化工脂类应用

化工脂类应用化工脂类应用第1页2.1概述

一、脂类特征

脂类是生物细胞和组织中不溶于水，而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂主要有机化合物。

脂类共同特征：①不溶于水而易溶于乙醚等非极性有机溶剂；②都含有酯结构，或与脂肪酸有成酯可能；③都是生物体产生，并能为生物体所利用化工脂类应用第2页脂肪细胞化工脂类应用第3页二、脂类分类化工脂类应用第4页三、脂肪化学组成与种类从化学结构上看，脂肪是由甘油和脂肪酸结合成酯，即甘油三个羟基和三个脂肪酸分子羧基脱水缩合而成酯，学名为三酰甘油，也称为真脂或中性脂肪。脂肪结构化工脂类应用第5页

若组成三酰甘油三个羟基相同，则称为单纯甘油酯，不然称为混和甘油酯。天然脂肪中单纯甘油酯极少，只有少数脂肪例外。

油：常温下，含不饱和脂肪酸多植物脂肪，液态

脂：常温下，含饱和脂肪酸多动物脂肪，固态二者均以其起源名称命名。如：豆油、菜籽油、猪脂、牛脂等。化工脂类应用第6页甘油：学名叫丙三醇，是最简单一个三元醇，它是各种脂类固定组成成份。化工脂类应用第7页脂肪酸：组成脂肪脂肪酸种类繁多，脂肪性质取决于脂肪酸种类及其在三酰甘油中含量和百分比。化工脂类应用第8页长链、中链、短链脂肪酸化工脂类应用第9页反式脂肪酸化工脂类应用第10页

反式脂肪酸概念：物油加氢可将顺式不饱和脂肪酸转变成室温下更稳定固态反式脂肪酸。

应用：利用这个过程生产人造黄油，也利用这个过程增加产品货架期和稳定食品风味。化工脂类应用第11页1.脂肪中脂肪酸种类

脂肪中脂肪酸可分为：

饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸摄入过多，会引发身体内胆固醇增高、血压高、冠心病、糖尿病、肥胖症等疾病轻易发生；

多不饱和脂肪酸能够降低血脂，预防血液凝聚。当这三种脂肪酸吸收量到达1∶1∶1百分比时，营养才能到达均衡，身体才能更健康。化工脂类应用第12页2.各类生物脂肪中脂肪酸组成特点

陆地上植物

脂肪中多数为C16～C18脂肪酸，尤以C18脂肪酸最多。其中，植物中主要脂肪酸是软脂酸、油酸，并往往含有亚油酸。种子中普通以软脂酸、油酸、亚油酸及（或）亚麻酸为主要脂肪酸。

高等陆生动物

脂肪中脂肪酸主要是软脂酸、油酸，并往往含有硬脂酸。许多动物（尤其是反刍动物）乳中含有相当多短链脂肪酸（C4～C10）。化工脂类应用第13页

油脂不但能够增加制品风味，改进了结构、外形和色泽，提升营养价值，而且还为油炸类糕点提供了加热介质。油脂能覆盖于面粉周围并形成油膜，增加面团塑性。油脂能层层分布在面团中，起着润滑作用，使面包、糕点、饼干产生层次，口感酥松，入口易化，并含有调整面筋胀润度、提升面团可塑性作用。四、油脂在食品加工中应用化工脂类应用第14页

