食品化学——第五章脂质

1、5.1 5.1 概概 述述油脂：油脂：脂肪酸甘油酯（酰基甘油）脂肪酸甘油酯（酰基甘油） 常温下常温下, , 固态固态 脂脂 液态液态 油油一、定义、作用一、定义、作用5. 5. 脂脂 质质 ( Lipids ) 脂质的作用：脂质的作用： 1. 能量主要来源能量主要来源 2. 2. 脂溶性维生素、风味物的载体脂溶性维生素、风味物的载体 3. 3. 滑润口感、光滑外观、香酥风味滑润口感、光滑外观、香酥风味 4. 4. 塑性脂肪有造型功能塑性脂肪有造型功能 5. 烹调传热介质烹调传热介质 6. 润滑、保护、保温润滑、保护、保温二、分类二、分类1 1、简单脂质：、简单脂质：脂肪酸、醇脂肪酸、醇 生成的

2、酯生成的酯 油脂：油脂：脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油 蜡：蜡：长链脂肪酸、长链脂肪酸、长链脂肪长链脂肪醇醇2 2、复合脂质：、复合脂质： 水解水解 醇、脂肪酸、其他物质醇、脂肪酸、其他物质 磷脂、糖脂磷脂、糖脂3 3、衍生脂质：、衍生脂质： 脂溶性维生素、类胡萝卜素、甾醇脂溶性维生素、类胡萝卜素、甾醇5.2 5.2 脂肪的结构和组成脂肪的结构和组成一、脂肪酸的结构和命名一、脂肪酸的结构和命名（一）结构（一）结构 1.1.饱和脂肪酸：饱和脂肪酸： 大多长链、偶数碳，大多长链、偶数碳， 奇数碳、支链少奇数碳、支链少 2.2.不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 亚油酸亚油酸 亚麻酸亚麻酸 花生四烯酸花生四烯酸 二

3、十碳五烯酸二十碳五烯酸 ( EPA) 二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸 (DHA) 必需脂肪酸：必需脂肪酸： 人体不能合成或合成量不足、维持生命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。活动所必需的脂肪酸，必须从食物中摄取。 亚油酸亚油酸 亚麻酸亚麻酸 （二）脂肪酸的命名：（二）脂肪酸的命名： 1. 系统命名法：系统命名法： 主链主链: 含羧基和双键最长碳链含羧基和双键最长碳链 从羧基端编号，标出不饱和键位置从羧基端编号，标出不饱和键位置 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 9-十八碳烯酸十八碳烯酸 2.数字命名法：数字命名法： n:m (n 碳原子数

4、，碳原子数，m双键数双键数) 如：如：18:1 18:2 18:3 标出双键顺反结构、位置：标出双键顺反结构、位置： c 顺式，顺式，t 反式反式 从羧基端编号：从羧基端编号： 如：如：5t, 9c -18:2 从甲基端编号：从甲基端编号： 数字数字 或或 n-数字数字 如：如： 18:1 9 或或 18:1 (n-9)3. 俗名法：俗名法： 根据来源根据来源 棕榈酸、油酸棕榈酸、油酸4. 英文缩写：英文缩写： 硬脂酸硬脂酸 St 亚油酸亚油酸 L 花生四烯酸花生四烯酸 An 二、脂肪的结构二、脂肪的结构和命名和命名 1. 结构结构3CH2OHCHOHCH2OH+CH2CHCH2OOOCCCO

5、OORRROHRCO+ 3H2O（甘油）（甘油）（脂肪酸）（脂肪酸）（三酰基甘油，（三酰基甘油， 甘油三酯甘油三酯 ）单纯甘油三酯、混合甘油三酯单纯甘油三酯、混合甘油三酯 2.2.三酰基甘油的三酰基甘油的命名命名赫尔斯曼赫尔斯曼 SnSn命名法命名法 CH2OHHO CH CH2OH1 12 23 3 数字命名数字命名: Sn-18:0-18:1-14:0 中文命名中文命名: 1-硬脂酰硬脂酰-2-油酰油酰-3-肉豆蔻酰肉豆蔻酰- Sn-甘油甘油或或: Sn-甘油甘油-1-硬脂酸酯硬脂酸酯-2-油酸酯油酸酯-3-肉豆蔻酸酯肉豆蔻酸酯 英文缩写：英文缩写： Sn-St O M CH2OOC(CH

