第五章 脂质PPT课件

5 脂质 Lipids 目录 5 1概述 5 2脂肪的结构和组成 5 3油脂的物理化性质 5 4油脂在加工和储藏中的氧化反应 5 5油脂在加工和储藏中的其他化学变化 5 6油脂的质量评价 5 8复合脂质及衍生脂质5 9脂肪替代品本章重点 习题 5 7油脂加工的化学 5 1概述 油脂 脂肪酸甘油酯 酰基甘油 常温下 固态 脂液态 油 一 定义 作用 脂质的作用 1 能量主要来源2 脂溶性维生素 风味物的载体3 滑润口感 光滑外观 香酥风味4 塑性脂肪有造型功能5 烹调传热介质6 润滑 保护 保温 二 分类 1 简单脂质 脂肪酸 醇生成的酯 油脂 脂肪酸 甘油 蜡 长链脂肪酸 长链脂肪醇 3 衍生脂质 脂溶性维生素 类胡萝卜素 甾醇 2 复合脂质 水解 醇 脂肪酸 其他物质磷脂 糖脂 真脂 5 2脂肪的结构和组成 一 脂肪酸的结构和命名 一 结构1 饱和脂肪酸 大多长链 偶数碳 奇数碳 支链少2 不饱和脂肪酸 亚油酸亚麻酸花生四烯酸二十碳五烯酸 EPA 二十二碳六烯酸 DHA 必需脂肪酸 人体不能合成或合成量不足 维持生命活动所必需的脂肪酸 必须从食物中摄取 亚油酸亚麻酸 二 脂肪酸的命名 1 系统命名法 主链 含羧基和双键最长碳链从羧基端编号 标出不饱和键位置 CH3 CH2 7CH CH CH2 7COOH9 十八碳烯酸 n m n碳原子数 m双键数 如 18 118 218 3标出双键顺反结构 位置 c顺式 t反式 2 数字命名法 常见脂肪酸的命名 c 顺式 t 反式 从羧基端编号 如 5t 9c 18 2从甲基端编号 数字或n 数字如 18 1 9或18 1 n 9 3 俗名法 根据来源棕榈酸 油酸4 英文缩写 硬脂酸St亚油酸L花生四烯酸An 二 脂肪的结构和命名1 结构 R1 R2 R3 单纯甘油酯R不完全相同时 混合甘油酯 2 三酰基甘油的命名 赫尔斯曼Sn命名法 CH2OHHO CHCH2OH 1 2 3 数字命名 Sn 18 0 18 1 14 0 中文命名 1 硬脂酰 2 油酰 3 肉豆蔻酰 Sn 甘油或 Sn 甘油 1 硬脂酸酯 2 油酸酯 3 肉豆蔻酸酯 英文缩写 Sn StOM CH2OOC CH2 16CH3CH3 CH2 7CH CH CH2 7COOCHCH2OOC CH2 12CH3 1 2 3 5 3油脂的物理性质 一 气味 色泽纯净油脂无色 无味多数无挥发性 气味多由非脂成分引起 芝麻油椰子油菜油 二 熔点 沸点熔化 沸腾的温度范围 熔点 三酰 二酰 一酰甘油 游离脂肪酸依次升高 三酰甘油的脂肪酸碳链长 饱和度高 熔点高 反式结构 顺式结构共轭双键结构 非共轭双键结构沸点 180 200oC脂肪酸碳链长 沸点高 油脂接触空气并加热时的热稳定性 三 烟点 闪点 着火点 六 粘度 五 比重 分子量大 折光指数大双键 折光指数 四 折光指数 比水小 较大 油比脂大 不同形态的固体叫 七 结晶特性 同质多晶现象 化学组成相同而晶体结构不同 熔化后生成相同的液相 同质多晶体 脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式 甘油三酯在晶格中分子排列成椅式 晶型取决于熔化油脂冷却时的温度 速度 调温 利用结晶方式改变油脂的性质 得到理想的同质多晶体和物理状态 八 熔融特性 1 熔化 热焓值变化 体积膨胀 固体脂肪指数 SFI SolidFatIndex 