课件：食品营养学第五章脂类.ppt

第五章 脂类,第一节 脂类的生理功能 第二节 脂类的化学组成及其特征 第三节 脂类在食品加工、保藏中的营养问题 第四节 脂类的供给和食物来源 第五节 蛋白质的供给和食物来源,第五章 脂类,第一节 脂类的生理功能 一、供给能量和保护机体 脂肪富含能量，平均每克脂肪在体内彻底氧化可提供38kJ的热能，相当于碳水化合物和蛋白质的两倍多，是体内积存的“燃料库”，只要机体需要，可随时用于机体代谢；若机体摄入能量过多，体内贮存的脂肪增多，人就会发胖。除此以外，由于脂肪导热性低，皮下脂肪可以起到隔热、保温作用，脂肪还是身体器官和神经组织的保护性隔离层，作为填充衬垫，避免机械磨擦，起保护和固定重要器官的作用。,第五章 脂类,二、构成身体组织 成年人体内脂肪占体重的10%20%，肥胖者可达30%60%，脂类是体内过剩能量的储存形式，主要存在于人体皮下结缔组织、腹腔大网膜、肠系膜等处。体内脂肪细胞可以不断地储存脂肪，至今还未发现吸收脂肪的上限。 类脂质是多种组织和细胞的组成成分，如细胞膜的膜脂由磷脂、糖脂和胆固醇等组成，脑髓及神经组织含有磷脂和糖脂，固醇类物质还是体内制造固醇类激素的必要物质。一般细胞膜结构中磷脂约占60以上,而胆固醇与胆固醇酯约占20，在大脑及神经组织中比例更高。因此磷脂、胆固醇与儿童正常生长发育及成人健康与生命活动密切相关。,第五章 脂类,三、供给必需脂肪酸 自然界存在的脂肪酸有40多种。有几种脂肪酸人体自身不能合成，必须由食物供给，称为必需脂肪酸。 四、促进脂溶性维生素的吸收和利用 机体重要的营养成分维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等是脂溶性维生素，对机体有重要的生理调节作用，其消化吸收受到脂肪消化吸收的影响，如在膳食中脂肪含量低的情况下,将影响蔬菜中胡萝卜素的吸收。患肝、胆系统疾病时，因食物中脂类消化吸收功能障碍而发生脂溶性维生素吸收障碍，从而导致缺乏症。,第五章 脂类,五、增加饱腹感和改善食品外观 由于脂肪在人体胃内停留时间较长，当一次进食含50g以上脂肪的高脂膳食，需46h才能从胃中排空，这是因为过多的油脂抑制胃液的分泌和胃肠的蠕动，因此摄入含脂肪高的食物，可使人体有饱腹感，不易饥饿。 油脂烹调食物可以改变食物的感官性质，增加食物的香味，绝大多数食物经用油煎、炒、烹、炸后都能提高其色、香、味，适量的脂肪还能刺激消化液的分泌，增加食欲。另外，油脂还有润肠缓泻的作用，由于脂肪酸种含氢较多，可产生较多的代谢水，在缺水情况下有一定的意义。,第五章 脂类,第二节 脂类的化学组成及其特征 脂类是脂肪和类脂质的总称，它们能溶于有机溶剂而不溶于水。脂类是人类膳食中产生热能最高的一种营养素，脂肪即甘油三酯，由三分子脂肪酸和一分子甘油组成。主要贮存于人体皮下组织、大网膜、肠系膜和肾脏周围等处，日常食用的动、植物油脂如猪油、牛油、豆油、花生油、棉籽油、菜籽油均属于此类。 类脂质大都是细胞的重要结构物质和生理活性物质。主要包括磷脂、糖脂、固醇及类固醇以及脂溶性维生素和脂蛋白等，也广泛存在于许多动植物食品中。,第五章 脂类,一、油脂的化学组成 油脂在人体营养中占重要地位，人体所需的总能量中10%40%由脂肪所提供。在自然界中，油脂最丰富的是混合甘油三酯。 式中，R1、R2及R3分别代表三分子脂肪酸的羟基，根据它们是否相同将脂肪分成单纯甘油酯和混合甘油酯。如果其中三分子脂肪酸是相同的，构成的脂肪称为单纯甘油酯，如三油酸甘油酯。如果是不同的，则称为混合甘油酯，人体的脂肪一般为混合甘油酯，所含的脂肪酸主要是软脂酸和油酸。,第五章 脂类,脂肪酸可分饱和、单不饱和与多不饱和脂肪酸三大类。饱和脂肪酸的碳链完全为H饱和，如软脂酸、硬脂酸、花生酸等。