食品化学课件：第五章 脂质

1、Chapter 5 Lipids 脂 质 Contents 5.6 Chemistry in Processing of Fats and Oils 5.1 Introduction 5.2 Structure and Composition of Fats 5.3 Physical Properties of Fats 5.4 Chemical Properties of Fats 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil 1. Lipids 5.1 Introduction 2. Classification 3. Function of Lipids

2、1. Lipids 5.1 Introduction 定义：不溶于水而溶于有机溶剂的疏定义：不溶于水而溶于有机溶剂的疏 水性化合物水性化合物 95%95%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯，即脂肪的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯，即脂肪 （fatfat） 脂：室温下为固体脂：室温下为固体 油：室温下为液体油：室温下为液体 5.1 Introduction Lipids通常具有下列共同特征通常具有下列共同特征: : v 不不溶于溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙 酮等有机溶剂。酮等有机溶剂。 v 大多具有大多具有酯酯的结构，并以脂肪酸形成的酯的结构，并以脂肪酸形成的酯 最

3、多。最多。 v 都是由生物体产生，并能由生物体所利用都是由生物体产生，并能由生物体所利用 （与矿物油不同）。（与矿物油不同）。 5.1 Introduction 食用脂的两种形式食用脂的两种形式 n游离脂，或可见脂肪游离脂，或可见脂肪 是指从植物或动物中分离出来的脂是指从植物或动物中分离出来的脂 如奶油、猪油或色拉油如奶油、猪油或色拉油 n食品组分食品组分 是指存在于食品中，作为食品的一部分是指存在于食品中，作为食品的一部分 不是以游离态存在不是以游离态存在 例如肉、乳、大豆中的脂例如肉、乳、大豆中的脂 5.1 Introduction 2. Classification 按化学结构分：按化学

4、结构分： 简单脂质简单脂质 酰基甘油酰基甘油 甘油甘油+ +脂肪酸脂肪酸 （占天然脂质的（占天然脂质的95%95%） （simple lipidssimple lipids） 蜡蜡 长链脂肪醇长链脂肪醇+ + 长链脂肪酸长链脂肪酸 复合脂质复合脂质 磷酸酰基甘油磷酸酰基甘油 甘油甘油+ +脂肪酸脂肪酸+ +磷酸盐磷酸盐+ +含氮基团含氮基团 （complex lipidscomplex lipids） 鞘磷脂类鞘磷脂类 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸+ +磷酸盐磷酸盐+ +胆碱胆碱 脑苷脂类脑苷脂类 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸+ +糖糖 神经节苷脂类神经节苷脂类 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂

5、肪酸+ +碳水化合物碳水化合物 衍生脂质衍生脂质 类胡萝卜素，类固醇，脂溶性维生素等类胡萝卜素，类固醇，脂溶性维生素等 （derivative lipidsderivative lipids） 真脂真脂 类脂类脂 5.1 Introduction 2. Classification 按来源分：按来源分： 乳脂类、植物脂、动物脂、乳脂类、植物脂、动物脂、 海产品动物油、微生物油脂海产品动物油、微生物油脂 单纯酰基油，混合酰基油。单纯酰基油，混合酰基油。 按脂肪酸构成分：按脂肪酸构成分： 5.1 Introduction 2. Classification 按不饱和程度分：按不饱和程度分： 干性油

6、：干性油：碘值大于碘值大于130130，如桐油、亚麻油、红花油等；，如桐油、亚麻油、红花油等； 半干性油：半干性油：碘值介于碘值介于100-130100-130，如棉籽油、大豆油等；，如棉籽油、大豆油等； 不干性油：不干性油：碘值小于碘值小于100100，如花生油、菜子油等。，如花生油、菜子油等。 5.1 Introduction 3. Function of Lipids 提供必需脂肪酸提供必需脂肪酸 脂溶性维生素的载体脂溶性维生素的载体 提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪的造型功能提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪的造型功能 赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质赋予油炸食品香酥的风味，是

7、传热介质 热量最高的营养素热量最高的营养素( (39.58kJ/g39.58kJ/g) ) 5.2 Structure and Composition of Fats 1. Structure of Fats结构结构 2. Nomenclature 命名命名 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 5.2 Structure and Composition of Fats 1. Structure of Fats | fat是是甘油甘油与与脂肪酸脂肪酸生成的一酯生成的一酯, ,二酯和三酯二酯和三酯 5.2 Structure and Composition of Fats R1= R 2 =

8、R 3，单纯甘油酯单纯甘油酯； Ri 不完全相同时，不完全相同时，混合甘油酯混合甘油酯； R1R3，C2原子有手性，天然油脂多为原子有手性，天然油脂多为L L型。型。 碳原子数多为碳原子数多为偶数偶数，且多为，且多为直链直链脂肪酸脂肪酸 5.2 Structure and Composition of Fats 1. Structure of Fats结构结构 2. Nomenclature 命名命名 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 5.2 Structure and Composition of Fats 2. 命名命名(Nomenclature) (1) Nomenclature