一定温度下固液比 2 油脂的塑性 在外力下 改变形状 同时有抗变形能力 A 固体脂肪指数 适当 塑性最好B 脂肪的晶型 塑性最强C 熔化温度范围 越大 塑性越好 油脂塑性的决定因素 塑性脂肪的作用 涂抹性 涂抹黄油 可塑性 用于蛋糕的裱花 起酥作用 起酥油 Shortening 是指用在饼干 糕点 面包中专用的塑性油脂 特性 40oC不变软 在低温下不太硬 不易氧化 九 油脂的液晶态 介晶相 介于固态 液态之间 十 油脂的乳化及乳化剂内相 分散相 外相 连续相 乳浊液 水包油型 O W 水连续相 油包水型 W O 油连续相 1 乳浊液的失稳机制 重力作用导致分层 分散相液滴表面静电荷不足 导致絮凝 两相间界面膜破裂 导致聚结 2 乳化剂的乳化作用 增大分散相之间的静电斥力 增大连续相的黏度 或生成有弹性的厚膜 减小两相间的界面张力 微小固体粉末的稳定作用 形成液晶相 3 乳化剂的选择HLB值 亲水 亲脂平衡 表HLB值及其适用性 常见乳化剂 甘油酯及衍生物 蔗糖脂肪酸酯 山梨醇酐脂肪酸酯及衍生物 丙二醇脂肪酸酯 大豆磷脂 其他合成乳化剂 5 4油脂在加工和储藏中的氧化反应 油脂的酸败 油脂在储藏期间 受空气中氧 日光 微生物 酶作用 产生不愉快的气味和苦涩味 同时产生一些有毒物质 一 油脂的氧化 酸败后 A 风味变化B 营养价值 C 脂溶性维生素 必需脂肪酸破坏 氧化的初产物 氢过氧化物 ROOH 自动氧化光敏氧化酶促氧化 活化的含烯底物与基态氧发生的自由基反应 三个阶段 链引发 链传递 链终止 一 自动氧化 不饱和脂肪酸 链增殖 增殖期 过氧化游离基 链引发 诱导期 链终止 终止期 R R R RR ROO ROORROO ROO ROOR O2结合后 吸收氧减少 稳定 3O21O2 三线态氧 单线态氧 基态激发态能量低能量高稳定不稳定1O2可参与光敏氧化 生成ROOH并引发自动氧化链反应中的自由基 不饱和双键与单线态氧直接发生的氧化反应 日光 光敏化剂 氢过氧化物光敏化剂 Sensitizers Sens 叶绿素 血红蛋白 3O21O2 二 光氧化 例子 速度特别快 比自动氧化快1500倍 三 酶促氧化 脂肪氧合酶 脂肪 O2 氢过氧化物专一性地作用于具有1 4 顺 顺 戊二烯结构的脂肪酸的中心亚甲基处 酮型酸败 微生物产生的酶引起饱和脂肪酸的氧化反应 最终产物 酮酸 甲基酮 脂肪氧合酶 Lox多不饱和脂肪酸 1 4 顺 顺 戊二烯 脱氢游离基反式ROOH 异构化 中心亚甲基 酮型酸败 氧化作用 饱和脂肪酸酮酸 甲基酮 分解 小分子醛 酮 醇 酸 不愉快气味聚合 二聚体或多聚体 油脂粘度增大 四 氢过氧化物的分解及聚合 1 脂肪酸及甘油酯的组成 1 饱和脂肪酸 难氧化 2 不饱和脂肪酸 双键多 氧化快 顺式构型 反式共轭双键 非共轭双键游离脂肪酸 甘油酯 五 影响油脂氧化速率的因素 油酸亚油酸亚麻酸花生四烯酸不饱和双键1 2 3 4氧化速度1 12 25 50 2 氧 三线态氧3O2 基态氧 单线态氧1O2 激发态氧 1O2 3O2 3 温度 氧浓度低 氧化速率与氧浓度成正比 很高 氧化速率与氧浓度无关 上升 氧化加快 4 水分活度 5 表面积 与空气接触的 大 氧化快6 助氧化剂 金属 血红素 酶7 光和射线 氧化促进剂8 抗氧化剂 延缓 减慢氧化 六 过氧化脂质的危害 与食品成分反应 食品品质2 氢过氧化物与体内分子或细胞反应 破坏DNA和细胞结构3 