不饱和脂肪酸的碳链则含有不饱和双键。 油脂按来源可分动物和植物油脂两大类，植物油含不饱和脂肪酸比动物油多。在室温下，含不饱和脂肪酸较多的脂类是液态，较少的是固态。动物性脂肪富含饱和脂肪酸(40%60%)，单不饱和脂肪酸含量约为30%50%；植物性脂肪富含不饱和脂肪酸(80%90%)，以多不饱和脂肪酸为主，含人必需脂肪酸十分丰富，常见的亚油酸、亚麻酸、生四烯酸、二十碳六稀酸、二十二碳六稀酸等都主要存在于植物脂肪中（见表5-1）。,第五章 脂类,表5-1 常用食物中多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的含量,第五章 脂类,必需脂肪酸的主要生理功能如下。 1必需脂肪酸是细胞膜的重要成分，缺乏时易发生皮炎，对儿童还影响其生长发育，严重缺乏时生长停滞、体重减轻、出现鳞状皮肤病并使肾脏受损。 2必需脂肪酸是合成磷脂和前列腺素的原料，还与精细胞的生成有关。 3必需脂肪酸促进胆固醇的代谢，胆固醇和必需脂肪酸结合后，才能在体内转运，进行正常代谢。否则，胆固醇与一些饱和脂肪酸结合，在肝脏和血管壁上形成沉积。 4必需脂肪酸对放射线引起的皮肤损伤有保护作用。这可能是新组织的生长和受损组织的修复都需要亚油酸的原因。,第五章 脂类,婴儿易缺乏必需脂肪酸。缺乏时，可能出现皮肤病症状如皮肤湿疹、皮肤干燥、脱屑等。这些症状可通过食用含有丰富亚油酸的油脂得到改善。成年人很少有必需脂肪酸缺乏，因为要耗尽贮存在其脂肪中的必需脂肪酸相当困难。只有在患长期吸收不良综合征时才见，可通过摄入足够的脂肪来保证人体必需脂肪酸的需要。 植物油中，如玉米油、葵花油、红花油、大豆油中亚油酸含量超过50%。营养学家们提出，必需脂肪酸热量应占膳食总热量的1%3%，即每日至少需要68g左右，婴儿对其需要更为迫切，缺乏时也较敏感。,第五章 脂类,三、类脂质 1磷脂 所有的细胞都含有磷脂，它是细胞膜和血液中的结构物质；磷脂由于具有极性和非极性基团，可以帮助脂溶性物质如脂溶性维生素、激素等顺利通过细胞膜，促进细胞内外物质的交换；此外磷脂作为乳化剂，可以使体液中的脂肪悬浮在体液中，有利于其吸收、转运和代谢；磷脂还是神经髓鞘的主要成分，这与神经纤维传递兴奋有关系。磷脂在脑、神经、肝中含量特别高，磷脂主要包括卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂。,第五章 脂类,卵磷脂是膳食和体内最丰富的磷脂之一，主要以蛋、肝、大豆等含量较多，卵磷脂在人体内的作用主要是对脂肪的转运和代谢起重要作用，以促进肝脏中脂肪的代谢，并且有利于胆固醇的溶解和排出，因此当肝脏中脂肪含量过高而卵磷脂不足时，脂肪不易从肝脏中排出，造成脂肪在肝脏的堆积，发生脂肪肝。卵磷脂在医疗卫生上用来预防心血管疾病，在食品工业上用于制作黄油和巧克力的乳化剂。 脑磷脂是从动物脑组织和神经组织中提取的磷脂，在体内心、肝其他组织中也有，常与卵磷脂共同存在于组织中，以动物脑组织中的含量最多，是与血液凝固有关的物质，可能是凝血酶致活酶的辅基。,第五章 脂类,2.鞘脂类 鞘脂类是生物细胞膜的重要组分，在神经组织和脑内含量较高。鞘脂类又可分为三类，即鞘磷脂类、脑苷脂类及神经节苷脂。 鞘磷脂类：是最简单而在高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类，主要存在于神经鞘内，起保护神经鞘的绝缘性，并在神经突触的传导中起重要作用。 脑苷脂类：由于此类化合物含有一个或多个糖单位，又称之为糖鞘脂。其结构复杂，大部分存在于细胞膜的外层，是构成细胞表面的重要组成物质。,第五章 脂类,神经节苷脂：这是一类最复杂的鞘脂类化合物，含有几个糖基组成的巨大极性头。脑灰质的膜脂中含神经节苷脂高达6以上。