食品化学脂类

1、脂脂 类类第一节第一节 引言引言introduction 脂质化合物种类繁多，结构各异，其中95%左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。 (lipids)lipids共同特征不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物体产生，并能由生物体所利用（与矿物油不同）。例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。主主 类类 亚亚 类类 组组 成成 简单脂质（simple lipids） 酰基甘油 蜡 甘油+脂肪酸（占天然脂质的 95左右） 长链脂肪醇+ 长链脂肪酸 磷酸酰基甘 甘油+脂肪酸+磷酸盐+含氮基团 鞘磷脂类 鞘氨醇+脂肪酸+磷酸盐+胆碱 脑苷脂

2、类 鞘氨醇+脂肪酸+糖 复合脂质（complex lipids） 神经节苷脂类 鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物 衍生脂质（derivative lipids） 类胡萝卜素，类固醇，脂溶性维生素等 第一节第一节 引言引言introduction(classification)简单脂质 复合脂质 衍生脂质第一节第一节 引言引言introduction(function of lipids)1、脂质在食品中的功能z热量最高的营养素(39.58kj/g)z提供必需脂肪酸z脂溶性维生素的载体z提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能z赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质2、脂质在生物体中的功能 是组

3、成生物细胞不可缺少的物质，能力贮存最紧凑的形式，有润滑、保护、保温等功能。第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯) r1=r2=r3，单纯甘油酯；ri不完全相同时，混合甘油酯；r1=r3时c2有手性，天然油脂多为l型；碳原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸。第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯) 对于三酰基甘油常采用sn系统命名法，即立体有择位次编排(stereos-pecifically numbering,sn) ，根据甘油的fisher投影式，碳原子编号自上而下依次为13，c2上

4、的羟基写在左边。ch3(ch2)7chch(ch2)7coochch2ooc(ch2)16ch3ch2ooc(ch2)12ch3第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯sn-甘油-1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰sn-18:0-18:1-14:0硬脂酸油酸肉豆蔻酸第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)2、磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂sn-甘油- 1-硬脂酰-2-亚油酰-3-磷脂酰胆碱（卵磷脂）以母体饱和烃或不饱和烃来命名n末端羧基c定为c

5、1n明确双键位置n例如：亚油酸 ch3(ch2)4ch=chch2ch=ch(ch2)7cooh 9,12-十八碳二烯酸第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸 12 9 1-命名系统：n分子末端甲基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 18：26 或 18：2 （n6）第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸 6约占脂肪酸总量的 97n月桂酸 12：0 4n肉豆蔻酸 14：0 2n棕榈酸 16：0 11n硬脂酸 18：0 4n油酸 18：

6、1 34n亚油酸 18：2 34n亚麻酸 18：3 5n芥酸 22：1 3第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸植物油中常见的脂肪酸第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸几个具有特殊功能的多不饱和脂肪酸花生四烯酸（二十碳四烯酸）epa （二十碳五烯酸）dha （二十二碳六烯酸）人体合成前列腺素的前体物质。抗血栓、降胆固醇、治疗糖尿病。促进脑细胞生长发育，提高记忆力。第一节第一节 引言引言introduction(nomenclature)3、脂肪酸who， fao， 中国营养协会推荐：饱和脂肪酸饱和脂肪

7、酸单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸1： 1： 1第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质the physical properties of lipids1、气味和色泽（smell and colour）纯脂肪无色、无味多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引起的。 芝麻油 椰子油 菜油 第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质2、熔点和沸点（melting points and boiling points）z 没有敏锐的mp和bpz mp:游离脂肪酸甘油一酯二酯三酯z mp最高在4055之间。碳链越长，饱和度越高，则mp越高。z mp96%。z bp：180200之

8、间，bp随碳链增长而增高。the physical properties of lipids第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质2、熔点和沸点（melting points and boiling points）the physical properties of lipids脂肪种类脂肪种类 熔点（熔点（） 消化率（）消化率（） 大豆油 -8-18 97.3 花生油 03 98.5 向日葵油 -1619 96.5 棉子油 34 98 奶油 2836 98 猪油 3650 94 牛脂 4259 89 羊脂 4455 81 人造黄油 87 第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质1、晶体

9、结构（crystallization）the physical properties of lipids) 脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构) 晶体是由晶胞在空间重复排列而成的) 晶胞一般是由两个短间隔(a,b)和一个长间隔(c)组成的长方体或斜方体。第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质the physical properties of lipids2、同质多晶（polymorphism） 化学组成相同而晶体结构不同的物质，在熔融态时具有相同的化学化学组成相同而晶体结构不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质。组成与性质。稳定性： 三酰基甘油的3种晶型第二节第二节

