脂质教学课件

1、5. 脂 质（lipids,目 录,5.1 概述,5.2 脂肪的结构和组成,5.3 油脂的物理化性质,5.4 油脂在加工和储藏中的氧化反应,5.5 油脂在加工和储藏中的其他化学变化,5.6 油脂的质量评价,5.8 复合脂质及衍生脂质 5.9 脂肪替代品 本章重点. 习题,5.7 油脂加工的化学,5.1 概 述,油脂：脂肪酸甘油酯（酰基甘油） 常温下, 固态 脂 液态 油,一、定义、作用,脂质的作用,1. 能量主要来源 2. 脂溶性维生素、风味物的载体 3. 滑润口感、光滑外观、香酥风味 4. 塑性脂肪有造型功能 5. 烹调传热介质 6. 润滑、保护、保温,二、分类,1.简单脂质：脂肪酸、醇 生

2、成的酯 油脂：脂肪酸、甘油 蜡：长链脂肪酸、长链脂肪醇,3. 衍生脂质： 脂溶性维生素、类胡萝卜素、甾醇,2. 复合脂质： 水解 醇、脂肪酸、其他物质 磷脂、糖脂,真脂,5.2 脂肪的结构和组成,一、脂肪酸的结构和命名 （一）结构 1.饱和脂肪酸： 大多长链、偶数碳， 奇数碳、支链少 2.不饱和脂肪酸,亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸 二十碳五烯酸 ( epa) 二十二碳六烯酸 (dha,必需脂肪酸： 人体不能合成或合成量不足、维持生命 活动所必需的脂肪酸，必须从食物中摄取。 亚油酸 亚麻酸,二）脂肪酸的命名,1. 系统命名法： 主链: 含羧基和双键最长碳链 从羧基端编号，标出不饱和键位置,ch3(

3、ch2)7ch= ch(ch2)7cooh 9-十八碳烯酸,n:m (n 碳原子数，m双键数) 如：18:1 18:2 18:3 标出双键顺反结构、位置： c 顺式，t 反式,2. 数字命名法,常见脂肪酸的命名,c-顺式,t-反式,从羧基端编号： 如：5t, 9c -18:2 从甲基端编号： 数字 或 n-数字 如： 18:1 9 或 18:1 (n-9,3. 俗名法： 根据来源 棕榈酸、油酸 4. 英文缩写,硬脂酸 st 亚油酸 l 花生四烯酸 an,二、脂肪的结构和命名 1. 结构,r1 = r 2 = r 3，单纯甘油酯 r 不完全相同时，混合甘油酯,2.三酰基甘油的命名,赫尔斯曼 sn

4、命名法,ch2oh ho ch ch2oh,1,2,3,数字命名: sn-18:0-18:1-14:0 中文命名: 1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰- sn-甘油 或: sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯 英文缩写： sn-st o m,ch2ooc(ch2)16ch3 ch3(ch2)7ch=ch (ch2)7 cooch ch2ooc(ch2)12ch3,1,2,3,5.3 油脂的物理性质,一、气味、色泽 纯净油脂 无色、无味 多数无挥发性，气味多由非脂成分引起,芝麻油 椰子油 菜油,二、熔点、沸点 熔化、沸腾的温度范围,熔点： 三酰、二酰、一酰甘油、游离脂肪酸 依次升

5、高。 三酰甘油的脂肪酸碳链长、饱和度高，熔点高。 反式结构 顺式结构 共轭双键结构 非共轭双键结构 沸点： 180200oc 脂肪酸碳链长，沸点高,油脂接触空气并加热时的热稳定性,三、烟点、闪点、着火点,六、粘度,五、比重,分子量大，折光指数大 双键，折光指数,四、折光指数,比水小,较大,油比脂大,不同形态的固体叫,七、结晶特性,同质多晶现象,化学组成相同而晶体结构不同， 熔化后生成相同的液相,同质多晶体,脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式,甘油三酯在晶格中分子排列成椅式,晶型 取决于熔化油脂冷却时的温度、速度,调温： 利用结晶方式改变油脂的性质， 得到理想的同质多晶体和物理状态,八、熔融特性： 1

