Chapter4食品化学

1、Chapter 4 Lipids脂质 本章提要重点： 油脂的同质多晶现象，油脂中常见乳化剂的乳化原理；油脂自动氧化的自由基反应历程的机理，酚类及类胡萝卜素的抗氧化机理；油脂加工的化学原理和方法；食品中脂肪含量的测定，脂肪过氧化值、酸价的测定。难点： 油脂自动氧化的自由基反应历程 Contents4.1 Introduction4.2 The Structure and Composition of Fat4.3 The Physical Properties of Fat4.4 The Chemical Properties of Fat4.5 Quality Evaluation of Fa

2、t and Oil4.6 Chemistry in Processing of Fat and Oil4.7 Complex Lipids and Derivative Lipids4.8 The Determination of Fats in Food4.9 Special Topic: Reactive Oxygen Species and Natural Antioxidants 4.1 概述概述 Introduction1.1. 脂质脂质 Lipids 脂质化合物种类脂质化合物种类繁多，结构各异，其繁多，结构各异，其中中95%95%左右的是脂肪左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪酸甘油酯，即

3、脂肪(fat)(fat)。lipidslipids共同特征共同特征u不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。有机溶剂。u大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。u都是由生物体产生，并能由生物体所利用（与都是由生物体产生，并能由生物体所利用（与矿物油不同）。矿物油不同）。例外：例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。 表表4-1 脂质的分类脂质的分类 主类主类 亚类亚类 组成组成 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%左右）左右）（si

4、mple 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 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+脂肪酸脂肪酸+碳水化合物碳水化合物 衍生脂质衍生脂质 （derivative lipids） 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2. 2. 分类分类 Classification简单脂质简单脂质

5、复合脂质复合脂质 衍生脂质衍生脂质u热量最高的营养素热量最高的营养素(39.58kJ/g) (39.58kJ/g) u提供必需脂肪酸提供必需脂肪酸u脂溶性维生素的载体脂溶性维生素的载体u提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能还具有造型功能 u赋予油炸食品香酥的风味，赋予油炸食品香酥的风味， 是传热介质是传热介质(1)(1)脂肪在食品中的功能脂肪在食品中的功能3. 脂质的功能脂质的功能 Function of Lipids(2) (2) 脂质在生物体中的功能脂质在生物体中的功能 是组成生物细胞是组成生物细胞不可缺少的物质，能不可缺少的物质，能量贮存

6、最紧凑的形式，量贮存最紧凑的形式，有有润滑、保护、保温润滑、保护、保温等功能。等功能。 4.2 脂肪的结构和组成 The Structure and Composition of Fat1. 脂肪的结构脂肪的结构 Structure of Fatsfat是是甘油与脂肪酸生成的一酯，二酯和三酯。甘油与脂肪酸生成的一酯，二酯和三酯。 CHCH2 2-OH CH-OH CH2 2OCOROCOR1 1 HO-C-H + 3 RiCOOH R HO-C-H + 3 RiCOOH R2 2OCOCH + 3 HOCOCH + 3 H2 2O O CH CH2 2-OH CH-OH CH2 2OCOROC

7、OR3 3 甘油甘油 脂肪酸脂肪酸 三酰基甘油三酰基甘油 Glycerol Triacylglycerols (TG)Glycerol Triacylglycerols (TG)R R1 1= R = R 2 2 = R = R 3 3，单纯甘油酯；，单纯甘油酯；Ri Ri 不完全相同时，混合甘油酯；不完全相同时，混合甘油酯；R R1 1RR3 3，C 2C 2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。2.命名命名 Nomenclature(1) Nomenclature of Fatty Acid(

8、 FA)系统命名法系统命名法CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 9-十八烯酸十八烯酸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： 18:0 18:1 18:2 18:3 位置CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHt-反式反式 俗名或普通名 英文缩写 （见下页表（见下页表） 表表4-2 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

9、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(Palmitoleic 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

10、) 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: 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

11、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 Concept 必需脂肪酸必需脂肪酸(Essential Fatty Acids, EFA) Essential fatty acids can not be synthesized by human body. They were obtained from food. They include linoleic aci

12、d and -linolenic acid. 脂肪酸摄入的健康比例脂肪酸摄入的健康比例 (1)WHO,FAO,(1)WHO,FAO,中国营养协会推荐中国营养协会推荐 1： 1： 1 510 : 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n-6脂肪酸n-3脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸(2) Nomenclature of Triacylglycerols（TG） SnSn命名法命名法（Stereospecific Numbering) Glycerolu碳原子编号自上而下为碳原子编号自上而下为1313uC2C2上的羟基写在左边上的羟基写在左边CH3(CH

