脂质教学课件

1、第 5 章脂质第 5 章 脂质第一节 introduction一、定义：生物体内溶于有机溶剂（氯仿、乙醚、四氯化碳、丙酮、苯等） ，不溶于或微溶于水而的疏水性化合物。95%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯，目前大量油脂除了消费在肥皂，油漆和其他非食用的工业产品外，世界上生产的大部分油脂仍继续作为我们人类的食物而被消费。脂质通常具有下列共同特征：不溶于水，溶于乙醚，石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。大多数具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。都由生物体产生，并能由生物体所利用（不同于矿物油）。例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。卵磷脂微溶于水而不溶于丙酮，鞘磷脂和脑苷脂类的复合物不溶于乙醚。食用脂的两种形

2、式：游离脂，或可见脂肪：是指从植物或动物中分离出来的脂，如奶油、猪油或色拉油。食品组分： 是指存在于食品中，作为食品的一部分，不是以游离态存在，例如肉、乳、大豆中的脂。二、分类：按物理状态：脂肪（常温下为固态）和油（常温下为液态）。按来源：乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂。按不饱和程度： 干性油 (碘值大于 130，如桐油、亚麻籽油、 红花油等 )；半干性油 (碘值介于 100-130 ，如棉籽油、大豆油等 )；不干性油 (碘值小于 100，如花生油、菜子油、蓖麻油等 )。按构成的脂肪酸分：单纯酰基油，混合酰基油。按化学结构分：简单脂质：酰基甘油：甘油+脂肪酸（占天然脂质的95

3、%）；蜡：长链脂肪醇+ 长链脂肪酸。复合脂质：磷酸酰基甘油：甘油+脂肪酸 +磷酸盐 +含氮基团；鞘磷脂类：鞘氨醇+脂肪酸 +磷酸盐 +胆碱；脑苷脂类：鞘氨醇+脂肪酸 +糖；神经节苷脂类：鞘氨醇+脂肪酸 +碳水化合物。衍生脂质：类胡萝卜素，类固醇，脂溶性维生素等。三、脂肪的功能：热量最高的营养素(39.58kj/g) 。提供必需脂肪酸； 脂溶性维生素的载体； 提供滑润的口感， 光润的外观， 塑性脂肪的造型功能；赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质。二十碳五烯酸（ epa）和二十二碳六烯酸（ dha ）广泛存在于海洋生物中。它们有诸多生理作用：抗血栓、降胆固醇、治疗糖尿病等； dha 还可以促进脑细

4、胞生长发育，提高记忆力和学习能力。目前， epa 和 dha 主要从鱼油中制备。根据产品中epa 和 dha 含量，又可将产品分为：精制浓缩鱼油（ epa+dha ：30%左右）；多烯康型产品（epa+dha70% ）；高纯 epa 或 dha 产品（ epa 或dha90% ）。第二节structure and composition of fats一、油脂的结构ch 2ohch 2ocor1ho ch+ 3ricoohr2ocochch 2ohch2ocor3r1= r 2 = r 3 ，单纯甘油酯； ri 不完全相同时，混合甘油酯；r1 r3， c2 原子有手性，天然油脂多为 l 型。碳

5、原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸。二、脂肪酸的结构饱和脂肪酸（ sfa）：符合 cnh 2n2 o2，通常碳原子数 14,是直链分子，碳原子数为偶数，乳中含有少量的短链脂肪酸。不饱和脂肪酸（ ufa ）：不符合 cnh2n2o2，通常含有一个或多个烯丙基，两个双键多为顺式， （反式的没有营养） 。天然多烯酸（一般会有2 6 个双键）的双键都是被亚甲基隔开的。来源：人类使用的反式脂肪主要来自经过部分氢化的植物油 。牛奶、乳制品、牛肉和羊肉的脂肪中都能发现反式脂肪酸，占 2% 9%。鸡和猪也通过饲料吸收反式脂肪酸，反式脂肪酸因此进入猪肉和家禽产品中。危害：研究结果显示，对于心血管疾病的发生发展，人

