食品化学食品化学脂肪实用教案

1、3.1.1 脂类的分类(fn li)类 脂中性脂肪甘油三酯磷 脂糖 脂固 醇 类脂 蛋 白蜡和烃类第1页/共60页第一页，共60页。表：脂肪酸的分类(fn li) 按链长度分按饱和度分短链脂肪酸中链脂肪酸长链脂肪酸单不饱和酸饱和脂肪酸多不饱和酸第2页/共60页第二页，共60页。脂肪酸的命名(mng mng) 掌握脂肪酸命名(mng mng)的主要方法 系统命名(mng mng)法 数字命名(mng mng)法 俗名 英文缩写 记住常见脂肪酸的碳链长度、双键数、双键位置和名称。第3页/共60页第三页，共60页。酰基甘油(n yu)的命名 Hirschman立体有择位次编排命名法（Sn）中，碳原子

2、自上而下(z shn r xi)编号，三酰甘油命名法为： 数字命名法：Sn-16:0-18:1-18:0 英文缩写法：Sn-POSt 中文命名法：Sn-甘油-1-棕榈酸酯-2-油酸酯-3-硬脂酸酯CCH2COR1R2OCOHCH2OCOR313第4页/共60页第四页，共60页。图：三酰基甘油(n yu)的三种晶型 左至右分别(fnbi)为型、 型和型。第5页/共60页第五页，共60页。图：甘油酯混合物的膨胀熔化(rnghu)曲线第6页/共60页第六页，共60页。思考题 如果要制作一种起酥性很好的油脂，你预期其原料的脂肪酸构成(guchng)特点如何？ A 脂肪酸组成非常一致，脂肪酸在甘油三酯上

3、的酯化位置也非常一致。 B 脂肪酸组成不一致，脂肪酸在甘油三酯上的酯化位置却非常一致。 C 脂肪酸组成非常一致，脂肪酸在甘油三酯上的酯化位置却不一致。 D 脂肪酸组成不一致，脂肪酸在甘油三酯上的酯化位置也不一致。第7页/共60页第七页，共60页。食品(shpn)化学第三章 脂肪 2油脂在储藏加工中的变化(binhu)概述油脂的自动氧化：机制油脂的自动氧化：影响因素油脂的酶促氧化油脂的高温劣变第8页/共60页第八页，共60页。3.3 脂肪(zhfng)在储藏加工中的变化 油脂的氧化(重点) 自动(zdng)氧化 auto-oxidation 酶促氧化 光敏氧化 油脂的水解 油脂的高温劣变第9页/

4、共60页第九页，共60页。3.3.1.1 油脂的自动氧化(ynghu)反应 条件： 不饱和油脂等含双键底物 游离(yul)基的产生 氧气的存在 过程： 链反应的引发 游离(yul)基的传递 链反应的终止 氢过氧化物的分解与聚合 最终表现：油脂产生不愉快气味、品质劣变。第10页/共60页第十页，共60页。自动(zdng)氧化链反应机理：链的引发 慢反应，需要较高活化能 双键相邻的-亚甲基最易失去氢离子产生游离基 受到金属离子催化(cu hu)或光、热、射线的促进RHR + H引发剂第11页/共60页第十一页，共60页。自由基的产生(chnshng) 自由基的产生可能是因为单线态氧、过渡金属离子、

5、酶、射线、加热( ji r)等原因。 单线态氧是氧的激发态，反应活性高，是自由基产生的重要因素。第12页/共60页第十二页，共60页。自动氧化链反应机理(j l)：链的增殖 游离基形成后，和氧气作用形成氢过氧化物，同时夺取(duq)-亚甲基氢，产生新的烷基游离基，使反应持续进行。这一步反应速度快。R + O2ROOROO +RHROO +R第13页/共60页第十三页，共60页。自动氧化(ynghu)链反应机理：链的终止 游离基之间发生相互结合，使链反应渐渐( jinjin)终止。R + R RRR+ ROOROORROO+ ROOROOR+O2第14页/共60页第十四页，共60页。油酸的分子结

6、构(fn z ji u)COOH第15页/共60页第十五页，共60页。油酸的自动氧化(ynghu)历程(1)CH2CHCHCH2111098CHCHCH11109CHCHCH11109CHCHCH1098CHCHCH1098第16页/共60页第十六页，共60页。油酸的自动(zdng)氧化历程(2)CHCHCH11109CHCHCH11109OOHCHCHCH11109OOO2RH第17页/共60页第十七页，共60页。亚油酸的分子结构(fn z ji u)COOH第18页/共60页第十八页，共60页。亚油酸的自动(zdng)氧化历程(1)CH2CHCHCH2CHCHCH2141312111098