13、2)7CH=CH(CH2)7COOCH|CH2OOC(CH2)14CH3CH2OOC(CH2)16CH3HO-C-H Sn-2|CH2-OH Sn-3|CH2-OH Sn-1甘油三酰基甘油CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOCH|CH2OOC(CH2)14CH3CH2OOC(CH2)16CH3HO-C-H Sn-2|CH2-OH Sn-3|CH2-OH Sn-1甘油三酰基甘油 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-Sn-1-棕榈酸棕榈酸-2-2-油酸油酸-3-3-硬脂酸甘油酯硬脂酸

14、甘油酯u乳脂乳脂 含短链脂肪酸含短链脂肪酸(C(C4 4 C C1212) )，少量，少量的支链、奇数碳的支链、奇数碳FAFA。u高等陆生动物脂高等陆生动物脂 含有较多的含有较多的P P和和StSt。链长以。链长以C C1818居居多。多。mpmp较高。较高。(1) (1) 动物脂中脂肪酸的分布动物脂中脂肪酸的分布 3. 天然油脂中脂肪酸的分布天然油脂中脂肪酸的分布 The Composition Distribution of Fatty Acids in Natural Fatsu水产动物油脂水产动物油脂 多为不饱和脂肪酸。多为不饱和脂肪酸。u两栖类、爬行类、鸟类和啮齿两栖类、爬行类、鸟类

15、和啮齿动物动物 FAFA的组成介于水产动物和陆产的组成介于水产动物和陆产高等动物之间。高等动物之间。(2) 植物油中脂肪酸的分布植物油中脂肪酸的分布u果仁油及种籽油中含有较果仁油及种籽油中含有较多的棕榈酸、油酸、亚多的棕榈酸、油酸、亚油油酸。酸。u后者还含有较多的亚麻酸。后者还含有较多的亚麻酸。u芥酸仅存在于十字花科植芥酸仅存在于十字花科植物种籽中。物种籽中。 4.3 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 The Physical Properties of Fatu纯脂肪无色、无味纯脂肪无色、无味u多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引起的。多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引起的。 芝麻油芝麻油 椰

16、子油椰子油 菜油菜油COCH3乙酰吡嗪C9H19CCH3OCH2 = CH - CH2 -C -S - 葡萄糖基NOSO2OK壬基甲酮黑芥子苷NN1. 气味和色泽气味和色泽 Smell and Colour 2. 熔点和沸点熔点和沸点 Melting Points and Boiling Pointsu没有敏锐的没有敏锐的mpmp和和bpbpump:mp: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umpmp最高在最高在40554055之间。碳链越长，饱和度之间。碳链越长，饱和度越高，则越高，则mpmp越高。越高。ump37mp96%96%。ubpbp：180200180200之

17、间，之间，bpbp随碳链增长而增高。随碳链增长而增高。脂脂 肪肪熔点熔点()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. 稠度稠度 ConsistencyThere are Liquid，crystals，Liquid crystals in fat and oil.Polymorphism （同质多晶）（同质多晶

18、） are crystalline phases of the same chemical composition that differ among themselves in structure but yield identical liquid phase upon melting.concept(1) Crystallization properties 未熔化未熔化 亚稳态亚稳态 稳定态稳定态 稳定态稳定态1 稳定态稳定态2 脂肪酸烃链中的最小重复单位是脂肪酸烃链中的最小重复单位是 (-CH2CH2-) 自发地自发地取决于温度取决于温度脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式脂肪的亚晶胞最常见

19、的堆积方式 正交正交( 型型) 三斜三斜( 型型) 六方六方( 型型) （2）正交）正交 （1）三斜）三斜 （3）六方）六方 Stability： 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Concept调温调温 利用结晶方式改变油脂的性质，使得到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，以增加油理想的同质多晶型和物理状态，以增加油脂的利用性和应用范围。脂的利用性和应用范围。Polymorphi

20、sm of Cocoa Fats -2 23.3 C -2 27.5 C -3V 33.8 C -3VI 36.2 Cthe best(2) Melting properties 熔化熔化热焓或膨胀熔化曲线热焓或膨胀熔化曲线u固体分数固体分数ab/acab/acu液体分数液体分数bc/acbc/acu固体脂肪指数固体脂肪指数(SFI)(SFI) Solid Fat Index: Solid Fat Index: 在一定温度下在一定温度下 固液比固液比ab/bcab/bc 油脂的塑性油脂的塑性在一定外力下，固体脂肪具有的抗变形的能在一定外力下，固体脂肪具有的抗变形的能力力。uSFI（Solid

21、Fat Index)）适当u脂肪的晶型 :型u熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大。Plastic Fats：u涂抹性涂抹性 u可塑性可塑性 u起酥作用起酥作用 u面团体积增加面团体积增加Concept: Concept: 起酥油起酥油( (Shortening) Shortening) 结构稳定的塑性油脂，在结构稳定的塑性油脂，在40 C不变软，不变软，在低温下不太硬，不易氧化。在低温下不太硬，不易氧化。(3) Liquid crystals 3 kinds亲水端亲水端 疏水端疏水端(4) Factors Influencing Consistencyu脂肪中固体脂比例u结晶粒度及晶种数量u液体的