6、.熔化,热焓值变化，体积膨胀,固体脂肪指数(sfi,solid fat index,一定温度下固液比,2.油脂的塑性： 在外力下，改变形状，同时有抗变形能力,a. 固体脂肪指数： 适当，塑性最好 b. 脂肪的晶型： 塑性最强 c. 熔化温度范围： 越大，塑性越好,油脂塑性的决定因素,塑性脂肪的作用,涂抹性（涂抹黄油） 可塑性（用于蛋糕的裱花） 起酥作用,起酥油（shortening ）： 是指用在饼干、糕点、面包中专用的塑性油脂。 特性：40oc不变软，在低温下 不太硬，不易氧化,九、油脂的液晶态（介晶相） 介于固态、液态之间,十、油脂的乳化及乳化剂 内相（分散相） 外相（连续相,乳浊液,水包

7、油型（o/w）: 水 连续相,油包水型（w /o）: 油 连续相,1.乳浊液的失稳机制 重力作用导致分层 分散相液滴表面静电荷不足，导致絮凝 两相间界面膜破裂，导致聚结,2. 乳化剂的乳化作用 增大分散相之间的静电斥力 增大连续相的黏度，或生成有弹性的厚膜,减小两相间的界面张力,微小固体粉末的稳定作用 形成液晶相,3. 乳化剂的选择 hlb值：亲水-亲脂平衡,表 hlb值及其适用性,常见乳化剂： 甘油酯及衍生物 蔗糖脂肪酸酯 山梨醇酐脂肪酸酯及衍生物 丙二醇脂肪酸酯 大豆磷脂 其他合成乳化剂,5.4 油脂在加工和储藏中的氧化反应,油脂的酸败： 油脂在储藏期间，受空气中氧、日光、微生物、酶作用，

8、产生不愉快的气味和苦涩味，同时产生一些有毒物质,一、油脂的氧化,酸败后：a. 风味变化 b. 营养价值 c. 脂溶性维生素、必需脂肪酸破坏,氧化的初产物：氢过氧化物 (rooh,自动氧化 光敏氧化 酶促氧化,活化的含烯底物与基态氧发生的自由基反应,三个阶段,链引发,链传递,链终止,一）自动氧化,不饱和脂肪酸,链增殖（增殖期,过氧化游离基,链引发 （诱导期,链终止 （终止期,r. + r. r-r r. + roo. roor roo. + roo. roor + o2 结合后，吸收氧减少，稳定,3o2 1o2 （三线态氧） （单线态氧） 基态 激发态 能量低 能量高 稳定 不稳定 1o2 可参

9、与光敏氧化，生成rooh并 引发自动氧化链反应中的自由基,不饱和双键与单线态氧直接发生的氧化反应。 日光、光敏化剂 氢过氧化物 光敏化剂（sensitizers，sens）：叶绿素、血红蛋白,3o2 1o2,二）光氧化,例子,速度特别快：比自动氧化快1500倍,三）酶促氧化,脂肪氧合酶，脂肪 + o2 氢过氧化物 专一性地作用于具有1,4-顺、顺-戊二烯 结构的脂肪酸的中心亚甲基处 。 酮型酸败： 微生物产生的酶引起饱和脂肪酸 的氧化反应。 最终产物：酮酸、甲基酮,脂肪氧合酶,lox 多不饱和脂肪酸 （1,4-顺、顺-戊二烯） 脱氢游离基 反式rooh,异构化,中心亚甲基,酮型酸败-氧化作用,

10、饱和脂肪酸 酮酸甲基酮,分解： 小分子醛、酮、醇、酸，不愉快气味 聚合： 二聚体 或 多聚体，油脂粘度增大,四) 氢过氧化物的分解及聚合,1. 脂肪酸及甘油酯的组成： （1）饱和脂肪酸： 难氧化 （2）不饱和脂肪酸： 双键多，氧化快。 顺式构型 反式 共轭双键 非共轭双键 游离脂肪酸 甘油酯,五）影响油脂氧化速率的因素,油酸 亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸 不饱和双键 1 ： 2 ： 3 ： 4 氧化速度 1 ： 12 ： 25 ： 50,2. 氧,三线态氧 3o2 (基态氧,单线态氧 1o2 (激发态氧,1o2 3o2,3. 温度,氧浓度低, 氧化速率与氧浓度成正比， 很高,氧化速率与氧浓度无关