产生有害物 RO Pr Pr ROH2Pr Pr Pr 1 常用抗氧化剂 1 天然抗氧剂 生育酚 VE 茶多酚 芝麻酚 愈疮树脂 L 抗坏血酸 超氧化物歧化酶 SOD 2 合成抗氧剂 BHA BHT PG TBHQ D 异抗坏血酸及钠盐 二 抗氧化剂 BHA 丁基羟基茴香醚BHT 二丁基羟基甲苯PG 没食子酸丙酯TBHQ 叔丁基对苯二酚 氢供体 酚类 AH2 电子供体 2 抗氧化剂的抗氧化机理 1 自由基清除剂 2 单线态氧淬灭剂 R2S R OOH R2S O R OHR2S O R OOH R2SO2 R OH 3 氢过氧化物分解剂 5 氧清除剂 柠檬酸 酒石酸 抗坏血酸 4 金属螯合剂 抗坏血酸 超氧化物歧化酶 SOD 谷胱甘肽过氧化物酶过氧化氢酶葡萄糖氧化酶 2O2 2H 3O2 H2O2 2H2O2 2H2O 3O2 过氧化氢酶 SOD 6 酶类抗氧化剂 为抗氧化剂提供氢 使其还原 再生 金属螯合剂 7 增效剂 BHA BHA BHT 1 尽早加入2 注意剂量3 注意溶解性4 常用2种以上 增效效应5 需有良好的性能 低浓度即有效 3 抗氧化剂使用注意事项 1 酚类 低浓度 清除游离基 ROO 十AH2 ROOH AH 清除过氧游离基 ROO AH ROOH AAH AH AA 偶合 AH AH AH2 A 歧化 ROO AH ROOA 加成 4 抗氧化与促氧化 高浓度 促氧化 ROOH AH ROO AH2 2 抗坏血酸 低浓度 促氧化 3 胡萝卜素 5x10 5mol L 抗氧化 促氧化 5 5油脂在加工和储藏中的其他化学变化 一 油脂的水解 油脂 脂肪酸 酸 碱 酶 水解 碱性条件 KOH 水解 皂化皂化值 SV 完全皂化1g油脂所需KOH的mg数 甘油 游离脂肪酸 油的发烟点 表油脂中游离脂肪酸含量与发烟点的关系 1 热分解 二 油脂在高温下的化学反应 根据有无氧 分 热分解 热氧化分解 1 饱和脂肪的热分解 CH2OOCRCHOOCRCH2OOCR CHOCH2CH2OOCR R C O C R O O R COOH CHOCHCH2 酸 烯醛 R C R CO2 O 酮 2 饱和脂肪的热氧化分解 烃 醛 酮 3 不饱和脂肪的热分解 二聚体 低分子量物质 4 不饱和脂肪的热氧化分解同低温自动氧化 但氢过氧化物分解速度快 热聚合 Diels Alder反应 环烯烃氧化热聚合 自由基 聚合 二聚物 导致油脂粘度增大 泡沫增多 2 热聚合 环烯烃 分子间 分子内 2 热氧化聚合 在空气中加热 200 230 可发生热氧化聚合 生成无 单 双 三环二聚体 二聚物为有毒成分 与酶结合 使酶失活 生理异常 3 缩合 环氧化合物 粘度 碘值 酸价 产生刺激味物质 有毒物质 营养价值 目的 消灭微生物 延长货架寿命高剂量中等剂量低剂量 三 辐解 防止马铃薯和洋葱发芽 延迟水果成熟 杀死调味料 谷物 豌豆 菜豆中的昆虫 肉和肉制品杀菌 延长食品货架寿命 如 冷藏新鲜鱼 鸡 水果 蔬菜 烃 醛 酸 酮 酯等 辐射剂量越大 影响越严重按巴氏灭菌剂量辐照含脂肪食品 无有毒性危险 1 过氧化值 POV 1kg油脂中所含氢过氧化物毫摩尔数 5 6油脂的质量评价 一 脂类氧化的评价方法 适于 衡量油脂氧化初期的氧化程度 碘量法 ROOH 2KI ROH K2O I2 氢过氧化物 I2 Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 