第六章-脂类-食品营养学2013

1、第六章 脂类,主要内容,五、脂肪的摄取与食物来源,四、脂类在食品加工、保藏中的营养问题,三、脂肪在精炼加工过程中的变化,二、脂类的功能,一、脂类的组成及其特征,本章学习目的与要求 学习脂类中脂肪,必需脂肪酸,多不饱和脂肪酸磷脂,胆固醇的性质及生理功能 掌握脂类营养价值的评价方法 认识脂类在人体营养和膳食中的重要作用和适宜摄入标准,第一节 脂类的组成及其特征,甘油三酯,甘油磷脂 (phosphoglycerides),胆固醇酯,FA,胆固醇,脂类物质的基本构成,X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等,脂类是脂肪、类脂的统称. 脂肪是甘油和各种脂肪酸所形成的甘油三酯（trig

2、lycerides，TG），其中甘油的分子比较简单, 而脂肪酸的种类和长短却不相同。 类脂是指一类在某些理化性质上与脂肪类似的物 质,包括磷脂,胆固醇,脂蛋白等,它们是构成细胞膜 的重要成分也是合成人体类固醇激素的材料。,一、脂肪,1. 储脂供能 2. 提供必需脂酸 3. 促脂溶性维生素吸收 4. 热垫作用 5. 保护垫作用 6. 构成血浆脂蛋白,脂肪的功能,1. 分 类:,按有否不饱和键,按营养学角度分,（多价不饱和脂肪酸）,营养必需脂肪酸：,机体需要但不能字自身合成，必需依赖 食物供给的脂肪酸,必需脂肪酸（ 3 族 ）的功能：,促进儿童智力发育、延缓老人大脑、降低血液胆固醇浓度,二、脂肪酸

3、（fatty acid，FA）,编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。,2. 不饱和脂肪酸命名,哺乳动物不饱和脂酸按（或n）编码体系分类,3.常见的不饱和脂酸,哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。,动物只能合成9及7系的多不饱和脂酸，不能合成6及3系多不饱和脂酸。, 3、6及9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。,FA的碳链长短、饱和程度和空间结构与Fat的特性与功能有关； 食物中FA以18碳为主； 饱和程度越高、碳链越长 Fat熔点越高； 动物Fat含SFA多 常

4、温下呈固态 脂 植物Fat含不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）多 常温下呈液态 油 棕榈油、可可籽油虽然含较多SFA，但碳链较短，其熔点低于大多数的动物Fat。,4.脂肪酸的特点,n-3 (-3)系列UFA,n-6 (-6)系列UFA,降血脂 降胆固醇,预防心血 管疾病,5.营养学上最具价值的脂肪酸有两类,三、必需脂肪酸* （essential fatty acid，EFA ）,1.定义： 人体必需但自身又不能合成，必须由食物供给的FA。 n-3系列 -亚麻酸 n-6系列 亚油酸 事实上，n-3、n-6系列中许多UFA例如花生四烯酸、二十碳五烯酸(EPA)、二

5、十二碳六烯酸(DHA)等都是人体不可缺少的FA； 但人体可以亚油酸和-亚麻酸合成这些FA,1）与生物膜的结构、功能有关 是磷脂的重要组分，磷脂是细胞膜的主要成分； 2）合成体内重要活性物质 亚油酸是合成前列腺素*(prostaglandins，PG)的前体； 使血管扩张和收缩、神经刺激的传导、作用于肾脏影响水的排泄，奶中的PG可防止婴儿消化道损伤等。,2.EFA生理功能,体内约70%的胆固醇与脂肪酸酯化成酯； 低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)中，亚 油酸与胆固醇 亚油酸胆固醇酯 被转运和 代谢； 如HDL就可将胆固醇运往肝脏而被分解代谢； 具有这种降血脂作用的FA还有n-3和n-

6、6系列的 其它PUFA如EPA、DHA等。,3)参与脂质代谢与利用,引起生长迟缓、生殖障碍、皮肤损伤（出 现皮疹等）以及肾脏、肝脏、神经和视觉 等方面的多种疾病； 但PUFA摄入过多，可使体内有害的氧化物、 过氧化物等，同样对机体会产生多种慢性 危害。,3.EFA缺乏及过量,四、反式脂肪酸（fatty acid，FA）,自然界存在的不饱和脂肪酸大都是顺式构型。 通常认为反式脂肪酸主要是由脂肪氢化所产生。 反式脂肪酸的摄入除可氧化功能外，也可有升 高血浆胆固醇的作用。,一类含有相同的多个环状结构的脂类化合 物，因其环外基团不同而不同，与所有醇类一 样，可与FA形成酯。,五、固醇类（sterols

