第四章-食品中的脂类..ppt

第四章脂类,脂类的分类和存在脂类的结构和脂肪酸食用油脂的物理性质和化学性质油脂的特征值及质量评价油脂加工化学油脂在食品加工中的作用脂肪替代物,第一节脂类概述,1.概念脂类是生物体内一大类不溶于水，能溶于有机溶剂的重要有机化合物。它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，是动物和植物体的重要组成成分。它们的化学组成、结构、理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,2.分类,脂类,简单脂类复合脂类衍生脂类,脂肪：脂肪酸与甘油所生成的酯，室温下为液态的称为油蜡：脂肪酸与非甘油的醇所组成的酯,磷脂：脂肪酸、醇、磷酸及含氮的碱糖脂：脂肪酸、糖及氨基醇蛋白质：蛋白质与脂类的复合体,脂肪酸高级醇烃类:如类胡萝卜素,3.脂类的分布与生理功能,第二节甘油酯和脂肪酸1.甘油酯,甘油三酯,n、m、k可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，其中n多是不饱和的。,X=胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油,甘油磷脂,X=H磷脂酸（PA）,2.脂肪酸,（1）饱和脂肪酸含有4到24个碳原子的脂肪酸常常存在于油脂中，最常见的饱和脂肪酸有丁、己、辛、癸酸和软脂酸与硬脂酸；而24个碳原子以上的脂肪酸则存在于蜡中。（2）不饱和脂肪酸动、植物油脂中都含有不饱和脂肪酸，一般植物油脂中不饱和脂肪酸含量高，脂肪中不饱和脂肪酸含量低，不饱和脂肪酸在常温下为液态，所以植物油脂在常温下也多为液体。在动植物油脂中常见的不饱和脂肪酸有：油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸等。特殊功能的不饱和脂肪酸：DHA和EPA等,（3）必需脂肪酸和非必需脂肪酸大多数的脂肪酸人体能够自身合成，而有几种不饱和脂肪酸是维持人体正常生长所必需，而体内又不能合成的脂肪酸，这些脂肪酸称为必需脂肪酸。属于必需脂肪酸的有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸，必需脂肪酸的最好来源是植物油。大多数脂肪酸是人体能够自身合成的，可以不从食物中直接吸收，这类脂肪酸称为非必需脂肪酸。非必需脂肪酸主要是饱和脂肪酸。,第三节食用油脂的物理性质,1.气味和色泽纯净的脂肪酸及其油脂无色无味，天然油脂的色泽是由于溶有非脂色素，气味是因挥发性脂肪酸和所溶非脂成分所致。2.发烟点、闪点和着火点发烟点是指在避免通风并备用特殊照明的实验装置中察觉到冒烟时的最低加热温度。闪点是指油的挥发物与明火瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度。着火点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度。在食品加工中，油脂在使用中最多加热到其发烟点，温度再高，轻则无法操作，重则导致油脂燃烧甚至爆炸。,3.熔点由于油脂是混合物，所以没有确切的熔点和凝固点。油脂含不饱和脂肪酸越多，碳原子数目越少，熔点越低；油脂的熔点与消化率有关，一般情况下，熔点低消化率高。4.塑性塑性是指脂肪受外力作用时，当外力超过分子间作用力开始流动，而当外力停止后又重新恢复原有稠度的性质。许多食品加工都要使用不同的塑性脂肪，如生产冰淇淋、焙烤糕饼、糕点奶油裱花等，主要利用其充气与保气能力、口溶性与风味释放能力、塑性与延展能力。,在较小力的作用下不流动，较大力下可流动（如奶油）。在强力下可成型，小力下不成型（如巧克力）。奶油在较大力下可流动，巧克力在较大力下可成型。,起酥油,5.乳化及乳化剂乳化是指使互不相溶的两种液体如油与水中的一种呈微滴状分散于加一种液体中。能使不相溶的两相中的一相均匀地分散于另一相中的物质称为乳化剂。