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油脂的成分与物理性质 1 油 室温时植物油呈液态 叫做油 脂 室温时动物油呈固态 叫做脂肪 油和脂肪统称为油脂 2 油脂是高级脂肪酸与甘油生成的酯 分子是由一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成 包括三酸甘油酯 单酸甘油酯 双酸甘油酯 磷脂 脑甘油酯类 固醇 脂肪酸 油脂醇 油溶性维生素等 1 R R R 可以代表饱和烃基或不饱和烃基 2 如果R R R 相同 这样的油脂称为单甘油酯 如果R R R 不相同 称为混甘油酯 3 天然油脂大都为混甘油酯 且动 植物体内的油脂大都为多种混甘油酯的混合物 无固定熔沸点 3 脂肪酸结构特点 1 碳原子数为偶数 2 碳链为直链 3 碳链长度在C14 C20之间 4 不饱和双键主要以顺式构型为主 5 多不饱和脂肪酸中的双键为非共轭结构 如 亚麻酸 十八碳三烯酸 9 12 15 桐酸 十八碳三烯酸 9 11 13 共轭结构 油漆的主要成分 4 必需结构特点 必需脂肪酸的分子具有特定的化学结构 1 分子中至少有两个或两个以上乙烯基甲 CH CH CH2 2 双键必须是顺式结构 3 距离羧基 COOH 最远的双键应在由末端甲基数起的第六和第七个碳原子之间 5 必需脂肪酸 符合上述条件的脂肪酸是亚油酸CH3 CH2 3 CH2CH CH 2 CH2 7COOH花生四烯酸CH3 CH2 3 CH2CH CH 4 CH2 3COOH亚麻酸的结构 CH3 CH2CH CH 3 CH2 7COOH 6 其它功能性脂肪酸 现已发现一些n3或 3系列的多不饱和脂肪酸 从甲基端数起 最后一个不饱和双键的位置在第三个和第四个碳原子之间的脂肪酸 对人体有特殊的功能 DHA和EPA 都属于重要的功能性物质 7 DHA是二十二碳六烯酸 俗称脑黄金 EPA是二十碳五烯酸 EPA具有帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量 促进体内饱和脂肪酸代谢 具有降低血液粘稠度 增进血液循环 提高组织供氧而消除疲劳的作用 还可以防止脂肪在血管壁的沉积 预防动脉粥样硬化的形成和发展 预防脑血栓 脑溢血 高血压等心血管疾病 因此EPA被认为是对心血管疾病有良好的预防效果的一种高不饱和脂肪酸 其它功能性脂肪酸 8 DHA和EPA的来源 DHA和EPA的最主要的来源是深海鱼油 如鲣鱼 沙丁鱼 乌贼 鳕鱼等都含有较多数量的DHA和EPA 但由于鱼油脂肪酸成分复杂 提纯与精制困难 使得价格居高不下 9 三 油脂中各类脂肪酸的比例 在油脂的营养中 重要的一点是要注意油脂中各种脂肪酸间要有良好的比例关系 一般推荐饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸为1 1 1 如果饱和脂肪酸过多 就会引起身体内胆固醇增高 血压高 冠心病 糖尿病 肥胖症等疾病容易发生 而过多摄入多不饱和脂肪酸对身体不利 因为多不饱和脂肪酸在体内极易被氧化产生过氧化物 有潜在的致癌作用 所以 身体里只有当三种脂肪酸的吸收量达到1 1 1的完美比例时 营养才能达到均衡 身体才能健康 10 油脂中各类脂肪酸的比例 11 12 基本结构 13 14 油脂的生理功用 1 储存能量 提供能量2 生物体膜的重要组成成分3 脂溶性维生素的载体4 提供必需脂肪酸5 防止机械损伤与热量散发等保护作用6 作为细胞表面物质 与细胞识别和组织免疫也有密切关系 15 必需脂肪酸的来源 必需脂肪酸最好的来源是植物油 