第四章 脂类-2014

1、 第四章第四章 脂类脂类 (Lipids) 1定义：脂类是指一大类溶于有机溶剂而不溶于定义：脂类是指一大类溶于有机溶剂而不溶于水的化合物，是脂肪组织的主要成分。水的化合物，是脂肪组织的主要成分。99%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油脂。的植物和动物脂类是脂肪酸甘油脂。脂脂(fats)：室温下为固体：室温下为固体。室温下为液体。室温下为液体。第一节第一节 概概 述述 游离脂，或可见脂肪游离脂，或可见脂肪(visible fats) 是指从植物或动物中分离出来的脂，如奶油、是指从植物或动物中分离出来的脂，如奶油、猪油或色拉油。猪油或色拉油。 食品组分食品组分 是指存在于食品中，作为食品的一部分，但不是

2、指存在于食品中，作为食品的一部分，但不是以游离态存在是以游离态存在。食品中的脂有两种形式：食品中的脂有两种形式：第二节第二节 脂的分类脂的分类（一）分类（一）分类一般脂的分类（分成三类）：一般脂的分类（分成三类）： 简单脂类简单脂类：酰基甘油：甘油：酰基甘油：甘油+脂肪酸脂肪酸 蜡蜡：长链醇：长链醇+长链脂肪酸长链脂肪酸 复合脂类复合脂类： 磷酸酰基甘油磷酸酰基甘油 鞘磷脂类鞘磷脂类 脑苷脂类脑苷脂类 神经节苷脂类神经节苷脂类 衍生脂类衍生脂类 类胡萝卜素，类固醇、脂溶性维生素类胡萝卜素，类固醇、脂溶性维生素 简单脂类简单脂类： 酰基甘油酰基甘油：（甘油：（甘油+脂肪酸）脂肪酸） 乳脂肪乳脂肪

3、： 主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂 酸，也含有相当数量的酸，也含有相当数量的C4C12短链短链 脂肪酸。脂肪酸。 月桂酸脂月桂酸脂：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。 植物脂植物脂： 热带植物种子中存在的油脂，熔点范围窄，如可可脂热带植物种子中存在的油脂，熔点范围窄，如可可脂 油酸油酸-亚油酸亚油酸：主要的植物油，如棉籽油、玉米油、花生油、：主要的植物油，如棉籽油、玉米油、花生油、 向日葵油、红花油、橄榄油、棕榈油以及芝麻向日葵油、红花油、橄榄油、棕榈油以及芝麻 油等，饱和脂肪酸含量均低于油等，饱和脂肪酸含量均低于20。

4、 亚麻酸脂亚麻酸脂：豆油、麦胚油、大麻籽油以及紫苏子油等。：豆油、麦胚油、大麻籽油以及紫苏子油等。 动物脂肪动物脂肪：含有大量的：含有大量的C16和和C18饱和脂肪酸和中等量不饱和饱和脂肪酸和中等量不饱和 脂肪酸。不饱和脂肪酸中最多的是油酸和亚油酸，具有脂肪酸。不饱和脂肪酸中最多的是油酸和亚油酸，具有 相当高的熔点。相当高的熔点。 海生动物油海生动物油：高不饱和脂肪酸，：高不饱和脂肪酸，EPA和和DHA。 蜡蜡：长链醇：长链醇+长链脂肪酸长链脂肪酸 复合脂类：复合脂类： 磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）：磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）： 甘油甘油+脂肪酸脂肪酸+磷酸盐磷酸盐+其它含氮基团其它含氮基团 鞘

5、磷脂类鞘磷脂类 ：鞘氨醇：鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+磷酸盐磷酸盐+胆碱胆碱 脑苷脂类：脑苷脂类： 鞘氨醇鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+糖糖 神经节苷脂类：神经节苷脂类： 鞘氨醇鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+复合的碳水化合复合的碳水化合 物部分（如唾液酸）物部分（如唾液酸） 衍生脂类：衍生脂类：符合脂定义，但不是简单或复合脂类。符合脂定义，但不是简单或复合脂类。 如：胡萝素、类固醇如：胡萝素、类固醇 。（二）酰基甘油（甘油酯（二）酰基甘油（甘油酯, Acylglycerols） 天然脂肪：甘油与脂肪酸结合而成的天然脂肪：甘油与脂肪酸结合而成的一酰基甘油一酰基甘油、二二酰基甘油酰基甘油以及三以及三酰基甘油酰基甘油。

6、食用油或食用脂几乎完全由三酰基甘油组成食用油或食用脂几乎完全由三酰基甘油组成Sn-系统命名三酰基甘油：系统命名三酰基甘油： Fisher平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。 Sn-甘油甘油-1-硬脂酸酯硬脂酸酯-2-油酸酯油酸酯-3-肉豆蔻酸酯（肉豆蔻酸酯（Sn-StOM或或Sn-18:0-18:1-14:0）。）。（三）磷脂（三）磷脂(phospholipids) 1-棕榈酰棕榈酰-2-亚油酰亚油酰-Sn-甘油甘油-3-磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱-卵磷脂卵磷脂。 任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂。任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂。 磷酸甘油酯属于磷酸