7、CHCHCHCHCH131211109CHCHCH131211109CHCHCHCHCHCH131211109CH第19页/共60页第十九页，共60页。亚油酸的自动(zdng)氧化历程(2)CHCHCH131211109CHCHCHCHCH131211109CHCHOOCHCHCHCHCHOOHO2RH第20页/共60页第二十页，共60页。-亚麻酸COOH第21页/共60页第二十一页，共60页。亚麻酸的氧化(ynghu)（1）161310161310161310161310161310161310161310第22页/共60页第二十二页，共60页。亚麻酸的氧化(ynghu)（2）O2RH161

8、310OOH161310第23页/共60页第二十三页，共60页。脂肪酸的氧化(ynghu)产物 油酸酯：8，9，10，11位过氧化物(u yn hu w)，反式占70% 亚油酸酯：9，13位过氧化物(u yn hu w) -亚麻酸酯：9，12，13，16位氢过氧化物(u yn hu w)，其中9，16位占80%第24页/共60页第二十四页，共60页。总结(zngji)：自动氧化反应的历程不饱和脂肪酸氢原子脱去自由基异构过氧自由基氢过氧化物氧气射线(shxin)，光，热，金属离子，过氧化物等因素第25页/共60页第二十五页，共60页。EPA （-3，20：5）HOOCEPA第26页/共60页第二

9、十六页，共60页。DHA（-3，22：6）HOOCDHA第27页/共60页第二十七页，共60页。3.2.1.2 酶促氧化(ynghu) 酶：脂氧合酶 底物：具有( jyu)1,4-顺,顺戊二烯结构的脂肪酸第28页/共60页第二十八页，共60页。脂氧合酶催化(cu hu)的氧化反应(1)CHCHCH2CHCH-6-8LoxCHCHCHCHCH第29页/共60页第二十九页，共60页。脂氧合酶催化(cu hu)的氧化反应(2)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH-6CHCHCHCHCH-10异构化第30页/共60页第三十页，共60页。脂氧合酶催化(cu hu)的氧化反应(3)CHCHCHCHCH

10、CHCHCHCHCHOOH-6-6 氢过氧化物CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOOH-10-10 氢过氧化物O2O2第31页/共60页第三十一页，共60页。3.2.1.3 光敏氧化(ynghu) 光敏剂：叶绿素，血红蛋白，核黄素等 氧化剂：光敏剂激发的单线态氧 氧化底物：具有不饱和双键的脂肪酸 历程：六元环过渡态 产物：反式构型氢过氧化物(u yn hu w) 特点：高速 后果：可引发自动氧化反应第32页/共60页第三十二页，共60页。光敏氧化(ynghu)中的过渡态R1HR2R1HR2OOHR1HOR2OH1O2第33页/共60页第三十三页，共60页。表：几种氧化(ynghu)反应的

11、比较类类 型型自由基自由基发生位置发生位置催化剂催化剂产物产物备备 注注自动氧化自动氧化-亚甲基亚甲基金属金属离子离子氢过氧氢过氧化物化物最普遍发最普遍发生类型生类型酶促氧化酶促氧化1,4-顺顺,顺戊二顺戊二烯中心亚甲基烯中心亚甲基脂氧脂氧合酶合酶氢过氧氢过氧化物化物专一性强专一性强光敏氧化光敏氧化直接进攻双键直接进攻双键碳原子碳原子光敏剂光敏剂氢过氧氢过氧化物化物速度快速度快第34页/共60页第三十四页，共60页。氢过氧化物(u yn hu w)的分解 氢过氧化物不会导致(dozh)脂肪变味，但会使脂肪的重量增加。积累到一定浓度下开始分解，产生小分子醛、酮、酸、烃及其聚合物等挥发性物质，使油

12、脂发生异味。 测定油脂的过氧化价，可以了解氢过氧化物的存在浓度。第35页/共60页第三十五页，共60页。思考题 在油脂酸败的过程(guchng)中，氢过氧化物-时间曲线会是一条什么样形状的曲线？ 一位老教师买了一瓶香油，舍不得吃，放了两年时间才打开。这时候她发现香油已经变味了。你估计，这时候香油的过氧化值如何？ 一个只有脂肪和蛋白质，不含碳水化合物的反应体系当中，高温下发生了非酶褐变。你估计，这可能是什么原因造成的？第36页/共60页第三十六页，共60页。3.3.1.5 脂肪氧化的影响(yngxing)因素脂肪组成脂肪氧化速度水分活度金属催化剂抗氧化剂 氧气供应 光照和射线环境温度 第37页/