22、粘度u处理温度u机械作用4. 4. 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂Emulsions and Emulsifiers油水油油水乳浊液 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)分散相分散相亲水端亲水端疏水端疏水端 乳化剂乳化剂 W/O 连续相连续相 O/Wu分层分层u絮凝絮凝u聚结聚结 絮凝和聚结示意图絮凝和聚结示意图 (1) Instability of Emulsions(2) Emulsification of Emulsifiersu减小两相间的界面张减小两相间的界面张力力u增大分散相之间的静增大分散相之间的静电斥力电斥力u增大连续相的粘度或增大连

23、续相的粘度或生成有弹性的厚膜生成有弹性的厚膜u微小的固体粉末的稳微小的固体粉末的稳定作用定作用u形成液晶相形成液晶相(3) Selection of Emulsifiersu亲水亲水- - 亲脂平衡亲脂平衡 (Hydrophilic-Lipophilic (Hydrophilic-Lipophilic Balance; HLB) Balance; HLB) uHLBHLB值具有代数加和性值具有代数加和性u通常混合乳化剂比具有相同通常混合乳化剂比具有相同HLBHLB值的单一乳值的单一乳化剂的乳化效果好。化剂的乳化效果好。HLB值值适用性适用性1.53消泡剂消泡剂3.56W/O型乳化剂型乳化剂79

24、湿润剂湿润剂818O/W型乳化剂型乳化剂1315洗涤剂洗涤剂1518溶化剂溶化剂表表4-5 HLB4-5 HLB值与适用性值与适用性(4) Emulsifiers in Foodu甘油酯及其衍生物甘油酯及其衍生物u蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯u山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物u丙二醇脂肪酸酯丙二醇脂肪酸酯u大豆大豆磷脂磷脂 R2COOCHCH2OCOR1CH2OPOR3OO 胶胶 团团磷磷脂脂双双层层u其它合成食品乳化剂其它合成食品乳化剂 4.3 脂肪的化学性质脂肪的化学性质 The Chemical Properties of Fat1 脂解脂解 Lipolysis Fats

25、 +H2O Free Fatty Acid Fats +H2O Saponification酸价酸价(Acid Value；AV) 中和中和1克油脂中游离克油脂中游离FA所需的所需的KOH毫克数。毫克数。 AVCupbCu黄铜黄铜SnZnFeAlSnZnFeAl不锈钢不锈钢AgAg 血红素、酶促氧化的酶均是助氧化剂血红素、酶促氧化的酶均是助氧化剂。Light & rayAntioxidants 能延缓和减慢油脂能延缓和减慢油脂V V氧化氧化的物质。的物质。 (7) Antioxidants Natural Antioxidants Synthetic AntioxidantsAntio

26、xidation mechanismu自由基清除剂自由基清除剂u1 1O O2 2淬灭剂淬灭剂u金属螯合剂金属螯合剂u氧清除剂氧清除剂uROOHROOH分解剂分解剂u酶抑制剂酶抑制剂u酶抗氧化剂酶抗氧化剂 u紫外线吸收剂紫外线吸收剂A.A.自由基清除剂自由基清除剂 ( (氢供体氢供体) ) 酚类酚类 (AH2)u氢供体，可清除自由基。酚羟基越多，抗氧化氢供体，可清除自由基。酚羟基越多，抗氧化能力越强。能力越强。u 生成比较稳定的自由基生成比较稳定的自由基OH+ROO. .ROOHO.+O. .O. .OHOHOHOH 酚羟基邻位有叔丁基，空间位阻阻酚羟基邻位有叔丁基，空间位阻阻 碍了碍了O O

27、2 2的进攻。的进攻。 B. B. 金属螯合剂金属螯合剂 C. C. 氧清除剂氧清除剂 ROO + AH2 ROOH + AH ROO + AH ROOH + A AH + AH A + AH2 D. D. 1 1O O2 2淬灭剂淬灭剂 1 1O O2 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Carotinoids also can act as scavengers for radicals.E. ROOHE. ROOH分解剂分解剂 ROOH ROH R 2S+ROOH R 2S = O+ ROH R 2S=O+ROOH R 2SO2+

28、ROHSOD过氧化氢酶过氧化氢酶2 H2O2 2 H2O + 3O22O2- + 2H+ 3O2 + H2O2F. F. 酶抗氧化剂酶抗氧化剂 几种抗氧化剂之间产生协同效应，其效果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。好于单独使用一种抗氧化剂。 增效机理增效机理 酚类酚类+ +螯合剂螯合剂 酚类酚类+ +酚类酚类 G.G.增效剂增效剂 (Synergim)(Synergim)常用的抗氧化剂常用的抗氧化剂A. Natural Antioxidantsu酚类：生育酚、芝麻酚等酚类：生育酚、芝麻酚等u类胡萝卜素等类胡萝卜素等u氨基酸和肽类氨基酸和肽类u酶类：谷胱甘肽酶、酶类：