6、2)16CH3CH3(CH2)7CH=CH (CH2)7 COOCH CH2OOC(CH2)12CH31 12 23 35.3 5.3 油脂的物理性质油脂的物理性质 二、熔点、沸点二、熔点、沸点 熔化、熔化、沸腾的温度沸腾的温度范围范围熔点：熔点：三酰、二酰、一酰甘油、游离脂肪酸三酰、二酰、一酰甘油、游离脂肪酸 依次升高。依次升高。 三酰甘油的脂肪酸碳链长、饱和度高，熔点高。三酰甘油的脂肪酸碳链长、饱和度高，熔点高。 反式结构反式结构 顺式结构顺式结构 共轭双键结构共轭双键结构 非共轭双键结构非共轭双键结构沸点：沸点：180200180200o oC C 脂肪酸碳链长，沸点高脂肪酸碳链长，沸点

7、高一、气味、色泽一、气味、色泽 纯净油脂纯净油脂 无色、无味无色、无味 多数无挥发性，少数有臭味多数无挥发性，少数有臭味三、烟点、闪点、着火点三、烟点、闪点、着火点 油脂接触空气并加热时的热稳定性油脂接触空气并加热时的热稳定性四、折光指数四、折光指数 分子量大，折光指数大分子量大，折光指数大 双键双键，折光指数，折光指数五、比重：五、比重： 比水小。比水小。 油比脂大。油比脂大。六、粘度：六、粘度：较大较大七、结七、结晶特性晶特性 同质多晶现象：同质多晶现象： 化学组成相同而晶体结构不同，化学组成相同而晶体结构不同， 熔化后生成相同的液相。熔化后生成相同的液相。 不同形态的固体叫不同形态的固体

8、叫同质多晶体同质多晶体。晶型：晶型： 型型 稳定性最高稳定性最高 型型 稳定性不如稳定性不如 型型 型型 稳定性最低稳定性最低 取决于熔化油脂冷却时的温度、速度取决于熔化油脂冷却时的温度、速度调温：调温：利用结晶方式改变油脂的性质，得到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。理想的同质多晶体和物理状态。八、熔融特性：八、熔融特性： 1.1.熔化：熔化：热焓值变化，体积膨胀热焓值变化，体积膨胀固体脂肪指数固体脂肪指数(SFI)：一定温度下固液比一定温度下固液比2.2.油脂的塑性：油脂的塑性： 外力下，改变形状，同时有抗变形能力外力下，改变形状，同时有抗变形能力 取决于：取决

9、于： A.A.固体脂肪指数固体脂肪指数： 适当，塑性最好适当，塑性最好 B.B.脂肪的晶型：脂肪的晶型： 塑性最强塑性最强 C.C.熔化温度范围：熔化温度范围： 越大，塑性越好越大，塑性越好 塑性脂肪：塑性脂肪：涂抹性、可塑性、起酥作用涂抹性、可塑性、起酥作用九、油脂的液晶态（介晶相）九、油脂的液晶态（介晶相） 介于固态、液态之间介于固态、液态之间十、油脂的乳化及乳化剂十、油脂的乳化及乳化剂 内相（分散相）内相（分散相） 外相（连续相）外相（连续相） 乳浊液乳浊液水包油型（水包油型（O/W）: 水水 连续相连续相油包水型（油包水型（W /O）: 油油 连续相连续相1.1.乳浊液的失稳机制乳浊液

10、的失稳机制 重力作用导致分层重力作用导致分层 分散相液滴表面静电荷不足，导致絮凝分散相液滴表面静电荷不足，导致絮凝 两相间界面膜破裂，导致聚结两相间界面膜破裂，导致聚结2.2.乳化剂的乳化作用乳化剂的乳化作用 增大分散相之间的静电斥力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减小两相间的界面张力3. 乳化剂的选择乳化剂的选择 HLB值：亲水值：亲水-亲脂平衡亲脂平衡 表表 HLB值及其适用性值及其适用性HLBHLB值值适用性适用性1.5 33.5 67 981813151518消泡剂消泡剂W/O型乳化剂型乳化剂湿润剂

11、湿润剂O/W型乳化剂型乳化剂洗涤剂洗涤剂溶化剂溶化剂 微小固体粉末的稳定作用微小固体粉末的稳定作用 形成液晶相形成液晶相常见乳化剂：常见乳化剂： 甘油酯及衍生物甘油酯及衍生物 蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 山梨醇酐脂肪酸酯及衍生物山梨醇酐脂肪酸酯及衍生物 丙二醇脂肪酸酯丙二醇脂肪酸酯 大豆磷脂大豆磷脂 其他合成乳化剂其他合成乳化剂 一、油脂的氧化一、油脂的氧化油脂的酸败：油脂的酸败： 油脂在储藏期间，受空气中氧、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涩味，同时产生一些有毒物质. 酸败后酸败后: A.

