油脂的物理性质

1、3 脂类的物理性质 3.1 Polymorphism (同质多晶同质多晶) 食品化学 (汪） p86-87 分别根据 1-随机-2-随机-3-随机分布 和 1，3-随机-2-随机分布理论 计算大豆油中 三酰基甘油组成为Sn-POLn的含 量 1-随机-2-随机-3-随机分布 14*70*8*10-4=0.784 1，3-随机-2-随机分布理论 27*70*17*10-4=3.213 脂肪晶体 (芥蓝油) 3.1.1 Crystallization(结晶) 从溶液中形成具有高度有序结构的固体的过程 Nuclei（晶核） 分子之间接触、定向以一定方式 联结在一起 搅拌 用同一晶型的细小晶体接种 晶

2、体的生长- 晶核的增大 依赖于温度 晶体结构 晶胞 - a b c & 倾斜角 Fatty acids 硬脂酸 油酸 晶体的排列 亚晶胞 -乙烯基 甘油三酯亚晶胞的堆积排列方式 稳定性： 三斜正交六方型 三斜 (T/) () 最稳定 正交 () - 中等稳定 六方 () 随机取向并可沿长轴方向旋转 randomly oriented and exhibit rotation about their long vertical axes. 同质多晶 甘油三酯具有相同的化学组成但形成不同的晶体 结构 甘油三酯能以几种晶体形式存在，每一种晶体有 其特征的 熔点、X-ray diffraction (

3、衍射) pattern, and infrared spectrum (红外光谱). Monotropic 单向转变的特点 同质多晶与脂肪酸的烃链的堆积排布方式及其倾 斜角度有关 3.1.2 5364.271.7 For example: Tristearin (三硬脂酸甘油酯三硬脂酸甘油酯) Crystal ICrystal IICrystal III 单一脂肪酸形成的甘油三酯的同质多晶性质 Melting points Density Type Short spacing (A) Infrared spectroscopy(cm ) Highest Medium Lowest Highes

4、t Intermediate Lowest 4.6, 3.9, 3.7 3.8, 4.2 4.15 717 719，727 720 O -1 结晶形式及转变 Triclinic (三斜三斜) Orthorhombic (正交正交) Hexagonal (六方) 二链长和三链长结构 n 若甘油三酯中包含不同的脂肪酸 crystal form 外观Size (m)热力学 质构性质 tiny, transparent, delicate， needle like intermediary 大粗粒并结块 1 intermediary 25-45 (grow to 100) unstable relat

5、ively stable stable smooth, fine- grained光滑 细腻 fine-grained 粗沙粒感 脂肪结晶的性质 晶体转变 影响晶体转变的因素 - 脂肪酸的组成及在甘油三酯中的分布 form form form with time without melting or melting form form closely related triacylglycerols highly randomized fats form form 3.1.3 脂肪结晶对食品品质的影响 光滑度 (mouth-feel): size of crystals 熔点温度: order

6、 of crystals 分别考虑巧克力和植物黄油其最重要的质构性质与脂肪结晶的晶体大小、 晶型、数量及熔点的关系？ CrystalMelting temp.Notes I17 C (63 F) Soft, crumbly, melts too easily II21 C (70 F) Soft, crumbly, melts too easily III26 C (79 F) Firm, poor snap, melts too easily IV28 C (82 F) Firm, good snap, melts too easily V34 C (93 F)Glossy, firm, b

7、est snap, VI36 C (97 F)Hard, takes weeks to form 巧克力结晶晶体的性质 巧克力的锻造过程是：首先加热到50C， 然后冷却到25C，保温一段时间，然后再 加热到32C，然后浇铸到模子上，成型。 请在下表中，描述一下随着温度的改变， 脂肪结晶数量的改变情况，以及在第三栏 中填写脂肪的同质多晶形的改变（可以用 不太稳定的，非常稳定的晶体的增加或减 少来描述，不必写出具体哪一种晶型） 熔点熔点 fatty acid 4:05:06:07:08:09:010:012:014:0 熔点() -4.5-34.5-3.2-7.516.512.531.544.85

8、4.4 fatty acid 16:018:018:118:218:318:1 (9 tr) 18:1 (9 c) 熔点() 62.971.216.3-5-114516.3 liquidsolid 3.2 脂肪酸的物理性质 不饱和脂肪酸的熔点低于饱和脂肪酸 顺式构型比反式构型的熔点低 Saturated short-chain FAs, with 8 carbons or less, are liquid at room temperature, whereas FAs with chain length of 10 or more carbons are solid at room temp

9、erature 脂肪酸的溶解性 8C以下的短链脂肪酸是水溶性的 随着链长增加，水溶性下降，原因是 the size of the hydrocarbon chain ? 脂肪和油的熔点或熔点范围脂肪和油的熔点或熔点范围 脂肪和油的熔点范围 fats and oilssoybeanpeanutsunflower棉籽 油 猪油牛油 melting range () -8-1803-16-193428484050 单一脂肪酸三甘酯的熔点 triacyl- glycerols LaLaLaMMMPPPStStStOOOLLLLnLnLnStOStStOO melting point () 465866

10、735-13-244323 熔点范围 不饱和度和碳链长度决定了油脂的熔点 食用油通常具有较宽的熔点范围，因为 the variety of fatty acids present 动物油的熔点比植物油高，因为there are more saturated FAs in animal fats 脂肪的塑性 多数油脂中同时含有固相和液相, such as lard, tallow 固体脂肪指数Solid fat content (SFC) : 在一定温度下油脂中固体脂肪数量所占的比例或百分数 ? SFC 油脂的组成 Temperature SFC: ab/ac (100%) Solid fat

11、index (SFI): ab/bc 油脂中的SFC通常用以下方法测量：calorimetry (量热), dilatometry (膨胀) or nuclear magnetic resonance (核磁共振) T Dilation liquid solid end of melting beginning of melting Dilatometric melting curve of glyceride mixture 油脂的塑性: 油脂能保持一定的形状，且在较轻的外力作用下变形的能力 soft enough to spread with a knifehard enough to r

12、etain the shape 塑性脂肪: 由固体脂肪和液体脂肪均匀混合加工而成的油脂, such as margarine 塑性范围: 固体脂肪开始熔化直到全部固体溶化的温度区间 T Dilation liquid solid end of melting beginning of melting SFC 40-50% rigidity 塑性 SFC 塑性 取决于甘油三酯的熔点及晶体大小 3.3 Emulsion(乳状液) and emulsifier乳化剂 液相 两种不相溶的液体 - dispersed phase (被分散相) - continuous phase 连续相 3.3.1 乳

13、状液 不透明 O/W (oil-in-water) or W/O (water-in-oil) continuous phase dispersed phase thermodynamically unstable (O/W) (热力学不稳定) 增加了两相间的接触面积 higher interfacial tension (界面张力) 较高的自由能 较低的自由能状态 time 乳化剂使乳状液体系稳定 - 乳化剂定位在两相界面上 - 减少界面张力 必须施加外力做功(shear/mixing/ homogenization) 3.3.2 乳化剂 同时具有亲水基团和亲油基团(疏水基团） - 甘油一酯和二酯 - Tweens (polyethylene 聚乙烯 sorbitan fatty acids) - Spans (sorbitan 脱水山梨糖醇 fatty acid esters) - 卵磷脂 - Some proteins (- casein 酪蛋白 ) monoacylglyceride and diacylglyceride tweens (polyethylene 聚乙烯 so