6、造脂肪负有极大的责任，它导致心血管疾病的几率是饱和脂肪酸的3 5 倍，甚至还会损害人们的认知功能。此外，人造脂肪还会诱发肿瘤（乳腺癌等） 、第1 页 共8 页第 5 章脂质哮喘、 2 型糖尿病、过敏等疾病，对胎儿体重、青少年发育也有不利影响。德国营养学会菲格教授干脆打了这样一个比方：如果在一份看上去“大油大肉”的浓汁肉排和一盘用人造脂肪做出来的炸薯条之间进行取舍，那么选择前者更有利于健康。三、脂肪酸的命名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，并标出双键的位置。双键位置 +碳原子数 +双键数 +烯酸2、数字命名法：n: m （ n-碳原子数 , m-双键

7、数）例：18:0 18:1 18:2 18:3 。在某些情况下，要求标出双键的顺反结构和位置，用c 表示顺式， t 表示反式，如：5t， 9c 18： 2；也可以从甲基端编号，记做n：m 数字或 n： m（ n数字）。3、俗名或普通名：【一些常见脂肪酸的命名】who 、fao 、中国营养协会推荐：饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸=1:1:1 。三酰基甘油酯的命名：1、立体有择位次编排命名法sn 命名法：碳原子编号自上而下为1-3，fisher 平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。四、根据动植物脂肪的组成，可将天然脂肪分为：乳脂类、植物奶油类、水产动物油脂类、动物脂类、油酸 -亚油酸

8、酯类、亚麻酸酯类、芥酸酯类。第三节脂肪的物理性质1、气味和色泽：纯脂肪无色、无味，多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引起的。2、熔点和沸点melting points and boiling points没有确定的mp 和 bp。mp：游离脂肪酸甘油一酯 二酯 三酯。 mp 最高在 40-55 之间。碳链越长，饱和度越高，则mp 越高。 mp96% 。bp： 180-200之间， bp 随碳链增长而增高，碳链长度相同，饱和程度不同脂肪，沸点变化不大。3、烟点、闪点和着火点烟点：指在不通风的情况下观察到试样发烟时的温度。闪点：指试样挥发的物质能被点燃但不能维持燃烧的温度。着火点：指试样挥发的物质

9、能被点燃并能维持燃烧不少于5 秒的温度。俗称油脂的三点，是油脂品质的重要指标之一。4、同质多晶：化学组成相同的物质，结晶晶型不同，但融化后生成相同的液相。脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构。脂肪酸烃链中的最小重复单位（晶胞）是亚乙基 (-ch2ch2-) ，可用来描述脂肪中脂肪酸烃链的晶体结构的堆积或排列方式。脂肪的晶胞最常见的堆积方式：正交：烃链平面相互垂直；三斜：烃链平面是平行的；六方形。稳定性：。第2 页 共8 页第 5 章脂质同酸甘油酯同质多晶体的特性：熔点：；密度：；有序程度：。甘油三酯在晶格中分子排列成椅式。在油脂生产中，常常要求析出的固体具有一定的物理形状，以适应各种

10、需求，这就要求控制好晶体的形成及不同晶型的转换。影响晶体的形成及不同晶型转换的因素有：脂肪的种类；溶化时的温度；冷却速度；脂肪的纯度。例如 ststst，当其熔融物冷却时，可结晶成密度最小，熔点最低的型。若进一步使型冷却，则链更紧密的堆积，并逐渐转变为型。如果型加热至熔点，可迅速转变成最稳定的型。型熔融物冷却并保持温度高于熔点几度，可直接得到型。加热型至熔点温度，则发生熔融，并转变成稳定的型。同酸三酰甘油酯易形成稳定 型结晶，不同酸甘油酯易停留在型结晶。易结晶为型的脂肪有：大豆油、花生油、椰子油、橄榄油、玉米油、可可脂和猪油。易结晶为型的脂肪有：棉子油、棕榈油、菜子油、乳脂、牛脂及改性猪油。型

11、的油脂适合于制造人造起酥油和人造奶油。巧克力加工时调温处理可可脂：主要甘油酯stost（ 30%）、post（ 40%）、pop（ 15%）。 st硬脂酸； o油酸； p棕榈酸。晶型： 6 种同质多晶型（-）。晶型熔点：依顺序增大。晶型稳定性：i 型最不稳定，晶型型最稳定。通过适当的调温可以得到这种 -v 晶型： 可可脂加热到 55以上使它熔化， 再缓慢冷却， 在 29 停止冷却，然后再加热到 33，使 型以外的晶体熔化，多次进行 29冷却与 33加热，最终使可可脂完全转化为 型。贮藏中，克力的 -3型结晶转变为熔点较高的 -3型，结果都会导致巧克力表面起霜，即表面沉积小的脂肪结晶，使外观呈白