在棉籽油 大豆油 玉米胚油 芝麻油 米糠油中都含有较多的亚油酸 近年来还发现红花籽油中含亚油酸可达到70 以上 加入红花籽油的调和油很受消费者的欢迎 16 常用食用油脂中必需脂肪酸含量 17 一 油脂的颜色纯净的油脂是无色的 油脂的色泽来自脂溶性维生素 如果油料中含有叶绿素 油就呈现绿色 如含有的是类胡萝卜素 油的颜色就呈现黄到红色 由于油脂在精炼过程中会脱去大部分颜色 所以用精炼过的油脂加工食品时 油脂本身对菜肴的颜色影响不大 能体现出莱肴本身的原料的色泽 物理特性 18 油脂的味 纯净的油脂也是无味的 油脂的味来自两方面 1 天然油脂中由于含有各种微量成分 导致出现各种异味 2 经过贮存的油脂酸败后会出现苦味 涩味 19 油脂的香 气味 油脂的香气来源 1 天然油脂的气味 天然油脂本身的气味主要是由油脂中的挥发性低级脂肪酸及非酯成分引起的 乳制品的香味 酪酸 丁酸 芝麻油 乙酰吡嗪菜籽油 含硫化合物 甲硫醇 20 2 贮存中或使用后产生的气味 油脂在贮存中或高温加热时 会氧化 分解出许多小分子物质 而发出各种臭味 可能会影响烹饪菜肴的质量 油脂经过精制加工后 往往无味 这是因为精炼加工除去了毛油中的挥发性小分子的缘故 21 比重 所有的油脂都比水轻 相对密度在0 9 0 7之间 油脂的比重与脂肪酸构成有关 一般不饱和脂肪酸 低级脂肪酸 羟基酸的含量越大比重越大 22 熔点和沸点 天然油脂无固定的熔点和沸点 而只有一定的熔点范围和沸点范围 这是因为天然油脂是混合物且存在有同质多晶现象 油脂组成中脂肪酸的碳链越长 饱和程度越高 熔点越高 反式脂肪酸 共轭脂肪酸含量高的油脂 其熔点较高 油脂的沸点随脂肪酸组成的变化变化不大 熔点可规定为透明熔点和上升熔点 透明熔点为按规定方法加热时 油脂熔化为完全透明液体时的温度 上升熔点是开始软化流动时的温度 含不饱和脂肪酸多的油脂越多 熔点越低 23 影响油脂熔点范围的主要因素 主要是由油脂中的脂肪酸组成 分布决定 1 碳原子数 构成脂肪酸的碳原子数目越多 油脂的熔点也就越高 2 饱和程度 油脂中脂肪酸的饱和程度越高 油脂的熔点也就越高 3 双键的位置 双键的位置越向碳链中部移动 熔点降低越多 24 常见的烹饪用油脂的熔点 25 1 熔点低于37 消化吸收率为97 98 原因是易乳化 2 熔点在40 50 消化吸收率为90 3 熔点高于50 很难消化吸收 由于熔点较高的油脂特别是熔点高于体温的油脂较难消化吸收 如果不趁热食用 就会降低其营养价值 3 油脂的熔点与人体消化吸收率之间的关系 26 凝固点 1 定义 液体油变成固体脂时的温度 2 过冷现象 凝固点低于熔点 由于油脂在低温凝固时存在过冷现象且低于熔点温度 油脂结晶才易析出 所以油脂的凝固点一般比熔点略低 如牛油的熔点为40 50 而凝固点是30 42 在使用油脂时应注意油脂的凝固点范围 要将温度控制在凝固点范围以上 以保证食品的外观质量 27 发烟点 闪点与燃点 一 发烟点 发烟点是指在避免通风并备用特殊照明的实验装置中觉察到冒烟时的最低加热温度 油脂大量冒烟的温度通常略高于油脂的发烟点 油脂的使用温度 发烟点食用油脂发烟的原因 小分子物质的挥发引起的 小分子物质的来源 1 原先油脂中混有的 如未精制的毛油中存在着的小分子物质 往往是毛油在贮存过程中酸败后的分解物 2 由于油脂的热不稳定性 导致出现热分解产生的 所以 油炸用油应该尽量选择精炼油 避免使用没有经过精炼的毛油 同时还应该尽量选择热稳定性高的油脂 28 影响油脂发烟点的因素 小分子化合物的存在 1 油脂的纯净度 纯净程度越高 发烟点越高 食用油脂中常常含有游离的脂肪酸 非皂化物质 