神经节苷脂类可能存在于乙酰胆碱和其他神经介质的受体部位，与组织免疫及细胞之间识别有一定的关系。 3.脂蛋白 由蛋白质和脂类通过非共价键相连而成，存在于生物膜和动物血浆中。血浆中脂蛋白的主要功能是经过血液循环在各个器官之间运输不溶于水的脂类。按密度不同可分为乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）（见表5-2）。大部分甘油三酯与VLDL相结合而运载。HDL有将周围组织中胆固醇运到肝脏进行分解、排出的作用。,第五章 脂类,表5-2 血浆脂蛋白的组成及生理意义,第五章 脂类,当某些原因引起脂类代谢紊乱或血管壁功能障碍时，血中脂类含量增加，多余的甘油三脂和胆固醇等沉积在血管壁上，造成内壁逐渐隆起、增厚，致使动脉管腔狭窄以致闭塞。这一系列病变出现在包括冠状动脉在内的血管壁上时，就出现冠状动脉粥样硬化性心脏病。 4.类固醇 固醇又称“甾醇”，是含醇基的环戊烷多氢菲类化合物的总称，以游离或同脂肪酸结合成酯的状态存在于生物体内，最重要的有胆固醇、豆固醇和麦角固醇以及大量的类固醇衍生物如维生素D、雄激素、雌激素、孕激素等。,第五章 脂类,胆固醇 胆固醇是人体组织结构、生命活动及新陈代谢中必不可少的一种物质，参与细胞和细胞膜的构成，对改变生物膜的通透性、神经髓鞘的绝缘性能及保护细胞免受一些毒素的侵袭起着重要的作用。在人体脑、神经组织以及肾上腺含量最为丰富，此外肝、肾、皮肤和毛发含量也相当多。胆固醇还是合成VD、肾上上皮激素、性激素、胆汁酸盐的前体。人体内吞噬细胞白细胞，具有杀伤和消灭癌细胞的能力，白细胞依靠人体内胆固醇而得以生存的，胆固醇过低可使这种白细胞减少，活性降低，癌细胞就会猖狂繁殖。,第五章 脂类,人体必需保持一定胆固醇水平，人体内胆固醇的含量约每公斤体重2g。在正常情况下，人体胆固醇有自身调节作用，当食物来源的胆固醇增加时，内源性合成量可减少，人体对食物中胆固醇的吸收也可进行调节。 植物固醇 是植物细胞的主要组成成分，如大豆中的豆固醇、麦芽中的谷固醇等，这些物质不能被人体吸收，但能阻碍胆固醇的吸收，临床上可用作降血脂剂。 酵母固醇 主要存在于蕈类、酵母和麦角中，麦角甾醇经紫外线照射，转变成VD，供人体吸收利用。,第五章 脂类,第三节 脂类在食品加工、保藏中的营养问题 一、脂类的品质改良 1油脂的精炼 无论是采用压榨法还是浸出法制得的毛油都含有数量不等的杂质，如机械杂质、胶体杂质、油溶性杂质、水及其他杂质，这些杂质的存在对油脂的外观品质：色泽、气味、透明度以及风味都带来影响，有的甚至会影响油脂的营养价值和食用安全。,2019/8/5,21,可编辑,第五章 脂类,油脂精炼的具体方法常见的有以下四步。 脱胶。添加热水或热磷酸来沉淀毛油中高浓度的磷酸胶体。 中和。在毛油中加入碱，中和其中脂肪酸的过程，也叫“碱炼”或“脱酸”。 脱色。利用活性炭或活性白土进行吸附，去除油脂里的成色物质。 脱臭。如脂肪酸的氧化产物、浸出油脂的溶剂味、碱炼油脂中的肥皂味和脱色油脂的泥土味等。一般是将油的热蒸汽在高真空状态下处理（如250、6mmHg压力下处理30min）。 油脂精练期间的营养变化主要是高温的氧化破坏和吸附脱色的结果，影响较大的是维生素E和胡萝卜素的损失。,第五章 脂类,2脂肪的改良 脂肪改良主要是改变脂肪的熔点范围和结晶性质，及增加其在食品加工时的稳定性。 分馏 将三酰甘油脂高熔点和低熔点部分的物理性分离，而无化学性质的改变。由于分馏可使高熔点部分的油脂中多不饱和脂肪酸的含量降低，故影响其营养价值。 相互酯化 相互酯化即脂交换，是指所有三酰甘油脂的脂肪酸随机化的化学过程，采用酶促水解和酶促定向脂交换，可生产出功能性油脂或结构性脂质。其应用有四种。