9、of Fatty Acid( FA) (2) Nomenclature of Triacylglycerols (TG) 5.2 Structure and Composition of Fats 2. 命名命名(Nomenclature) (1) Nomenclature of Fatty Acid( FA) 系统命名法系统命名法 末端羧基末端羧基C定为定为C1，明确双键位置，明确双键位置 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 9,12-9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸 912 数字命名法数字命名法 n: m （n-碳链数碳链数, m-双键数）双键数） 例：例：

10、 18:0 18:1 18:2 18:3 位置位置 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 从此端编号从此端编号 从此端编号从此端编号 记作记作:数字数字 2. 命名命名(Nomenclature) (1) Nomenclature of Fatty Acid( FA) 5.2 Structure and Composition of Fats - -命名系统：命名系统： u分子末端甲基分子末端甲基碳原子开始确定第一个双键的位置碳原子开始确定第一个双键的位置 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 亚油酸亚油酸 1818：26 26 或或 1818：2 2

11、（n n6 6） 5.2 Structure and Composition of Fats 天然多烯酸（一般会有天然多烯酸（一般会有2-62-6个双键）的双键都是个双键）的双键都是 被亚甲基隔开的。被亚甲基隔开的。 5,8,11,14-5,8,11,14-二十碳四烯酸，或二十碳四烯酸，或20:4620:46（或（或 n n6 6） 4,7,10,13,16,19-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸或二十二碳六烯酸或22:6322:63（或（或 n n3 3） 14 11 8 5 1 6 5.2 Structure and Composition of Fats c-c-顺式顺式

12、t-t-反式反式 几几 何何 构构 型型 WHO,FAO,WHO,FAO,中国营养协会推荐中国营养协会推荐 1： 1： 1 饱饱 和和 脂脂 肪肪 酸酸 单单 不不 饱饱 和和 脂脂 肪肪 酸酸 多多 不不 饱饱 和和 脂脂 肪肪 酸酸 5.2 Structure and Composition of Fats 2. 命名命名(Nomenclature) (1) Nomenclature of Fatty Acid( FA) 系统命名法系统命名法 俗名或普通名俗名或普通名 英文缩写英文缩写 数字命名法数字命名法 表表3-1 一些常见脂肪酸的命名一些常见脂肪酸的命名 数字命名数字命名 系统命名系

13、统命名 俗名或普通名俗名或普通名 英文缩写英文缩写 4: 0 丁酸丁酸 酪酸酪酸 （Butyric acid） B 6: 0 己酸己酸 己酸己酸 (Caproic acid) H 8: 0 辛酸辛酸 辛酸辛酸 (Caprylic acid) Oc 10: 0 癸酸癸酸 癸酸癸酸 (Capric acid) D 12: 0 十二酸十二酸 月桂酸月桂酸 (Lauric acid) La 14: 0 十四酸十四酸 肉豆蔻酸肉豆蔻酸 (Myristic acid) M 16: 0 十六酸十六酸 棕榈酸棕榈酸 (Palmtic acid) P 16: 1 9-十六烯酸十六烯酸 棕榈油酸棕榈油酸(Palm

14、itoleic acid) Po 18: 0 十八酸十八酸 硬脂酸硬脂酸 (Stearic acid) St 18: 1 9 9-十八烯酸十八烯酸 油酸油酸 (Oleic acid) O 18: 2 6 9,12-十八二烯酸十八二烯酸 亚油酸亚油酸 (Linoleic acid) L 18: 3 3 9,12,15-十八三烯酸十八三烯酸 -亚麻酸亚麻酸 (Linolenic acid) -Ln 18: 3 6 6, 9,12-十八三烯酸十八三烯酸 - 亚麻酸亚麻酸 (Linolenic acid) -Ln 20: 0 二十酸二十酸 花生酸花生酸 (Arachidic acid) Ad 20:

15、4 6 5,8,11,14-二十碳四烯酸二十碳四烯酸 花生四烯酸花生四烯酸(Arachidonic acid) An 20: 5 3 5,8,11,14,17-二十碳五烯酸二十碳五烯酸 (Eicosapentanoic acid) EPA 22: 1 9 13-二十二烯酸二十二烯酸 芥酸芥酸 (Erucic acid) E 22: 6 3 4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸 (Docosahexanoic acid) DHA 植物中最常见的脂肪酸植物中最常见的脂肪酸 约占脂肪酸总量的约占脂肪酸总量的 9797 月桂酸月桂酸 12：0 肉豆蔻酸肉豆蔻酸 14：0 棕榈酸

16、棕榈酸 16：0 硬脂酸硬脂酸 18：0 油酸油酸 18：1（n-9) 亚油酸亚油酸 18：2（n-6) 亚麻酸亚麻酸 18：3（n-3) 棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不 饱和脂肪酸占主要成分饱和脂肪酸占主要成分 亚油酸（亚油酸（-6-6）、）、 - -亚麻酸（亚麻酸（-3-3）, ,不不 能由人体合成，具有生理活性和营养功能，能由人体合成，具有生理活性和营养功能， 是是必需脂肪酸必需脂肪酸 必需脂肪酸必需脂肪酸 (Essential Fatty Acids, EFA) Essential fatty acids can not be synthesi