7、甘油酯属于Sn-甘油甘油-3-磷酸酯，广泛存在于动磷酸酯，广泛存在于动 植物中。植物中。（四）（四） 脂肪酸脂肪酸(Fatty acids) -命名系统：从分子的末端甲基开始。命名系统：从分子的末端甲基开始。 亚油酸亚油酸 18：26（或（或 n6） 天然多烯酸（一般会有天然多烯酸（一般会有2-62-6个双键）的双键部是被亚甲个双键）的双键部是被亚甲基隔开的。基隔开的。 5,8,11,14-二十碳四烯酸，或二十碳四烯酸，或 20:46（或（或 n6）。）。 4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，或二十二碳六烯酸，或22:63（或（或 n3）。）。DHA 植物油中最常见的脂肪酸有植物油

8、中最常见的脂肪酸有8 8种，种，约占脂肪酸总量的约占脂肪酸总量的9797。 月桂酸月桂酸 12：0、肉豆蔻酸、肉豆蔻酸 14：0、棕榈酸、棕榈酸 16：0、硬脂酸、硬脂酸 18：0、 油酸油酸 18：1（n-9)、亚油酸、亚油酸 18：2（n-6)、-亚麻酸亚麻酸 18：3（n-3)、 芥酸芥酸 22：1（n-9) 植物油植物油 棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸 占主要成分。占主要成分。 亚油酸和亚油酸和-6-6脂肪酸具有生理活性脂肪酸具有生理活性-必需脂肪酸。必需脂肪酸。 -亚麻酸属于亚麻酸属于-3-3脂肪酸脂肪酸，具有营养功能，也

9、是必需，具有营养功能，也是必需脂肪酸。脂肪酸。 动物和鱼油中的脂肪酸动物和鱼油中的脂肪酸 主要有：主要有： 16：0、16：1、18：0、18：1、20：4（-6）、）、 20：5（-3）、以及）、以及22：6（-3）。第三节第三节 物理性质物理性质(Physical aspects)一天然脂肪中脂肪酸的分布一天然脂肪中脂肪酸的分布 脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大影响，但脂肪酸排脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大影响，但脂肪酸排列不同，其物理性质有很大不同。列不同，其物理性质有很大不同。 一般天然脂肪中脂肪酸的分布规律：一般天然脂肪中脂肪酸的分布规律： 植物三酰基甘油植物三酰基甘油 1.

10、含有常见脂肪酸的含有常见脂肪酸的种子油种子油 不饱和脂肪酸优先排列在不饱和脂肪酸优先排列在Sn-2Sn-2位位（物别是亚油酸），（物别是亚油酸）， 饱和酸几乎只出现在饱和酸几乎只出现在1 1，3 3位位. 2. 饱和度高的植物脂饱和度高的植物脂 可可脂可可脂 75%左右的三酰基甘油是二饱和的，左右的三酰基甘油是二饱和的，18：1集中在集中在 2位，饱和酸几乎只在位，饱和酸几乎只在1，3位。位。 椰子油椰子油 80%的三酰基甘油是三饱和的，月桂酸集中在的三酰基甘油是三饱和的，月桂酸集中在2位位 上，辛酸在上，辛酸在3位上，位上， 肉豆蔻酸与棕榈酸在肉豆蔻酸与棕榈酸在1位上位上3. 含有芥酸的植物

11、油含有芥酸的植物油，如菜籽油，如菜籽油 芥酸优先在芥酸优先在1，3位且位且3位上的芥酸比位上的芥酸比1位多位多。 动物三酰基甘油动物三酰基甘油 一般一般2 2 位上饱和脂酸大于植物脂肪位上饱和脂酸大于植物脂肪。 大多数动物脂肪，大多数动物脂肪，16：0优先在优先在 1 位上，位上，14：0优先于优先于 2 位。位。l 乳脂肪乳脂肪： 短链酸选择短链酸选择3位位l 猪脂猪脂：16：0主要集中于中心位置，主要集中于中心位置，18：0主要在主要在1位，位，18：3 在在 3 位与位与 1 位。位。l 海生动物油海生动物油： 长链高度不饱和脂肪酸优先位于长链高度不饱和脂肪酸优先位于 2 位位。二、同质

12、多晶二、同质多晶(Polymorphism)1、定义：、定义： 所谓所谓同质多晶物同质多晶物是指是指化学组成相同而晶体状态（晶型）化学组成相同而晶体状态（晶型）不同的化合物不同的化合物，这类化合物在，这类化合物在熔融态时具有相同的化学熔融态时具有相同的化学组成与性质组成与性质。Polymorphic forms are crystalline phases of the same chemical composition that differ among themselves in structure but yield identical liquid phases upon meltin

13、g. 同质多晶物质在形成结晶时可以形成同质多晶物质在形成结晶时可以形成多种晶型多种晶型。 在大多数情况下多种晶型可以在大多数情况下多种晶型可以同时存在同时存在，各种晶型之间，各种晶型之间会会发生转化发生转化。2、脂肪酸和三酰基甘油的同质多晶的结构基础脂肪酸和三酰基甘油的同质多晶的结构基础 （烃链的不同堆积排列或不同的倾斜角度）烃链的不同堆积排列或不同的倾斜角度）晶格晶格( (crystal lattice)：构成晶体的构成晶体的质点质点（原子或分子）在（原子或分子）在空间形成的三维排列空间形成的三维排列称为空间晶格。称为空间晶格。 晶胞晶胞：空间晶格点相连产生的许多空间晶格点相连产生的许多相互

