3第三章脂类化学.ppt

1、第 四 章,脂类,第一节,概 述,一、概念：,脂质：脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。是一类不溶于水（或低溶于水）而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。 具有二个特征： 不溶于水而溶于有机溶剂 为脂肪酸和醇所组成的酯类,二脂质的元素组成,元素组成：C、H、O，有的还含有N、P等。如：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇等；,化学观点: 脂肪酸+醇酯，酯的衍生物。,三、 脂类的生物功能：,1提供能量。 人体内氧化1g脂肪可得到39 (38)KJ热能,氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能 ；,2保护作用和御寒作用 ；,3为脂溶性物质提供溶剂，促进人及动物体吸收脂溶性物质；,4为生物体提供必需脂酸；,三、 脂类的生

2、物功能：,5构建生物膜；,6脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关；,根据组成脂类的不同组份可以将脂类分为三大类： 一、单脂(单纯脂质）：脂肪酸和醇所形成的酯。 最常见的脂类物质有： （1）甘油三酯： 三分子脂肪酸和一分子甘油所组成的酯；,（2）蜡：由高级脂肪酸和高级一元醇构成的酯。 分动物蜡和植物蜡。,二、复脂： 除醇类和脂肪酸外尚含有其他物质。 （1）磷脂：分为甘油醇磷脂和鞘胺醇磷脂； （2）糖脂：分为鞘糖脂和甘油糖脂； 三、类脂化合物: 上述脂类物质衍生而来或关系密切。 （1）固醇类； （2）萜类； （3）其它：如维生素A、D、E、K。,第二节,单纯脂,脂酰甘油:即脂肪酸和甘

3、油所形成的脂。包括：单脂酰甘油，二脂酰甘油和三脂酰甘油三种。其中，三酯酰甘油是脂类中最丰富的一大类，其结构如图所示:,三酰甘油个空间结构：,1、目前已发现100余种脂肪酸，它们主要在链的长度和饱和度方面有差异。 2、在自然界中游离的脂肪酸较为少见，绝大部分脂肪酸是以结合形式存在的。按照其饱和程度脂肪酸可分成： 饱和脂肪酸； 不饱和脂肪酸。,（一）脂肪酸：,2、结构特点：,（1）碳原子数为偶数 （2）碳链为直链 （3）碳链长度在C14C20之间 （4）不饱和双键主要以顺式构型为主。,表示方法：,（1）Cx：y(不能确定双键的位置) （2）x:y（z） （3）x:yZ x 表示脂肪酸中碳原子的数目

4、 y 表示双键的数目 z 表示双键的位置,必需脂肪酸,1、定义： 我们把具有特殊的生理功能，在人体内不能合成，必需由食物供给的脂肪酸称为必需脂肪酸。,必需脂肪酸,亚油酸 CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)7COOH 花生四烯酸 CH3(CH2)3(CH2CHCH)4(CH2)3COOH 亚麻酸 CH3 (CH2CH=CH)3(CH2)7COOH,必需脂肪酸的来源,必需脂肪酸最好的来源是植物油。 在棉籽油、大豆油、玉米胚油、芝麻油、米糠油中都含有较多的亚油酸，近年来还发现红花籽油中含亚油酸可达到70以上，加入红花籽油的调和油很受消费者的欢迎。,（二）、甘油三酯的物理化学性质：,（

5、一）油脂的颜色 纯净的油脂是无色的。 油脂的色泽来自脂溶性维生素。 如果油料中含有叶绿素，油就呈现绿色； 如含有的是类胡萝卜素，油的颜色就呈现黄到红色。,（二）油脂的味滋味,纯净的油脂也是无味的。 油脂的味来自两方面： 1、天然油脂中由于含有各种微量成分，导致出现各种异味。 2、经过贮存的油脂酸败后会出现苦味、涩味。,3、塑性,塑性：在外力的作用下，可改变形状的性质 塑性脂肪 在较小力的作用下不流动，较大力下可流动（如奶油）。 在强力下可成型，小力下不成型（如巧克力）。,起酥油(Shortening),4、熔点,1、定义： 固体脂变成液体油时的温度。 油脂是混合甘油酯的混合物，所以没有确切的熔