17、zed by human body. They include the members of the 3 and 6 families.(L,Ln,An,EPA,DHA) 5.2 Structure and Composition of Fats 2. 命名命名(Nomenclature) (1) Nomenclature of Fatty Acid( FA) (2) Nomenclature of Triacylglycerols (TG) 5.2 Structure and Composition of Fats Sn-系统命名三酰基甘油系统命名三酰基甘油 FisherFisher平面投影

18、平面投影 中间的羟基位于中间的羟基位于 中心碳的左边中心碳的左边 Sn命名法命名法 (Stereospecific Numbering) Glycerol CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOCH CH2OOC(CH2)16CH3 CH2OOC(CH2)12CH3 数字命名数字命名: Sn-16:0-18:1-18:0 英文缩写命名英文缩写命名: Sn-POSt 中文命名中文命名: Sn-1-棕榈酸棕榈酸-2-油酸油酸-3-硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油酯 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOCH CH2OOC(CH2)16CH3 CH2OOC(CH2)12CH3 CH3(CH2)7C

19、HCH(CH2)7COOCH CH2OOC(CH2)16CH3 CH2OOC(CH2)12CH3 16 14 5.2 Structure and Composition of Fats 1. Structure of Fats结构结构 2. Nomenclature 命名命名 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 5.2 Structure and Composition of Fats 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 （1 1）动物脂肪）动物脂肪 u乳脂乳脂 主要的脂肪酸是棕榈酸主要的脂肪酸是棕榈酸, , 油酸与硬脂酸，油酸与硬脂酸，含短链含短链 脂肪酸脂肪酸C4C12，少量的，少

20、量的 支链、奇数碳支链、奇数碳FAFA。 u高等陆生动物脂高等陆生动物脂 大量的大量的C16和和C18饱和脂肪饱和脂肪 酸酸( (P,St) )和中等量不饱和中等量不饱 和和FAFA（O和和L) ),mp,mp较高较高 u水产动物油脂水产动物油脂 高不饱和脂肪酸高不饱和脂肪酸, , EPA(20:5), DHA(22:6)。 u两栖类、爬行类、鸟两栖类、爬行类、鸟 类和啮齿动物类和啮齿动物 FAFA的组成介于水产动物的组成介于水产动物 和陆产高等动物之间。和陆产高等动物之间。 3.2 Structure and Composition of Fats 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 （

21、1 1）动物脂肪）动物脂肪 5.2 Structure and Composition of Fats 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 （2 2）植物脂肪）植物脂肪 v植物油脂：植物油脂：大量油酸、亚油酸大量油酸、亚油酸, ,饱和脂肪酸均低于饱和脂肪酸均低于2020 v亚麻酸酯：亚麻酸酯：豆油、麦胚油、大麻籽油豆油、麦胚油、大麻籽油 v月桂酸酯：月桂酸酯：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。 5.2 Structure and Composition of Fats 3. 脂肪酸的组成分布脂肪酸的组成分布 （2 2）植物脂肪）植物脂肪 1. Smel

22、l and colour 5.3 Physical Properties of Fats 2. Melting and Boiling Points 3. Crystallization properties 4. Melting properties 1. Smell and colour 纯脂肪无色、无味纯脂肪无色、无味 多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引 起的。起的。 芝麻油芝麻油 椰子油椰子油 菜油菜油 COCH 3 乙酰吡嗪 C9H19CCH 3 OCH2 = CH - CH2 -C -S - 葡萄糖基 NOSO 2OK 壬基甲酮 黑芥子苷 N

23、N 5.3 Physical Properties of Fats 2. Melting Points and Boiling Points B 天然油脂没有敏锐的天然油脂没有敏锐的mpmp和和bpbp mpmp: :游离脂肪酸游离脂肪酸 甘油一酯甘油一酯 二酯二酯 三酯三酯 mpmp最高在最高在40405555之间。碳链越长，饱和度越之间。碳链越长，饱和度越 高，则高，则mpmp越高。越高。 mp37mp96%96%。 bpbp：180180200200之间，之间，bpbp随碳链增长而增高随碳链增长而增高 5.3 Physical Properties of Fats 脂脂 肪肪 熔点熔点(

24、) 消化率消化率(%) 大豆油大豆油-8 -1897.5 花生油花生油0398.3 向日葵油向日葵油-16 1996.5 棉籽油棉籽油3-498 奶油奶油283698 猪油猪油365094 牛脂牛脂425089 羊脂羊脂445581 人造黄油人造黄油 87 表表4-3 4-3 几种常用食用油脂的溶点与消化率的关系几种常用食用油脂的溶点与消化率的关系 3. Crystallization properties 油脂的晶体特性油脂的晶体特性 5.3 Physical Properties of Fats 脂肪固化时，分子高度有序脂肪固化时，分子高度有序 排列，形成三维晶体结构排列，形成三维晶体结构

25、 晶体是由晶体是由晶胞晶胞在空间重复排在空间重复排 列而成的列而成的 晶胞一般是由两个短间隔晶胞一般是由两个短间隔 (a,b(a,b) )和一个长间隔和一个长间隔(c)(c)组成组成 的长方体或斜方体。的长方体或斜方体。 脂肪酸烃链中的最小重复单位（亚晶胞）是脂肪酸烃链中的最小重复单位（亚晶胞）是亚亚 乙基乙基(-CH2CH2-) )，可用来描述脂肪中脂肪酸，可用来描述脂肪中脂肪酸 烃链的晶体结构的堆积或排列方式烃链的晶体结构的堆积或排列方式 3. Crystallization properties 化学组成相同的物质，结晶晶型不同，化学组成相同的物质，结晶晶型不同， 但融化后生成相同的液相