14、平行的相互平行的结结， 含有所有的含有所有的晶格要素晶格要素。完整的晶体是由晶。完整的晶体是由晶 胞 在 空 间 并 排 堆 积 而 成 ，胞 在 空 间 并 排 堆 积 而 成 ， 即 晶 体 是 由 晶 胞即 晶 体 是 由 晶 胞 在空间重复排列而成的。在空间重复排列而成的。 晶胞晶胞一般是由一般是由两个短间隔和一个长间隔组成两个短间隔和一个长间隔组成的的长方体长方体或或斜方体斜方体。 极性端基相互缔合形成由极性端基相互缔合形成由 a a 和和 b b 轴组成的轴组成的面，非极性短链沿面，非极性短链沿C C轴排列。轴排列。亚晶胞亚晶胞(Subcells)：主晶胞内沿着链轴的最小的主晶胞内

15、沿着链轴的最小的空间重复单元空间重复单元。每个亚晶胞含有一个乙烯基每个亚晶胞含有一个乙烯基。 已发现烃类亚晶胞有七种堆积类型。已发现烃类亚晶胞有七种堆积类型。 最常见的有三种。最常见的有三种。 三斜三斜(T )堆积堆积: 也称也称 ，每个亚晶胞中有一个乙烯，每个亚晶胞中有一个乙烯， 所有的曲折平面都是相平行的。所有的曲折平面都是相平行的。 正交（正交（O ）堆积）堆积: 也为也为 ，每个亚晶胞中具有两个，每个亚晶胞中具有两个 乙烯单位，交替链平面与它们邻近平乙烯单位，交替链平面与它们邻近平 面互相垂直。面互相垂直。 正石蜡、脂肪酸、脂肪酸酯存在正交正石蜡、脂肪酸、脂肪酸酯存在正交 堆积。堆积。

16、 六方形的堆积（六方形的堆积（H）: 一般称为一般称为 ，烃链随机定向，烃链随机定向， 并绕着它们的长垂直轴而旋转。并绕着它们的长垂直轴而旋转。(Triclinic)(Common orthorhombic)(Hexagonal) 三斜(),记为 T 正交(),记为 O 六方 (),H 硬脂酸硬脂酸(stearic acid)晶胞，单斜。晶胞，单斜。A、脂肪酸、脂肪酸 (fatty acids)油酸油酸(oleic acid) 每个晶胞长度上有着两个分子在每个晶胞长度上有着两个分子在顺式双键两侧顺式双键两侧的烃键以相反方向倾斜的烃键以相反方向倾斜。B、三酰基甘油、三酰基甘油(Triacylgl

17、ycerols) 具有三种主要的多晶型物，具有三种主要的多晶型物，、。 一般来说，一般来说，含有不同脂肪酸的三酰基甘油的含有不同脂肪酸的三酰基甘油的型的型的熔点比熔点比型高型高。 一般来说，一般来说，由少数几种紧密相关的三酰基甘油组成由少数几种紧密相关的三酰基甘油组成的脂肪倾向于快速转变成的脂肪倾向于快速转变成型型。与此相反，。与此相反，不均匀不均匀脂肪倾向于较慢转变成稳定型脂肪倾向于较慢转变成稳定型。高度随机分布的脂。高度随机分布的脂肪慢慢转变成稳定型。肪慢慢转变成稳定型。n混合型三酰基甘油晶体中的分子排列更为复杂。三混合型三酰基甘油晶体中的分子排列更为复杂。三酰基甘油中含有不同链长的脂肪酸

18、，不同的链排列酰基甘油中含有不同链长的脂肪酸，不同的链排列产生不同的结构。产生不同的结构。氢化的豆油、红花油、葵花油、橄榄油，猪油、玉米油、氢化的豆油、红花油、葵花油、橄榄油，猪油、玉米油、椰子抽、芝麻油以及可可脂等倾向于形成椰子抽、芝麻油以及可可脂等倾向于形成结晶；结晶；氢化的棉籽油、棕榈油、改性猪油、牛脂等倾向于形成氢化的棉籽油、棕榈油、改性猪油、牛脂等倾向于形成结晶；结晶；可可脂可可脂(cocoa butter)(cocoa butter)含含POStPOSt（40%40%）、）、StOStStOSt（3030）以及以及POPPOP（1515），具有），具有6 6种同质多晶型物（种同质多

19、晶型物（-）。）。型最不稳定，熔点最低；型最不稳定，熔点最低；型最稳定，是所期望的结构，使巧克力涂层具有型最稳定，是所期望的结构，使巧克力涂层具有 光泽的外观光泽的外观；VIVI型比型比V V型的熔点高，贮藏过程会从型的熔点高，贮藏过程会从V V型转变为型转变为VIVI型，型， 导 致 巧 克 力 的 表 面 形 成 一 层 非 常 薄 的导 致 巧 克 力 的 表 面 形 成 一 层 非 常 薄 的 “ 白白霜霜”(chocolate bloom)(chocolate bloom)；低浓度表面活性剂能改变低浓度表面活性剂能改变脂肪熔化温度范围脂肪熔化温度范围以及以及同质同质多晶型物的数量与类