,第五章 脂类,采用烷基脂的油脂改良 如将棕榈油与油酸乙脂进行交脂化后，获得一种液体的三甘油酯的油脂，经蒸馏除去饱和脂肪酸乙酯后，该油脂适于生产色拉油。 起酥油 猪油含有大量的棕榈酸，在随机化后能使猪油组织细腻，改善了猪油的塑性范围，成为优良的起酥油。 人造奶油 对同一个三甘油酯分子来说。短链脂肪酸具有较好的熔化性能，而长链脂肪酸则赋予人造奶油足够的硬度，通过采用随机化油的混合物，得到的人造奶油具有良好的涂布性能、高温下的稳定性以及令人愉快的口味。 糖果专用油脂 利用月桂酸类油脂与某些普通油脂交脂化的混合物，可代替价格昂贵的可可脂。,第五章 脂类,3油脂的氢化 油脂的氢化是在加热含不饱和脂肪酸多的植物油时，加入金属催化剂（镍系、铜-铬系等），通入氢气，使不饱和脂肪酸分子中的双键与氢原子结合成为不饱和程度较低的脂肪酸，其结果是油脂的熔点升高（硬度加大）。因为在上述反应中添加了氢气，而且使油脂出现了“硬化”，所以经过这样处理而获得的油脂与原来的性质不同，叫做“氢化油”或“硬化油”。 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（双键加氢）和不饱和脂肪酸的异构化。在植物油的脂肪酸中含有一个、二个、三个或更多个不饱和双键，每一个双键按其在分子中的位置和环境不同，异构化和氢化的速率也不相同。,第五章 脂类,氢化植物油含有“反式脂肪酸”，现在越来越多的研究中显示，反式脂肪酸不仅影响人体的免疫系统，还会增加人们患心脑血管疾病的风险。专家指出，膳食中的反式脂肪酸每增加2%，人们患心脑血管疾病的风险就会上升25%。反式脂肪酸对人的心脏的损害程度远远高于任何一种动物油，因此，在摄入氢化植物油时要谨慎。,第五章 脂类,二、油脂的酸败 油脂或含油食品在空气中长时间暴露，或者受到不利理化因素的影响，产生不愉快的气味、变苦甚至生成有害物质，称为脂肪的酸败。脂肪酸败后营养价值降低，脂溶性维生素、脂肪酸等被破坏，发热量也降低，甚至产生苦味或臭味。 1水解酸败 脂肪在高温加工或者在酸、碱、酶的作用下，将脂肪酸分子与甘油分子水解所致。脂肪的水解产物有单酰甘油酯、二酰甘油酯和脂肪酸。完全水解则产生甘油和脂肪酸。水解对脂肪的营养价值无明显影响。唯一的变化是把甘油和脂肪酸分子裂开，所产生的游离脂肪酸产生不良气味。,第五章 脂类,2氧化酸败 油脂暴露在空气中时会自发地进行氧化。这种氧化通常以自动氧化的方式进行，即引发、传播和终止三个阶段的连锁反应。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，只能延缓反应的诱导期和降低反应速度。 脂肪酸自动氧化时可形成氢过氧化物（ROOH）。它们很不稳定，在贮存的过程中，甚至在低温时都会断裂和产生歧化反应，形成不同的羰基化合物、羟基化合物和短链脂肪酸。某些成分还能进一步进行氧化反应，如醛可进一步氧化成相应的酸等，由脂类氧化而来的分解产物有更强的令人讨厌的气味，并且是典型的“哈喇味”、“回生味”。,第五章 脂类,三、脂类在高温时的氧化作用 1生成油脂热聚合物 所有的油脂在煎炸过程中，随温度升高黏度越来越大。当温度达到250300时，同一分子甘油酯中的脂肪酸之间和不同分子甘油酯的脂肪酸之间会发生聚合，使油脂黏度增大。麻油、大豆油、葵花籽油等在275加热1226h或300加热10h，均可形成多种形式的聚合体。环状单聚体能被机体吸收，所以毒性较强，会引起肝脏损害。三聚体以上由于分子太大，不易被机体吸收，故无毒。,第五章 脂类,2油脂的热氧化反应 油脂在煎炸过程中与空气接触，其中不饱和脂肪酸首先被空气氧化产生氢过氧化物，然后分解为低级的醛、酮、酸、醇等。这些反应与常温下油脂的自动氧化相同，但反应速度更快。在高温下，低级羰基化合物还能聚合形成黏稠的胶状聚合物油会逐渐变稠。