7、）,固醇依来源不同而分类： 动物固醇中最主要的是胆固醇（Cholesterol）， 植物固醇中主要的有谷固醇（Sitosterol）、豆固醇（Stigmasterol）、麦角固醇（Ergosterol）等。,胆固醇,1）细胞膜重要成分 人体90%的胆固醇存在于细胞中 2）体内多种重要生物活性物质的合成原料 胆汁、性激素（如睾酮，testosterone）、肾上 腺素（如皮质醇，cortisol）和维生素D等,1胆固醇（cholesterol，Chol）,Chol广泛存在于动物性食物中，人体自身可合成 足够Chol，一般不会缺乏； 相反，由于它与高血脂症、动脉粥样硬化、心脏 病等相关，人们往往关

8、注的是Chol的危害性； 人体内Chol的原因往往是内源性的，所以注意 热能摄入的平衡比注意Chol摄入量可能更重要。,植物中含有，结构与Chol不同，常见的有 1）-谷固醇（-sitosterol） 很难被吸收，并可干扰人体对Chol的吸收 2）麦角固醇（ergosterol） 见于酵母和真菌类植物 在紫外线照射下 维生素D2（麦角钙化醇，ergocalciferol）,2植物固醇（plant sterol）,第二节 脂类的功能,一、构成体质 二、供能与保护机体 三、提供必需脂肪酸 四、促进脂溶性维生素的吸收 五、增加饱腹感和改善食品感官性状,一、构成体质 脂肪中的磷脂和胆固醇是人体细胞的主

9、要成分,脑细胞和神经细胞中含量最多. 一些固醇则是制造体内固醇类激素的必需物质,如肾上腺皮质激素、性激素等.,二、供能与保护机体 由于脂肪本身特殊的化学构成,每克脂肪在体内氧化燃烧可产生37.7KJ（9Kcal）的热能,所释放的热量高于蛋白质和碳水化合物. 当机体摄入过量的碳水化合物、脂肪和蛋白质时,最终都转换为脂肪储存在体内. 脂肪大部分贮存在皮下,用于调节体温,保护对温度敏感的组织,防止热能散失. 脂肪分布填充在各内脏器官间隙中,可使其免受震动和机械损伤,并维持皮肤的生长发育.,三、提供必需脂肪酸 人体所需的必需脂肪酸是靠食物脂肪提供的. 它主要用于磷脂的合成,是所有细胞结构的重要组成部分

10、;保持皮肤微血管正常通透性,以及对精子形成,前列腺素的合成方面的作用等.,四、促进脂溶性维生素的吸收 脂肪与脂溶性维生素共存,并可促进脂溶性维生素的消化吸收. 许多动植物油脂中含有脂溶性维生素,例如麦胚油,玉米油含有较多的维生素E ,蛋黄油中含有较多的维生素A和维生素等. 脂类在消化道内可刺激胆汁分泌,从而促进了脂溶性维生素的消化吸收. 每日膳食中适宜的脂肪摄入,可避免脂溶性维生素的吸收障碍.,五、增加饱腹感和改善食品感官性状 脂肪能赋予食物特殊的风味,改善食物色、香、味等感官质量,并可激发人的食欲. 含油脂较多的食物在进入十二指肠后,可刺激机体产生肠抑胃素,使肠道蠕动速度延缓,从而延缓了胃排

11、空时间,故可给人饱腹感.,第三节 脂肪在精炼加工过程中的变化,人们在从动、植物原料抽提出粗脂肪时，这些脂肪往往含有使制品品质低劣的着色、呈味等物质。 因而有必要对其进行精炼加工，使之脱色、脱臭，并具有高度的化学稳定性。,一、精炼,1.目的： 去除使脂肪呈现明显的颜色或气味的低浓度物质.,脱臭,脱胶,中和,脱色,脂肪的精炼方法,2.精炼方法,脱胶 添加热水或热磷酸来沉淀含高浓度磷脂的胶体物质。 中和 通过添加苛性碱以中和其游离脂肪酸。 脱色 使用漂白土处理，去除脂肪中的胡萝卜素、叶绿素等呈色物质。 脱臭 将热蒸汽在真高空状态下处理脂肪（250，800Pa压力下处理30min）以去除挥发性物质。,