29、谷胱甘肽酶、SODSOD酶酶u其它：抗坏血酸其它：抗坏血酸a. Tocopherolsa. Tocopherols（生育酚）（生育酚）OR1HOR2R3CH3CH3CH3CH3CH3 R1R2R3CH3CH3CH3CH3HCH3HCH3CH3HHCH3抗氧化活性抗氧化活性: : 耐热、耐光耐热、耐光和安全性高，和安全性高，可用在油炸可用在油炸油中。油中。b. b. 茶多酚茶多酚 (Tea Polyphenols)(Tea Polyphenols) 包括包括EGCG,EGC,ECG,ECEGCG,EGC,ECG,EC。EGCGEGCG最有效。最有效。c. L-c. L-抗坏血酸抗坏血酸(L-As

30、corbic Acid)(L-Ascorbic Acid) 水溶性抗氧化剂水溶性抗氧化剂 清除氧清除氧 有螯合剂的作用有螯合剂的作用 还原某些氧化产物还原某些氧化产物 保护巯基保护巯基-SH-SH不被氧化不被氧化B. Synthetic AntioxidantsOHC(CH3)3OCH3OHC(CH3)3OCH3OHC(CH3)3CH3(CH3)3C3-叔丁基茴香醚叔丁基茴香醚 2-叔丁基茴香醚叔丁基茴香醚 2,6-二叔丁基对甲基苯二叔丁基对甲基苯 (3-BHA) (2-BHA) (BHT)OHCOOC3H7OHC(CH3)3OHCOC3H7OHOHOHOHHO没食子酸丙酯没食子酸丙酯 2,6

31、-二叔丁基二叔丁基.对苯二酚对苯二酚 2,4,5-三羟基苯丁酮三羟基苯丁酮 (PG) (TBHQ) (THBP) a. BHA 脂溶性、耐热、遇脂溶性、耐热、遇M Mn+n+不着色、能抗微生物；不着色、能抗微生物；有酚的气味，有酚的气味，BHABHA有一定的毒性。有一定的毒性。b. BHT 无无BHABHA那种异味，价廉，抗氧化能力强。那种异味，价廉，抗氧化能力强。c. PG 抗氧化性能优于抗氧化性能优于BHTBHT和和BHABHA；但口感不好，遇；但口感不好，遇金属离子着色。金属离子着色。d.D-d.D-异抗坏血酸及其钠盐异抗坏血酸及其钠盐 A. A. 抗氧化剂应尽早加入抗氧化剂应尽早加入B

32、. B. 使用要注意剂量使用要注意剂量不能超出其安全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。有些抗氧化剂，用量不合适会促氧化。C. C. 选择抗氧化剂应注意溶解性选择抗氧化剂应注意溶解性D. D. 常将几种抗氧化剂合用常将几种抗氧化剂合用抗氧化剂使用的注意事项抗氧化剂使用的注意事项 Antioxidation and Prooxidation Antioxidation and Prooxidation （促氧化）（促氧化） 有些抗氧化有些抗氧化剂用量与抗氧剂用量与抗氧化性能并不完化性能并不完全是正相关关全是正相关关系，有时用量系，有时用量不当，反而起不当，反而起到促氧化作用。

33、到促氧化作用。Do you Do you know these?know these?A. A. 低浓度酚可清除自由基低浓度酚可清除自由基ROO + AH2 ROOH + AH （清除（清除ROO ）ROO + AH ROOH + A （氧化）（氧化）AH + AH AA （偶合）（偶合）AH + AH AH2 + A （歧化）（歧化）ROO + AH ROOAB. B. 高浓度酚有促氧化作用高浓度酚有促氧化作用 ROOH + AH ROO +AH2 - -、 - -生育酚有促氧化现象生育酚有促氧化现象C.C.低浓度低浓度Vc (10Vc (10-5-5mol/L) mol/L) 促氧化。促氧

34、化。D. D. - -胡萝卜素胡萝卜素 浓度为浓度为5 5 1010-5-5mol/Lmol/L时，抗氧化性最强；时，抗氧化性最强； 若浓度更高，则促氧化。若浓度更高，则促氧化。 低氧压时低氧压时(P(PO2O2 150mmHg) 150mmHg)，抗氧化，抗氧化; ; 高氧压时促氧化。高氧压时促氧化。 （8 8）过氧化脂质的危害）过氧化脂质的危害u导致机体损伤；导致机体损伤；u导致食品的外观、质地、营养质量及风味变劣，导致食品的外观、质地、营养质量及风味变劣，会产生致突变的物质。会产生致突变的物质。Lipid PeroxidesLipid Peroxides几乎能和食品中的任何成分几乎能和食