聚合的速度和程度与油脂的种类有关。 反复高温处理的油脂随着聚合的不断进行，会由黏稠变成冻状甚至凝固。发生热氧化聚合的油脂含有具有毒性的甘油脂二聚物，这种聚合物在体内被吸收后与酶结合，会使酶失去活性而引起生理异常现象。 在油脂烹饪中要尽量减少与空气接触面积，以减轻和防止油脂的氧化聚合。铁、铜等金属也能催化该聚合反应。,第五章 脂类,3生成丙稀醛 丙稀醛是甘油在高温下脱水生成的。丙烯醛具有强烈的辛辣刺激性，能刺激鼻腔并有催泪作用。油在达到发烟点的温度时会冒出油烟，油烟中很重要的成分就是丙稀醛。 4油煎腌肉可形成致癌物质 腌制的腊肉、咸鱼中含有脯氨酸亚硝铵等化合物，油煎后该物质可转变为具有致癌性的亚硝基吡咯烷。 （1）煎炸时油温不宜过高，应保持在200以下，不但可减轻油脂的热分解，降低油脂的消耗，而且可以保证产品的营养价值和风味质量。,第五章 脂类,（2）加热方式不同，油脂热变性程度也不同，间歇性加热比一次性加热更易变性，因为炸制一段时间停下来后，油脂发生自动氧化，再加热时自动氧化速度大大加快。 （3）在油中含有微量的金属离子，特别是铜和铁离子存在时，油脂的变质速度明显加快，因此油脂加热最好用铝锅或不锈钢锅。 （4）在油中添加抗氧化剂，能大大降低脂肪变质的速度。,第五章 脂类,四、脂类氧化对食品营养价值的影响 食品中脂类发生的任何氧化作用，都会产生大量的过氧化物，降低必需脂肪酸的含量，还破坏其他脂类营养素如胡萝卜素、维生素等。 过氧化物本身无色、无臭、无味，对脂类和食品的营养价值影响很小。但它本身不稳定，容易发生分解反应，形成各种各样的自由基，引起细胞代谢紊乱，甚至导致组织器官损伤。自由基对不饱和脂肪酸具有一种特殊的亲和力，在体内最易攻击细胞膜中的不饱和脂肪酸引起膜脂质的过氧化反应，形成过氧化脂质并分解为醛类，再与磷脂和蛋白质结合，导致膜的脆性和通透性升高，膜脂质的流动性下降，细胞功能发生不同程度的障碍。自由基还可进一步危害蛋白质、核酸、酶等大分子物质，使机体发生病变。,第五章 脂类,第四节 脂类的供给和食物来源 一、脂类的营养价值 1消化率 消化率与油脂的熔点有一定的关系，动物脂肪熔点高，不易被人体消化吸收。植物油熔点低，在室温呈液态，吸收率较动物脂肪要高，其中含不饱和脂肪酸越多，熔点就越低。凡熔点高于人体体温的油脂，就难于乳化和消化。例如，牛羊脂的熔点都在40 以上，其消化率都约为8188；而在室温下为液态的植物油以及炼过的猪油和鸡油，其消化率都在9799之间，黄油和奶油是乳融性脂肪，易被消化和吸收。,第五章 脂类,2油脂的稳定性 促使油脂变质的原因很多，首先与本身所含脂肪酸和天然抗氧化剂有关，其次是油脂的贮存和加工处理的条件。 油脂中所含的不饱和脂肪酸双键越多，油脂越容易发生氧化酸败，如鱼、虾等。在一些物理因素的影响下，油脂易于变质，如受阳光直射或贮存温度过高、湿度过大都可促使其氧化变质。动植物组织中含有脂肪酶和各种细菌、霉菌，可使油脂分解，如果用已经发霉的油料种子榨油，其中不饱和脂肪酸可自行氧化生成一系列有害物质，而且变质后的油脂发热量也低。,第五章 脂类,3脂肪酸的种类及其含量 如亚油酸在油脂中的含量分别为：豆油51.7、玉米油47.8、芝麻油43.7、花生油37.6、菜籽油14.2、猪油8.3、牛油3.9、羊油2.0。 4脂溶性维生素的含量及其种类 脂溶性维生素都能溶解在油脂中，而且随同油脂一道被消化吸收。动物脂肪中以奶油营养价值较高，含有一定量的维生素A和维生素D，是其他动物油脂所欠缺的。而植物油中的维生素A、维生素D以及胡萝卜素能溶于油脂中，容易被人体所吸收。植物油还是维生素E的最好来源，由于维生素E具有抗氧化的作用，所以植物油较动物脂肪不容易发生氧化酸败。,第五章 脂类,二、脂类的供给量和脂类营养的平衡 膳食中脂肪的供给量受饮食习