20、型多晶型物的数量与类型，表面活性剂将，表面活性剂将稳定介稳态的稳定介稳态的同质多晶型物同质多晶型物，推迟向最稳定型转变。，推迟向最稳定型转变。山梨醇硬脂酸一酯和三酯山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克力起霜，山梨可以抑制巧克力起霜，山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成V V型。型。3、晶型转变、晶型转变 多种晶型可以同时存在，也会发生转化。多种晶型可以同时存在，也会发生转化。 单酸三酰基甘油单酸三酰基甘油( (如如ststst)ststst)从熔化状态开始冷却从熔化状态开始冷却 先结晶成先结晶成型型。型进一步冷却，慢慢转变成型进一步冷却，慢慢转变成

21、型。型。 型加热到熔点，型加热到熔点，快速转变成快速转变成型型。 通过冷却熔化物和保持在通过冷却熔化物和保持在型熔点以上几度的温度，可型熔点以上几度的温度，可直接得到直接得到型。型。 加热到熔点，开始熔化并转变到加热到熔点，开始熔化并转变到型。型。 单向转变（单变）单向转变（单变）：由不稳定晶型向稳定晶型转变。由不稳定晶型向稳定晶型转变。 对映性转变对映性转变：两种不稳定的晶型之间的相互转变。两种不稳定的晶型之间的相互转变。4、影响同质多晶晶型形成的因素、影响同质多晶晶型形成的因素 a . 降温条件降温条件 融体冷却时，首先形成最不稳定的晶型，因为能量差最融体冷却时，首先形成最不稳定的晶型，因

22、为能量差最小，形成一种晶型后晶型的转化需要一定的条件和时间。小，形成一种晶型后晶型的转化需要一定的条件和时间。降温速度快，分子很难良好定向排列，因此形成不稳定的降温速度快，分子很难良好定向排列，因此形成不稳定的晶型。晶型。b.晶核晶核优先生成已有晶核的晶型，添加晶种是选择晶型的最易优先生成已有晶核的晶型，添加晶种是选择晶型的最易手段。手段。c. 搅拌状态搅拌状态充分搅拌有利于分子扩散，对形成稳定的晶形有利。充分搅拌有利于分子扩散，对形成稳定的晶形有利。d.工艺手段工艺手段适当的工艺处理会选择适当的晶型形成。适当的工艺处理会选择适当的晶型形成。5、同质多晶与熔程、同质多晶与熔程 晶 体 物 理

23、状 态 发 生 改 变 时 ， 存 在 一 个晶 体 物 理 状 态 发 生 改 变 时 ， 存 在 一 个 热 焓热 焓(enthalpy)剧变剧变而而温度不变温度不变的温度点，对于熔化过程的温度点，对于熔化过程来讲，这个温度称为来讲，这个温度称为熔点熔点。 脂肪的熔化存在一脂肪的熔化存在一温度范围温度范围而不是一特定温度，而不是一特定温度， 称之为称之为熔程熔程。 脂肪的熔化过程实际上是脂肪的熔化过程实际上是一系列稳定性不同的晶一系列稳定性不同的晶 体相继熔化的总和体相继熔化的总和。 由单一脂肪酸组成的简单三酰基甘油的稳定态由单一脂肪酸组成的简单三酰基甘油的稳定态晶体与介稳态晶体与介稳态晶

24、体的热焓曲线。晶体的热焓曲线。 脂肪熔化时体积膨胀，在脂肪熔化时体积膨胀，在同质多晶型转换同质多晶型转换时，体积收缩。时，体积收缩。 比体积对温度作图，得到的比体积对温度作图，得到的膨胀一温度图膨胀一温度图与与热焓一温度图热焓一温度图是完全相似的。是完全相似的。 膨胀率测定法来研究脂肪的熔化，仪器比膨胀率测定法来研究脂肪的熔化，仪器比较简单，采用膨胀计测定脂肪的熔点。较简单，采用膨胀计测定脂肪的熔点。l熔化开始与熔化结束之间温差越大，则脂肪的塑性范围越大。熔化开始与熔化结束之间温差越大，则脂肪的塑性范围越大。l加入较高或较低熔点的组分，可使脂肪的塑性范围向熔化曲加入较高或较低熔点的组分，可使脂

25、肪的塑性范围向熔化曲线的两边延伸。线的两边延伸。6、同质多晶与脂肪的塑性同质多晶与脂肪的塑性(plastic range) 塑性塑性：由固体脂和液体油组成的表观上为固体的混合物，具有可塑造性，由固体脂和液体油组成的表观上为固体的混合物，具有可塑造性，可保持一定的外形。所谓油脂的塑性是指在一定外力下，表观固体脂肪具可保持一定的外形。所谓油脂的塑性是指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变形的能力。有的抗变形的能力。油脂的塑性油脂的塑性取决于：取决于： (1)固体脂肪指数，固液比适当，塑性好。固体脂过多，则过硬塑性不好；固体脂肪指数，固液比适当，塑性好。固体脂过多，则过硬塑性不好；液体油过多，则过软

26、，易变形，塑性也不好。液体油过多，则过软，易变形，塑性也不好。 (2)脂肪的晶型，脂肪的晶型，晶可塑性最强，因为晶可塑性最强，因为型结晶时将大量小空气泡引入型结晶时将大量小空气泡引入产品，赋予产品较好的塑性和奶油凝聚性质；产品，赋予产品较好的塑性和奶油凝聚性质；型结晶所包含的气泡少且大，型结晶所包含的气泡少且大，塑性较差。塑性较差。 (3)熔化温度范围，熔程越大，则脂肪的塑性越大。熔化温度范围，熔程越大，则脂肪的塑性越大。 塑性油脂具有良好的涂抹性塑性油脂具有良好的涂抹性(涂抹黄油等涂抹黄油等)和可塑性和可塑性(用于蛋糕的裱花用于蛋糕的裱花)，在饼干、糕点、面包生产中专用的塑性油脂称为起酥油。