在油脂原料选择方面，起酥性、稳定性、吸收率三者之间存在较大矛盾。

猪油和奶油：起酥性好，吸收率高；但稳定性较差。

植物油：吸收率高达98%；但起酥性差，其稳定性除了椰子油和棕榈油有较高稳定性外，其余几乎都不耐贮藏。

氢化油：起酥性和稳定性均好；但吸收率很低。生产中经常使用抗氧化剂抑制油脂酸败。化工脂类应用第15页五类脂（一）磷脂

磷脂是分子中含有磷酸复合脂，因分子中含有磷酸根而得名。磷脂按其组成中醇基个别种类可分为甘油磷脂和非甘油磷脂两类。磷脂结构化工脂类应用第16页

所含甘油第3个羟基被磷酸酯化，而其它两个羟基被脂肪酸酯化。1.甘油磷脂不一样类型甘油磷脂化工脂类应用第17页（1）卵磷脂（PC）

卵磷脂使由磷脂酸与胆碱结合而成。磷脂酸及胆碱在卵磷脂分子中位置不一样可分为α-及β-两种结构，天然卵磷脂都是成α-型。卵磷脂分子模型化工脂类应用第18页

脑磷脂常与卵磷脂共存于组织中，以脑组织含量最多，约占脑干物质重4%～6％。

脑磷脂与卵磷脂结构相同，只是以氨基乙醇代替了胆碱。脑磷脂一样是双亲性物质，但因为分布相对较少，极少用作乳化剂。脑磷脂与血液凝固机制相关，可加速血液凝固。（2）脑磷脂（PE）化工脂类应用第19页（3）肌醇磷脂（PI）

肌醇磷脂是从组织所含脑磷脂粗制品中分离出来，分子中肌醇与磷酸成脂。化工脂类应用第20页2.非甘油磷脂

非甘油磷脂只有一类，即神经鞘磷脂，由神经鞘氨基醇、脂肪酸、磷酸即胆碱组成，主要存在于脑及神经组织中。化工脂类应用第21页（二）固醇

固醇：脂类中不被皂化，常温下呈固态一大类化合物。固醇化合物广泛分布于动植物体中，有游离固醇和固醇酯两种形式。动物固醇以胆固醇为代表，植物固醇以麦角固醇为代表。化工脂类应用第22页

胆固醇以游离形式或以脂肪酸酯形式存在，分布于动物血液、脂肪、脑、神经组织和卵黄中。1.胆固醇胆固醇化学式示意化工脂类应用第23页

胆固醇是维持人体生理功效不可缺乏物质，它是组成细胞膜主要成份。胆固醇作为胆汁组成成份，经胆道排入肠腔，可帮助脂类消化和吸收。胆固醇衍生物7-脱氢胆固醇经太阳光中紫外线照射后能转化为维生素D3，这是人体取得维生素D一条主要路径。不过，胆固醇可在人胆道中沉积形成结石，并在血管壁上沉积，引发动脉硬化。所以,对需要摄取低胆固醇食品者应该注意膳食组成中胆固醇含量。化工脂类应用第24页

麦角固醇是酵母及菌类主要固醇，最初从麦角（麦及谷类因患麦角菌病而产生物质）分出，所以得名。麦角固醇性质与胆固醇相同，经紫外线照射后可变成维生素D2。2.麦角固醇化工脂类应用第25页（三）蜡

蜡是高级脂肪酸与高级一元醇所生成酯。不溶于水，熔点较脂肪高，普通为固体，溶于醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂。在人及动物消化道中不能被消化，故无营养价值。在动物体内存在于分泌物中，主要起保护作用。蜂巢、昆虫卵壳毛皮、植物叶、果实表面及昆虫表皮均含有蜡层。我国出产蜡主要为蜂蜡，虫蜡和羊毛蜡，是经济价值较高农业副产品。化工脂类应用第26页化工脂类应用第27页2.2脂肪及脂肪酸性质

纯净脂肪酸及其油脂都是无色、无气味。

天然油脂色泽：起源于非脂色素，如类胡萝卜素。

天然油脂气味：除了极少数由短链脂肪酸挥发所致外，多数是由其中溶有非脂成份引发，如：椰子油香气主要因为含有壬基甲酮，奶油香气个别是因为含有丁二酮。1.物理性质化工脂类应用第28页

