食品成分化学

食品成分化学一、脂类的概念与组成1、脂的概念与分类脂是生物体中所有能够溶于有机溶剂而通常不溶于水的多种化合物的总称。食物中的脂类主要有来自动植物的油脂、磷脂和固醇类等。第2页,共47页，2024年2月25日，星期天脂类的分类(根据分子组成和结构特点分)单纯脂类:仅由脂肪酸和醇所形成的酯,又称简单脂类,主要包括油脂和蜡.复合脂类:由简单脂类成分和非脂性成分组成的脂类化合物,主要包括磷脂和糖脂.衍生脂类:主要包括除简单脂和复合脂以外的脂类,主要有胡萝卜素类物质和固醇类物质、脂溶性维生素.第3页,共47页，2024年2月25日，星期天油脂：由脂肪酸和甘油所形成的酯。植物油脂：植物油（芝麻油、花生油），植物脂（可可脂、椰子脂）动物油脂：动物油（鱼油），动物脂（猪油、牛脂、羊脂、乳脂）来源:第4页,共47页，2024年2月25日，星期天2、脂的结构：脂肪是三脂酸(C4以上)的甘油酯，即三酰甘油。脂肪中的3个脂肪酸可以是相同的，也可以是不同的，前者称为简单甘油酯，后者称为混合甘油酯。第5页,共47页，2024年2月25日，星期天①系统命名法选择含羧基的最长碳链为主链，按照与其相同碳原子数的烃定名为某酸（将烃中的甲基以－COOH代替）3、脂肪酸的命名第6页,共47页，2024年2月25日，星期天例子：CH3(CH2)CH=CH(CH2)7COOH己酸9,12-十八碳二烯酸第7页,共47页，2024年2月25日，星期天②数字命名法n:m（n-碳链数,m-双键数）例：18:018:118:218:3从这端编号，记作：

ω数字或n-数字表示为：18:2ω6或18:2(n-6)；该方法仅适用于顺式双健结构和五炭双稀结构，即具有非共轭双健结构。从此端编号：表示为9,12-十八碳二烯酸第8页,共47页，2024年2月25日，星期天9c-18:19t-18:1第9页,共47页，2024年2月25日，星期天③俗名或普通名油酸（oleicacid）(18:1ω9)亚油酸(linoleicaicd)(18:2ω6)硬脂酸（stericacid）(18:0)棕榈酸（palmitic）(16:0)花生酸(arachidicacid)(20:0)一些常见脂肪酸的命名见表1-2第10页,共47页，2024年2月25日，星期天4、油酸中脂肪酸的种类（1）饱和脂肪酸：分子中碳原子间以单键相连的一元羧酸，通式CnH2nO2,自丁酸开始至38碳酸为止。常见的如丁、己、辛酸和高级饱和脂肪酸16酸（软脂酸）、18酸（硬脂酸）。（2）不饱和脂肪酸：凡碳链中含有碳碳双键的脂肪酸。常见的不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸、亚麻酸。（见表1-4）第11页,共47页，2024年2月25日，星期天（3）必需脂肪酸：指一些维持人体正常生长所必需而体内不能合成的必需从食物中摄取的脂肪酸。必需脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（见表1-15页主要食物中亚油酸含量）（4）非必需脂肪酸：人体自身能合成的脂肪酸。第12页,共47页，2024年2月25日，星期天二、食物油脂的物理性质1、色泽和气味▲纯净的油脂是无色透明的，天然油脂之所以带有颜色往往与油脂溶有色素物质如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等有关。▲纯净的油脂是没有特殊气味的，但实用中的各种天然油脂都有其固有气味。第13页,共47页，2024年2月25日，星期天2、烟点、闪点与着火点▲烟点是指在避免通风并备有特殊照明的实验装置中觉察到冒烟时的最低加热温度。▲闪点是指释放挥发性物质的速度可点燃但不能维持燃烧的温度，即油的挥发物与明火瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度。▲油脂的着火点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5S以上的温度。第14页,共47页，2024年2月25日，星期天3、熔点和凝固点▲天然油脂是多种脂肪酸甘油酯的混合物，其熔点仅有一定的熔化温度范围。▲熔点的高低主要决定于形成的脂肪酸：形成油脂的脂肪酸碳原子数多，饱和度高，油脂的熔点就高；相同碳原子数的脂肪酸中含双键越多，熔点越低。▲油脂的熔点影响着人体内脂肪的消化吸收率。第15页,共47页，2024年2月25日，星期天4、塑性和稠度（随温度而变化）▲塑性是指脂肪受外力作用时，当外力超过分子间作用力开始流动，而当外力停止后又重新恢复原有稠度的性质。▲塑性脂肪是食品加工中重要的原料，如冰淇淋、焙烤糕饼、奶油裱花等。第16页,共47页，2024年2月25日，星期天影响油脂塑性的因素：SFI（solidfatindex)适当脂肪的晶型：β'

熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大第17页,共47页，2024年2月25日，星期天（1）乳化的概念：使互不相溶的两种液体如油与水中的一种呈微滴状分散于另一种液体中称为乳化，其中量多的液体称为连续相，量少的则称为分散相。液滴的直径为0.1－50μm间。（2）乳化剂：能使互不相溶的两相中的一相分散于另一相中的物质称为乳化剂。（3）乳状液在热力学上是不稳定的，常有液滴聚结而减少分散相界面积的倾向，最终导致两相分层(破乳)。一般可通过加入乳化剂来稳定乳状液5、乳化及乳化剂第18页,共47页，2024年2月25日，星期天（4）乳化剂的结构特点：一般是表面活性物，在结构上具有两亲性，分子中既有亲油的基团，又有亲水的基团，因而它易被吸附在界面上，在分散相周围形成了液晶多层，为分散相的聚结提供了一种物理阻力，从而提高了乳状液的稳定性。（5）常用的乳化剂：单硬脂酸甘油酯，磷脂，蔗糖脂肪酯，丙二醇脂肪酸酯。（6）应用：牛奶，冰淇淋，鲜奶油等。第19页,共47页，2024年2月25日，星期天三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化1、水解和皂化在适当条件下（如酸或碱或高温水蒸气存在），油脂跟水能够发生水解反应，生成甘油和相应的高级脂肪酸（或盐）。例如：第20页,共47页，2024年2月25日，星期天▲油脂若在碱存在的条件下水解，那么，水解生成的高级脂肪酸便跟碱反应，生成高级脂肪酸盐。这样的水解反应，叫做皂化反应。例如，硬脂酸甘油酯发生皂化反应，生成硬脂酸钠和甘油。第21页,共47页，2024年2月25日，星期天2、油脂的氧化

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22页,共47页，2024年2月25日，星期天（1）自动氧化脂类的自动氧化是典型的自由基反应，其反应机理如下：链引发(诱导期)：RHR·+H·(1)引发剂R·

烷基自由基链传递：R

+O2

ROO

(2)ROO

+RH

ROOH+R

(3)ROO过氧化自由基链终止：R

+R

R-R(4)R

+ROO

ROOR(5)ROO

+ROO

ROOR+O2(6)ROOR非自由基产物第23页,共47页，2024年2月25日，星期天（2）光敏氧化

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24页,共47页，2024年2月25日，星期天光敏氧化的特征不产生自由基双键的顺式构型改变成反式构型与氧浓度无关没有诱导期光的影响远大于氧浓度的影响受自由基抑制剂的影响，但不受抗氧化剂影响产物是氢过氧化物第25页,共47页，2024年2月25日，星期天（3）酶促氧化

自然界中存在的脂肪氧合酶可以使氧气与油脂发生反应而生成氢过氧化物，植物体中的脂氧合酶具有高度的基团专一性，他只能作用于1，4-顺，顺-戊二烯基位置，且此基团应处于脂肪酸的ω-8位。在脂氧合酶的作用下脂肪酸的ω-8先失去质子形成自由基，而后进一步被氧化。大豆制品的腥味就是不饱和脂肪酸氧化形成醛、醇。第26页,共47页，2024年2月25日，星期天

氢过氧化物极不稳定，当食品体系中此类化合物的浓度达到一定水平后就开始分解，主要发生在氢过氧基两端的单键上，形成烷氧基自由基再通过不同的途径形成烃、醇、醛、酸等化合物，这些化合物具有异味，产生所谓的油哈味。（4）氢过氧化物的分解和聚合第27页,共47页，2024年2月25日，星期天1）断裂