油脂的乳化是通过食品中原有的或人为添加的乳化剂使油脂充分的分散到水及水溶性的其它成分中去的过程。,影响乳状液稳定性的因素：（）两相密度不同（）改变分散相液滴表面的电荷性质或量。（）两相间界面膜破裂,乳浊液水包油型(O/W，水为连续相。如：牛乳)油包水型(W/O，油为连续相。如：奶油),、乳化剂为使体系稳定，以降低液体表面张力及相际间界面张力，而加入的第三种成分。常用的乳化剂有：单硬脂酸甘油酯、磷脂、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。值亲水亲油平衡值乳化剂单甘酯3.8司盘4.7吐温15.0蔗糖酯316,第四节食用油脂在加工贮藏过程中的化学变化,一、油脂水解酸性条件下可逆,碱性条件下水解不可逆,油脂水解特点使游离脂肪酸含量增加，这会导致油脂的氧化速度提高，加速变质；也能降低油脂的发烟点；使油脂的风味变差。在加工高脂肪含量的食品时，如混入强碱，会使产品带有肥皂味，影响食品的风味。油脂的水解有时是有利的，如利用脂酶的水解反应生产酸奶和干酪，使食品出现特殊的风味。,二、油脂在高温下的化学反应,油脂加热后（温度300时），由于温度较高，油脂本身发生聚合、水解、缩合、分解挥发及热变化等各种复杂的物理化学变化。这些变化的结果是：油脂增稠、颜色加深、泡沫增多。这种在高温下油脂发生的一系列物理化学变化，叫做油脂的热变性。,(一)油脂在油炸过程中产生的化合物,挥发性化合物：饱和与不饱和醛、酮、烃、内酯、醇、酸、酯等化合物。中等挥发性非聚合的极性化合物：羟基酸和环氧酸由各种不同氧化途径形成的化合物。二聚酸和多聚酸以及二聚甘油酯和多聚甘油酯：使油脂黏度明显增大。游离脂肪酸：三酰甘油在有水和加热条件下水解产生游离脂肪酸,（二）油脂在高温下的化学变化,在150以上高温下，油脂会发生聚合、缩合、氧化、水解反应，使其粘度增高，碘价下降，酸价增高，发烟点，泡沫量折光率改变，颜色变暗，产生刺激性气味，营养价值下降。,1.热聚合油脂加热后(温度300时)，粘度增大，逐渐由稠变胨以至凝固，同时油脂起泡性也增加。,（2）热氧化聚合在空气中加热（200230）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、油脂的缩合在高温下，油脂还能发生部分水解，然后再缩合成相对分子质量较大的醚型化合物。,4、油脂的分解油脂在高温下，除聚合、缩合外，还生成各种分解产物如酮、醛、酸等。金属离子(如Fe2+)的存在可催化热解反应。,三、食用油脂的氧化及抗氧化,一、油脂的自动氧化：油脂的自动氧化指活化的含烯底物（油脂分子中的不饱和脂肪酸）与空气中氧（基态氧）之间所发生的自由基类型的反应。此类反应无需加热，也无需加特殊的催化剂。,（二）光敏氧化,在油脂中含有一些天然色素如叶绿素、核黄素等光敏化合物，在光照时可产生单线态氧，它与不饱和脂肪酸的双键发生反应，形成氢过氧化物。,（三）油脂的酶促氧化1、脂肪氧合酶催化的反应油脂在酶的参与下所发生的氧化反应即酶促氧化。脂肪氧合酶专一性地作用于具有1,4-顺、顺戊二烯结构的多不饱和脂肪酸(如18:2,18:3,20:4)，以亚油酸为例，在1,4-戊二烯的中心亚甲基处(即-8)脱氢形成游离基，然后异构化使双键位置转移，同时转变成反式构型，形成具有共轭双键的-6和-10氢过氧化物。,由某些微生物繁殖时所产生的酶(如脱氢酶、脱羧酶、水合酶)的作用引起的。该氧化反应多发生在饱和脂肪酸的-和-碳位之间，因而也称-氧化作用。且氧化产生的最终产物酮酸和甲基酮具有令人不愉快的气味，故称之为酮型酸败。,2、-氧化作用,3、氢过氧化物反应：氢过氧化物极不稳定，当食品体系中此类化合物的浓度达到一定水平后就开始分解，主要发生在氢过氧基两端的单键上，形成烷氧基自由基再通过不同的途径形成烃、醇、醛、酸等化合物，这些化合物具有异味，产生所谓的油哈味。,第一，包装充氮气；第二，防水；第三，添加抗氧化剂；第四生产过程中防止引入金属离子铁和微生物污染、避光、低温阴凉、用陶瓷或玻璃容器盛装。