12、营养变化： 主要是维生素E和胡萝卜素的损失。 原因： 高温时的氧化破坏； 吸附脱色。 至于三酰甘油酯的组成并无改变。,3. 营养变化及原因,二、脂肪改良,1.目的： 脂肪改良的主要目的是改变脂肪的熔点范围和结晶 性质，以及增加其在食品加工时的稳定性。,2.方法 分馏： 将三酰甘油酯分成高熔点部分和低熔点部分的物理性分离，而无化学改变。 但是，由于分馏可使高熔点部分的油脂中多不饱和脂肪酸含量降低，故可有一定的营养学意义。,酯交换是使所有三酰甘油酯的脂肪酸随机化的化学过 程。 据报告，脂肪的酯交换可改变食用油对动脉粥样硬化 的影响。 例如，用酯交换了的花生油喂兔和猴。可使因喂 胆固醇而发生动脉粥样

13、硬化的免和猴降低 其动脉硬化程度。,酯交换,三、氢化,1.定义 氢化主要是脂肪酸组成成分的变化。 包括脂肪酸饱和程度的增加和不饱和脂肪酸的异构 化。,2.分类 脂肪酸饱和程度的增加（双键加氢）； 不饱和脂肪酸的异构化。,氢化可使液体植物油变成固态脂肪。 但是很少使氢化进行到完全阶段，因为完全氢化的脂肪熔点很高，不利于食品加工，消化吸收率低。 氢化脂肪可用于人造黄油、起酥油、增香巧克力糖衣和油炸用油。,第四节 脂类在食品加工、保藏中的营养问题,脂类在食品加工、保藏过程中的变化对其营养 价值的影响已日益受到人们的重视，这些变化 可能有脂肪的水解、氧化、分解、聚合或其它 的降解作用。 它们不仅可以导

14、致脂肪的理化性质变化，而且 也可使其生物学性质改变。在某些情况下可以 降低能值，改变酶体系，呈现一定的毒性和致 癌作用。,一、酸败,脂类氧化是食品败坏的主要原因之一，它使食用油脂，含脂肪食品产生各种异味和臭味，统称为酸败。 另外，氧化反应能降低食品的营养价值，某些氧化产物可能具有毒性，在某些情况下，脂类进行有限度氧化是需要的，例如产生典型的干酪或油炸食品香气。,1.水解酸败,定义： 水解酸败是指脂肪在高温加工或在酸、碱或酶的作用下，将脂肪酸分子与甘油分子分解所致。 分解产物： 单酰甘油酯、二酯酰甘油脂、甘油、脂肪酸。 对食品质量的影响 水解所产生的游离脂肪酸可产生不良气味，影响食品的感官质量；

15、 水解产物单酰甘油酯、二酯酰甘油脂（由于具有强乳化 作用）对食品性质产生一定的影响。,2.氧化酸败,定义：,油脂暴露在空气中时会自发地进行氧化、发生 性质与风味的改变。 氧化酸败是影响食品感官质量、降低营养价值 的重要原因。,分解产物： 醛、酸、醇、酮、酯、芳香族、脂肪族化合物等。 原因： 氧化通常以自动氧化的方式进行，包括引发、传播和终止三个阶段的连锁反应的方式进行。 一旦反应开始，就一直要到氧气耗尽，或自由基与自由基结合产生稳定的化合物为止。 即使添加抗氧化剂也不能防止氧化，只能延缓反映的诱导期和降低反应速度。,自动氧化,脂类自动氧化的自由基历程可简化成三步 （即引发、传递和终止）：,自由

16、基反应,油酸酯： 油酸酯的碳 8 和 11 的氢，可导致两个烯丙基中间产物的形成，氧攻击每个基团的末端碳原子，生成 8、9、10 和 11 烯丙基氢过氧化物的异构体混合物。 反应中形成的 8 和 11 氢过氧化物略微多于 9 和 10 异构体。在 25时，8 和11 氢过氧化物中，顺式和反式数量相等，但 9 和 10 的异构体主要是反式。,反应机理,氢过氧化物的形成,反应结构式,脂肪酸组成 脂肪酸的双键数目、位置和几何形状都会影响氧化速率。花生四烯酸、亚麻酸、亚油酸和油酸的相对氧化速率近似为 40：20：10：1。 顺式酸比对应的反式异构体更容易氧化， 含共轭双键的比非共轭双键的活性更高， 室