35、品中的任何成分反应，使食品品质降低。反应，使食品品质降低。RO + PH P + ROH 2 P P-P OOOOHP-NNH-P2PNH2 ROOH 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DNADNA和细胞结构。和细胞结构。 脂质在常温及高温下氧化均有有害物产脂质在常温及高温下氧化均有有害物产生。生。 热分解、热聚合、缩合、水解、热分解、热聚合、缩合、水解、 氧化反氧化反应等。油脂经长时间加热，粘度应等。油脂经长时间加热，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氧化热解氧化热解

36、非氧化热解非氧化热解3. 3. 油脂在高温下的化学反应油脂在高温下的化学反应The Chemical Reaction of Fat and Oil The Chemical Reaction of Fat and Oil in High temperatruein High temperatrue饱和脂肪饱和脂肪 非氧化热解非氧化热解CH2OOCRCHOOCRCH2OOCRCHOCH2CH2OOCROOCHOCH2CH2OOCRCH2CHOOOO+ R - C - O - C - RR - CO O H+ CH酸烯 醛 R - C - O - C - R R - C -R+CO2酮 R2OC

37、-C-C-R1OOR2OC-C-C-R1OOOHR2OC C C R1OCn-3烷烃Cn-2烷醛Cn-1甲基酮O. . 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；此外还有二主要生成一些低分子量的物质；此外还有二 聚体。聚体。 氧化热解氧化热解 与低温下的与低温下的AutoxidationAutoxidation类似，但类似，但ROOHROOH的分解的分解 速率更快。速率更快。(2) (2) 热聚合热聚合 非氧化热聚合非氧化热聚合 氧化热聚合氧化热聚合 聚合反应导致油脂粘度增大，泡沫增多。聚合反应导致油脂粘度增大，泡沫增多。R1R2R3R4R1R2

38、R4R3+RRRRC H2O O C (C H2)xC H O O C (C H2)xC H2O O C (C H2)yC H3C H2O O C (C H2)xC H O O C (C H2)xC H2O O C (C H2)yC H3 非氧化热聚合非氧化热聚合 Diels-AlderDiels-Alder反应反应 氧化热聚合氧化热聚合如如: :二聚体二聚体CH2OOCR1CHOOCR2CH2OOC(CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3CH2OOC(CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3CHOOCR2CH2OOCR1X = OH或

39、环氧化合物OXXOXX(3) (3) 缩合缩合CH2OOCRCHOOCRCH2OOCR+ H2OCH2OOCRCHOOCRCH2OH+ RCOOHCH2OOCRCHOOCRCH2OH-H2OCH2OOCRCHOOCRCHOOCRCH2OOCRHCHCO2小结小结u油炸食品中香气油炸食品中香气的形成与油脂在的形成与油脂在高高 温下的某些温下的某些反应有关。反应有关。u油脂在高温下过油脂在高温下过度反应，则是十度反应，则是十分分 不利的。加不利的。加工中宜控制工中宜控制t150tmp StStSt + OOO (50%) (50%)NaOCH3 StStSt StOSt OStSt StOO OS

40、tO OOO (12.5%) (12.5%) (25%) (25%) (12.5%) (12.5%) U3 + NaOCH3 U2ONa + U-CH3 S3+U2ONa SU2+S2ONaDirected InteresterificationDirected InteresterificationRearrangement can be selectively controlled during Interesterification. TmpOStONaOCH3OOO(33.3%)(66.7%)StStSt 酯交换前随机酯交换定向酯交换熔点(C)414752 三酰甘油的摩尔百分数(mol

41、/%)S371332S2U *493813SU2383731U361224表表4-8 4-8 部分氢化棕榈油酯交换前后熔点及脂肪酸分布变化部分氢化棕榈油酯交换前后熔点及脂肪酸分布变化*S表示饱和表示饱和(Saturated)脂肪酸脂肪酸 U表示不饱和表示不饱和(Unsaturated)脂肪酸脂肪酸 4.7 4.7 复合脂质和衍生脂质复合脂质和衍生脂质Complex Lipids and Derivative Lipids 卵磷脂卵磷脂 LecithinLecithin磷脂磷脂 甘油磷脂甘油磷脂(glycerol phospholipids)(glycerol phospholipids) 非甘

42、油磷脂非甘油磷脂 卵磷脂属甘油磷脂卵磷脂属甘油磷脂磷脂的結構式磷脂的結構式 磷脂的立體模型磷脂的立體模型 磷脂符號磷脂符號非甘油磷脂非甘油磷脂 R2COOCHCH2OCOR1CH2OPOR3OOR1为饱和脂肪酸为饱和脂肪酸， R2为不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸 R3= -H为磷脂酸为磷脂酸 (phosphatidic acid,PA)R3= -CH2CH2N+(CH3)3 为磷脂酰胆碱为磷脂酰胆碱 (phosphatidyl choline, PC) R3= - CH2CH2NH2 为磷脂酰乙醇胺为磷脂酰乙醇胺 (phosphatidyl ethanolamine, PE ) Lecithinu