2 硫代巴比妥酸值 TBA值 不饱和脂肪酸氧化产物 醛类 TBA 有色物质测吸光度 适于 比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度 3 碘值 IV 100g油脂吸收碘的克数油脂中脂肪酸的不饱和程度 碘值高 双键多 碘值 说明双键 发生了氧化 碘值 指100g油脂吸收碘的克数 反应原理为 利用碘量法测定消耗的碘量 4 活性氧法 AOM 5 史卡尔法6 仪器分析法 1 酸价 AV 中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的mg数 新鲜油脂酸价小 贮藏期长 油脂酸败 酸价 二 油脂品质的其他评价方法 2 皂化价 SV 1g油脂完全皂化所需KOH的mg数 皂化值高 熔点较低 易消化 3 二烯值 DV 不饱和脂肪酸中共轭双键的多少 5 7油脂加工的化学 1 脱胶 脱磷脂原因 起泡 冒烟 臭味 呈焦褐色原理 磷脂在无水状态下 溶于油 与水形成水合物后 不溶于油 一 油脂的精炼 2 脱酸 碱炼 游离脂肪酸 碱中和3 脱色 吸附剂4 脱臭 除异味物质 减压蒸馏 并加柠檬酸 粗油精制 可提高油的品质 改善风味 延长货架期 损失了一些脂溶性维生素 如 维生素A E 类胡萝卜素等 在一定温度下 利用油脂中各种三酰甘油的熔点差异及在不同溶剂中溶解度的差异 通过分步结晶 使不同的三酰甘油因分相而分离 二 油脂的分提 1 干法分提熔化油脂缓慢冷却 较高熔点的三酰甘油析出 冬化 5 5oC脱蜡 10oC2 溶剂分提加入有机溶剂 冷却结晶 3 表面活性剂分提 在催化剂 Ni Pt 高温下 酰基甘油上不饱和脂肪酸的双键与氢气发生加成反应 酰基甘油的不饱和度降低 室温下液态的油变为固态的脂 三 油脂的的氢化 硬化 熔点 颜色变浅 稳定性 臭味消失 部分氢化的油脂 起酥油 人造奶油 四 油脂的的酯交换酯内或酯间酰基交换 目的 改变油脂的物理性质 结晶特性 用途 人造奶油 起酥油 1 随机酯交换 油脂熔点温度 2 定向酯交换 油脂熔点温度 1 化学酯交换 2 酶促酯交换脂酶 水解酶 1 随机酯交换 无选择性脂酶 2 定向酯交换 选择性脂酶 Sn 1 3位的脂酶 棕榈油可可脂 5 8复合脂质及衍生脂质 一 磷脂 分 甘油磷脂 食品中 神经鞘磷脂 脑磷脂 卵磷脂 卵磷脂Lecithin 构成生物膜的成分 参与脂肪的代谢 具有健脑 增强记忆力的作用 作乳化剂 作抗氧化剂 卵磷脂 磷脂酰胆碱 PC R3 胆碱脑磷脂 磷脂酰乙醇胺 PE R3 胆胺磷脂酰丝氨酸 PS R3 丝氨酸磷脂酰肌醇 PI R3 肌醇 CH2OCR1R2COOCHCH2OPOR3 O O O R1饱和脂肪酸R2不饱和脂肪酸 卵磷脂 软化血管 防止冠心病健脑 增强记忆力 二 甾醇 固醇 骨架 环戊烷多氢菲 1 动物 胆固醇2 植物甾醇 麦角固醇 豆固醇 谷固醇调节血脂 细胞膜的组成成分之一 是合成性激素肾上腺素的原料 可在胆道中沉积为胆结石 在血管壁上沉积引起动脉硬化 胆固醇在食品加工中几乎不被破坏 高血清胆固醇是引起心血管疾病的危险因素 5 9脂肪代用品 一 脂肪替代品脂肪酸的酯化衍生物理化性质与油脂类似 部分或完全替代脂肪热稳定性高 蔗糖聚酯 山梨酸聚酯0kJ g4 4kJ g 二 脂肪模拟品不能完全替代脂肪 感官和物理性质模拟油脂基质 蛋白质 碳水化合物高温不稳定