12、色或灰色。5、油脂的塑性油脂的熔化： 固体分数 ab/ac、液体分数 bc/ac、固体脂肪指数 (sfi) 、在一定温度下固液比 ab/bc。sfi同食品中脂肪的功能性质密切相关。油脂的塑性：常温下表现为固体的脂肪，实际上是固体脂与液体油的混合物，这种脂肪具有一定的可塑造性，可保持一定的外形。油脂的塑性指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变形的能力。油脂塑性的决定因素：固体脂肪指数（ sfi）：固液比适当；脂肪的晶型： /晶型可塑性最强；熔化温度范围：温差越大，塑性越大。可塑性油脂的作用：涂抹性（涂抹黄油等）；可塑性（用于蛋糕的裱花）；起酥作用；使面团体积增加。起酥油：是用来造饼干糕点、酥皮时

13、使制品酥脆易碎的油脂。起酥油具可塑性起酥性和酪化性能。特性：在40不变软，在低温下不太硬，不易氧化。6、乳状液和乳化剂：乳状液一般是由两种不互溶的液相组成的分散体系。其中一相是以直径0.1-50 m 的液滴分散在另一相中，前者称为“内 ”相或分散相，后者为“外 ”相或连续相。（ 1）乳浊液的分类：水包油型（o/w ，水为连续相，如：牛乳）；油包水型（w/o 型，油为连续相，如：奶油） 。（ 2）乳浊液的失稳机制分层：重力作用可导致密度不同的相分层或沉降。絮凝：分散相液滴表面静电核不足导致液滴之间斥力不足，液滴之间相互接近而导致絮凝，但液滴的界面膜尚未破裂。聚结：液滴的界面膜破裂，液滴与液滴结合

14、，小液滴变成大液滴，严重时会完全分相。（ 3）乳化剂的乳化作用：界面张力；电荷排斥力；细微固体粉末的稳定作用；大分子物质的稳定作用；液晶的稳定作用。减少两相间界面张力：大多数乳化剂是两亲化合物，它们浓集在油水界面，明显地降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，因此添加表面活性剂可提高乳状液的稳定性。添加表面活性剂可降低界面张力，但界面自由能仍然是正值，因此，还是处在热力学的不稳定状态。增大分散相之间电荷排斥力：乳状液保持稳定主要取决于乳状液小液滴的表面电荷互相推斥作用。胶体稳定性的 dlvo 理论：分散的颗粒受到两种作用力， 即范德华吸引力和颗粒表面双电层所产生的静电斥力。乳状液小液滴的表面

15、电荷互相推斥作用。第3 页 共8 页第 5 章脂质细微固体粉末的稳定作用： 与分散的油滴大小相比， 是非常小的固体颗粒 ,其界面吸附可以在液滴的周围形成物理垒（ physical barrier ），使乳状液保持稳定，同时，从界面驱出固体颗粒需要吸收能量，因为这样会引起油/水界面增大。粉末状硅胶、各种粘土、碱金属盐和植物细胞碎片。大分子物质的稳定作用：各种大分子物质，包括某些树胶和蛋白质，都能在乳状液液滴的周围形成厚膜，当蛋白质被吸附时可出现伸展并在界面取向，使非极性基团朝着油相排列，同时它们的极性基团朝着水相排列。明胶和多种树胶，其中有的并不是表面活性物质，但由于它们能增加水相粘度，所以对于