26、。但融化后生成相同的液相。 同质多晶同质多晶(Polymorphism) 脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式: （2）正交）正交 （1）三斜）三斜 （3）六方）六方 Stability： 三斜三斜( (T T ) )：烃链平面：烃链平面 是平行的是平行的 正交正交( (O O ):):烃链平烃链平 面相互垂直面相互垂直 六方形（六方形（H H） 三酰基甘油的三酰基甘油的3种晶型种晶型 最稳定最稳定 最不稳定最不稳定 易结晶为易结晶为型的脂肪有：型的脂肪有：大豆油、花生油、大豆油、花生油、 椰子油、橄榄油、玉米油、可可脂和猪油。椰子油、橄榄油、玉米油、可可脂和猪油。 易结晶

27、为易结晶为/ /型的脂肪有：型的脂肪有：棉子油、棕榈油、棉子油、棕榈油、 菜子油、乳脂、牛脂及改性猪油。菜子油、乳脂、牛脂及改性猪油。 / /型的油脂适合于制造型的油脂适合于制造人造起酥油人造起酥油和和人造人造 奶油。奶油。 3. Crystallization properties 油脂的晶体特性油脂的晶体特性 甘油三酯在晶格中分子排列成椅式甘油三酯在晶格中分子排列成椅式 DCL TCL 特性特性 堆积方式堆积方式 正六方正六方 正交正交 三斜三斜 熔点熔点 密度密度 有序程度有序程度 表表4-4 4-4 同酸甘油酯同质多晶体的特性同酸甘油酯同质多晶体的特性 3. Crystallizati

28、on properties 油脂的晶体特性油脂的晶体特性 调温调温 可可脂：可可脂： POSt（40%）、）、StOSt（30）以及）以及POP （15），），具有具有6 6种同质多晶型物种同质多晶型物（-） 调温调温 可可脂：可可脂：POSt（40%）、）、StOSt（30）以及）以及POP （15），），具有具有6 6种同质多晶型物种同质多晶型物（-） 迅速加热至熔点迅速加热至熔点 Polymorphism of Cocoa Fats -2 23.3 C -2 27.5 C -3V 33.8 C -3VI 36.2 C the best v最不稳定，熔点最低最不稳定，熔点最低 v型比较稳定

29、，介稳态，是所期望的结构，型比较稳定，介稳态，是所期望的结构， 使巧克力涂层具有光泽的外观使巧克力涂层具有光泽的外观 vVIVI型比型比V V型的熔点高型的熔点高, ,最稳定最稳定, ,贮藏中贮藏中VVIVVI型，型， 导致巧克力的表面形成一层非常薄的导致巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜白霜”， 是不期望的是不期望的 加入低浓度表面活性剂，能改变脂肪熔加入低浓度表面活性剂，能改变脂肪熔 化温度范围以及同质多晶型物的数量与化温度范围以及同质多晶型物的数量与 类型类型 表面活性剂将稳定介稳态的同质多晶型表面活性剂将稳定介稳态的同质多晶型 物，推迟向物，推迟向V VIV VI型转变。型转变。 山梨

30、醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克 力起霜，抑制力起霜，抑制V VIV VI型。型。 山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多 晶型物转成晶型物转成V V型。型。 3. Crystallization properties 油脂的晶体特性油脂的晶体特性 4. Melting Properties 5.3 Physical Properties of Fats 油脂的熔化油脂的熔化 v固体分数固体分数abab/ac/ac v液体分数液体分数bcbc/ac/ac v固体脂肪指数固体脂肪指数( (SFI) ) Solid Fat Index:

31、 在一定温度下在一定温度下固液比固液比ab/bcab/bc 4. Melting Properties 热焓或膨胀熔化曲线热焓或膨胀熔化曲线 SFI同食品中脂肪的功能性质密切相关同食品中脂肪的功能性质密切相关 固体脂肪指数固体脂肪指数( (SFI) ) 50 40 30 20 10 10 21 27 33 38 人造奶油人造奶油 复合起酥油复合起酥油 椰子油椰子油 温度温度/ 固体相对含量固体相对含量/% 油脂的塑性油脂的塑性 指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变 形的能力。形的能力。 油脂塑性的决定因素：油脂塑性的决定因素： 固体脂肪指数（固体脂肪指数

32、（SFISFI）：固液比适当）：固液比适当 脂肪的晶型：脂肪的晶型：/ /晶型可塑性最强晶型可塑性最强 熔化温度范围：温差越大，塑性越大熔化温度范围：温差越大，塑性越大 4. Melting Properties 可塑性油脂的作用：可塑性油脂的作用： B涂抹性（涂抹黄油等）涂抹性（涂抹黄油等） B可塑性（用于蛋糕的裱花）可塑性（用于蛋糕的裱花） B起酥作用起酥作用 B使面团体积增加使面团体积增加 Plastic Fats Plastic Fats： & 涂抹性涂抹性 概念概念: 塑性油脂在剪切应力作用下以薄层形式塑性油脂在剪切应力作用下以薄层形式 均匀分布和保留在平面上的能力均匀分布和保留在平

