第三章油脂的组成及理化特性

第三章油脂组成及理化特性油脂定义和主要成分脂肪酸油脂次要成分油脂特殊成份脂肪酸和油脂物理特性脂肪酸和油脂化学性质油脂分析测定1油料科学原理1、油脂定义天然油脂主要成分是甘三酯天然油脂是混甘油三酯的混合物，mixtureofmixedtriglycerides，不是纯净物天然甘油三酯是异酸甘三酯，而非同酸甘三酯某种意义上，一种甘三酯可看成是另一种甘三酯的杂质/溶质加工者、消费者：含油物质，液态为油，固态为脂2油料科学原理油脂主要成分甘三酯≥95%类脂物1—5%皂化物脂肪酸甘一酯、甘二酯蜡甾醇酯磷脂不皂化物甾醇色素棉酚芝麻酚TriglycerolTriglyceride3油料科学原理脂肪酸在甘油分子上排列SPO天然油脂含多种脂肪酸，它们在甘油分子上的空间排布由酶指定4油料科学原理

有多少种排列就有多少种甘三酯

n（脂肪酸种数）234510A＝n3全部827641251000A’＝(n3＋n2)/2无光学异构6184075550A’’＝(n3＋3n2＋2n)/6无异构41020352205油料科学原理排列不同，油脂性质有显著差异6油料科学原理天然油脂中甘油三酯特点7油料科学原理天然油脂中甘油三酯特点在酶的指令下分步合成脂肪酸在甘油基1,2,3位上的分布有选择性1,3位并不相同Stereospecificnumberingsystem8油料科学原理DHA/EPA在2位猪油16:0易富集在2位亚油酸富集在2位芥酸在3位,2位几乎为零

9油料科学原理天然油脂来源主要来源于植物，占世界油脂总量70％，主要贮存于种子，也有些贮存于果实、果肉动物，内脏和皮下组织海产动物和鱼类哺乳动物，乳内动物油与植物油区别胆固醇乳脂10油料科学原理脂肪酸结构推测如以直线排列，硬脂酸碳链长度为1.54*17=26.2nm，三个碳原子中心距是3.08，而实际硬脂酸碳链长21.3nm，三个碳原子中心距2.52，即C-C-C键角约为109°脂肪酸有锯齿结构

2、脂肪酸11油料科学原理脂肪酸三种命名法IUPAC标准法/系统命名法羧基端开始链长/双键位置/构象速记法（生物化学中常用）末端甲基开始异戊二烯结构，一个双键决定其它双键位置脂肪酸生理活性、合成与双键距末端甲基碳远近有关通俗命名法Trivialnamesrefertothenaturalsourceortothephysicalappearanceoftheacid12油料科学原理常见脂肪酸800多种天然脂肪酸(乳脂中500种)13油料科学原理常见脂肪酸14油料科学原理

5,8,11,14-二十碳四烯酸，或20:4ω6或n－6

4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，DHA

，22:6ω3或n－315油料科学原理天然脂肪酸结构特点顺式多，反式少偶碳、直链多，奇、支、环少C16C18C20C22最常见，C2—C80特殊脂肪酸少，个别取代酸，烃基、酮基、环基、呋喃环2-6个双键多烯酸非共轭多，共轭少（一个亚甲基隔开）16油料科学原理顺式和反式脂肪酸

CisAndTransFattyAcids顺9–十八碳一烯酸(oleicacid)反9–十八碳一烯酸(elaidicacid)反油酸红外光谱法顺式3.3μm处吸收峰，反式10.3μm处17油料科学原理FattyacidTypesinOils18油料科学原理19油料科学原理必需脂肪酸n—6亚油酸(18:2)花生四烯酸AA(20:4)γ亚麻酸(18:3)n—3α亚麻酸(18:3)EPA(20:5)DPA(22:5)DHA(22:6)20油料科学原理（1）饱和酸the‘bad’fatstoraisebloodcholesterollevels21油料科学原理饱和脂肪酸月桂酸椰子油、棕榈仁油中50%棕榈酸占脂肪酸总量11％，棉籽油25%，棕榈油40%硬脂酸牛猪油30%，可可脂35%，含量越高，越难食用中碳链酸的特殊营养22油料科学原理（2）不饱和酸一烯酸the‘good’fatwhichcanlowerbloodcholesterollevel23油料科学原理C18:1油酸顺9-十八碳一烯酸，存在最广泛橄榄油﹑茶油等油酸性油脂80%花生油40-60%棕榈油40%动物油脂羊﹑牛30%，猪40%岩芹酸，顺6-十八碳一烯酸，双键不在C9位，可视为C18:1油酸的位置异构体24油料科学原理