甘油单酯等小分子物质 这些物质的存在都可使油脂的发烟点下降 如当油脂中游离脂肪酸含量不超过0 05 时 发烟点在220 左右 当游离脂肪酸含量达到0 6 时 油脂的发烟点则下降到160 2 加热时间 随着加热时间延长 发烟点会越来越低 3 加热次数 同一种油脂随着加热次数的增多 发烟点逐渐下降 4 油脂用量 用量越少 升温快 其发烟点也容易下降 5 精炼程度 精炼程度越高 发烟点越高 6 储存时间 长时间储存会降低油脂的发烟点 29 油脂的发烟点 闪点 燃点 30 二 闪点闪点是指释放挥发性物质的速度可能点燃但不能维持燃烧的温度 即油的挥发物与明火接触 瞬时发生火花 但又熄灭时的最低温度 三 燃点油脂的燃点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度 不同油脂的发烟点 闪点 燃点是不同的 31 脂肪酸凝固点是指按规定方法使试样皂化分解所得脂肪酸的凝固点 试样中含高熔点脂肪酸比例越高 凝固点就越高 雾点也称浑浊点 它是指按规定方法试验时 试样开始变得浑浊不透明的温度点 雾点是判断油脂中含有的甘油脂 蜡质 高级醇类 长链烃类等在精制时是否被除去的指标 雾点以下油会失去动流动性 因此它也是对要求流动性的油脂的一个特征值 32 粘度 粘度 流体在流动过程中的阻滞力 液体油的粘度随着存放时间增长而增加 而且与温度有关系 温度越低粘度越大 油脂的粘度是评价三酰甘油酯分子间内摩擦力的指标 三酰甘油酯分子间内摩擦力越大 油脂的粘度就越高 33 影响油脂粘度的主要因素 内因 三酰甘油酯中脂肪酸链的长短及饱和程度 脂肪酸链越长 饱和程度越高 油脂的粘度就越大 所以动物脂肪的粘度远大于植物油的粘度 外因 油脂的粘度还受温度的影响 一般说来 温度越高油脂的粘度越低 高温下油脂的流动性增强 34 比热容 单位质量的某种物质温度升高 或降低 1 时所吸收 或放出 的热量 叫做这种物质的比热容 油脂的比热容约为水的1 2 1 84 2 15J g K 35 油脂的塑性 油脂的塑性是与油脂的加工和使用特性紧密相关的物理属性 其定义为在一定外力的作用下 表观固体脂肪所具有的抗变形的能力 决定油脂塑性的因素 1 固体脂肪指数 SFI 即在一定温度下脂肪中固体和液体所占份数的比值 可以通过脂肪的熔化曲线来求出 SFI太大或太小 油脂的塑性都比较差 只有固液比适当时 油脂才会有比较好的塑性 2 脂肪的晶形 晶形的油脂其塑性比 晶形要好 这是因为 晶形中脂分子排列比较松散 存在大量的气泡 而 晶形分子排列致密 不允许有气泡存在 3 熔化温度范围 熔化温度范围越宽的脂肪其塑性越好 油脂的塑性在实际应用中有涂抹性 可塑性等不同的表述 36 起酥油 Shortening 37 同质多晶现象 化学组成相同的物质可以形成不同形态晶体 但融化后生成相同液相的现象叫同质多晶现象 例如由单质碳形成石墨和金刚石两种晶体 油脂的液晶态可简单看作油脂处于结晶和熔融之间 也就是液体和固体之间时的状态 此时 分子排列处于有序和无序之间的一种状态 即相互作用力弱的烃链区熔化 而相互作用力大的极性基团区未熔化时的状态 脂类在水中也能形成类似于表面活性物质存在方式的液晶结构 结晶特性 38 油脂在固态的情况下也有同质多晶现象 可能形成的晶体形态 主要有 型 型 和 型三种 几种晶体的基本特点 型 有点阵结构但脂肪酸侧链呈现不规则排列 39 型 有点阵结构且脂肪酸侧链全部朝着一个方向倾斜 按照序列内分子间交错排列的紧密程度 还有 二倍碳链长 DCL 2 和 三倍碳链长 TCL 3 之分 40 稳定性差别 型 型 型熔点 不同晶形之间可以相互转变 但转变是单向的 