33、面上的能力. . 影响因素影响因素: 屈服值，人造黄油屈服值，人造黄油4000Pa 油炸发烟，油炸发烟， 影响风味影响风味 水解酸败水解酸败 动物脂肪高温提炼灭酶动物脂肪高温提炼灭酶 1. 水解反应水解反应 ( (Lipolysis Reaction) ) Fats +H2O Saponification 皂化皂化 加碱加碱 酸价酸价 (Acid Value；AV)： 中和中和1 1克油脂中游离克油脂中游离FAFA所需的所需的KOHKOH毫克数。毫克数。 AV 光敏氧化的特征光敏氧化的特征 不产生自由基不产生自由基 双键的顺式构型改变成反式构型双键的顺式构型改变成反式构型 没有诱导期没有诱导期

34、 光的影响远大于氧浓度的影响光的影响远大于氧浓度的影响 产物是氢过氧化物产物是氢过氧化物 & 光敏氧化光敏氧化 Photosensitized Oxidation 2.氧化反应氧化反应( (oxidation Reaction) ) Mechanism： (1) ROOH形成途径形成途径 (2) ROOH的分解的分解 (3) ROOH的聚合的聚合 (4) 醛的氧化与聚合醛的氧化与聚合 相同途径相同途径 & 酶促氧化酶促氧化 Photosensitized Oxidation Introduction: & 酶促氧化酶促氧化 Photosensitized Oxidation 脂肪氧合酶（脂肪氧

35、合酶（Lox）：）： 专一性地作用于具有专一性地作用于具有1,4-1,4-顺、顺顺、顺- -戊二烯戊二烯结构结构 的脂肪酸的中心亚甲基处的脂肪酸的中心亚甲基处 。 酮型酸败（酮型酸败（ -氧化作用）氧化作用） 由脱氢酶、脱羧酶、水合酶等引起的由脱氢酶、脱羧酶、水合酶等引起的饱和饱和 脂肪酸脂肪酸的氧化反应。的氧化反应。 脂肪氧合酶脂肪氧合酶 Lox Lox 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸 （1,4-1,4-顺、顺顺、顺- -戊二烯）戊二烯） 脱氢游离基脱氢游离基 反式反式ROOH 异构化异构化 中心亚甲基 CH = CH -6 c CH = CH c -8 CH2 Lox CH = CH CH

36、= CH CH CH - CH t CH = CHCH = CH t CH - CH -6 CH CH -10 CH - CH CH = CH CH = CH CH - CH OOHCH CHOOH 异构化 c c 酮型酸败酮型酸败- -氧化作用氧化作用 饱和脂肪酸饱和脂肪酸 酮酸甲基酮酮酸甲基酮 2.氧化反应氧化反应( (oxidation Reaction) ) Mechanism： (1) ROOH形成途径形成途径 (2) ROOH的分解的分解 (3) ROOH的聚合的聚合 (4) 醛的氧化与聚合醛的氧化与聚合 (2) Decomposition of ROOH ROOH的分解的分解 (

37、2) Decomposition of ROOH ROOH的分解的分解 l氢过氧化物分解产生的小分子氢过氧化物分解产生的小分子醛、酮、醇、酸醛、酮、醇、酸等具等具 有令人不愉快的气味即有令人不愉快的气味即哈喇味哈喇味，导致油脂酸败，导致油脂酸败。 (3) Formation of Polymers 醛的氧化与聚合醛的氧化与聚合：醛醛酸酸, ,二聚或缩合二聚或缩合, ,使粘度增大。使粘度增大。 例例 子子 粘度加大粘度加大 颜色加深颜色加深 产生异味产生异味 氢过氧化物的聚合氢过氧化物的聚合 Composition and Structure 影响油脂氧化速率的因素影响油脂氧化速率的因素: :

38、不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 饱和脂肪酸饱和脂肪酸 顺式构型顺式构型 反式构型反式构型 共轭双键共轭双键 非共轭双键非共轭双键 游离脂肪酸游离脂肪酸 甘油酯甘油酯 甘油酯中甘油酯中FAFA的的无规分布无规分布使使V V氧化氧化 双键数双键数VV氧化氧化 脂肪酸脂肪酸双键数双键数诱导期诱导期(h)相对氧化速率相对氧化速率 18:00 1 18:1 (9)1 82 100 18:2 (9,12) 2191200 18:3 (9,12,15) 31.342500 表表3-7 3-7 脂肪酸在脂肪酸在2525 C C时的诱导期和相对氧化速率时的诱导期和相对氧化速率 影响油脂氧化速率的因素影响油脂氧化速率的

39、因素: : O2 1 1O O2 2的 的V V氧化 氧化 1500 1500 3 3O O2 2 的 的V V氧化 氧化。 。 V氧化 氧化 氧压氧压 Temperature 温度温度VV氧化 氧化 SFASFA室温下稳定，高温下会显著的氧化。室温下稳定，高温下会显著的氧化。 Aw Surface Area 表面积表面积VV氧化 氧化 Catalyst（催化剂（催化剂,助氧化剂）助氧化剂） M Mn+ n+(n2, (n2,过渡金属离子过渡金属离子) )是助氧化剂。是助氧化剂。 a. a. 促进促进ROOHROOH分解分解 M n+ +ROOH M (n-1)+ +H + +ROO . .