A.氢过氧化物的氧-氧断裂，生成自由基

R1--CH--R2→R1--CH--R2+·OHOO·

OH

B.碳-碳断裂，生成自由基、醛、酮、酸、醇等。

R1--CHO--R2R1·+R2CHOR2·+R1CHO第28页,共47页，2024年2月25日，星期天2）如：油酸酯CH3(CH2)6CH=CH—CHO—(CH2)7COORCH3(CH2)6CH2CHOCH3(CH2)6CH=CHCHOROOC(CH2)7CHOCH3(CH2)6COOR(断裂后有乙烯基即形成醛)第29页,共47页，2024年2月25日，星期天（5）影响油脂氧化的因素1）脂肪酸组成

Ａ、Ｖ双键多＞Ｖ双键少＞Ｖ双键无

Ｖ20：4＞Ｖ18：3＞Ｖ18：2＞Ｖ18：1＞Ｖ18：040：20：10：1：0.1花生四烯酸：亚麻酸：亚油酸：油酸40：20：10：1Ｂ、Ｖ共轭＞Ｖ非共轭第30页,共47页，2024年2月25日，星期天2）温度

温度升高，则Ｖ升高例：起酥油21～63℃内,每升高16℃，速度升高2倍3）光和射线

光促进产生游离基、促进氢过氧物的分解,（紫外光和γ射线辐射能量最强）辐射食品，辐射时产生游离基，Ｖ增加，在贮存期易酸败。所以，油脂食品宜避光贮存。第31页,共47页，2024年2月25日，星期天4）氧气

与表面积Ｖ∝Ａ脂5）水分影响复杂

ＡＷ＝0.3～0.4Ｖ小ＡＷ＝0.7～0.85V大V氧化氧压第32页,共47页，2024年2月25日，星期天6）助氧化剂

Mn+(n≧2,过渡金属离子)是助氧化剂。a.促进ROOH分解金属催化能力强弱排序如下：铅＞铜＞黄铜＞锡＞锌＞铁＞铝＞不锈钢＞银

b.使3O2活化，产生1O2和HO2•第33页,共47页，2024年2月25日，星期天7）抗氧化剂

能有效防止和延缓油脂的自动氧化作用的物质,可终止链式反应传递A·无活性，不引起链式传递AH+R·

——RH+A·

AH+ROO·——ROOH+A·

A·+A·——AAＡＨ能延长诱导期，需在油脂开始氧化前加入。抗氧化剂：ＶＥ,BHA,BHT,PG……第34页,共47页，2024年2月25日，星期天3、油脂在高温下的化学变化热分解、热聚合、缩合、水解、氧化反应等。油脂经长时间加热，颜色变暗，粘度↑，碘值↓，酸价↑，发烟点↓，泡沫量↑。1）热分解第35页,共47页，2024年2月25日，星期天脂肪的热分解作用小结：非氧化热解饱和脂肪酸、烯醛、酮不饱和脂肪低分子量物质、二聚体油脂加热温度应T<150℃氧化热解饱和脂肪ROOH不饱和脂肪ROOH（自动氧化）第36页,共47页，2024年2月25日，星期天2）热聚合非氧化热聚合氧化热聚合导致油脂粘度增大，泡沫增多油脂检验含羟基化合物（乙酰化值），环状化合物的含量

第37页,共47页，2024年2月25日，星期天3）缩合小结：油炸食品中香气的形成与油脂在高温下的某些反应有关。油脂在高温下过度反应，则是十分不利的。加工中宜控制t<150℃。第38页,共47页，2024年2月25日，星期天4、辐射时油脂的化学变化目的：消灭微生物和延长货架寿命辐射剂量越大，影响越严重

辐照和加热生成的降解产物有些相似，但后者分解产物更多。按巴氏灭菌剂量辐照含脂肪食品，不会有毒性危险。第39页,共47页，2024年2月25日，星期天四、油脂品质的表示方法1）酸价（AV）

是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需的KOH毫克数。

（国标规定，食用植物油的酸价不得超过3mg/g）2）皂化值

完全皂化1g油脂所需KOH的毫克数。3）碘值（IV）指100g油脂吸收碘的克数，是衡量油脂中双键数的指标。

碘值↓，说明双键减少，油脂发生了氧化。第40页,共47页，2024年2月25日，星期天4）过氧化值（POV）

是指1kg油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数。POV值宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。

ROOH+2KI

ROH+I2+K2OI2+2Na2S2O3

2NaI+Na2S4O6第41页,共47页，2