12、 风味变化风味变化B. 营养价值营养价值C. 脂溶性维生素、必需脂肪酸破坏脂溶性维生素、必需脂肪酸破坏 5.4 5.4 油脂在加工和储藏中的氧化反应油脂在加工和储藏中的氧化反应（一）自动氧化（一）自动氧化 1.1.机理：机理： 3 3个阶段：个阶段： 链引发（诱导期）链引发（诱导期） 金属催化金属催化 或或 光、热光、热H H. .RHRHR R. .引发剂引发剂（烷基游离基）（烷基游离基） 链增殖（增殖期）链增殖（增殖期） R R. . + O+ O2 2 ROOROO. . （过氧化游离基）（过氧化游离基）ROOROO. . + RH + RH ROOHROOH + R + R. . （氢

13、过氧化物）（氢过氧化物） 链终止（终止期）链终止（终止期） R R. . + R+ R. . R-R R-R R R. . + ROO+ ROO. . ROOR ROOR ROO ROO. . + ROO + ROO. . ROOR + O ROOR + O2 2 结合后，吸收氧减少，稳定结合后，吸收氧减少，稳定（二）光氧化（二）光氧化 日光、光敏化剂日光、光敏化剂 氢过氧化物氢过氧化物 光敏化剂：光敏化剂：叶绿素、血红蛋白叶绿素、血红蛋白（三）酶促氧化：（三）酶促氧化：脂肪氧合酶，脂肪脂肪氧合酶，脂肪 + O+ O2 2 氢过氧化物氢过氧化物酮型酸败：酮型酸败：微生物产生的酶微生物产生的酶

14、最终产物：最终产物：酮酸、甲基酮酮酸、甲基酮 速度特别快：比自动氧化快速度特别快：比自动氧化快15001500倍倍( (四四) )氢过氧化物的分解及聚合氢过氧化物的分解及聚合 分解：分解： 小分子小分子醛、酮、醇、酸醛、酮、醇、酸，不愉快气味，不愉快气味 聚合：聚合： 二聚体二聚体或或多聚体多聚体，油脂粘度增大，油脂粘度增大（五）影响油脂氧化速率的因素（五）影响油脂氧化速率的因素1. 脂肪酸及甘油酯的组成脂肪酸及甘油酯的组成：（1）饱和脂肪酸：饱和脂肪酸： 难氧化难氧化（2）不饱和脂肪酸：）不饱和脂肪酸：双键多，氧化快。双键多，氧化快。 顺式构型比反式易氧化顺式构型比反式易氧化 共轭双键比非共

15、轭双键易氧化共轭双键比非共轭双键易氧化 游离脂肪酸比甘油酯氧化速度略高游离脂肪酸比甘油酯氧化速度略高 油酸油酸 亚油酸亚油酸 亚麻酸亚麻酸 花生四烯酸花生四烯酸不饱和双键不饱和双键 1 ： 2 ： 3 ： 4 氧化速度氧化速度 1 ： 12 ： 25 ： 502. 氧：氧：三线态氧三线态氧3O2(基态氧基态氧)单线态氧单线态氧1O2(激发态氧激发态氧)4. 水分活度水分活度 单线态氧单线态氧 比比 三线态氧三线态氧 快快 氧浓度低，氧浓度低， 氧化速率与氧浓度成正比，氧化速率与氧浓度成正比， 很高，氧化速率与氧浓度无关很高，氧化速率与氧浓度无关3. 温度：温度： 上升，氧化加快上升，氧化加快5

16、. 表面积：表面积：与空气接触的大，氧化快与空气接触的大，氧化快6. 助氧化剂：助氧化剂： 金属金属 、血红素、酶、血红素、酶7. 光光和射线：和射线：氧化促进剂氧化促进剂8. 抗氧化剂：抗氧化剂： 延缓、减慢氧化延缓、减慢氧化（六）过氧化脂质的危害（六）过氧化脂质的危害1. 与食品成分反应，与食品成分反应， 食品品质食品品质2. 氢过氧化物与体内分子或细胞反应，氢过氧化物与体内分子或细胞反应， 破坏破坏 DNA 和细胞结构和细胞结构 3. 产生有害物产生有害物 1. 常用抗氧化剂常用抗氧化剂 （1）天然抗氧剂）天然抗氧剂： 生育酚（生育酚（VE）、茶多酚、芝麻酚、愈疮树脂、）、茶多酚、芝麻酚