6、点，而只是一个大致的范围。,（1）熔点低于37，消化吸收率为9798，原因是易乳化。 （2）熔点在4050，消化吸收率为90。 （3）熔点高于50，很难消化吸收。 由于熔点较高的油脂特别是熔点高于体温的油脂较难消化吸收，如果不趁热食用，就会降低其营养价值。,油脂的熔点与人体消化吸收率之间的关系：,5、发烟点,（一）发烟点： 发烟点是指在避免通风并备用特殊照明的实验装置中觉察到冒烟时的最低加热温度。 油脂大量冒烟的温度通常略高于油脂的发烟点。 油脂的使用温度发烟点 食用油脂发烟的原因小分子物质的挥发引起的。,小分子物质的来源： 1、原先油脂中混有的， 2、由于油脂的热不稳定性，导致出现热分解产生

7、的。 所以，油炸用油应该尽量选择精炼油，避免使用没有经过精炼的毛油，同时还应该尽量选择热稳定性高的油脂。,（二）化学性质 水解和皂化：将脂酰甘油与酸或碱共煮或经脂酶作用时都可以发生水解,当用碱水解酯酰甘油时，可产生脂肪酸的盐类即肥皂，故称之为皂化反应。,水解,皂化反应,皂化值：,（1）定义：完全皂化1g油脂所消耗的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。 （2）表示式：油脂的皂化值可以用下式表示： 皂化值 其中3代表1分子的脂肪的脂肪酸数目，56是氢氧化钾的摩尔质量。,意义： 油脂的皂化值是评价油脂组成的重要指标。 a、油脂的皂化值与油脂的脂肪酸的平均相对分子质量成反比。油脂的皂化值越大，说明组成油脂的脂

8、肪酸的平均相对分子质量越小，碳链越短。 b、每一种油脂都有其相应的皂化值，如果实测值与标准值不符，说明掺有杂质。对大多数食用油脂来说，脂肪酸的平均相对分子质量为200左右。乳脂中含有较多的低级脂肪酸，所以，乳脂的皂化值较大。,二、加成和氢化反应1、加成反应：,脂肪的不饱和程度越高，加成碘的量也就越大。,卤化和碘值 油脂可以与囱素发生加成作用。生成卤代脂肪酸，称为卤化作用。,碘价（碘值）：,（1）定义：碘价是指l00g脂肪所能吸收的I2的克数。 （2）表示式：碘价可以用下式表示：,碘值 =,意义： 从上式可以看出，油脂的碘价与油脂不饱和脂肪酸所含双键数目，即不饱和度成正比，与构成油脂的脂肪酸的平

9、均相对分子质量成反比。组成油脂的脂肪酸不饱和程度越高，油脂的碘价越大。 根据测定油脂的碘价，把油脂按不饱和程度进行分类。 a、碘价130的油脂称为干性油，这类油脂含有大量的高不饱和脂肪酸，极易氧化聚合，干性强，如桐油，适宜作油漆用油，而不适宜用作食品用油。,b、碘价在100130之间的油脂称为半干性油，稳定性也较差。如豆油、芝麻油等。 c、碘价100的油脂是不干性油，这类油脂在贮藏和加工过程中，稳定性较好，不易氧化聚合，适宜用来作为食品和烹饪加工用油，如椰子油、花生油、棕榈油都属于这类油脂。,（2）酸败和酸值： 酸败：油脂是在空气中暴露过久即产生难闻的臭味这种现象称为酸败。 水解性酸败：由于光

10、、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。 氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮等，称氧化性酸败。 酸值（价）（acid number or value）：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的mg数。,氧化：,温和条件下氧化（如空气）,总结：脂肪酸的化学性质完全可以从其结构中被推导出来: 1、酯键水解皂化反应。 2、不饱和键的存在有氢化、卤化、氧化等反应。,三 蜡,高级脂肪酸与高级一元醇生成的酯 1、分类：动物蜡、植物蜡和矿物蜡 动植物蜡在自然界经常可见。 很多植物的叶、茎和果实的表皮都覆盖着一层很薄的蜡，以保护植物体少受损失，同时还可避免水分的