27、在饼干、糕点、面包生产中专用的塑性油脂称为起酥油。 固体脂肪指数固体脂肪指数 （solid fat index） SFI=ab/bc SFI同食品中脂肪的功能性质密切相关同食品中脂肪的功能性质密切相关。l 固体含量很少，脂肪非常容易熔化；固脂含量很高，固体含量很少，脂肪非常容易熔化；固脂含量很高， 脂肪变脆，一般来说，食用脂肪固体含量在脂肪变脆，一般来说，食用脂肪固体含量在10-3010-30。l 含有大量简单甘油酯的脂肪的塑性范围很窄，椰子油含有大量简单甘油酯的脂肪的塑性范围很窄，椰子油 与奶油含有大量简单的饱和甘油酯，熔化速率很快。与奶油含有大量简单的饱和甘油酯，熔化速率很快。l 具有不同

28、熔化温度的甘油酯混合物组成的脂肪一般具具有不同熔化温度的甘油酯混合物组成的脂肪一般具 有所期望的塑性。有所期望的塑性。l 人造奶油人造奶油 高含量反式油酸与亚油酸的油（豆油和棉籽高含量反式油酸与亚油酸的油（豆油和棉籽油）选择性氢化直接混合制成。油）选择性氢化直接混合制成。第四节第四节 乳状液与乳化剂乳状液与乳化剂Emulsion and Emusifier一、一、 乳状液乳状液(Emulsion)（1）乳化乳化：是指两互不相溶的液体相互分散的过程，其是指两互不相溶的液体相互分散的过程，其连续相称为外相或分散介质连续相称为外相或分散介质（2）乳状液形成的条件乳状液形成的条件 当液滴分散在连续相中

29、，如油滴分散在水溶液中，扩当液滴分散在连续相中，如油滴分散在水溶液中，扩大界面需要做功，增加界面积所做的功为：大界面需要做功，增加界面积所做的功为： W=AW=A 乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系。乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系。 降低界面张力可增加乳化能力。表面活性剂或称为乳降低界面张力可增加乳化能力。表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之一就是降低界面张力。化剂的主要作用之一就是降低界面张力。（3）乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素）乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素 乳状液失稳的三个阶段为：乳状液失稳的三个阶段为：上浮、絮集和聚结上浮、絮集和聚结A、上浮上浮 两相的密度不同

30、而引起的密度小的一相向上富集两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集 的过程的过程 Stokes公式公式 V ：脂肪上浮的速度：脂肪上浮的速度 R ：脂肪球的半径：脂肪球的半径 ：两相的密度差：两相的密度差 ：体相的粘度：体相的粘度 g ：重力加速度：重力加速度B 、絮集（絮凝）絮集（絮凝）脂肪球相互靠拢脂肪球相互靠拢 影响因素：影响因素：维持脂肪球相对状态的力：维持脂肪球相对状态的力： 吸引力吸引力 分子间作用力（主要是范德华引力）分子间作用力（主要是范德华引力）； 斥力斥力 静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力。静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力。 DLVO理论

31、理论 如果斥力位超过引力位，产生了对抗碰撞的能垒。如果如果斥力位超过引力位，产生了对抗碰撞的能垒。如果能垒的大小超过了粒子的动能，悬浮液稳定。仅粒子间距离能垒的大小超过了粒子的动能，悬浮液稳定。仅粒子间距离非常小时，范德华引力位才变得非常大，在中间距离时，斥非常小时，范德华引力位才变得非常大，在中间距离时，斥力位超过引力位。力位超过引力位。 DLVODLVO理论原应用于无机溶胶体系。乳状液的聚结还涉及到理论原应用于无机溶胶体系。乳状液的聚结还涉及到液滴周围吸附膜的破裂，液滴接近时还会产生扭曲变形等液滴周围吸附膜的破裂，液滴接近时还会产生扭曲变形等。 絮凝会加速上浮絮凝会加速上浮。C、 聚结聚结

32、脂肪膜的破裂导致脂肪球合并脂肪膜的破裂导致脂肪球合并 界面膜强度界面膜强度 膜内外压差膜内外压差 p=4p=4 /r/r 为界面张力，为界面张力，r r为液滴半径为液滴半径二、乳化剂二、乳化剂(Emusifier) 乳化剂分子是由亲水基和亲油基组成的双亲分子。乳化剂分子是由亲水基和亲油基组成的双亲分子。（1）甘油一酯）甘油一酯 食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。 商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯以及甘油三酯。商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯以及甘油三酯。 分子蒸馏单甘酯分子蒸馏单甘酯 ：分子蒸馏得到，甘油一酯含量：分子蒸馏得到，甘油一酯含量9090 以上。