17、温下饱和脂肪酸自动氧化非常缓慢，当油脂中不饱和酸已氧化酸败时，饱和脂肪酸实际上仍保持原状不变。但是，在高温下，饱和脂肪酸将发生明显的氧化。,影响油脂氧化速率的因素,2氧浓度 油脂体系中供氧充分时，氧分压对氧化速率没有影响，而当氧分压很低时，氧化速率与氧压成正比。 氧分压对速率的影响还与其他因素有关，例如温度、表面积等。,3温度 一般说来，脂类的氧化速率随着温度升高而增加，按氧分压对氧化速率的影响，温度同样是一个很重要的因素。 当温度较高时，氧化速率随着氧浓度增大而增加的趋势不明显，因为温度升高，氧的溶解度降低。,4表面积 脂类的氧化速率与它和空气接触的表面积成正比关系，但是，当表面积与体积比例

18、增大时，降低氧分压对降低氧化速率的效果不大。 在O/W水包油乳状液中，氧化速率决定于氧向油相中的扩散速率。,高温时不仅氧化反应速度增加，而且可以发 生完全不同的反应。 高温氧化（200 ）时，脂类则可含有相当大 量的反式和共轭双键体系，以及环状化合物、 二聚体、多聚体等。 在此期间所形成的不同产物的比例和它们的 性质则取决于温度与供气的程度。,二、脂类在高温时的氧化作用,反应过程 第一阶段： 吸收氧，同时将非共钝酸转变为共扼脂肪酸；油脂的碳基值明显增加，而折射指数和粘度变化很少。 第二阶段： 则共扼酸“消失”，羰基值下降，折射指数和粘度增加，聚合物形成。,三、脂类在油炸时的物理化学变化,脂类在

19、用于油炸食品时有不同的变化。 通常，油炸期间脂类经受水分、空气和高温的作用、加速其水解、氧化和热败坏的发生，致使产生游离脂肪酸氢过氧化物、羰基化合物和其它氧化产物，以及二聚体多聚体等。 油脂的这种败坏取决于多种因素：如油炸介质类型是否有其他成分（抗氧化剂、消泡剂、金属离子），以及不同的加工操作等。,1.油炸的方式,油炸操作,平底煎锅油炸,不连续的餐馆式油炸,连续的油炸加工,注意事项,要防止脂类在油炸食品时的变化，必须注意 以下三方面的因素： 排除空气； 除去挥发性物质； 保持达到油脂稳定状态的条件。,四、脂类氧化对食品营养价值的影响,脂类氧化对食品营养价值的影响主要是由于氧对营养 素作用所致。

20、 食品中脂类发生的任何明显的自动氧化或催化氧化， 都将降低必需脂肪酸的含量。 与此同时还可破坏其它脂类营养素如胡萝卜素、维生 素和生育酚等，从而降低食品的营养价值。,过氧化物危害：,(1)食物中含过氧化值100以下的氧化油脂， 大鼠食后生长正常。 (2)食物中含过氧化值约400的高氧化油脂， 大鼠食后生长减慢： (3)食物中含过氧化值800和1200的氧化油脂 时，大鼠食后分别停止生长和体重减轻， 并在三周内死亡。,试验动物生长减慢和体重下降的原因大致有以下几种：,(1)降低可口性，减少摄食： (2)喂饲食物或肠道中维生素破坏。 (3)肠激膜受过氧化物刺激、降低对营养素的吸收。 (4)形成不吸

21、收的聚合物，妨碍脂类的消化、吸收。 (5)蛋白质与脂类次级氧化产物发生交联反应，形 成肽内和肽间的交联，降低了蛋白质的吸收。,脂类及其次级产物对蛋白质的影响：,(1)蛋白质分子间的交换，不仅影响交联位置上氨 基酸的吸收，而且也影响邻近交联点的氨基酸 的吸收。 (2)脂类氧化产物可通过氢键与蛋白质结合，引起 消化和可口性的改变。 (3)脂类氧化产物还可破坏赖氨酸和含硫氨基酸等。,五、脂类氧化和降解产物的生物学作用,常温下氧化的脂类，当用其对动物进行吸收试验时，发现试验 动物淋巴的脂类中无明显的过氧化物。这表明过氧化物很少被 吸收。 高温氧化的脂类对机体可有多种危害。 分子间的聚合物主要是影响肠道

22、吸收和破坏了必需脂肪酸，从 而降低了脂类和食品的营养价值。一般未见有毒作用。 至于不连续的油炸用油和实验室反复高温氧化(滥肆加热)的油 脂可产生有毒物质。 一般说来，在通常的情况下脂类氧化对动物的影响不大。,植物 油脂,Chol：脑 肝 肾等,SFA和MUFA相对较多,主要含 PUFA（多不饱和脂肪酸）,动物 Fat,EPA DHA,磷脂：蛋黄 肝脏,第五节 脂肪的摄取与食物来源,Fat摄入过多 肥胖、高血压、心血管疾病 和某些癌症发病率 应限制和Fat摄入在 一定范围内 成人Fat摄入量应控制在总热能的20-25% EFA摄入量一般认为不应少于总热能的3% SFA因不易被氧化产生有害的氧化物