10、脂类的物理性质脂类的物理性质the physical properties of lipids2、同质多晶（polymorphism）特征特征 链堆积 六方型 正交 三斜 短间隔/nm 0.42 0.42，0.38 0.46，0.39，0.37 特征红外光谱/cm-1 单谱带720 双峰727，719 单谱带717 密度 最小 中间 最大 熔点 最低 中间 最高 具有相同脂肪酸的三酰基甘油的同质多晶型物的特征第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质the physical properties of lipids3、调温 利用结晶方式改变油脂的性质，使得到理想的同质多晶型和物理状态，以增加油

11、脂的利用性和应用范围。-3v33.8 -3vi36.2 有利cocoa fat第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质the physical properties of lipids在一定的外力作用下，固体脂肪具有的抗变形的能力。影响油脂塑性的因素：影响油脂塑性的因素：sfi（solid fat index)适当脂肪的晶型： 熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大。油脂塑性的应用油脂塑性的应用 涂抹性 可塑性 起酥作用 面团体积增加第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsions and emulsifiers1、乳状液的概念：乳状液一般是由两种不互溶的液相组成的分散体系，其中一相是以

12、直径0.10.5m的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶形式存在的液相称为“内”相或分散相，使液滴或液晶分散的相称为“外”相或连续相。水油油水连续相分散相亲水端疏水端o/w w/o 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)乳浊液第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsions and emulsifiers2、乳状液的形成当液滴分散在连续相中，如油滴分散在水溶液中，扩大界面需要做功。 w=a（ a-界面面积； -表面张力）n为了得到分散度高的乳状液，必须减小液滴的大小，这样大大地增加了界面积，因此，需要较多的能量；n乳状液的形成增加了体系能量，是

13、热力学不稳定体系n降低界面张力可增加乳化能力n表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之一就是降低界面张力n双亲分子第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsions and emulsifiers3、乳状液破乳n由于两相密度差，引起的上浮或下沉nstokes公式n膜内压 p=4/r r， pn絮凝，聚集，合并成大的液滴第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsions and emulsifiers1、定义：由亲水基和亲油基组成的双亲分子。功能q控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性q在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度q与面筋蛋白相互作用强化面团q控制脂肪结晶，改善产品的稠度第三节

14、第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsions and emulsifiers常用的乳化剂 甘油酯、乳酰化单酰甘油、硬酯酰乳酰乳酸钠（ssl）、乙二醇或丙二醇脂肪酸单酯、脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、卵磷脂、各种植物中的水溶性树胶等。2、乳化剂的选择(1)hlb法选择乳化剂hlb(hydrophilic-lipophilic balance):亲水亲油平衡值hlb为36时，适用于w/o乳状液 hlb为818时，适用于o/w乳状液nhlb值具有代数加和性n通常混合乳化剂比具有相同hlb值的单一乳化剂的乳化效果好。第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂emulsion

15、s and emulsifiers2、乳化剂的选择(2) pit法选择乳化剂pit(phaseinversion temperature):乳化剂的相转变温度。v低温时 优先溶解在水中，亲水作用较强v当温度升高至一定值时 优先溶于油中，疏水作用较强v这个转化温度称为相转化温度（pit）v极性越强的乳化剂，pit越高第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidslipolysis）通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味油炸易发烟，影响风味 油脂中脂肪酸的含量的多少是评价其质量高低的指

16、标之一，通常用酸价来表示。第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation） 食品变质的主要原因之一；产生挥发性化合物，不良风味（哈喇味）；受多种因素影响；氧与不饱和脂类反应。自动氧化光敏氧化酶促氧化第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（一）自动氧化(autoxidation)脂类的自动氧化是典型的自由基反应，其反应机理如下：链终止：链终止：r + r r-r (4) r + roo roor (5) roo + roo ro

17、or +o2 (6)链引发链引发 (诱导期诱导期)：rh r + h (1)引发剂链传递：链传递： r + o2 roo (2) roo + rh rooh + r (3)r 烷基自由基roo 过氧化自由基过氧化自由基roor 非自由基产物非自由基产物自动氧化的特征n干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度n光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化n反应产生大量氢过氧化物n纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（一）自动氧化(autoxidation) 第四节第四

18、节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（二）光敏氧化 (photosensitized oxidation) 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。第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（二）光敏氧化 (photosensitized oxidation)光敏氧化的特征u不产生自由基u双键的顺式构型改变成反式构型u与氧浓度无关 u没有诱导期