17、、愈疮树脂、 L-抗坏血酸、超氧化物歧化酶（抗坏血酸、超氧化物歧化酶（SOD）（2）合成抗氧剂）合成抗氧剂： BHA、 BHT 、 PG、 TBHQ、 D-异抗坏血酸及钠盐异抗坏血酸及钠盐二、抗氧化剂二、抗氧化剂2. 抗氧化剂的抗氧化机理抗氧化剂的抗氧化机理 (1) 自由基清除剂：自由基清除剂： 氢供体：氢供体：酚类酚类 (AH2) 电子供体电子供体 +- - (2) 单线态氧淬灭剂：单线态氧淬灭剂： (3) 氢过氧化物分解剂：氢过氧化物分解剂： R2S + ROOH R2S=O + ROH R2S=O + ROOH R2SO2 + ROH (4) 金属螯合剂：金属螯合剂： 柠檬酸、酒石酸、抗

18、坏血酸柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸 (5) 氧清除剂：氧清除剂： 抗坏血酸抗坏血酸(6) 酶类抗氧化剂：酶类抗氧化剂：超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶过氧化氢酶过氧化氢酶葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶2O2- .+ 2H+ 3O2+ H2O22 H2O22 H2O+ 3O2过氧化氢酶过氧化氢酶SOD(7)(7)增效剂：增效剂： 为抗氧化剂提供氢，使其还原、再生。为抗氧化剂提供氢，使其还原、再生。 金属螯合剂金属螯合剂+BHABHABHT3.3.抗氧化剂使用注意事项抗氧化剂使用注意事项 1)1)尽早加入尽早加入 2)2)注意剂量注意剂量 3)3)注意溶解性注意溶

19、解性 4)4)常用常用2 2种以上，增效效应种以上，增效效应 5)5)需有良好的性能，低浓度即有效需有良好的性能，低浓度即有效 4. 4.抗氧化与促氧化抗氧化与促氧化 (1) (1) 酚类：酚类： 低浓度，清除游离基：低浓度，清除游离基： ROOROO. .十十 AHAH2 2 ROOH + AH ROOH + AH ( (清除过氧游离基清除过氧游离基) ) ROO ROO. .+ AH ROOH + A+ AH ROOH + A AH + AH AA AH + AH AA ( (偶合偶合) ) AH + AH AH AH + AH AH2 2 + A + A ( (歧化歧化) ) ROO R

20、OO. .+ AH ROOA + AH ROOA ( (加成加成) ) 高浓度，促氧化：高浓度，促氧化： ROOH + AHROOH + AH ROO + AH ROO + AH2 2(2) (2) 抗坏血酸：抗坏血酸： 低浓度，促氧化低浓度，促氧化(3) (3) 胡萝卜素：胡萝卜素： 5 x 105 x 10-5-5 mol/L mol/L， 抗氧化抗氧化 ， 促氧化促氧化一、油脂的水解一、油脂的水解油脂油脂 脂肪酸脂肪酸 + + 甘油甘油酸、碱、酶酸、碱、酶水解水解碱性条件碱性条件(KOH)(KOH)水解水解 ：皂化皂化皂化值（皂化值（SVSV）：）： 完全皂化完全皂化1g1g油脂所需油脂

21、所需KOHKOH的的mgmg数数 5.5 5.5 油脂在加工和储藏中的其他化学变化油脂在加工和储藏中的其他化学变化游离脂肪酸游离脂肪酸，油的发烟点，油的发烟点1.1.热分解：热分解： 有无氧，分：热分解、有无氧，分：热分解、 热氧化分解热氧化分解二、油脂在高温下的化学反应二、油脂在高温下的化学反应（1 1）饱和脂肪的热分解饱和脂肪的热分解CH2OOCRCHOOCRCH2OOCRCHOCH2CH2OOCR+R-C-O-C-ROOR-COOHCHOCHCH2+酸酸烯醛烯醛R-C-R+ CO2O酮酮（2 2）饱和脂肪的热氧化分解）饱和脂肪的热氧化分解烃、醛、酮烃、醛、酮（3) 不饱和脂肪的热分解不饱