23、、过氧化物 等 人体不应完全排除SFA的摄入,一、脂肪的摄取,脂肪酸组成比例： （1）饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸 之间的比例 关于饱和脂肪酸(s)、单不饱和脂肪酸(m)和多不饱和 脂肪酸(p)之间的比例，大多认为： s：m：p1：1：1,（2）多不饱和脂肪酸中n6和n3多不饱和脂肪酸之间的比例。 n6和n3多不饱和脂肪酸之间的比例： 中国营养学会推荐(46)：1。,二、脂肪的食物来源,1动物性食物及其制品,动物性食物： 如猪肉、午肉、羊肉，以及它们的制品如各种肉类罐头等都含 有大量脂肪，饱和脂肪(饱和脂肪酸)较多。 禽蛋类和鱼类： 脂肪含量稍低(蛋黄及蛋黄粉含量甚高) ，禽类和

24、鱼类脂肪含多 不饱和脂肪酸较多，鱼类，尤其是海鱼脂肪更是EPA和DHA的良 好来源。,乳和乳制品： 尽管乳本身含脂肪量不高，但乳粉(全脂)的脂肪含量可约占30，而黄油的脂肪含量可高达80以上。,2.植物性食物及其制品,油料作物：大豆含油脂约20，花生可在40以上，而芝麻更可高达60。植物油含不饱和脂肪酸多，并且是人体必需脂肪酸的良好来源 某些坚果：如核桃、松子的含油量可高达60，但它们在人们日常的食物中所占比例不大。 谷类食物：含脂肪量较少 水果、蔬菜：脂肪含量更少,3.油脂替代品,定义： 油脂替代品并非脂肪的食物来源，它是以降低食品脂肪含量 而不致影响食品的口感、风味等为目的生产的一类产品。

25、 原因： 过多摄入油脂，特别是过多摄入饱和脂肪酸却又被认为对身 体健康有害。人们为了既保留油脂在食品中所赋有的良好感 官性状而又不致有过多摄入，故而开发出许多油脂替代品 分类： 一类是以脂肪酸为基础的油脂替代品 一类是以碳水化合物或蛋白质为基础的油脂模拟品,(1)蔗糖聚酯 成分：蔗糖与脂肪酸合成的酯化产品 键的特性：脂键可不被脂肪酶水解，因而可不被吸收、提供能量 性状：具有类似脂肪的性状 安全性：经长期动物和人体试验观察证明安全性高 应用：美国FDA，1996年批准许可用于马铃薯片、饼干等食品的生产 应用要求：必须在标签上注明“本品含蔗糖聚酯，可能引起胃痉挛和腹泻，并可抑制某些维生素和其它营养

26、素的吸收故本品已添加了维生素A、维生素D、维生素E和维生素K”。,2.燕麦素 成份：从燕麦中提取，以碳水化合物为基础的油脂模拟品。 应用：主要用于冷冻食品如冰激淋、沙拉调味料和汤料中。,三、膳食脂肪营养价值评价,脂类营养价值的评价主要以下列四点为标准： (1)食物脂肪的消化率 (2)脂肪酸的种类与含量 (3)脂溶性维生素的含量 (4)脂类的稳定性,(1) 食物脂肪的消化率 食物脂肪的消化率与其熔点有密切关系,一般认为熔点在50度以上者,消化率较低,一般在80%90% ,而熔点接近或低于人的体温消化率则高,可达97%98%. 熔点又与食物脂肪中所含不饱和脂肪酸的种类和含量有关,含不饱和脂肪酸和短链脂肪酸越多,其熔点越低,越容易消化. 熔点低,消化率高,且吸收速度快的油脂,机体对它们的利用率也较高. 一般说来,植物油脂熔点较低,易消化.而动物油脂则相反,通常消化率较低.,(2) 脂肪酸的种类与含量 脂肪酸的含量与组成是衡量食物油脂营养价值的重要方面. 一般说来,不饱和脂肪酸含量较高的油脂,其营养价值相对较高. 植物油较动物油脂中含有较多的不饱和脂肪酸,是人体必需脂肪酸的主要来源,故营养价值高于动物油脂. 但椰子油例外,其亚油酸含量很低,且不饱和脂肪酸含量也少. 动物的心、肝、肾及血中含有较多的亚油酸和花生四烯酸