19、u光的影响远大于氧浓度的影响u受自由基抑制剂的影响，但不受抗氧化剂影响u产物是氢过氧化物第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（三）脂类氧化产物rooh的o-o断裂氢过氧化物是脂类氧化的主要初期产物，无味，但不稳定。烷氧基自由基第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（三）脂类氧化产物烷氧基两侧的c-c断裂第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxi

20、dation）（三）脂类氧化产物小分子聚合三戊基三噁烷第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素脂肪酸的组成和含量 顺式、共轭双键易氧化。游离fa比甘油酯的v氧化略高，双键数v氧化氧浓度氧压v氧化第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素温度 温度v氧化水分活度第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidso

21、xidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素表面积 表面积v氧化助氧化剂 具有适合的氧化还原电位的二价或多价的过渡金属。 铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银光照和辐射抗氧化剂第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化剂（antioxidants）能推迟具有自动氧化能力的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。主抗氧化剂n自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化的引发或停止自动氧化的传递nbha、bht、pg、tbhqn天然食品组分：ve、胡萝卜素次抗氧化剂（协同剂、增效剂）n增加主抗氧化剂的活性n柠檬酸、vc、

22、酒石酸、卵磷脂分类第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化剂（antioxidants）抗氧化剂的作用机理n抑制自由基的产生或中断链的传播n自由基接受体n既作为氢给予体，又作为自由基接受体n主要与roo作用，而不是与r作用链传递反应 roo + rh rooh + r 抑制反应 roo + ah rooh + a 循环 二聚合或歧化，不循环竞争机制第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化剂（ant

23、ioxidants）抗氧化剂的协同作用两类协同作用：n混合自由基受体n自由基受体与金属螯合剂的复合作用机理 roo + ah rooh + a a + bh b + ahnbh的存在，使ah具有再生能力酚类抗氧化剂（主抗氧化剂）与抗坏血酸（增效剂）第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质the chemical properties of lipidsoxidation）（五）抗氧化剂（antioxidants）抗氧化剂使用时注意事项a. 抗氧化剂应尽早加入b. 使用要注意剂量 不能超出其安全剂量 有些抗氧化剂，用量不合适会促氧化。c. 选择抗氧化剂应注意溶解性d. 常将几种抗氧化剂合用第五

24、节第五节 油脂的质量评价油脂的质量评价quality evaluation of lipids一、过氧化值（peroxidation value ）1公斤油脂中所含rooh的毫摩尔数。rooh + 2ki rooh + 2ki roh +iroh +i2 2 +k+k2 2o oi i2 2+ 2 na+ 2 na2 2s s2 2o o3 32 nai+ na2 nai+ na2 2s s4 4o o6 6 pov宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。 二、酸值（价）（acid value ）中和1g 油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数。我国食品卫生的国家标准规定，使用植物油的酸价应低于5 5

25、三、碘值（价）（iodine value ）第五节第五节 油脂的质量评价油脂的质量评价quality evaluation of lipids加成100g 油脂所需碘的克数。是衡量油脂中双键数的指标四、其它指标皂化价、感官评定等第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 一、脂类热分解第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 一、脂类热分解饱和脂肪非氧化热解第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 一、脂类热分解

26、饱和脂肪氧化热解r2oc-c-c-r1oor2oc-c-c-r1ooohr2oc c c r1ocn-3烷烃cn-2烷醛cn-1甲基酮o. .不饱和脂肪 非氧化热解 主要生成一些低分子量的物质；此外还有二聚体。 氧化热解 与低温下的autoxidation类似，但rooh的分解速率更快。第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 一、脂类热分解第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 二、脂类油炸化学 1、油炸过程中油脂的化学变化 挥发性化合物 极性化合物（如羟基酸、环氧酸

27、、烷氧基等） 二聚和多聚酸以及二聚和多聚甘油酯 游离脂肪酸第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 二、脂类油炸化学 2、油炸后油脂品质的检测方法 石油醚不溶物检测 极性化合物柱色谱测定 介电常数测量 二聚物酯类的气相色谱第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 三、油脂的精炼（ refining ）脱胶（ degumming ）：用水除去毛油中的磷脂和蛋白质胶体状杂质脱酸（ deacidification ）：用碱中和毛油中的游离脂肪酸脱色（ bleaching ） ：

28、用活性白土、活性碳脱去杂色素和棉酚脱臭（ deodorization ） ：真空脱气精炼后油的品质提高，但fat-soluble vitamins和胡萝卜素损失。第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 四、油脂的改性（ modification of lipids） 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。第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学chemistry of lipids processing 四、油脂的改性（ modification of lipids）双键被吸附（键相互作用）到金属催化剂表面；金属表面氢原子转移到双键的一个碳上，双键的另一个碳与金 属表面键合（键）；第二个氢原子进行转移，得到饱