40、M (n+1)+ +O H -+R O. . b. b. 直接与直接与RHRH未氧化物质作用未氧化物质作用 M Mn n+ + + RH + RH M M(n-1)+ (n-1)+ + H + H+ + + R + R c. c. 使使3 3O O2 2 活化，产生 活化，产生1 1O O2 2和和HOHO2 2 M n+3O 2 M (n+1)+O- 2 1O 2 H O 2 . . -e +H + 金属催化能力强弱排序如下：金属催化能力强弱排序如下： 铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银 8光和射线光和射线 促使氢过氧化物分解促使氢过氧化物分解 引发游离基引发游离基 8抗氧化剂

41、抗氧化剂 延缓和减慢油脂氧化速率延缓和减慢油脂氧化速率 影响油脂氧化速率的因素影响油脂氧化速率的因素: : 过氧化脂质的危害过氧化脂质的危害: : 过氧化脂质几乎能和食品中的任何成分反过氧化脂质几乎能和食品中的任何成分反 应，使食品品质降低。应，使食品品质降低。 ROOH几乎可与人体内所有分子或细胞反几乎可与人体内所有分子或细胞反 应，破坏应，破坏DNA和细胞结构。和细胞结构。 脂质常温及高温氧化均有有害物产生。脂质常温及高温氧化均有有害物产生。 RO + Pr Pr + ROH 2 Pr Pr-Pr Antioxidants Natural Antioxidants Synthetic An

42、tioxidants （1 1）Antioxidation mechanism 自由基清除剂自由基清除剂 ROOHROOH分解剂分解剂 1 1O O2 2淬灭剂 淬灭剂 酶抑制剂酶抑制剂 金属螯合剂金属螯合剂 酶抗氧化剂酶抗氧化剂 氧清除剂氧清除剂 紫外线吸收剂紫外线吸收剂 增效剂增效剂 当酚羟基邻位有叔丁基时，空间位阻阻碍了当酚羟基邻位有叔丁基时，空间位阻阻碍了O O2 2的进攻。的进攻。 B. B. 金属螯合剂金属螯合剂: : 柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸。柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸。 C. C. 氧清除剂：氧清除剂：抗坏血酸抗坏血酸 D. D. 1 1O O2 2淬灭剂淬灭剂 1 1O O2

43、2 + + 双键化合物双键化合物3 3O O2 2 -胡萝卜素胡萝卜素 -胡萝卜素胡萝卜素 类胡萝卜素类胡萝卜素 类胡萝卜素类胡萝卜素 Carotinoids also can act as scavengers for radicals. SODSOD，谷光甘肽过氧化物酶，过氧化氢酶，谷光甘肽过氧化物酶，过氧化氢酶， 葡萄糖氧化酶等。葡萄糖氧化酶等。 硫代二丙酸硫代二丙酸 及其月桂酸或硬脂酸酯及其月桂酸或硬脂酸酯 G.G.增效剂增效剂(Synergim(Synergim) ) 几种抗氧化剂之间产生协同效应，其几种抗氧化剂之间产生协同效应，其 效果好于单独使用一种抗氧化剂，这种效应效果好于单独

44、使用一种抗氧化剂，这种效应 称为增效作用。称为增效作用。 增效机理增效机理 酚类酚类+ +螯合剂螯合剂 如酚类（主抗氧化剂如酚类（主抗氧化剂)+)+抗坏血酸（金属抗坏血酸（金属 离子离子螯合剂螯合剂） 酚类酚类+ +酚类酚类 如如BHA BHA （主抗氧化剂（主抗氧化剂) ) +BHT( +BHT(增效增效剂剂） . （2）食品中常用的抗氧化剂）食品中常用的抗氧化剂 5.4 Chemical Properties of Fats 4. 辐解辐解( (Radiolysis) ) 3. 脂肪在高温下的化学反应脂肪在高温下的化学反应 2. 氧化反应氧化反应( (Oxidation Reaction)

45、 ) 1. 水解反应水解反应( (Lipolysis Reaction) ) 3. 脂肪在高温下的化学反应脂肪在高温下的化学反应 热分解、热聚合、缩合、水解、热分解、热聚合、缩合、水解、 氧化反应氧化反应 等。油脂经长时间加热，颜色变暗，粘度等。油脂经长时间加热，颜色变暗，粘度， 碘值碘值，酸价，酸价，发烟点，发烟点，泡沫量，泡沫量。 (1) Thermal Decomposition 热分解作用热分解作用 氧化热解氧化热解 非氧化热解非氧化热解 (2) Thermal Polymerization 热聚合作用热聚合作用 氧化热聚合氧化热聚合 非氧化热聚合非氧化热聚合 (1) Thermal