脂肪是混合物，所以没有确切熔点和沸点。油脂含不饱和酸越多，碳原子数目越少，熔点越低，但碳链长度相同脂肪沸点相近。

几个油脂熔点范围：大豆油（–8～–18℃）、花生油（0～3℃）、向日葵油（–16～–19℃）、棉籽油（3～4℃）、猪油（28～48℃）、牛脂（40～50℃）。

油脂熔点：消化率相关，普通油脂熔点低于37℃时，其消化率可到达97.98％；熔点在37～50℃时，其消化率可到达90％；熔点超出50℃则难以消化。

脂肪及脂肪酸沸点：都比较高，普通在180～200℃之间。在常压下蒸馏时要发生分解，故只能在减压下蒸馏。化工脂类应用第29页

脂肪酸比重普通都比水轻，它们折光率随分子量和不饱和度增加而增大。奶油等含低饱和度酸多油，折光率就低，而亚麻油等不饱和酸含量多油，折光率就高，在制造硬化油（人造奶油）加氢时，能够依据折光率下降情况来判断加氢程度。所以，折光法也可用于判定油脂类别、纯度和酸败程度。化工脂类应用第30页

脂肪在酸或酶及加热条件下水解为脂肪酸及甘油。在碱性条件下水解出游离脂肪酸与碱结合生成脂肪酸盐（皂），习惯上称为肥皂。所以，脂肪在碱性溶液中水解称为皂化作用。

（1）水解与皂化2.化学性质化工脂类应用第31页脂肪甘油脂肪酸

脂肪甘油脂肪酸盐（皂）化工脂类应用第32页

脂肪水解反应在食品加工中对食品质量影响很大。

在油炸食品时，油温可高达176℃以上，因为被炸食品引入大量水，油脂发生水解，产生大量游离脂肪酸，使油发烟点降低，表面张力下降，而且更轻易氧化，从而影响油炸食品风味，降低食品质量，故要常更换新油。化工脂类应用第33页

脂肪中不饱和脂肪酸双键非常活泼，能起加成反应。其主要反应有氢化和卤化两种。氢化：脂肪中不饱和脂肪酸在催化剂（如铂）存在下在不饱和键上加氢反应；氢化后油脂叫氢化油或硬化油。

油脂氢化含有主要工业意义，氢化油双键降低，熔点上升，不易酸败，且氢化后便于储备和运输。另外，氢化还能够改变油脂性质，如猪油进行氢化后，能够改进稠度和稳定性。（2）加成反应化工脂类应用第34页

油脂中所含类胡萝卜素因氢化而破坏，故硬化油色泽较淡，如棉籽油经氢化后色度能够降低50％，但因为脂溶性维生素被破坏，所以作为食用油脂其营养价值会有所下降。氢化反应还可用来生产稳定性高煎炸用油。如稳定性较差大豆油氢化后，稳定性大大提升，用它来代替普通煎炸用油，使用寿命可大大延长。化工脂类应用第35页

油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，先生成氢过氧化物，氢过氧化物继而分解产生低级醛、酮、羧酸等。这些物质含有令人不快气味，从而使油脂发生酸败。发生酸败油脂丧失了营养价值，甚至变得有毒。（3）自动氧化化工脂类应用第36页

不饱和油脂自动氧化不饱和油脂易发生游离基自动氧化反应。

脂肪分子不一样部位对活化敏感性不一样，普通以双键α-

亚甲基最易生成自由基。

•CH2-CH=CH-化工脂类应用第37页

饱和脂肪自氧化与不饱和脂肪不一样，它无双键α-亚甲基，不易形成碳自由基。然而，因为饱和脂肪酸常与不饱和脂肪酸共存，它很易受到由不饱和酸产生氢过氧化物氧化而生成氢过氧化物。饱和酸自氧化主要在-CO2H邻位上进行。

饱和脂肪氧化化工脂类应用第38页

在脂肪氧化过程中，氢过氧化物是不稳定化合物，易发生分解而重新生成游离基，再深入氧化生成各种低分子量化合物。以上这些低分子量醛、酮、酸有不好闻嗅味。同时，不饱和脂肪酸在氧化过程中，在形成低分子化合物同时也生成一些聚合物。化工脂类应用第39页

影响原因：光照、受热、氧、水分活度、重金属离子（Fe、Cu、Co等）以及血红素、脂氧化酶等都会加速脂肪自氧化速度。

阻止氧化方法：最普遍方法是排除O2，采取真空或充N2包装和使用透气性低有色或遮光包装材料，并尽可能防止在加工中混入Fe、Cu等金属离子；家中油脂应用有色玻璃瓶装，防止用金属罐装。