C16:1棕榈油酸顺9-十六碳一烯酸一般植物油低于1%橄榄油1.6%大豆油1.2%奶油和乳脂2-6%海洋动物油脂10%以上C22:1芥酸顺13-二十二碳一烯酸

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOHMP33.5℃普通菜油20—60%高芥酸菜油25油料科学原理（3）不饱和酸多烯酸乌桕仁油中葵二酸，2，4-十碳二烯酸5-10%26油料科学原理亚油酸顺9，顺12—十八碳二烯酸，18：2（n–6）或18：2ω–6具有特殊生理功能，是人体必需脂肪酸主要存在于红花油、葵花籽油，70-85%，一般植物油40%，动物油脂10%有多种异构体，共轭亚油酸天然少见

‘inbetweenfat’whichhassomegoodandbadproperties27油料科学原理α—亚麻酸顺9，顺12,顺15—十八碳三烯酸ω3必需脂肪酸，18：3（n–3）或18：3ω–3主要存在干性油中，富含亚麻酸油脂是油漆重要原料苏籽油约63%，最高亚麻籽油45-60%大麻籽油45-40%一般植物油≤5%动物油脂≤1%马脂≥15%28油料科学原理γ—亚麻酸天然油脂中另一种重要非共轭三烯酸，顺6，顺9，顺12–十八碳三烯酸是α–亚麻酸位置异构体主要存在月见草种籽油，10%29油料科学原理桐酸共轭三烯酸的代表α—桐酸，天然桐酸，顺9，反11，反13—十八碳三烯酸，桐油中含量80%以上β—桐酸，反9，反11，反13—十八碳三烯酸，α—桐酸的异构物，天然桐油中含量极微α—桐酸易β化30油料科学原理花生四烯酸AA顺5，顺-8，顺-11，顺14-二十碳四烯酸CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH在海水动物鱼油中比较常见，陆上动物及植物油脂中较少是人体合成前列腺素的重要前体物质

31油料科学原理EPA5.8.11.14.17—二十碳五烯酸20:5（n-3）主要存在鳕鱼，1.4—9.5%DHA4.7.10.13.16.19—二十二碳六烯酸22:6（n-3）主要存在沙丁鱼，鳕鱼及鯡鱼

海洋动物油脂中，含有相当数量的4-6个双键的二十碳至二十四碳的脂肪酸，在生物代谢中起着重要的生理作用32油料科学原理（4）特殊脂肪酸1）支链脂肪酸(CH3)2CHCH2COOH，甲基位置ω2位及ω3位乳脂、牛脂、羊脂、海豚鱼油0.5-1%2）环戊烯酸

大风子酸即晁模酸，大风子种籽油大风子油酸，毒性很大，治麻风病，如加氢，毒性消失33油料科学原理3）环丙烯酸

棉籽、木棉籽油0.5-1.2%蛋鸡饲料25mg/日，蛋白呈粉红，PH值降低，不易保存加氢成环丙烷酸，对动物生理代谢无明显影响

锦葵酸34油料科学原理4）环氧酸与羟基酸环氧油酸，秋葵、锦葵籽油蓖麻酸，蓖麻油中90%

蓖麻油中有少量9，10-二羟基硬脂酸乳脂中含少量羟基酸，是风味物质（内脂）前体

35油料科学原理

5）酮基酸

巴西果酸，蔷薇科植物种籽油（奥的锡卡油），含量70-85%

36油料科学原理3、油脂次要成分简单脂质部分甘油脂MGDG甾醇脂蜡酯维生素A酯复杂脂质磷酸甘油酯糖基甘油二酯

(神经)鞘脂类衍生脂质

FFA

甾醇类胡萝卜素生育酚37油料科学原理简单脂质甾醇酯38油料科学原理39油料科学原理蜡酯

WAXESFattyacids+LongchainalcoholImportantinfruits:Naturalprotectivelayerinfruits,vegetables,etc.Addedinsomecasesforappearanceandprotection.40油料科学原理衍生脂质一

甾醇又称类固醇，动植物组织中都有动物甾醇胆固醇植物甾醇谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等胆固醇是动植物油脂的分水岭甾醇具有重要的生理功能，如类固醇激素，性激素等从油脂中提取甾醇，可用于合成医疗药品用于化妆品降胆固醇人造奶油

41油料科学原理孕醇酮孕二酮睾酮雄烯二酮→←→↓异雄酮雄酮→←雌酮雌二醇→←↓↑42油料科学原理3.5英镑/250克，6倍于普通人造奶油43油料科学原理植物甾醇44油料科学原理β—胡萝卜素