43、构成生物膜的成分构成生物膜的成分u参与脂肪的代谢参与脂肪的代谢u具有健脑、增强记忆力的作用具有健脑、增强记忆力的作用u作乳化剂作乳化剂u作抗氧化剂作抗氧化剂2. 胆固醇胆固醇 Cholesterolu植物固醇：植物固醇： ergosterol ergosterol 麦角固醇麦角固醇 豆固醇豆固醇 谷固醇谷固醇u动物固醇：动物固醇： 胆固醇胆固醇Structure以环戊烷多氢菲为骨架的物质，以环戊烷多氢菲为骨架的物质，称为称为类固醇（类固醇（SteroidsSteroids）Cholesterolu细胞膜的组成成分之一，是合成性激素和细胞膜的组成成分之一，是合成性激素和肾上腺素的原料。肾上腺素的

44、原料。u可在胆道中沉积为胆结石，在血管壁上沉可在胆道中沉积为胆结石，在血管壁上沉积引起动脉硬化。积引起动脉硬化。u胆固醇在食品加工中几乎不被破坏。胆固醇在食品加工中几乎不被破坏。u高血清胆固醇是引起心血管疾病的危险因高血清胆固醇是引起心血管疾病的危险因素。素。 表表4-9 4-9 一些食品中的胆固醇含量一些食品中的胆固醇含量 食食 品品 小牛脑小牛脑 蛋黄蛋黄 猪肾猪肾 猪肝猪肝含量（含量（mg/100g） 2000 1010 410 340 食食 品品 黄油黄油 猪肉（瘦）猪肉（瘦） 牛肉（瘦）牛肉（瘦） 鱼（比目鱼）鱼（比目鱼） 含含 量量 240 70 60 50脂肪替代物（简介）脂肪替

45、代物（简介）u脂肪替代品脂肪替代品以脂质和合成脂肪酸酯为基质以脂质和合成脂肪酸酯为基质u脂肪模拟品脂肪模拟品以蛋白质和碳水化合物为基质以蛋白质和碳水化合物为基质 4.8 食品中脂肪含量的测定食品中脂肪含量的测定Determination of Fat in Food 索氏提取法测定粗脂肪索氏提取法测定粗脂肪 Extraction of Crude Fat by Soxhlet Method (1) Principle ethyl ether or petroleum etherextractionextractiondistillcrude fat粗脂肪中还含有磷脂、色素、蜡质、挥发油等。粗脂

46、肪中还含有磷脂、色素、蜡质、挥发油等。(2) Points for attentionu此法测得的是游此法测得的是游离脂肪，不宜测离脂肪，不宜测液体样品。液体样品。u使用乙醚或石油使用乙醚或石油醚时，切忌明火醚时，切忌明火加热。加热。u纸或小烧瓶应先纸或小烧瓶应先恒重。恒重。u无水乙醚溶解脂肪无水乙醚溶解脂肪的能力强；石油醚的能力强；石油醚允许样品含微量水允许样品含微量水份。份。u纸包要扎紧，纸筒纸包要扎紧，纸筒的高度须低于虹吸的高度须低于虹吸管上端弯曲部位。管上端弯曲部位。u水浴温度宜控制在水浴温度宜控制在50(50(乙醚乙醚) )左右，左右，虹吸次数适中。虹吸次数适中。u提取物在烘箱中烘提

47、取物在烘箱中烘干时，时间不宜太干时，时间不宜太长。长。2. 2. 酸性乙醚提取法酸性乙醚提取法 Extraction of Crude Fat by Ethyl Ether in Acid(1)Principles试样试样+盐酸盐酸+水水 脂肪游离出来脂肪游离出来 加热水解加热水解水解物水解物+乙醇乙醇+乙醚乙醚+石油醚石油醚 脂肪脂肪提取提取 回收溶剂，烘干，称重。回收溶剂，烘干，称重。(2) Points for attentionu乙醇：乙醇：沉淀沉淀protein,protein,防乳化，促脂肪球聚集防乳化，促脂肪球聚集，溶溶解碳水化合物等。解碳水化合物等。u石油醚：石油醚：降低乙醇在

