只能提供脂肪所具有的一 二种功能，因此在使用脂肪替代物时，一般都需要揉 合多个品种，以达到全脂所发挥 的效果。 n由于脂肪是热交换介质，完善的脂肪替代物必须具 有理想的热传递 性能，以加速食品的煮熟过程，使 食品具有独特的质感、色泽和风味。脂肪对食品的 作用特性，会因食品种类的不同而有所不同，这就要 求脂肪替代物必须具有多种不同的功能。目前，食品 工业界已开发了一系列崭新的脂肪替代物，使低脂食 品含有高脂成分所给予的口味和口感。 39 （二）典型的类类油脂脂肪替代物 n1、不吸收型类类油脂 n不吸收型类油脂因不具油脂结构合成物，不能在肠 内水解或难以水解，故不会被人体所吸收而直接排 出体外，其热量值为 零。 n2、部分或全部吸收类类油脂 n（1）部分吸收类类油脂 n这类 油脂由短链和长链 油脂酸合成，其中短链油脂 酸能在肠道中被水解吸收，而长链 油脂酸则不能， 故只能部分吸收，热量值较 低。 n（2）全部吸收类类油脂 n这类 油脂一般为短链或中链脂肪酸合成，能被人体 消化吸收，但由于是在肝脏直接分解吸收，不会积 蓄在人体内，故热量值较 低。 40 （一）蔗糖聚酯（Olestra） 制备：蔗糖与长链 脂肪酸甲基酯进 行酯交换反应， 再精制； 可35代替起酥油、色拉油、烹调油； 优点：能量很低、可降低胆固醇。 二）羧酸酯 制备：脂肪族功能团与羧基功能团结 合而成的两种 酯或醚经进 一步键合而成的复合酯产 物。 能被人体部分消化吸收； 可部分或全部替代低温食品用油、油炸用油、组织 化 肉制品和焙烤食品中的油脂含量； 41 （三）丙氧基甘油酯（EPG） 甘油 丙烯环 氧化物 丙氧基甘油脂 肪酸 产品 不被消化吸收，无毒，口感好，用途较广。 （四）二元酸酯 丙二酸酯 酯基：1218C；烷基：120C 。 物理特性与天然油酯相似，熔点可调（分子量 、结构改变）； 不被消化吸收，制人造奶油、蛋黄酱理想。 42 四、以蛋白质质和碳水化合物为为基础础的脂肪 替代物 （一）以蛋白质为质为 基础础的脂肪替代物 n以蛋白质为 基础的脂肪替代物的共同特征是微粒化，要形成稳定 的大分子胶体分散体系，蛋白质颗 粒的直径不得大于10m，这 样的分散体系其口感特性类似于水包油乳化体系的特性，并且能 够产 生类似于油脂的奶油状及滑润细腻 的口感特征。 n蛋白质微粒来源为蛋清或奶蛋白，尤其是乳清浓缩 蛋白。微粒蛋 白是将蛋白颗粒制成显微大小的粒子，粒子间可能互相卷曲或分 散，给人更为明显的油脂感。 n蛋白质具有疏水性和亲水性，必须经过变 性后，才能进行微粒化 。通常蛋白质经过 湿热处 理后，再“微粒化”，产生大量均匀的小 颗粒来模拟油脂的口感和质地。这类 脂肪替代物的缺点是会掩盖 食品的某些风味，不宜用于深度油炸食品。 43 （一）Simplese 牛乳（或鸡蛋蛋白） 一定程度变性 类似油脂的口感，圆形小颗粒之间易于发生滚动 ， 其他成分乳糖、柠檬酸、乳化剂、黄原胶、果胶、卵 磷酯等， 能量5.43/g。 1990年2月22日，FDA批准使用，无安全问题 。 缺点：对热 敏感，易变性而丧失滑腻的口感； 最佳用品，低温食品，蛋黄酱。 44 （二）LITA 醇溶性 以从玉米分离出的高疏水性蛋白质为 原料经 微粒化而制得，蛋白质没有变化，不变性。 热稳 定性高，90摄氏度无沉淀或絮凝出现（ 15浓度）。 用在蛋黄酱，冰淇淋及涂抹食品中。 45 （二）以碳水化合物为为基础础的脂肪替代物 n1、微晶纤维 n纤维 素颗粒本身呈纤维 状，纤维长 度越长口感越粗糙，与油脂 特性相差越远；当纤维变 短趋向球