醇类胡萝卜素番茄红素叶黄素

衍生脂质二

类胡萝卜素45油料科学原理VitaminA

Retinol46油料科学原理色满

衍生脂质三

生育酚八种色满衍生物α，β，γ，δ生育酚α，β，γ，δ生育三烯酚主要存在于植物油，动物油脂少量侧链较长，淡黄色、无色油状液体，易溶于弱极性溶剂，难溶于乙醇及丙酮，不溶于水油脂抗氧化剂47油料科学原理48油料科学原理生理活性和抗氧化性生理活性，α最强，δ型无，α:β:γ=100:40:8抗氧化性，相反39℃α:β:γ:δ=1/1.3/1.8/2.755℃α:β:γ:δ=1/1.1/1.6/1.749油料科学原理磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）糖基甘油二脂鞘磷脂类脑苷脂类

复杂脂质50油料科学原理（1）磷酸甘油酯甘油+脂肪酸+磷酸盐+其它含氮基团51油料科学原理磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇氨磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇磷脂酰甘油双磷脂酰甘油磷酸缩醛磷脂溶血磷脂种类52油料科学原理卵磷脂1-棕榈酰-2-亚油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰胆碱53油料科学原理磷脂水解反应54油料科学原理油料中磷脂含量名称磷脂含量（%）名称磷脂含量（%）大豆1.20-3.20亚麻籽0.44-0.73棉籽仁1.80花生0.44-0.62油菜籽1.02-1.20蓖麻籽0.25-0.30向日葵籽0.60-0.34大麻籽0.8555油料科学原理磷脂性质易溶于氯仿、乙醇、石油醚、苯不溶于丙酮，将磷脂与简单脂质分开（丙酮不溶物）亲水亲油56油料科学原理磷脂性质—HLB值

HLB(Hydrophile—LipophileBalance)亲水亲油平衡值磷脂种类HLB范围磷脂种类HLB范围浓缩磷脂3～4酶改性磷脂8～9脱油磷脂(含PC22%)4～5乙酰化磷脂9～10脱油磷脂(含PC45%)6～7羟化磷脂10～1257油料科学原理

存在于细菌与动物组织内单半乳糖甘二酯二半乳糖甘二酯

（2）糖基甘油二脂58油料科学原理（3）神经或鞘磷脂59油料科学原理鞘磷脂60油料科学原理糖基神经酰胺

俗称脑甙脂，是葡萄糖、半乳糖或多聚糖通过配糖键与神经酰胺1—位相连成的化合物鞘氨醇+脂肪酸+糖61油料科学原理脂质结构总结62油料科学原理4、油脂特殊成份63油料科学原理棉酚黄色醛基邻位羟基活泼,有强酸性，具有酸、醛性质，十分活泼，银镜反应64油料科学原理硫代葡萄糖甙芥子甙葡萄糖异硫氰酸盐酸、碱条件下极不稳定，降解成腈、异硫氰酸酯、硫氰酸酯等小分子化合物，溶于水或挥发而除去65油料科学原理芝麻酚、芝麻酚林、芝麻素芝麻油不饱和酸含量很高，但非常稳定，与芝麻酚有关芝麻酚量少，强抗氧化芝麻酚林量较高，弱抗氧化性，酸性条件分解成芝麻酚66油料科学原理黄曲霉霉素一系列氧杂萘邻酮与呋喃的稠合物，B1毒性最强花生中10-15%转移入油中碱炼除去98%，为何？进一步脱色吸附处理降至1ppb以下

67油料科学原理酚类化合物

橄榄油含多种酚类68油料科学原理5、脂肪酸和油脂的物理特性熔点光学性质膨胀同质异晶

化学性质与物理性质的关系物质的化学组成、结构决定了物理性质，测定物理性质是研究物质结构的手段，往复循环，逐步深入69油料科学原理脂肪酸双分子缔合二个分子通过氢键形成双分子缔合（固、液、气）,通过氢键形成二聚体脂肪酸晶体呈油滑感原因沸点比相应的醇高70油料科学原理熔点油脂的熔化和凝固在很低温度下，油脂呈完全固体室湿下多数呈油态，又叫固态脂，是固体脂肪和液体油的混合物固脂中含液油，如海绵吸水一样，这时的脂肪具有塑性，叫塑性脂肪高于熔点以上，油脂呈完全液态71油料科学原理熔点Mp熔点：物质从固态转变为液态时的温度油脂熔点：以0.5℃/分加热水浴，油样完全变为澄清液态时的温度纯净物熔点＝凝固点混合物天然油脂无确定熔点，有一个熔化温度范围：熔程72油料科学原理熔点链长＞链短，链长者，排列比链短者紧密饱和＞不饱和反式＞顺式，氢化提高油的熔点共轭≈饱和＞非共轭混合酸＜理论平均熔点，共熔点油脂非纯净物，熔点≠凝固点，一般，凝固点＜熔点1～5℃73油料科学原理脂肪酸与甘油酯熔点74油料科学原理熔点测定AOCS法—毛细管熔点法以0.5℃/分加热水浴，油样完全变为澄清液态时的温度