11、,上升，氧化加快,4. 水分活度,5. 表面积： 与空气接触的大，氧化快 6. 助氧化剂： 金属 、血红素、酶 7. 光和射线： 氧化促进剂 8. 抗氧化剂： 延缓、减慢氧化,六）过氧化脂质的危害,与食品成分反应， 食品品质 2. 氢过氧化物与体内分子或细胞反应， 破坏 dna 和细胞结构 3. 产生有害物,ro + pr pr + roh 2 pr pr-pr,1. 常用抗氧化剂 （1）天然抗氧剂： 生育酚（ve）、茶多酚、芝麻酚、愈疮树脂、 l-抗坏血酸、超氧化物歧化酶（sod） （2）合成抗氧剂： bha、 bht 、 pg、 tbhq、 d-异抗坏血酸及钠盐,二、抗氧化剂,bha： 丁

12、基羟基茴香醚 bht ： 二丁基羟基甲苯 pg： 没食子酸丙酯 tbhq： 叔丁基对苯二酚,氢供体：酚类 (ah2) 电子供体,2. 抗氧化剂的抗氧化机理,1) 自由基清除剂,2) 单线态氧淬灭剂,r2s + rooh r2s=o + roh r2s=o + rooh r2so2 + roh,3) 氢过氧化物分解剂,5) 氧清除剂,柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸,4) 金属螯合剂,抗坏血酸,超氧化物歧化酶（sod） 谷胱甘肽过氧化物酶 过氧化氢酶 葡萄糖氧化酶,2o2-,2h,3o2,h2o2,2 h2o2,2 h2o,3o2,过氧化氢酶,sod,6) 酶类抗氧化剂,为抗氧化剂提供氢，使其还原、再生

13、。 金属螯合剂,7)增效剂,bha,bha,bht,1)尽早加入 2)注意剂量 3)注意溶解性 4)常用2种以上，增效效应 5)需有良好的性能，低浓度即有效,3.抗氧化剂使用注意事项,1) 酚类： 低浓度，清除游离基： roo.十 ah2 rooh + ah (清除过氧游离基) roo.+ ah rooh + a ah + ah aa (偶合) ah + ah ah2 + a (歧化) roo.+ ah rooa (加成,4.抗氧化与促氧化,高浓度，促氧化： rooh + ah roo + ah2 (2) 抗坏血酸： 低浓度，促氧化 (3) 胡萝卜素： 5 x 10-5 mol/l， 抗氧化

14、， 促氧化,5.5 油脂在加工和储藏中的其他化学变化,一、油脂的水解,油脂,脂肪酸,酸、碱、酶,水解,碱性条件(koh)水解 ：皂化 皂化值（sv）： 完全皂化1g油脂所需koh的mg数,甘油,游离脂肪酸，油的发烟点,表 油脂中游离脂肪酸含量与发烟点的关系,1.热分解,二、油脂在高温下的化学反应,根据有无氧，分,热分解,热氧化分解,1）饱和脂肪的热分解,ch2oocr choocr ch2oocr,cho ch2 ch2oocr,r-c-o-c-r,o,o,r-cooh,cho ch ch2,酸,烯醛,r-c-r,co2,o,酮,2）饱和脂肪的热氧化分解,烃、醛、酮,3) 不饱和脂肪的热分解

15、二聚体 + 低分子量物质 （4）不饱和脂肪的热氧化分解 同低温自动氧化， 但氢过氧化物分解速度快,热聚合： diels-alder反应 ，环烯烃 氧化热聚合： 自由基 聚合 二聚物,导致 油脂粘度增大，泡沫增多,2. 热聚合,环烯烃,分子间,分子内,2）热氧化聚合： 在空气中加热（200230）可发生热氧化聚合，生成无，单，双，三环二聚体。二聚物为有毒成分，与酶结合，使酶失活，生理异常,3. 缩合,环氧化合物,粘度，碘值，酸价， 产生刺激味物质、有毒物质， 营养价值,目的：消灭微生物，延长货架寿命 高剂量 中等剂量 低剂量,三、 辐解,防止马铃薯和洋葱发芽； 延迟水果成熟； 杀死调味料、谷物、