13、共60页第三十七页，共60页。脂肪(zhfng)脂肪(zhfng)酸和甘油酯的组成 脂肪酸的不饱和度、双键位置、顺反构型、酯化状态等均会影响自动氧化的速度(sd)。 顺式构型反式构型 共轭双键非共轭双键 多个双键单一双键饱和酸 游离脂肪酸甘油三酯第38页/共60页第三十八页，共60页。表：吸引H原子的能量(nngling)需求CH2HCH3CHHCHHCHCHDR-H（KJ/mole）322272422410DR-H（KJ/mole）CHCHCHHCHCH第39页/共60页第三十九页，共60页。脂肪酸25下的诱导(yudo)期和氧化速率脂肪酸脂肪酸双键数双键数诱导期诱导期(h)相对氧化速率相对

14、氧化速率18:00-118:1(9)18210018:2(9,12)219120018:3(9,12,15)31.342500第40页/共60页第四十页，共60页。水分(shufn)活度 水分活度在0.33时氧化(ynghu)速率达到最低。 0.33以下：水和金属离子结合，减少氢过氧化(ynghu)物分解 0.33以上：催化剂移动性上升，溶氧增加，表面积增大 含油脂食物多为中低水分活度产品。第41页/共60页第四十一页，共60页。环境温度 温度升高同时促进游离基的产生和氢过氧化物的分解。 高温下饱和脂肪酸亦发生氧化。 高温下的油脂劣变问题(wnt)在后面详述。第42页/共60页第四十二页，共6

15、0页。氧气(yngq)供应 氧气浓度低时，氧分压与氧化速度正相关；氧浓度高时则无关。 氧接触( jich)面积大，则氧化速度加快。 单线态氧氧化能力远大于单线态氧。第43页/共60页第四十三页，共60页。光照(gungzho)和射线 促进自由基的产生 促进光敏物质的作用(zuyng) 促进氢过氧化物的分解第44页/共60页第四十四页，共60页。金属(jnsh)催化剂 过渡金属离子为氧化催化(cu hu)剂或助氧化剂，低浓度下大大加快氧化速率。 活化氧分子形成单线态氧和氧自由基 降低自由基形成的活化能 促进氢过氧化物的分解 催化(cu hu)能力排序： PbCu黄铜SnZnFeAl不锈钢Ag 血

16、红素亦为催化(cu hu)剂。第45页/共60页第四十五页，共60页。抗氧化剂 抗氧化剂分为几类： 游离(yul)基清除剂（氢原子和电子供体） 单线态氧淬灭剂（类胡萝卜素等） 氢过氧化物分解剂（） 金属螯合剂（有机酸等） 氧清除剂（Vc、铁粉等） 抗氧化酶类（SOD、谷胱甘肽酶等） 常用商业抗氧化剂：以酚类物质为主。第46页/共60页第四十六页，共60页。游离(yul)基清除剂的机理ROO+ AH2ROOH+AHROO+ AHROOH+AAH+ AHAAAH+ AHAH2+A2ROO+ 2AH2ROOA+H2第47页/共60页第四十七页，共60页。常用(chn yn)抗氧化剂(1)OHC(CH

17、3)3OCH32-BHAOHOCH3C(CH3)33-BHAOHC(CH3)3CH3(H3C)3CBHT第48页/共60页第四十八页，共60页。常用(chn yn)抗氧化剂(2)OHC(CH3)3OHTBHQOHOHCOOC3H7PGHOOHCHOOHC3H7OTHBP第49页/共60页第四十九页，共60页。常用(chn yn)抗氧化剂(3) 生育酚第50页/共60页第五十页，共60页。常用(chn yn)抗氧化剂(3) 抗坏血酸氢供体、螯合剂、除氧剂、增效剂第51页/共60页第五十一页，共60页。抗氧化剂的使用(shyng)注意事项 尽早加入，以延缓氧化时间 剂量适当，以免产生负效果 注意(

18、zh y)溶解性，以更好地分散于食品体系 利用增效作用 选择高效产品第52页/共60页第五十二页，共60页。抗氧化剂与促氧化剂 抗氧化剂数量过大或油脂(yuzh)氧化程度较高，则电子供体或氢供体可能反而促进氧化进程：ROO+ AHROO+AH2第53页/共60页第五十三页，共60页。第54页/共60页第五十四页，共60页。第55页/共60页第五十五页，共60页。3.3.2 脂肪(zhfng)的水解 有水存在的情况下，在加热、酸、碱、酶的作用下可发生水解反应 酯酶在水油两相上发挥作用?乳化后反应速度快 游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化 游离脂肪酸增多的情况 生物体中存在的酯酶储藏中作用 油脂压榨后未经过精炼( jnglin)含水分较高 食物油炸后将水分转移入煎炸油脂中第56页/共60页第五十六页，共60页。3.3.3 油脂在加热(ji r)后的变化 热分解 热聚合 热氧化聚合 缩合 水解 氧化 总结果( ji