46、Decomposition Introduction: 饱和脂肪饱和脂肪 & 非氧化热解非氧化热解 有毒有毒 饱和脂肪饱和脂肪 & 氧化热解氧化热解 不饱和脂肪不饱和脂肪 & 非氧化热解非氧化热解 主要生成一些低分子量的物质；此外还有主要生成一些低分子量的物质；此外还有 二聚体。二聚体。 & 氧化热解氧化热解 与低温下的与低温下的Autoxidation类似，但类似，但ROOH 的分解速率更快。的分解速率更快。 非氧化热解非氧化热解 (1) Thermal Decomposition 脂肪的热分解作用小结：脂肪的热分解作用小结： 氧化热解氧化热解 饱和脂肪饱和脂肪 酸、烯醛、酮酸、烯醛、酮 不

47、饱和脂肪不饱和脂肪 低分子量物质、二聚体低分子量物质、二聚体 饱和脂肪饱和脂肪 ROOH 不饱和脂肪不饱和脂肪 ROOH（自动氧化）（自动氧化） 油脂加热温度应油脂加热温度应 T150T150 & 非氧化热聚合非氧化热聚合 是是Diels-Alder反应反应 & 氧化热聚合氧化热聚合 聚合成二聚体。聚合成二聚体。 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R4 R3 + R R R R CH2OOC(CH2)x CHOOC(CH2)x CH2OOC(CH2)yCH3 CH2OOC(CH2)x CHOOC(CH2)x CH2OOC(CH2)yCH3 CH 2OOCR1 CHOOCR 2 CH2OOC(

48、CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3 CH2OOC(CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3 CHOOCR 2 CH 2OOCR1 X = OH或 环 氧 化 合 物 O XX OXX 导致油脂粘度增大，泡沫增多导致油脂粘度增大，泡沫增多 油脂检验含羟基化合物（油脂检验含羟基化合物（乙酰化值乙酰化值），）， 环状化合物的含量环状化合物的含量 (2) Thermal Polymerization 3. 脂肪在高温下的化学反应脂肪在高温下的化学反应 (1) Thermal Decomposition 热分解作用热分解作用 氧化热解氧化热解

49、 非氧化热解非氧化热解 (2) Thermal Polymerization 热聚合作用热聚合作用 氧化热聚合氧化热聚合 非氧化热聚合非氧化热聚合 (3) 油脂的缩合反应油脂的缩合反应 (3) (3) 油脂的缩合反应油脂的缩合反应 CH 2OOCR CHOOCR CH 2OOCR + H 2O CH 2OOCR CHOOCR CH 2OH + R C O O H CH 2OOCR CHOOCR CH 2OH -H 2O CH 2OOCR CHOOCR CHOOCR CH 2OOCR HC HC O 2 小结：小结： d 油炸食品中香气的形成与油脂在高温下的某些反应油炸食品中香气的形成与油脂在高

50、温下的某些反应 有关。有关。 d 油脂在高温下过度反应，则是十分不利的。加工中油脂在高温下过度反应，则是十分不利的。加工中 宜控制宜控制t150t150。 醚类化合物醚类化合物 & 油脂在油炸条件下的化学变化：油脂在油炸条件下的化学变化： 3.4 Chemical Properties of Fats 4. 辐解辐解( (Radiolysis) ) 3. 脂肪在高温下的化学反应脂肪在高温下的化学反应 2. 氧化反应氧化反应( (Oxidation Reaction) ) 1. 水解反应水解反应( (Lipolysis Reaction) ) 目的：消灭微生物和延长货架寿命目的：消灭微生物和延长

51、货架寿命 高剂量高剂量 101050kGy(50kGy(戈瑞戈瑞 ) 中等剂量中等剂量 1 110kGy10kGy 低剂量低剂量 3kGy3kGy 4. 辐解辐解( (Radiolysis) ) 防止马铃薯和洋葱发芽；防止马铃薯和洋葱发芽； 延迟水果成熟；延迟水果成熟； 杀死调味料杀死调味料, ,谷物，豌豆谷物，豌豆 和菜豆中的昆虫；和菜豆中的昆虫； 肉和肉制品杀菌；肉和肉制品杀菌； 延长食品货架寿命延长食品货架寿命 如：如： 冷藏新鲜鱼冷藏新鲜鱼, ,鸡鸡, ,水果及蔬菜水果及蔬菜 辐射剂量越大，影响越严重辐射剂量越大，影响越严重 辐照和加热生成的降解产物有些相似，但后辐照和加热生成的降解产

52、物有些相似，但后 者分解产物更多。者分解产物更多。( (250kGy180250kGyPOV值宜用于衡量油脂值宜用于衡量油脂氧化初期氧化初期的氧化程度。的氧化程度。 ROOH + 2KI ROH +I2 +K2O I2 + 2 Na2S2O3 2 NaI + Na2S4O6 Method1 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil 硫代巴比妥酸硫代巴比妥酸（TBA）法）法 醛类醛类+TBA+TBA有色化合物有色化合物 丙二醛的有色物在丙二醛的有色物在530nm530nm处有最大吸收处有最大吸收 其它醛的有色物最大吸收在其它醛的有色物最大吸收在450nm450

53、nm处处 此法不宜评价不同体系的氧化情况此法不宜评价不同体系的氧化情况。 HC - CH 2 - CH O OO + 2 HN N HS HO H + HN N HS O CH CH CH SH O NH N O O Method2 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil 碘值（碘值（IV） 指指100g100g油脂吸收碘的克数，是衡量油脂中双键油脂吸收碘的克数，是衡量油脂中双键 数的指标数的指标 。 - CH = CH - +IBr - CH - CH - I2 + Br2 2IBr IBr IBr + KI I2 +KBr I2+2Na2S2O3 2N