16、o/w 型乳状液保持稳定性是极为有利的。液晶的稳定作用：液晶对乳状液稳定性具有重要作用，在乳状液（ o/w 或 w/o ）中，乳化剂、油和水之间的微弱相互作用，均可导致油滴周围形成液晶多分子层，这种界面能垒使得范德华力减弱和乳状液的稳定性提高，当液晶粘度比水相粘度大得多时，这种结构对于乳状液稳定性将起着更加明显的作用。（ 4）乳化剂的选择食品工业中的乳化剂分类：阴离子型、阳离子型、非离子型；天然的或合成的；表面活性剂、粘度增强剂或固体吸附剂等。1）根据分子的亲水亲脂平衡（hlb ）性质选择乳化剂。hlb= 亲水性 /亲脂性通常 hlb 值在 3-6 范围内的适用于w/o 的乳状液，数值在8-1

17、8 的适用于o/w 的乳状液。2）乳化剂的功能： 增加乳状液的稳定性； 减少焙烤食品的老化； 强化面团； 控制脂肪结晶，改善以脂类为基质产品的稠度。3）食品中常见的乳化剂：甘油酯及其衍生物、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物、丙二醇脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠（ssl）、大豆磷脂（卵磷脂） 、各种植物树胶。第四节 脂肪的化学性质一、水解：脂类化合物在酶作用或加热条件下发生水解，释放出游离脂肪酸。游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味，油脂中脂肪酸的含量的多少是评价其质量高低的指标之一，通常用酸价来表示。fats+h 2o加碱皂化酸价 (acid value ；av) ：中和 1 克油脂中

18、游离fa 所需的 koh 毫克数， av 饱和脂肪酸；顺式构型 反式构型；共轭双键 非共轭双键；游离脂肪酸 甘油酯；甘油酯中fa 的无规分布使 v 氧化；双键数， v 氧化。 o2。温度：温度 v 氧化。 sfa 室温下稳定，高温下会显著的氧化。aw 。表面积：空气接触表面积v 氧化。 catalyst（催化剂、助氧化剂） ： mn + (过渡金属离子 )是助氧化剂。a.促进 rooh 分解：m(n+1)+-+ro .+ohm n+ +r oohm (n-1)+h + +r oo .b.金属催化能力强弱排序如下：铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银。c.使 o2 活化，产生1o2 和 ho 2?。第5 页

19、 共8 页第 5 章脂质- e1 o 2m n+ + 3 o 2m (n+1)+ +o - 2+h +ho.2光和射线：促使氢过氧化物分解，引发游离基。抗氧化剂：延缓和减慢油脂氧化速率。食用油脂的抗氧化剂：抗氧化剂（根据原理） ：自由基清除剂（氢供体、电子供体；过氧化物分解剂；氢单线态氧淬灭剂；抗氧化剂增效剂；酶类抗氧化剂。常见抗氧化剂的种类：我国 15 种：丁基羟基茴香醚（bha ）、二丁基羟基甲苯（bht ） 、特丁基对苯二酚（tbhq ）、没食子酸丙酯 （ pg）、异抗坏血酸钠、茶多酚、 植酸甘草抗氧化物、抗坏血酸钙、 脑磷脂、 抗坏血酸棕榈酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、4己基间苯二酚、抗坏

20、血酸、迷迭香提取物。按来源：（人工合成）bha 、 bht 、 pg；（天然）茶多酚、生育酚、植酸等。油脂的保存：低温；避光；精炼；去氧包装；加入抗氧化剂。（ 4）过氧化脂质的危害：过氧化脂质几乎能和食品中的任何成分反应，使食品品质降低。rooh 几乎可与人体内所有分子或细胞反应，破坏dna 和细胞结构。脂质常温及高温氧化均有有害物产生。3、脂肪在高温下的化学反应：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。热分解作用：氧化热解、非氧化热解。热聚合作用：氧化热聚合、非氧化热聚合。（ 1）热分解作用： 饱和脂肪： 非氧化热解 （饱和在

21、200-700 加热， 可检出）；氧化热解 （温度 150 以上时）。饱和脂肪在常温下较稳定，加热至 150以上时，先在羧基或酯基的 、 或 位碳上形成氢过氧化物，并裂解成多种产物。不饱和脂肪：非氧化热解：主要生成二聚体；此外还有一些低分子量的物质。氧化热解：与低温下的autoxidation 类似，但高温下rooh 的分解速率更快。（ 2）热聚合：聚合反应将导致油脂黏度增大，泡沫增多。非氧化热聚合是 diels-alder 反应。氧化热聚合： 200-230 条件下，聚合成二聚体。（ 3）油脂的缩合反应小结：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