48、乙醚中的溶解度，使乙醇溶降低乙醇在乙醚中的溶解度，使乙醇溶解物留在水相，使分层清晰。解物留在水相，使分层清晰。u此法可测结合脂、液体样、不易烘干的样品，但此法可测结合脂、液体样、不易烘干的样品，但不宜测含磷脂高及含糖量高的样品（如：不宜测含磷脂高及含糖量高的样品（如：鱼、贝鱼、贝类、蛋品类、蛋品等）。等）。(1)Principles(1)Principles 试样试样+乙醇乙醇+氨水氨水 脂肪游离出来脂肪游离出来水解水解水解物水解物+乙醇乙醇+乙醚乙醚+石油醚石油醚 脂肪脂肪提取提取 回收溶剂，烘干，称重。回收溶剂，烘干，称重。氨水：氨水：破坏乳的胶体性状及脂肪球膜，使脂破坏乳的胶体性状及脂肪

49、球膜，使脂肪游离出来。肪游离出来。3. 3. 碱性乙醚提取法碱性乙醚提取法 E Extraction of Crude Fat by Ethyl Ether in Alkali(2)Points for attentionu适合测乳脂，是国际标准适合测乳脂，是国际标准方法。不能直接用乙醚、方法。不能直接用乙醚、石油醚提取，需先破坏脂石油醚提取，需先破坏脂肪球外有一层酪蛋白钙盐肪球外有一层酪蛋白钙盐膜。膜。u对于结块的样品的测定，对于结块的样品的测定，结果会偏低。结果会偏低。u加乙醇加乙醇和石油醚的作用前和石油醚的作用前已叙及。已叙及。4. 4. 氯仿氯仿- -甲醇提取法甲醇提取法 E Extr

50、action of Crude Fat by Chloroform-Methanol(1) Principles(1) Principles试样试样 结合脂结合脂+游离脂游离脂 除去非脂除去非脂氯仿氯仿- -甲醇甲醇过滤过滤回收溶剂回收溶剂,残留物残留物+石油醚石油醚 萃取物萃取物萃取萃取蒸馏蒸馏除去石油醚，称重定量。除去石油醚，称重定量。(2) Points for attentionu适合于测定含结合脂尤其是磷脂含适合于测定含结合脂尤其是磷脂含量高的样品。如：鱼、贝类、肉、量高的样品。如：鱼、贝类、肉、蛋和禽、大豆。蛋和禽、大豆。u对于干燥样品的测定，需加入一定对于干燥样品的测定，需加入一

51、定量的水使组织膨润。量的水使组织膨润。5. 5. 巴布科克法和盖勃法巴布科克法和盖勃法 (Babcock Method and Gerber Method)(1) Principles(1) Principles乳制品乳制品+浓硫酸浓硫酸 溶解非脂成分、破坏蛋白膜溶解非脂成分、破坏蛋白膜及乳浊液及乳浊液 水、脂分层水、脂分层加热离心加热离心 从乳脂瓶（计）上直接读取脂层的体积，根从乳脂瓶（计）上直接读取脂层的体积，根据比重便可知乳脂的含量。据比重便可知乳脂的含量。(2) Points for attentionu浓硫酸的浓度要严浓硫酸的浓度要严格遵守规定的要求格遵守规定的要求u硫酸除上述作用外

52、，硫酸除上述作用外，还可增加水层的密还可增加水层的密度，使脂层易浮出度，使脂层易浮出水面。水面。4.9 专题华中农业大学食科学院食品化学系研究成果介绍（2 2）活性氧自由基的化学性质）活性氧自由基的化学性质芳香族化合物 亲核性化合物脂类-CH = CH-CH2-Fe2+，Cu2+RSH，RSR 脂肪族化合物-CH2-CH2-一氨基一羟基CH2NH2 - CH2OH阴离子SeO33-，Br2-，CO32-（DNA）胸腺嘧啶OHOH（3 3）活性氧自由基的检测）活性氧自由基的检测 超氧阴离子自超氧阴离子自由基的检测法由基的检测法 电子自旋共振（电子自旋共振（ESRESR） 化学发光法化学发光法 分

53、光光度法分光光度法 OH的检测的检测 uESRESR法；法；DMPODMPO与与OH OH u利用利用FentonFenton反应产生反应产生OH OH u利用利用2-2-脱氧脱氧- -D-D-核糖（核糖（DRDR）体系产生体系产生OHOHu利用气相色谱法来检测利用气相色谱法来检测OHOH OH+HCOCH2SCH4 C2H4+1/2(CH2S)2+HCOOHOH+(CH3)2SO (CH3)2S CH3+CH3SO2HCH+RH RH+CH3 CH4+R（4）生物体内的活性氧自由基 O2-的产生的产生 u非酶反应非酶反应 u酶反应产生酶反应产生O2 黄嘌呤黄嘌呤+H2O+O2 黄嘌呤氧化酶黄