11、过分蒸发。 很多动物的皮、甲壳以及不少微生物的外壳也常有蜡质层保护。 水产动物和植物的油脂中也常含有一定量的蜡。,2、物理性质：不溶于水，溶于有机溶剂，固体，熔点比脂肪高。 3、化学性质：不易水解，不被脂肪酶水解（所以没有营养价值，主要起保护作用）。,第三节 复 脂,磷脂是分子中含有磷酸的脂质。 根据含有的醇可以分为2类： 甘油（丙三醇） 甘油磷脂类 神经鞘氨醇 鞘氨醇磷脂,一、磷脂,（一）甘油磷脂,1、通式,甘油-3-磷酸和磷脂酸的结构,鞘氨醇磷脂,2、共同的理化性质: （1）两亲分子：亲油、亲水；,磷脂分子的双亲性,（5）水解,甘油醇磷脂可被酸、碱或酶水解,（4）氧化： 存在双键的脂肪酸时

12、，可以发生过氧化。,（3）外观：白色蜡状固体,（二）常见的甘油磷脂,1、磷脂酰胆碱（卵磷脂） （1）结构：卵磷脂的结构中极性部分是胆碱。,胆碱,总结：,磷脂类从结构上讲都含有磷酸基团，都含有极性的基团。 其结构骨架是醇，甘油醇，鞘氨醇，重点是甘油磷脂。,二、糖脂,是含有糖成分的结合脂，主要包括鞘糖脂和甘油糖脂两类。 （一）N-酰基鞘氨醇糖脂（神经酰胺糖脂） 组成：鞘氨醇、脂酸、糖,根据糖基的不同，可分为两大类：,1、脑苷脂（脑糖脂）（cerebroside） ： 神经鞘中最为丰富，糖基为中性糖（多数为半乳糖，少数为葡萄糖）,（二）甘油醇糖脂：,是由二酰甘油与糖，主要是己糖（主要是Gal、Man

13、，也可以是脱氧葡萄糖）以糖苷键连接而成。 通式： 糖基 存在于绿色植物中，所以又称植物糖脂。几种甘油醇糖脂的结构如下：,第四节 油脂与食品加工,一、油脂的酸败,定义：油脂及含油食品在贮存过程中，由于化学或生物化学因素影响，会逐渐劣化甚至丧失食用价值，表现为油脂颜色加深、味变苦涩、产生特殊的气味，我们把这种现象称为油脂的酸败。,油脂酸败的类型,1、水解型酸败 含低级脂肪酸较多的油脂被微生物污染或脂肪含水过高，都可以使油脂发生水解，生成游离的脂肪酸和甘油。 游离的低级脂肪酸如丁酸、己酸、辛酸、癸酸等会产生令人不愉快的刺激气味而造成油脂的变质，这种酸败称为水解型酸败。如奶油、椰子油等容易出现这种水解

14、型酸败。,2、酮酸酸败,油脂水解后产生的饱和脂肪酸，在一系列酶的催化下发生氧化，最终生成具有特殊刺激性臭味的酮酸和甲基酮，所以称为酮酸酸败，也叫生物氧化酸败。,以上两种油脂的酸败，多数是由于微生物污染造成的。一般含水和蛋白质较多或油脂没有经过精制及含杂质较多的食品，易受微生物的污染，引起水解型酸败和酮酸酸败。,酸败机理 发生在未精炼油中,（1）生物氧化的起因： 未精炼的油脂中的杂质成分：少量的水，水解、氧化油脂的微生物及酶类等。 如油脂中会含有0.1的水，天然油脂中往往存在有霉菌、酵母菌等，尤其是霉菌中的灰绿青霉和曲霉，可以分泌脂肪水解酶和脂肪氧化酶，加速油脂的水解和氧化。,（2）反应过程如下

15、：,CO2,2H,O2,脂肪氧化酶,RCH2CH2COOH,脱氢酶,脱羧酶,水解型酸败,酮酸酸败,（3）酸败对食品品质的影响： 这个反应导致油脂中游离脂肪酸的增加，如果这种油脂中含有较多的低级脂肪酸，就会出现特殊的臭味，这在乳及含乳脂的食品中较为常见。 对大多数油脂来说，酸败后产生有强烈气味来自低级的-甲基酮类物质。,（4）预防措施： 由于这类酸败主要是由于油脂中的杂质发生生物化学反应引起，所以，通过精炼油脂，杀灭微生物及酶类，降低含水量，在良好的包装及贮存条件下，就可以抑制这类反应的发生。,3、氧化型酸败,（1）定义：氧化型酸败即油脂自动氧化。 油脂中不饱和脂肪酸暴露在空气中，易发生自动氧化