22、和脂肪的热分解 二聚体、低分子量物质二聚体、低分子量物质（4）不饱和脂肪的热氧化分解）不饱和脂肪的热氧化分解 同低温自动氧化同低温自动氧化 但氢过氧化物分解速度快但氢过氧化物分解速度快2.2.热聚合：热聚合： 油脂粘度增大，泡沫增多油脂粘度增大，泡沫增多（1 1）热聚合：）热聚合： 环烯烃环烯烃（2）热氧化聚合：）热氧化聚合： 自由基自由基 聚合聚合 二聚物二聚物 3. 缩合缩合 环氧化合物环氧化合物粘度粘度，碘值，碘值，酸价酸价， 产生刺激味物质、有毒物质，产生刺激味物质、有毒物质， 营养价值营养价值。三、辐解三、辐解烃、醛、酸、酮、酯等烃、醛、酸、酮、酯等一、脂类氧化的评价方法一、脂类氧化

23、的评价方法1.1.过氧化值（过氧化值（POVPOV） 1kg1kg油脂中所含氢过氧化物毫摩尔数。油脂中所含氢过氧化物毫摩尔数。 碘量法：碘量法： ROOH + 2KI ROH + KROOH + 2KI ROH + K2 2O + IO + I2 2 （氢过氧化物）（氢过氧化物） I I2 2 + Na+ Na2 2S S2 2O O3 3 2NaI + Na 2NaI + Na2 2S S4 4O O6 6 适于适于: : 衡量油脂氧化初期的氧化程度衡量油脂氧化初期的氧化程度5.6 5.6 油脂的质量评价油脂的质量评价2.2.硫代巴比妥酸值（硫代巴比妥酸值（TBATBA值）值） 不饱和脂肪酸

24、氧化产物不饱和脂肪酸氧化产物: :醛类醛类 + TBA+ TBA有色物质有色物质 测吸光度测吸光度 适于：适于： 比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度3. 3. 碘值碘值(IV)(IV) 100g 100g 油脂吸收碘的克数油脂吸收碘的克数 油脂中脂肪酸的不饱和程度：油脂中脂肪酸的不饱和程度： 碘值高，双键多；碘值高，双键多； 碘值碘值，双键，双键，发生了氧化，发生了氧化4.4.活性氧法活性氧法(AOM)(AOM)5.5.史卡尔法史卡尔法6.6.仪器分析法仪器分析法二、油脂品质的其他评价方法二、油脂品质的其他评价方法1.1.酸价（酸价（AV) ) 中和中和1

25、g1g油脂中的游离脂肪酸所需油脂中的游离脂肪酸所需KOHKOH的的mgmg数。数。 新鲜油脂新鲜油脂 酸价小，酸价小， 贮藏期长，油脂酸败，酸价贮藏期长，油脂酸败，酸价 。2.皂化价皂化价 ( SV) 1g 油脂完全皂化所需油脂完全皂化所需 KOH 的的 mg 数。数。 皂化值高，熔点较低，易消化。皂化值高，熔点较低，易消化。3.3.二烯值二烯值 ( DV) 不饱和脂肪酸中共轭双键的多少不饱和脂肪酸中共轭双键的多少5.7 5.7 油脂加工的化学油脂加工的化学一、油脂的精炼一、油脂的精炼 1. 脱胶：脱胶： 脱磷脂脱磷脂 原因：原因：起泡、冒烟、臭味，呈焦褐色起泡、冒烟、臭味，呈焦褐色 原理：原

26、理：磷脂在无水状态下，溶于油，磷脂在无水状态下，溶于油， 与水形成水合物后，不溶于油。与水形成水合物后，不溶于油。2. 脱酸（碱炼）：脱酸（碱炼）： 游离脂肪酸游离脂肪酸: 碱中和碱中和3. 脱色：脱色： 吸附剂吸附剂 4. 脱臭：脱臭： 除异味物质。除异味物质。 减压蒸馏，并加柠檬酸减压蒸馏，并加柠檬酸二、油脂的分提二、油脂的分提 在一定温度下在一定温度下, ,利用油脂中各种三酰甘油的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。分步结晶，使不同的三酰甘油因分相而分离。1.1.干法分提干法分提 熔化油脂缓慢冷却熔化油脂缓慢冷却, ,较高熔点的三酰甘油析出。较高熔点的三酰甘油析出。 冬化：冬化：5.5 oC 脱蜡：脱蜡：1010oC2.2.溶剂分提溶剂分提 加入有机溶剂，冷却结晶。加入有机溶剂，冷却结晶。3.3.表面活性剂分提表面活性剂分提 三、油脂的的氢化三、油脂的的氢化 ( (硬化硬化) ) 在催化剂在催化剂(Ni,Pt)(Ni,Pt)、高温下，、高温下，酰基甘油上酰基甘油上 不饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸的双键与氢气发生加成反应，双