33、以上。 非离子乳化剂，常应用于人造奶油、冰淇淋及其他冷非离子乳化剂，常应用于人造奶油、冰淇淋及其他冷 冻甜食中。冻甜食中。 （2）乳酰化一酰基甘油）乳酰化一酰基甘油 一酰基甘油的疏水特性可以通过加入各种有机酸一酰基甘油的疏水特性可以通过加入各种有机酸根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而有所增加。根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而有所增加。 乳酰化一酰基甘油的制备。乳酰化一酰基甘油的制备。 类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。（3）硬脂酰乳酰乳酸钠（）硬脂酰乳酰乳酸钠（SSL）离子型乳化剂离子型乳化剂亲水性极强，能在油液与水之界面上形成稳定的液晶相，

34、亲水性极强，能在油液与水之界面上形成稳定的液晶相，生成稳定的生成稳定的O OW W乳状液。乳状液。有很强的复合淀粉的能力，常应用于焙烤与淀粉工业。有很强的复合淀粉的能力，常应用于焙烤与淀粉工业。（4）丙二醇硬脂酸一酯）丙二醇硬脂酸一酯 丙二醇与硬脂酸的酯化得到亲水性较强的丙二丙二醇与硬脂酸的酯化得到亲水性较强的丙二醇硬脂酸一酯，广泛应用于焙烤工业。醇硬脂酸一酯，广泛应用于焙烤工业。 （5）聚甘油酯）聚甘油酯 在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油，在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油，-羟基缩合形成醚健，再与脂肪酸直接酯化生成直羟基缩合形成醚健，再与脂肪酸直接酯化生成直链聚甘油酯。链聚甘油酯。（

35、6）脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水）脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯山梨醇脂肪酸酯 山梨醇首先脱水形成己糖醇酐与己糖二酐，然山梨醇首先脱水形成己糖醇酐与己糖二酐，然后再与脂肪酸酯化生成脱水山梨醇脂肪酸酯后再与脂肪酸酯化生成脱水山梨醇脂肪酸酯-SpansSpans，它一般是脂肪酸与山梨醇酐或脱水山梨醇，它一般是脂肪酸与山梨醇酐或脱水山梨醇的混合酯。的混合酯。 聚氧乙烯链通过醚键加到羟基上去，生成的产聚氧乙烯链通过醚键加到羟基上去，生成的产品即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯品即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯-Tweens-Tweens。 （7）卵磷脂）卵磷脂卵磷脂是一种磷脂的混合物卵磷脂是

36、一种磷脂的混合物，包括：，包括： 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱-卵磷脂，卵磷脂，PC，能稳定，能稳定OW乳状液；乳状液； 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺-脑磷脂，脑磷脂，PE，稳定，稳定WO乳状液；乳状液； 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇- PI，稳定，稳定WO乳状液；乳状液； 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸。PCPEPI磷脂混合物对于磷脂混合物对于WO与与OW具有弱的乳化力；具有弱的乳化力；与其他乳化剂复合使用可增强其稳定乳状液的能力。与其他乳化剂复合使用可增强其稳定乳状液的能力。改性（化学或酶法）可以提高乳化能力，并减少与金属改性（化学或酶法）可以提高乳化能力，并减少与金属离子的反应；离子的反应；在食品中，卵磷脂添加量

37、一般为在食品中，卵磷脂添加量一般为0.10.3 。在人造奶油中添加卵磷脂可以阻止水滴合并，减慢水分在人造奶油中添加卵磷脂可以阻止水滴合并，减慢水分 蒸发速率，起到防溅剂的作用。蒸发速率，起到防溅剂的作用。促进可可粉的分散促进可可粉的分散. 可可粉的表面含有一层可可脂膜，可可粉的表面含有一层可可脂膜，在表面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进人水溶液。在表面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进人水溶液。三、乳化剂三、乳化剂-水组成的体系中的水组成的体系中的液晶介晶相液晶介晶相（液晶液晶）介晶相介晶相：性质介于液态和晶体之间性质介于液态和晶体之间，由液晶组成。，由液晶组成。 乳化剂晶体分散在水中并加热时，

38、在达到真正的熔点前，乳化剂晶体分散在水中并加热时，在达到真正的熔点前，非非极性部分烃键间由于范德华引力较小，先开始熔化，转变成极性部分烃键间由于范德华引力较小，先开始熔化，转变成无序态；极性部分存在较强的氢键作用力，仍呈晶体状态无序态；极性部分存在较强的氢键作用力，仍呈晶体状态，因而呈现一种因而呈现一种由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的液晶结构液晶结构。Kraff温度温度：烃键熔化的温度。烃键熔化的温度。含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相。含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相。介晶相结构主要有三介晶相结构主要有三类类 层状、六

39、方及立方。层状、六方及立方。 层状介晶相层状介晶相：由双分子脂分子中间隔一层水组成由双分子脂分子中间隔一层水组成。冷。冷却时形成凝胶，结构仍呈层状。却时形成凝胶，结构仍呈层状。当层状介晶相加热时，当层状介晶相加热时，由层状介晶相转变成具有粘性的立方或反向六方型由层状介晶相转变成具有粘性的立方或反向六方型介介晶相晶相。 六方型六方型介晶相介晶相：水充满在六方柱的内部水充满在六方柱的内部，并被乳化剂，并被乳化剂分子的极性基因所包围，而烃链伸向外部。分子的极性基因所包围，而烃链伸向外部。 六方型六方型I介晶相介晶相：乳化剂分子的烃链聚集向内，极性基：乳化剂分子的烃链聚集向内，极性基团走向至外面水相。