16、过程，生成过氧化物。过氧化物连续分解，产生低级醛酮类化合物和羧酸。这些物质使油脂产生很强的刺激性臭味，尤其是醛类气味更为突出。氧化后的油脂，感官性质甚至理化性质都会发生改变。这种反应称为油脂的氧化型酸败。 氧化型酸败是油脂及富含油脂食品经长期储存最容易发生质变的原因。,（一）热氧化反应,1、定义： 油脂在与空气接触的条件下受热所发生的氧化反应。 2、在200-300 下，发生热聚合反应 在有氧的条件下，生成这些氧化产物所用的时间和温度都大大地降低。如饱和甘油酯在空气中加热到150就会发生氧化。,二、热劣变,（二）热缩合反应,油脂在高温加热过程中，如果有水的存在，非常容易发生水解。 如果部分水解

17、为脂肪酸和二酰基甘油酯，两个二酰基甘油酯的羟基之间可以脱水缩合成相对分子质量更大的醚类化合物。 这个反应也会造成油脂粘度提高。,热缩合反应过程,（三）热分解反应,1、定义：油脂的热分解是指在无氧加热的条件下，发生碳-碳、碳-氧键的断裂，分解生成小分子物质的过程。 2、反应条件：无氧、高温（280300）、时间（数小时） 因为无氧参与，所以主要受温度影响。 油脂的热分解在260以下并不明显，只有当油温达到280300，加热数小时后，油脂中才会出现较多的分解产物。,（一）油温,烹调中油温越高，油脂的氧化分解越剧烈，老化的速度越快。 尤其是在200以上时，油脂的老化速度加快。 所以，烹饪中油温应尽量

18、降低，最好不超过150180。,二、影响油脂劣变的因素,（二）与氧气的接触面积,在有氧气存在的情况下，油脂的老化速度及程度都大大提高。 所以油炸过程中要尽量避免油脂与氧气接触。 油脂与氧的接触面积越大，油脂的老化反应越激烈。 为减少与氧的接触面积，应尽量选择口小的深形炸锅，并加盖隔氧。,（三）加热时间,时间越长，油脂的粘度越高,（四）金属催化剂,与油脂的自动氧化反应类似，油脂的老化也受Fe2、Cu2等过渡金属离子的催化。 为了减少金属离子的催化反应，降低油脂老化速度，应尽量选择精炼油脂进行烹饪加工。 同时油炸产品也应避免含有上述离子，如铁锅、铜锅就不适宜用来煎炸食物，而应该使用不含镍不锈钢制造

19、的容器进行油炸加工。,三、油脂在贮存期间变化,（一）、气味 1、回味 2、酸败 （二）、回色,（三）影响油脂安全贮藏的因素,组成油脂的脂肪酸的类型 双键越多，越易氧化 亚油酸：油酸12.5：1 亚麻酸：亚油酸2：1 CH=CH-CH2-CH=CH- 非常活泼,温度 同大多数化学反应一样，温度升高则氧化速度加快，一般来讲，温度每升高10，油脂的氧化速度加快一倍。 光线 油脂及含油脂高的食物在储存过程中受到光的照射能加快油脂酸败的速度，紫外光对油脂的自动氧化的影响最大。光线不但能促进油脂的氧化，而且还使得油脂氧化后的气味热别难闻。,氧气 油脂的自动氧化只有在氧的存在下才能发生。油脂直接与空气中的氧气接触，会加速氧化。 例如在相同条件下，储存油脂的容器加盖与无盖相比，其氧化速度后者为大。盖子打开的次数增多，氧化速度也相应地增加。 厨师灶台上的油罐常敞口放置，且周围环境温度很高，这是极不利于油脂保存的。,催化剂 许多金属都能够促进油脂的氧化。如铜、锰、铁等，他们都是油脂氧化的催化剂。虽然他们在油脂中的含量极微（ppm级），但作用却很大。由于这些金属的存在，明显地缩短了油脂的保存期。 在金属中尤以铜的催化作用最为敏锐，只要由极微量铜的存在，就