16、豌豆 、菜豆中的昆虫,肉和肉制品杀菌,延长食品货架寿命， 如： 冷藏新鲜鱼、鸡、水果、蔬菜,烃、醛、酸、酮、酯等,辐射剂量越大，影响越严重 按巴氏灭菌剂量辐照含脂肪食品，无有毒性危险,1.过氧化值（pov） 1kg油脂中所含氢过氧化物毫摩尔数,5.6 油脂的质量评价,一、脂类氧化的评价方法,适于: 衡量油脂氧化初期的氧化程度,碘量法： rooh + 2ki roh + k2o + i2 （氢过氧化物） i2 + na2s2o3 2nai + na2s4o6,2.硫代巴比妥酸值（tba值） 不饱和脂肪酸氧化产物：醛类 + tba有色物质 测吸光度,适于： 比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度,3

17、. 碘值(iv) 100g 油脂吸收碘的克数 油脂中脂肪酸的不饱和程度： 碘值高，双键多； 碘值，说明 双键，发生了氧化,碘值：指100g油脂吸收碘的克数。反应原理为,利用碘量法测定消耗的碘量,4.活性氧法(aom) 5.史卡尔法 6.仪器分析法,1.酸价（av) 中和1g油脂中的游离脂肪酸所需koh的mg数。 新鲜油脂 酸价小， 贮藏期长，油脂酸败，酸价,二、油脂品质的其他评价方法,2.皂化价 ( sv) 1g油脂完全皂化所需koh的mg数。 皂化值高，熔点较低，易消化。 3.二烯值 ( dv) 不饱和脂肪酸中共轭双键的多少,5.7 油脂加工的化学,1. 脱胶： 脱磷脂 原因：起泡、冒烟、臭

18、味，呈焦褐色 原理：磷脂在无水状态下，溶于油， 与水形成水合物后，不溶于油,一、油脂的精炼,2. 脱酸（碱炼）： 游离脂肪酸: 碱中和 3. 脱色： 吸附剂 4. 脱臭： 除异味物质。 减压蒸馏，并加柠檬酸,粗油精制，可提高油的品质， 改善风味，延长货架期。 损失了一些脂溶性维生素. (如：维生素a、e、类胡萝卜素等,在一定温度下,利用油脂中各种三酰甘油的 熔点差异及在不同溶剂中溶解度的差异，通过 分步结晶，使不同的三酰甘油因分相而分离,二、油脂的分提,1.干法分提 熔化油脂缓慢冷却,较高熔点的三酰甘油析出。 冬化：5.5 oc 脱蜡：10oc 2.溶剂分提 加入有机溶剂，冷却结晶。 3.表面

19、活性剂分提,在催化剂(ni,pt)、高温下，酰基甘油上 不饱和脂肪酸的双键与氢气发生加成反应， 酰基甘油的不饱和度降低，室温下液态的油 变为固态的脂,三、油脂的的氢化 (硬化,熔点，颜色变浅，稳定性，臭味消失。 部分氢化的油脂：起酥油、人造奶油,四、油脂的的酯交换 酯内 或 酯间 酰基交换,目的：改变油脂的物理性质（结晶特性） 用途：人造奶油、起酥油,1）随机酯交换： 油脂熔点温度,2）定向酯交换： 油脂熔点温度,1.化学酯交换,2.酶促酯交换 脂酶：水解酶,1）随机酯交换：无选择性脂酶 （2）定向酯交换：选择性脂酶,sn-1,3位的脂酶,棕榈油 可可脂,5.8 复合脂质及衍生脂质,一、磷脂,分： 甘油磷脂 (食品中)： 神经鞘磷脂,脑磷脂,卵磷脂,卵磷脂 lecithin,构成生物膜的成分，参与脂肪的代谢，具有健脑、增强记忆力的作用，作乳化剂，作抗氧化剂,卵磷脂 (磷脂酰胆碱，pc)：r3 ：胆碱 脑磷脂(磷脂酰乙醇胺，pe): r3 ：胆胺 磷脂酰丝氨酸(ps): r3 ：丝氨酸 磷脂酰