,防止油脂氧化的方法,第五节油脂的特征值及质量评价,一、油脂的特征值油脂的品质因其组成和性质而不同。在实际中通常用某种“值”来表示油脂的品质，它们能直接反映油脂在组成和某些性质方面存在的差异，也常用它们作为检验油脂的质量指标。常用的值有：过氧化值、碘值、酸价、皂化价、二烯值。,1.过氧化值指1kg油脂中所含氢过氧化合物的毫克当量数。利用过氧化值评价油脂氧化的趋势多用于氧化的初期。2.碘值碘值指100g油脂吸收碘的克数。通常利用碘值说明脂肪或脂肪酸的不饱和程度。碘值大的油脂，说明油脂组成中不饱和脂肪酸含量高或不饱和程度高。碘值下降，说明双键减少，油脂发生了氧化。3.酸价酸价是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需要的KOH的毫克数。酸价与油脂中存在的游离脂肪酸的量成正比，其大小反映了油脂品质的优劣。一般新鲜油脂的酸价较低（小于5）。,4.皂化价皂化价是指1g油脂完全皂化所需的KOH的毫克数。皂化价一般都在200左右；皂化价与油脂的平均分子量成反比，即皂化价越大，油脂的平均分子量越小。5.二烯值二烯值也可称为共轭二烯值，即具有共轭二烯结构的不饱和脂肪酸与丁烯二酸酐反应时需要丁烯二酸酐的量换算成所需碘的量。二烯值反映了不饱和脂肪酸中是否存在有共轭二烯结构及此结构的数量。,二、油脂的氧化程度和氧化稳定性,油脂氧化使油脂中的单氢过氧化物和多氢过氧化物增多，因此可以用过氧化值来衡量油脂氧化的程度；同时油脂又发生氧化分解、氧化聚合、氧化酸败和氧化回味等反应,使得油脂的许多性质发生变化，综述衡量油脂氧化稳定性的指标有：1.过氧化物的生成量2.过氧化物分解产物的含量3.挥发性反应物含量的变化4.油脂的重量变化：5.氧化起始温度6.油脂中脂肪酸的含量7.氧吸收量,第六节油脂加工中的化学,一、油脂的精制采用不同的物理或化学方法，将粗油（直接由油料中经压榨、有机溶剂提取得到的油脂）中影响产品外观（如色素等）、气味、品质（如纤维素、蛋白、有毒物质）的杂质去除，提高油脂品质，延长贮藏期的过程。油脂精制过程中通常采用的物理方法有沉降、水化脱胶、吸附脱色、蒸馏脱臭等。,油脂的沉降和脱胶,沉降是利用油脂中的不溶性杂质与油脂比重不同，通过自然沉降而除去这部分杂质。沉降包括加热脂肪、静置和分离水相。水化脱胶是利用油脂中的蛋白、磷脂等杂质在无水条件下可溶解在油脂中，而在有水的情况下通过形成水合物而溶在水中的特点，利用加水（或通水蒸气）除去这部分物质的方法。,油脂的脱色脱臭,脱色：一般用吸附剂进行脱色，常用的吸附剂有：酸性白土、活性白土、活性炭。使用量为油脂的0.5%2.0%。脱臭：脱去油脂中挥发性异味物质。蒸馏脱臭是利用油脂中的异味物质一般来自小分子氧化产物的特点，利用沸点的差异，通过减压蒸馏的方法除去这部分物质的过程。,二、油脂的改性,1.油脂的氢化：是通过催化加氢的过程使油脂分子中的不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，从而提高油脂熔点的方法。氢化以后的油脂主要应用在肥皂工业，也可用在食品工业中用作起酥油、人造奶油等。,2.油脂的酯交换,酯交换是在一定的条件（通常加甲醇钠，加热）下，使油脂分子甘油三酯中的脂肪酸重新分布，从而改变油脂的加工特性或物理属性的过程。按照过程控制条件的差异，酯交换可有随机酯交换和定向酯交换等。,第七节食用油脂在食品加工中的作用,1.调味：提供滑润的口感。2.增加制品的营养：产生热能；增加不饱和脂肪酸的供给；脂溶性维生素的载体。3.润滑作用：光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能。4.使制品形成层次，松脆、酥而不硬。5.传热介质。6.呈色作用,第八节脂肪替代物,一、脂肪替代品是指化学合成的、以脂肪酸为基础、理化性质与脂肪类似的酯化产品，因其酯键能抵抗酸水解，所以人体难以吸收，几乎不提供热量。1.