22、的。加工中宜控制 t150 。第五节油脂的质量评价过氧化值（ pov ）：是指 1kg 油脂中所含氢过氧化物的毫克当量数。pov 值宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。一般新鲜的精制油1，劣质油 20。硫代巴比妥酸（tba ）法：醛类 +tba 有色化合物丙二醛的有色物在530nm 处有最大吸收，其它醛的有色物最大吸收在450nm 处，此法不宜评价不同体系的氧化情况。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。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 5。皂化价：完

23、全皂化1g 油脂所需koh 的毫克数。油炸用油品质检查：当石油醚不溶物0.7，发烟点低于170，或石油醚不溶物1.0% ，无论其发烟点是否改变，均可认为油已经变质。第六节油脂的化学加工第6 页 共8 页第 5 章脂质1、油脂的精炼油脂的提取方法：压榨法：植物油的榨取（冷榨、热榨）；熬炼法：动物油脂的加工；浸出法（萃取法） ：植物油的榨取；机械分离法（离心法）：从液态原料提取油脂，如奶油。原料 -粉碎 -软化 -蒸炒 -压坯香油的生产 水代法。毛油杂质：磷脂、色素、蛋白质、纤维、游离脂肪酸及有异味、有毒物质（黄曲霉毒素、棉酚） 。对粗油进行精制，可提高油的品质，改善风味，延长油的货架期。损失了一

24、些脂溶性维生素，如维生素 a 、维生素 e 和类胡萝卜素等。精炼：（ 1）沉降：静置 +过滤或离心，除去不溶性杂质。（ 2）脱胶：热水或蒸汽 +50 搅拌静置分层，除去磷脂和蛋白质。（ 3）脱酸：加碱中和（皂化）水洗，除去游离脂肪酸。（ 4）脱色：活性炭或白土（硅藻土） ；除去叶绿素、类胡萝卜素及磷脂、皂脚和氧化产物。（ 5）脱臭：减压蒸馏 +柠檬酸（螯合过渡金属离子） ；除去异味。精炼后油的品质提高，但脂溶性维生素和胡萝卜素损失。2、油脂的改性（ 1）氢化：酰基甘油上不饱和脂肪酸的双键在 ni 、 pt 等的催化作用下，在高温下与氢气发生加成反应，不饱和度降低，从而把在室温下呈液态的油变成固

25、态的脂，这种过程称为油脂的氢化。生成硬化型氢化油脂（制皂工业） ；生成乳化型可塑性脂肪（食品工业） 。油脂氢化的机理氢化的选择性氢化过程中，三烯可转变为二烯，二烯可转变为一烯，直至到达饱和。一些双键被饱和，一些双键可能重新定位，一些双键可能由顺式转变为反式构型。以 -亚麻酸的氢化为例，可生成7种产物。氢化的选择性：（ sr 或 s）是指不饱和程度较高的脂肪酸的氢化速度与不饱和程度较低的脂肪酸的氢化速度的比值。sij=k i /k j 可衡量产物的选择性。k 3k 2k 1亚麻酸油酸硬脂酸亚油酸s21= k 2 / k 1= 0.159/0.013=12.2k 值的大小，实际上与催化剂及反应条件

26、有关。加工参数对氢化选择性与速率的影响：油脂氢化后的特性改变：a.优点：稳定性；颜色变浅；风味改变；便于运输和贮存；制造起酥油、人造奶油等。b.缺点：多不饱和脂肪酸含量；脂溶性维生素被破坏；双键的位移和反式异构体的产生。（ 2）油脂的酯互换意义：天然油脂中脂肪酸的分布模式，赋予了油脂特定的物理性质如结晶特性、熔点和稠度等，有时这种性质限制了它们在食品工业中的应用，可采用酯交换是使脂肪酸重排，从而改变脂肪酸分布模式，以改变油脂性质，从而适应特定需要。例子：如天然猪油的结晶颗粒粗大，口感粗糙，不利于用在糕点制品上，但经酯交换后，可结晶形成细小颗粒，熔点和粘度降低，很适合用作人造奶油和糖果用油。分子内酯交换、分子间酯交换。酯交换反应机理s3：三饱