54、aI + Na2S4O6 碘值碘值，说明双，说明双 键减少，油脂发键减少，油脂发 生了氧化。生了氧化。 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil Method3 酸价（酸价（AVAV） 是指中和是指中和1g1g油脂中游离脂肪酸所需的油脂中游离脂肪酸所需的KOHKOH毫克数。毫克数。 （国标规定，食用植物油的酸价不得超过国标规定，食用植物油的酸价不得超过5 5 ） 皂化价皂化价 完全皂化完全皂化1g1g油脂所需油脂所需KOHKOH的毫克数。的毫克数。 酯值酯值 皂化皂化1g1g油脂中的甘油酯所需油脂中的甘油酯所需KOHKOH的毫克数。的毫克数。 乙酰化值乙酰化

55、值 表示油脂中含羟基化合物的含量。表示油脂中含羟基化合物的含量。 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil 皂化价酸价酯值皂化价酸价酯值 油炸油品质检查：油炸油品质检查： 当石油醚不溶物当石油醚不溶物0.70.7， 发烟点低于发烟点低于170170， 或石油醚不溶物或石油醚不溶物1.0%1.0%， 无论其发烟点是否改变，无论其发烟点是否改变， 均可认为油已经变质。均可认为油已经变质。 5.5 Quality Evaluation of Fats and Oil 1、油脂的提取油脂的提取 2、油脂的精制油脂的精制 3、油脂的改良油脂的改良 5.6 Chemis

56、try in Processing of Fats and Oils 1、油脂的提取（油脂的提取（Extraction） 压榨法压榨法 熬炼法熬炼法 浸出法浸出法 （萃取法）（萃取法） 机械分离法机械分离法 （离心法）（离心法） 植物油的榨取植物油的榨取 动物油脂的加工动物油脂的加工 植物油的榨取植物油的榨取 含油量低的作物含油量低的作物 从液态原料提取油脂从液态原料提取油脂 如奶油如奶油 冷榨冷榨 热榨热榨 5.6 Chemistry in Processing of Fats and Oils 5.6 Chemistry in Processing of Fats and Oils 2、油

57、脂的精制（油脂的精制（Refining） 静置、离心、沉降静置、离心、沉降 Degumming (脱胶脱胶) Deacidification (脱酸脱酸) Bleaching (脱色脱色) Deodorization (脱臭脱臭) 脱掉磷脂脱掉磷脂 加热水或水蒸汽加热水或水蒸汽 脱掉游离脂肪酸脱掉游离脂肪酸 加碱中和，加碱中和，NaOH 酸性白土或活性白土吸附酸性白土或活性白土吸附 高温通入水蒸汽高温通入水蒸汽 5.6 Chemistry in Processing of Fats and Oils 2、油脂的精制（油脂的精制（Refining） 对粗油进行精制，可提高油对粗油进行精制，可提高

58、油 的品质，改善风味，延长油的品质，改善风味，延长油 的货架期。的货架期。 损失了一些脂溶性维生素，损失了一些脂溶性维生素， 如维生素如维生素A A、维生素、维生素E E和类胡和类胡 萝卜素等。萝卜素等。 5.6 Chemistry in Processing of Fats and Oils 3、油脂的改良油脂的改良 油脂的氢化油脂的氢化 (Hydrogenation) 油脂的互换交酯油脂的互换交酯(Interesterification) 随机酯交换随机酯交换 定向酯交换定向酯交换 油脂的氢化油脂的氢化 Introduction: 3、油脂的改良油脂的改良 油脂氢化的机理油脂氢化的机理:

59、3、油脂的改良油脂的改良 （1 1）在双键被吸附到金属催化剂的表面；）在双键被吸附到金属催化剂的表面； （2 2）金属表面上的氢原子转移到双键一个碳上，双键）金属表面上的氢原子转移到双键一个碳上，双键 的另一个碳与金属表面键合；的另一个碳与金属表面键合； （3 3）第二个氢原子进行转移，得到饱和的产品；）第二个氢原子进行转移，得到饱和的产品； 油脂的氢化油脂的氢化 吸 附 c -CH 2CHCHCH2- -CH 2CHCH2C H2- -CH 2CH2CHC H 2- -H -H -CH 2CH2CH2C H2- -CH=CHCH 2C H2-CH 2CH2CH=C H- -CH 2CH=CH

60、C H 2- -H -H -C H 2C H = C H C H2- (a ) * + H * * * (b ) (c) + H * (d ) +H* +H* c/t c/t (e ) (f) c/t (g ) Ni，Pt，Cu 3、油脂的改良油脂的改良 氢化的选择性氢化的选择性 Hydrogenation Selectivity 氢化的选择性氢化的选择性 K K值的大小，实际上与催化剂及反应条件有关值的大小，实际上与催化剂及反应条件有关 Hydrogenation Selectivity Sij=Ki/KjSij=Ki/Kj可衡量产物的选择性。可衡量产物的选择性。 K K3 3 K K2 2