40、团走向至外面水相。 六方型六方型介晶相被水稀释，就形成介晶相被水稀释，就形成球形胶束球形胶束。 立方形介晶相立方形介晶相：极性基团聚集向内，烃链伸向外部形成：极性基团聚集向内，烃链伸向外部形成的的球状聚集体球状聚集体。四、四、 选择乳化剂的依据选择乳化剂的依据HLB值值（亲水亲油平衡值）（亲水亲油平衡值） 多元醇脂肪酸酯的多元醇脂肪酸酯的HLB值（值（Griffin提出）提出） HLB=20(1-S/A) S：是酯的皂化价，：是酯的皂化价，A：是酸价：是酸价 精确测定皂化价有困难时，可采用下式精确测定皂化价有困难时，可采用下式 HLB=(E+P)/5 E：氧化乙烯的重量，：氧化乙烯的重量，P：

41、多元醇的重量：多元醇的重量 当环氧乙烷中唯一存在的亲水基时：当环氧乙烷中唯一存在的亲水基时： HLB=E/5HLB=20(1-M0/M)=20MH/M乳化剂的选择原则乳化剂的选择原则l HLB为为36的乳化剂有利于形成的乳化剂有利于形成W/O型乳状液型乳状液l HLB为为818的乳化剂有利于形成的乳化剂有利于形成O/W型乳状液型乳状液l 两种乳化剂混合使用时，其两种乳化剂混合使用时，其HLB值具有加和性值具有加和性l 复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂PIT值：值：一种乳化剂在一种乳化剂在较低温时优先溶解在水较低温时优先溶解在水中（此中（此 时亲水作用较强

42、），当时亲水作用较强），当温度升高至一定值时可以转变温度升高至一定值时可以转变为优先溶于油中为优先溶于油中（此时疏水作用较强）。这个转化温（此时疏水作用较强）。这个转化温度称为乳化剂的度称为乳化剂的相转化温度相转化温度（PIT）。显然，）。显然，极性越极性越强的乳化剂强的乳化剂PIT越高越高。大分子乳化剂扩散速度慢，因此形成良好的界面膜需大分子乳化剂扩散速度慢，因此形成良好的界面膜需一定时间，约需用近一定时间，约需用近10分钟，此时间还与表面性质、分钟，此时间还与表面性质、体相粘度和分子的构象等因素有关，一般球状分子受体相粘度和分子的构象等因素有关，一般球状分子受浓度影响较小。浓度影响较小。小

43、分子乳化剂扩散较快，易于形成界面膜。小分子乳化剂扩散较快，易于形成界面膜。总的降低界面张力能力相同时，小分子乳化剂的乳化总的降低界面张力能力相同时，小分子乳化剂的乳化能力要强些能力要强些。五、五、 乳化剂的扩散动力学性质与其乳化作用乳化剂的扩散动力学性质与其乳化作用六、六、 界面竞争吸附问题界面竞争吸附问题 界面膜是一动态平衡膜界面膜是一动态平衡膜 大分子乳化剂扩散速度慢大分子乳化剂扩散速度慢 小分子乳化剂扩散速度快小分子乳化剂扩散速度快 大、小分子乳化剂并存时，由于扩散速度差，存在小分大、小分子乳化剂并存时，由于扩散速度差，存在小分 子乳化剂取代大分子乳化剂的现象子乳化剂取代大分子乳化剂的现

44、象 小分子乳化剂的界面膜强度低小分子乳化剂的界面膜强度低 大分子乳化剂的界面膜强度高大分子乳化剂的界面膜强度高 球蛋白的表面疏水性低，乳化能力差球蛋白的表面疏水性低，乳化能力差 展开分子蛋白表面疏水性高，乳化作用较强展开分子蛋白表面疏水性高，乳化作用较强 界面膜厚（界面吸附量大或界面分子空间结构界面膜厚（界面吸附量大或界面分子空间结构大会使界面膜厚），则乳化稳定性好。大会使界面膜厚），则乳化稳定性好。七、乳化剂的分子量与分子构型对乳化作用的七、乳化剂的分子量与分子构型对乳化作用的影响影响一脂解（脂解（lipolysis） 油炸时，脂解是一个主要的反应，产生大量脂肪酸，油炸时，脂解是一个主要的反

45、应，产生大量脂肪酸，导致油的发烟点的下降，影响了油炸食品的风味。导致油的发烟点的下降，影响了油炸食品的风味。 动物组织的脂肪中不存在游离脂肪酸，但动物屠宰后，动物组织的脂肪中不存在游离脂肪酸，但动物屠宰后，酶作用生成游高脂肪酸，必须进行提炼。酶作用生成游高脂肪酸，必须进行提炼。 第五节、脂类的化学性质第五节、脂类的化学性质Chemical aspects二、脂肪的氧化二、脂肪的氧化油的氧化同营养、风味、安全、贮存及经济有关。油的氧化同营养、风味、安全、贮存及经济有关。产生不希望的挥发性化合物，使食品产生不良风味。产生不希望的挥发性化合物，使食品产生不良风味。 脂类氧化是食品变质的主要原因之一。

46、脂类氧化是食品变质的主要原因之一。 1. 自动氧化（自动氧化（autoxidation) 使含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味。使含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味。 有些氧化产物是潜在的毒物。有些氧化产物是潜在的毒物。 产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。（1）三步自由基应机制）三步自由基应机制（free radical mechanism） 引发剂：单重（线）态氧（引发剂：单重（线）态氧（1O2），由天然色素等产生（），由天然色素等产生（叶绿素、肌红叶绿素、肌红蛋白、赤藓红等色素在光照下，能将其激发能传给蛋白、赤藓红等色素在光照下，能