影响脂肪自动氧化速度原因化工脂类应用第40页被消化油脂甘油、脂肪酸小肠吸收门静脉（次要）肝脏乳糜管（主要）肝静脉淋巴系统血液循环2.3.1脂类消化吸收2.3脂类代谢

化工脂类应用第41页血浆中所含脂类统称为血脂。临床上将空腹时血脂含量超出正常上限而且持续升高症状叫做高血脂症。临床研究表明，血浆中总胆固醇和甘油三酯含量长时间过高，就可能引发动脉粥样硬化。糖尿病等疾病患者血脂含量也会显著升高。化工脂类应用第42页脂类平衡

肥胖脂肪肝合理膳食，控制脂肪摄入量，确保身体健康。化工脂类应用第43页2.3.2脂肪分解代谢(一)脂肪酶促水解化工脂类应用第44页（二）甘油降解及转化化工脂类应用第45页

脂肪酸活化——脂酰CoA生成

长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。

（三）脂肪酸氧化分解（β-氧化）化工脂类应用第46页穿膜（脂酰CoA进入线粒体）

脂肪酸活化在细胞液中进行，而催化脂肪酸氧化酶系是在线粒体基质内，所以活化脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。

化工脂类应用第47页（1）脱氢

脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其α和β碳原子上脱氢，生成△2反烯脂酰CoA，该脱氢反应辅基为FAD。（2）加水（水合反应）

△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-β-羟脂酰CoA。化工脂类应用第48页（3）再脱氢

L-β-羟脂酰CoA在L-β-羟脂酰CoA脱氢酶催化下，脱去β碳原子与羟基上氢原子生成β-酮脂酰CoA，该反应辅酶为NAD+。（4）硫解

在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子脂酰CoA。化工脂类应用第49页总结：

脂肪酸β氧化最终产物为乙酰CoA、NADH和FADH2。假如碳原子数为Cn脂肪酸进行β氧化，能够生成ATP数量为：

以软脂酸（18C）为例计算其完全氧化所生成ATP分子数：化工脂类应用第50页

(一)α-磷酸甘油生物合成

(二)脂肪酸生物合成

脂肪酸合成碳源主要来自糖酵解产生乙酰CoA。脂肪酸生物合成是在细胞液中进行，需要CO2和柠檬酸参加。2.3.3脂肪生物合成化工脂类应用第51页脂肪酸合成过程能够分为三个阶段：

①原料准备

②合成阶段

③延长阶段化工脂类应用第52页(三)脂肪合成磷酸甘油生成

脂肪脂酰CoA生成化工脂类应用第53页

粮谷类食物中脂类含量较少。大豆中含有丰富脂肪，普通为18%左右，可用于制油。大豆油中脂肪酸主要是不饱和脂肪酸。易于消化吸收。2.4.1粮谷类及豆类中脂类2.4食品原料中脂类化工脂类应用第54页

肉中脂肪含量改变较大，约15%—45%，取决于动物种类、品种、年纪、性别及肥育程度。不过畜类产品中脂肪胆固醇含量较高，食用要适量。水产品中脂肪大都是不饱和脂肪酸，而且EPA、DHA含量丰富，对人体有益。2.4.2畜禽肉类中脂类化工脂类应用第55页

乳中脂肪含量为3%~5%，其中必需脂肪酸含量不高。蛋类制品中脂肪含量为9%~12%，主要集中在蛋黄个别。其中不饱和脂肪酸占58%~62%。蛋黄中胆固醇含量较高（1510mg/100g）应适量食用。2.4.3乳及蛋制品中脂类化工脂类应用第56页

油炸过程条件控制不适当会引发油脂分解和聚合，不但会损害油炸食品感官品质，而且也会使营养价值降低。油脂加热后（温度≥300℃时），粘度增大，直至凝固，同时油脂起泡性也增加，这种现象是因为油脂加热聚合所引发。油脂聚合又分为热聚合和热氧化聚合两种。2.4.4食品加工过程中油脂改变化工脂类应用第57页煎炸油过滤机在食品行业应用