54、嘌呤氧化酶 尿酸尿酸+2H+ O2- 辅 酶辅 酶 Q （ U Q H2） 细 胞 素细 胞 素 C ( 氧 化 型氧 化 型 ) UQH+H+ UQH 自氧化自氧化 O2-ARNO2 NADPH-硝基还原酶硝基还原酶 ARN O2- ARN O2-+O2 ARNO2+ O2- 维他命维他命K3 NADPH-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶 K3- K3- +O2 O2- 羟基自由基（羟基自由基（OH）的产生的产生 活性氧自由基在体内的生成活性氧自由基在体内的生成机体对活性氧自由基的利用机体对活性氧自由基的利用 u体内有些重要物质的生物合成需要活性氧参加体内有些重要物质的生物合成需要活性氧参加

55、u活性氧在机体的防御体系中具有重要作用活性氧在机体的防御体系中具有重要作用u在体内解毒过程中，也需要有活性氧参加在体内解毒过程中，也需要有活性氧参加 活性氧自由基对机制的损伤活性氧自由基对机制的损伤 u自由基对细胞膜的损伤自由基对细胞膜的损伤 u自由基对线粒体的损伤自由基对线粒体的损伤u自由基对蛋白质的损伤自由基对蛋白质的损伤u自由基对自由基对DNADNA的损伤的损伤 u水溶液体系水溶液体系 u光照体系光照体系 u酶体系酶体系 u细胞体系细胞体系 u组织体系组织体系 2.天然抗氧化剂 Natural Antioxidants （1 1）天然抗氧化剂的筛选和研究天然抗氧化剂的筛选和研究(2)(2

56、)几种天然抗氧化剂的作用机理几种天然抗氧化剂的作用机理 食品化学系研究成果介绍食品化学系研究成果介绍银杏黄酮银杏黄酮表3-1 EGb761对超氧阴离子自由基和羟基自由基化学发光的影响作用。 EGd 761 （mg/ml） N X/XO Fe/H2O2 0 5 103.505.87 192.408.60 0.01 5 13.041.28* 15.860.47* 0.02 5 7.580.25* 11.020.81* 0.05 5 1.840.21* 4.780.23* * 与对照相比，P0.001 A.EGbA.EGb对对OHOH 和和O O2 2- -的清除作用的清除作用的清除作用的清除作用B

57、.EGb761B.EGb761对氧自由基损伤脑神经细胞对氧自由基损伤脑神经细胞膜流变性改变的保护作用膜流变性改变的保护作用 C.EGb761C.EGb761对对OHOH损伤脑神经细胞的保护作用损伤脑神经细胞的保护作用 D. EGb761D. EGb761对离体缺血再灌注心肌的保护作用对离体缺血再灌注心肌的保护作用 茶多酚茶多酚 u茶多酚几种主要儿茶素的结构式为茶多酚几种主要儿茶素的结构式为 A.A.茶多酚对多形核白细胞呼吸爆发茶多酚对多形核白细胞呼吸爆发产生氧自由基的清除作用产生氧自由基的清除作用 （2）茶多酚对超氧阴离子自由基的清除作用 PBS VintC VitE F6 GTP RA CU

58、R E 0 96 23 74 72 23 17 0 6.4 6.1 7.4 4. 5.1 5.5 （3）茶多酚对心肌缺血再灌注产生的氧自由基的清除作用 分 组 氧自由基（g=2.03） 半醌自由基（2.0045） 正常组 0.350.03 3.79 缺血组 0.200.04 3.34 缺血再灌注组 1.010.29 3.34 缺血再灌注+GTP组 0 0. .1 10 00 0. .0 01 1 3.98 缺血再灌注+Fe+H2O2 0.750.10 3.85 缺血再灌注+X/XO 0.900.15 3.16 BBCCD. EGCGD. EGCG、ECGECG、EGCEGC和和ECEC对脑突触

59、体脂对脑突触体脂质过氧化损伤的保护作用质过氧化损伤的保护作用uEGCG、ECG、EGC、EC的的IC50分别为分别为0.1mol/L，0.19mol/L，0.24mol/L，0.351mol/L E.E.茶多酚单体对脑突触作脂质过氧化产生茶多酚单体对脑突触作脂质过氧化产生的脂质自由基的清除作用的脂质自由基的清除作用 u ECG、EGCG、EC和和EGC IC50分别为分别为7.31g/ml，14.9g/ml，22.14g/ml，59.28g/ml 图4-4F.茶多酚单体与自由基反应的活性位点茶多酚单体与自由基反应的活性位点 a.EGCG与氧自由基的反应过程和活性位点为与氧自由基的反应过程和活性

60、位点为 b.ECG与氧自由基的反应过程和活性位点为与氧自由基的反应过程和活性位点为 c. EGCc. EGC与氧自由基的反应过程和活性位点为与氧自由基的反应过程和活性位点为 d. EC与氧自由基的反应过程和活性位点为与氧自由基的反应过程和活性位点为 原花青素（原花青素（PCPC）A. A. 原花青素结构原花青素结构 表 5-1 不同浓度 LSPC 对猪油体系 POV 的影响 Table5-1 The effect of different concentrations of LSPCon the POV of lard oil system sample Concentration (mmol/kg)