75油料科学原理折光指数

refractiveindex定义：在一定波长、温度下，光在真空（空气）中速度和光在油中速度之比值与光波长成反比，以589.3nm（D线）钠黄光为标准，ntD与温度t成反比，温度系数0.00038/1℃油20℃，脂40℃、60℃，高熔点脂80℃76油料科学原理折光指数脂肪酸随碳链增长而增加，随不饱和度增加而增加共轭酸＞非共轭酸含氧酸＞非含氧取代酸甘油酯同酸甘油酯＞对应脂肪酸异酸甘油酯≌对应脂肪酸甘一酯＞同酸甘三酯77油料科学原理折光指数意义迅速了解油脂组成各天然油脂有特定的脂肪酸组成和甘三酯组分，折光指数一定推测新油源的油脂组成、双键数、不饱和酸类型78油料科学原理溶解度脂肪酸和甘油酯的极性分析脂肪酸和甘油酯均有非极性长链R，所以脂溶脂肪酸有极性羧基—COOH，故溶于极性溶剂甘油酯有弱极性酯基—COOR79油料科学原理溶解度分类在脂肪溶剂中的溶解在水中的溶解度在部分混溶溶剂中的溶解(介于1、2)80油料科学原理脂肪溶剂脂肪溶剂是弱极性有机溶剂烃和芳烃：（环）己烷、苯醇：正丁醇、异丙醇、无水乙醇乙醚乙酸甲酯丙酮四氯化碳二硫化碳三氯甲烷81油料科学原理脂肪溶剂与油脂完全混溶脂肪在该溶剂中清晰透明，但降温到一定程度，脂肪以晶体析出不同温度下，溶解度大不相同，比无机物、糖、氨基酸在水中溶解度随温度变化要大得多，因此选择脂肪溶剂要考虑溶解度，更要注意使用温度影响溶解度的因素：首先是不饱和度，其次是碳链长82油料科学原理应用例常温下饱和FA溶解，低温则结晶，据此可分离不饱和FA与饱和FA6号溶剂萃取油脂衣服的干洗83油料科学原理部分混溶溶剂部分混溶溶剂是极性较强的有机溶剂高温时，和油脂完全混溶，降至某一温度，溶液变浑浊而形成二液相，但无晶体析出（不同于脂肪溶剂）一相：溶剂中含少量油脂另一相：油脂中含少量溶剂甲醇、含水乙醇、含水丙酮、甲酸乙酯含水乙醇：调节水分，即可控制油脂在溶剂中的溶解度84油料科学原理部分混溶溶剂用途己烷与含水丙酮、含水乙醇，可萃取/精炼油脂，FFA、一酯等富集于醇相85油料科学原理脂肪酸、油脂与水互溶

脂肪酸的水溶性随碳链增长而降低，短链易溶，C12以上溶解度很小随不饱和度增大而增大水在脂肪酸、油脂中的溶解度随油脂中FFA、磷脂量的增加而增加？随温度升高而增加？水在FA中的溶解度，比FA在水中的溶解度大水在月桂酸中2.35%(43℃）月桂酸在水中0.0075%（45℃）分离高、低级脂肪酸86油料科学原理膨胀密度g/ml，比重比容ml/g热胀冷缩，固体变液体，容积增大；液油冷却、凝固，容积收缩87油料科学原理膨胀热膨胀由温度升高引起的膨胀thermalexpansion，熔化膨胀由相变化引起的膨胀meltingdilation油的热膨胀3倍于脂，熔化膨胀千余倍于热膨胀热膨胀是随温度变化而发生的体积变化，而熔胀在相变时发生，温度恒定脂热膨胀油热膨胀3倍于脂油＋脂热膨胀88油料科学原理杂质存在纯物质的膨胀液态热膨胀熔化膨胀固态热膨胀89油料科学原理油脂的膨胀塑性脂肪的比容随温度变化的曲线叫膨胀曲线90油料科学原理测油脂在某温度时的固体脂肪指数SFI（solidfatindex）设AB//FE，测得X为塑性脂中固脂的膨胀值，Y为该T下全熔化膨胀值，则SFI＝(X/Y)×100测塑性范围：Tf—Tb，起酥油，宽塑；可可脂，窄塑

膨胀曲线应用91