化工脂类应用第58页

油脂在真空、二氧化碳、氮气无氧条件下，加热至200～300℃高温时，增稠速度极快，油脂热增稠是因为发生了聚合作用，当温度≥300℃时，增稠速度极快。聚合作用能够发生在同一甘油酯脂肪酸残基之间，也能够发生在不一样甘油酯之间。

热聚合化工脂类应用第59页

油脂在空气中加热至200～230℃时即能引发热氧化聚合。油炸食品所用油逐步变稠，即属于这类聚合反应。油热氧化聚合过程随油种类而不一样，干性油桐油、亚麻油等最易聚合，半干性油大豆油、芝麻油等次之，不干性橄榄油、花生油等则不易聚合。普通认为热氧化聚合体形成是因为碳–碳结合所生成聚合体，油脂热聚合程度与温度、氧气接触面相关。

热氧化聚合化工脂类应用第60页压榨法熬炼法浸出法(萃取法)机械分离法(离心法)

压榨法通常见于植物油榨取，或作为熬炼法辅助法，分冷榨和热榨。

热榨：将油料作物种子炒焙后再榨取，炒焙不但能够破坏种子组织中酶，而且油脂与组织易分离，故产量较高，产品中残渣较少，轻易保留；假如压榨后，再经过滤或离心分离质量就更加好，热榨油脂因为植物种子经过炒焙，所以气味较香，但颜色较深。

冷榨：不加炒焙，所以香味较差，但色泽好。2.4.5油脂加工及品质评定一、油脂制取和精炼1.油脂制取化工脂类应用第61页压榨法熬炼法浸出法(萃取法)机械分离法(离心法)

通常见于动物油脂加工。动物组织经高温熬制后，组织中脂肪酶和氧化酶可全部被破坏，即使有少许残渣存在，油脂也不会酸败。所以，熬炼法在卫生学上认为是较完善加工方法。但熬炼温度不宜过高，时间不宜过长，不然会使个别脂肪分解，油脂中游离脂肪酸量增高。且温度过高轻易使动物组织焦化，影响产品感观性状。1.油脂制取化工脂类应用第62页压榨法熬炼法浸出法(萃取法)机械分离法(离心法)

利用溶剂提取组织中油脂，然后再将溶剂蒸馏除出，可得到较纯油脂。多用于植物油提取，油脂中组织残渣极少，质量纯净。

优点：油脂不分解，游离脂肪酸含量亦不会增高；残油量少，对含油量低原料更为有利。

缺点：食油中溶剂不易完全除净，长久食用，将对人体造成危害；设备费用高。1.油脂制取化工脂类应用第63页压榨法熬炼法浸出法(萃取法)机械分离法(离心法)

利用离心机将油脂分离开来，主要用于从液态原料提取油脂，如从奶中分离奶油。

另外，在用蒸气湿化并加热磨碎原料后，先以机械分离提纯一个别油脂，然后再进行压榨。或者，压榨制得产品中残渣杂质过多时，也可在所得产品中加热水使油脂浮起，然后再以机械法分离上层油脂。为了降低油脂产品残渣含量，可采取机械分离法。1.油脂制取化工脂类应用第64页

油脂食用方法主要有加热食用及生食两种。

加热食用：如炒菜，煎炸食物，须加热至100℃以上，加热时要求不发生泡沫，无烟或无刺激性臭味，粘度及色泽亦不致变坏。

生食：供直接食用，如调味应用，应含有一定风味，冬季不至因冷混浊或凝固。

油脂精炼原因：未精炼粗油脂中含有数量不一样、可产生不良风味和色泽或不利于保藏物质，这些物质包含游离脂肪酸、磷脂、糖类化合物、蛋白质及其降解产物；其中还含有少许水、色素（主要是胡萝卜素和叶绿素）以及脂肪氧化产物。2.油脂精炼化工脂类应用第65页沉降和脱胶脱酸脱色脱臭