即只由不稳定状态向稳定状态转变 如在一定条件下 型可转变为 型或 型 型也可转变为 型 但不可逆向转变 油脂的晶形对于食品特别是油性食品的质量有较大的影响 可以通过改变加工条件来人为控制油脂的晶形 41 三硬脂酰甘油酯三种主要结晶 特性比较 42 晶形 链堆积六方正交三斜密度小中大能量高中低稳定性小中大熔点低中高 相同脂肪酸的三酰基甘油的多晶特征 43 脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式 44 混合三酰甘油多晶体饱和的为 型 不饱和的 不对称的为 型 USSUUS 对称的为 型 SUSUSU 交叉排列 可形成 45 甘油三酯在晶格中分子排列成椅式 46 棉 菜 棕榈 牛脂 奶油 豆 花生 玉米 芝麻 椰子可可脂 t 16 018 118 0 St t 18 018 118 0 3 16 018 116 0 稳定的晶型为 3 不同间矩 其中 3 稳定 外观明亮 光滑 可转变为 3 白霜 常见油脂的晶型 47 48 脂的熔融特性 一 熔化简单甘油三酯 即所含三个脂肪酸种类相同 是一类纯的物质 其熔融行为符合纯物质的熔融特性 即从固体变为液体时 热焓对物料温度的曲线为S形 即固体开始熔融前加热 固体温度上升 但当熔融开始时 加热所提供的热量 用来克服相变所需的能量 状态发生变化但温度不发生变化 全部变为液体后继续加热液体温度继续上升 在这个过程中也会出现不同晶形相互转化的问题 天然油脂由于是混合物 其熔融行为和简单酯的行为有些差别 首先相变过程变得不明显 当出现固液混合体系时 温度仍有所上升 其次 天然脂熔融时体积会发生变化 49 稠度Consistency是塑性脂肪的硬软度 脂肪的可塑性 可用稠度衡量 影响稠度的因素 越大 稠度越大 小晶体稠度大于大晶体稠度 稠度大于 稠度 快速冷却 稠度增加 熟成 熔点下 放 到 天稠度增加 机械作用 降低稠度 温度增加 则稠度降低 50 一 塑性脂肪的概念由液相的油和无数微小的三酰甘油酯的固相所构成的混合脂 称为塑性脂肪 塑性脂肪的性能 充气与保气能力 口溶性与风味释放能力 塑性与延展能力 51 塑性脂肪的评价指标 1 油脂膨胀曲线 油脂随温度升高而发生的比体积的变化得到的曲线称为油脂膨胀曲线 1 利用油脂膨胀曲线 我们可以了解不同的油脂及相同油脂在不同的温度条件下固液组成情况 52 油脂膨胀曲线的意义 我们将得到的固体线和液体线外推 在任一温度下的固体或液体的量可以按如上页图所示的方法计算出来 图中ab ac和bc ac分别为温度t时在混合脂中固体和液体所占的量 油脂膨胀曲线示意图 53 SFI的意义 SFI的值就是在固型脂中含有固体油脂的百分比 在一定温度下 固体脂肪的含量即ab bc SFI的意义 利用SFI 我们可以考察油脂的塑性大小 在同一温度下 SFI较高的脂肪的可塑性要差 对同一塑性脂肪来说 温度越高 SFI越小 可塑性越好 54 越大 膨胀度越大 部分脂肪 值品种10 21 1 33 3 可可脂62480棕榈油34126椰子油55270面包奶油291813 55 2 通过测定油脂的膨胀曲线 我们还可以了解不同的油脂在不同温度下的熔化特性 如果脂肪在非常窄的温度范围内熔化 熔化曲线斜率就较大 反之 如果熔化曲线的斜率较小 说明脂肪的熔化温度范围较大 如可可脂 乳脂熔化曲线较窄 在口腔温度可迅速熔化 释放出香味并不会产生粘糊糊的口感 适合用作糖果的包衣 56 3 我们可以用油脂膨胀曲线来考察一个塑性脂肪的充气 保气能力 如果完全是液态油脂 当我们向其中打气时 很容易打进空气 但却保不住打进的气体 如果完全是固态油脂 很难