沉降包含加热脂肪、静置和分离水相。

通常见静置法、过滤法、离心分离法等机械处理，除去悬浮于油中杂质。这么可使油脂中水分、蛋白质物质、磷脂和糖类被去除。

作为食用油脂，如磷脂含量较高，加热时易起泡沫，冒烟多，有臭味，同时温度较高时磷脂氧化而使油脂呈焦褐色，影响煎炸食品风味和色泽。

在毛油中加入热水或通入水蒸气，即可把磷脂除掉。尤其是含有大量磷脂油，比如豆油，在脱胶预处理时应加入2%～3%水，并在温度约50℃下搅拌混合，然后静置沉降或离心分离水化磷脂，到达脱胶目标。化工脂类应用第66页

毛油中游离脂肪酸多在0.5％以上，尤其米糠油中游离脂肪酸含量较高可达10％。

脱酸多采取加碱中和方法分离除去，除去游离脂肪酸方法是向油脂中加入适宜浓度氢氧化钠，然后混合加热，猛烈搅拌一段时间，静置至水相出现沉淀，得到可用于制作肥皂油脚或皂脚。油脂用热水洗涤，随即静置或离心，使中性油与残余皂脚分离。同时生成脂肪酸钠盐还可将胶质、色素等一起吸附而除去。沉降和脱胶脱酸脱色脱臭化工脂类应用第67页

油中含有类胡萝卜素及叶绿素等色素，通常呈黄赤色。在用碱脱酸时，虽可吸附除去一个别色素，但用作直接食用时，仍须再深入脱色。脱色方法很多，但必须确保食用油脂卫生和质量，普通采取吸附剂进行吸附。常见吸附剂有酸性白土，活性白土和活性炭等。普通多采取酸性白土，使用量约为油脂0.5～2％；若油脂着色较深或着色难以脱去时，使用量可增到3～4％。有色物质几乎全部被去除，其它物质比如磷脂、皂化物和一些氧化产物也同色素一起被吸附，然后过滤除去漂白土，便得到纯净油脂。白土本身能吸附等量油脂，故用量过多时，油脂损耗也会随之增加。沉降和脱胶脱酸脱色脱臭化工脂类应用第68页

油脂中挥发性异味物质多半是油脂氧化时产生，故需要进行脱臭以除去气味。脱臭是用减压蒸汽蒸馏法出去臭味物质；将油加热至220～250℃，通人水蒸气后即可将产生气味物质除去；通常添加柠檬酸是为了螯合微量重金属离子。沉降和脱胶脱酸脱色脱臭化工脂类应用第69页

精炼能够使油脂品质不论是色泽、风味或稳定性都显著提升，还能有效地去除油脂中一些毒性很强物质，比如花生油中可能存在污染物黄曲霉毒素以及棉籽油中棉酚。但精炼过程中也会造成油脂中脂溶性维生素、胡萝卜素和天然抗氧化物质损失。比如粗棉油中所含大量生育酚（维生素E）含有很强抗氧化作用。化工脂类应用第70页

油脂氢化：在催化剂(Pt、Ni)作用下，三酰基甘油不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应过程。油脂氢化在油脂工业中是很主要，它能够使液体油脂转变成更适合于特殊用途半固体脂肪或可塑性脂肪。

油脂氢化含有主要工业意义：如含有不愉快气味鱼油等经过氢化后，可使其臭味消失，颜色变浅，稳定性增加，并能改变风味，提升油质量，且便于运输和贮存；另外，氢化还能够改变油脂性质，如猪油进行氢化后，能够改进稠度和稳定性。二、油脂氢化化工脂类应用第71页

酯交换：指酯和酸（酸解）、酯和醇（醇解）或酯和酯（酯基转移作用）之间发生酰基交换反应。包含在一个三酰基甘油分子内酯交换和不一样分子间酯交换反应。1.酯交换原理三、酯交换化工脂类应用第72页2.工业酯交方法

脂肪在较高温度（＜200℃）下长时期加热，可完成酯交换反应，但若使用催化剂通常能在50℃短时间内（30分钟）完成，碱金属和烷基