47、将其激发能传给O2而生成而生成1O2 ）。）。 与双键相邻的与双键相邻的-亚甲基氢原子，较为活泼，易被除去，生成亚甲基氢原子，较为活泼，易被除去，生成烷基自由基烷基自由基R； R迅速吸收空气中氧生成迅速吸收空气中氧生成过氧化自由基过氧化自由基ROO； ROO又从其它又从其它RH分子的分子的-亚甲基亚甲基上夺取上夺取氢氢产生产生氢过氧化物氢过氧化物（ROOH）和和R。 新的新的R基与氧作用重复以上步骤；基与氧作用重复以上步骤； 一旦生成非自由基产品，链反应就终止。一旦生成非自由基产品，链反应就终止。 （2）自动氧化的特征）自动氧化的特征 A. 干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度。干扰自

48、由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度。 B. 光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化。光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化。 C. 反应产生大量氢过氧化物。反应产生大量氢过氧化物。 D. 纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。（3）过氧化物的分解）过氧化物的分解 氢过氧化物是脂肪氧化的中间产物，本身是无味，但不稳定。氢过氧化物是脂肪氧化的中间产物，本身是无味，但不稳定。进一步分解产生进一步分解产生无环或有环的二聚物及酮、羟基化合物无环或有环的二聚物及酮、羟基化合物。金属离子和光照会催化过氧化物的分解。金属离子和光照会催化过氧化物的分解。（4）完

49、整的氧化过程）完整的氧化过程2 光敏氧化光敏氧化（photosensitized oxidation）（1）光敏氧化的机制）光敏氧化的机制 与自动氧化的机制不同，是通过与自动氧化的机制不同，是通过“烯烯”反应进行氧化。反应进行氧化。 叶绿素、肌红蛋白、赤藓红等色素等光敏剂在光照下产生叶绿素、肌红蛋白、赤藓红等色素等光敏剂在光照下产生单重单重态氧态氧 亚油酸盐光敏氧化反应机理如下：亚油酸盐光敏氧化反应机理如下： 光敏氧化中，每个不饱和碳均可形成氢过氧化物。光敏氧化中，每个不饱和碳均可形成氢过氧化物。（2）光敏氧化的特征）光敏氧化的特征 a不产生自由基。不产生自由基。b双键的构型会发生改变，顺式构

50、型改变成反式构型；双键的构型会发生改变，顺式构型改变成反式构型； c光的影响远大于氧浓度的影响。光的影响远大于氧浓度的影响。 d没有诱导期。没有诱导期。 e不受自由基抑制剂的影响。不受自由基抑制剂的影响。 光敏氧化反应受到单重态氧淬灭剂光敏氧化反应受到单重态氧淬灭剂-胡萝胡萝 卜素与生育卜素与生育 酚的抑制，但不受抗氧化剂影响。酚的抑制，但不受抗氧化剂影响。 f产物是氢过氧化物。产物是氢过氧化物。（3） 光敏氧化与自动氧化光敏氧化与自动氧化 同是脂类氧化的重要途径，但作用机制不同，影响因素亦不同是脂类氧化的重要途径，但作用机制不同，影响因素亦不同。区别这两类氧化反应对控制脂肪氧化非常重要。同。

51、区别这两类氧化反应对控制脂肪氧化非常重要。3. 影响脂肪氧化的因素影响脂肪氧化的因素 不同的脂肪酸对氧化敏感性有很大的差别。非脂类组分可能不同的脂肪酸对氧化敏感性有很大的差别。非脂类组分可能产生共氧化，或与氧化脂及其氧化产品产生相互作用。产生共氧化，或与氧化脂及其氧化产品产生相互作用。 影响脂肪氧化的因素：影响脂肪氧化的因素：l温度温度: 温度越高氧化越快（氧化反应速度和物理状态）温度越高氧化越快（氧化反应速度和物理状态）l氧浓度：光敏氧化的情况与自动氧化不同氧浓度：光敏氧化的情况与自动氧化不同l水分活度（见水一章）：单分子水层时氧化速度最慢水分活度（见水一章）：单分子水层时氧化速度最慢l引发

52、剂（光、辐射、金属离子等）引发剂（光、辐射、金属离子等）l脂肪酸组成：不饱和脂肪酸易于氧化。脂肪酸组成：不饱和脂肪酸易于氧化。l游离脂肪酸含量：游离脂酸的空间位阻小于脂肪。游离脂肪酸含量：游离脂酸的空间位阻小于脂肪。l乳化剂：影响脂的分散状态和氧化的溶入。乳化剂：影响脂的分散状态和氧化的溶入。l表面面积：与氧接触的机会。表面面积：与氧接触的机会。l物理状态与玻璃化转变：玻璃态分子运动被冻结，扩散物理状态与玻璃化转变：玻璃态分子运动被冻结，扩散受到抑制。受到抑制。4. 抗氧化剂（抗氧化剂（antioxidants)（1）抗氧化剂：）抗氧化剂：能推迟会自动氧化的物质发生氧化，并能减能推迟会自动氧化

53、的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质慢氧化速率的物质。l 抗氧化剂分为两类：抗氧化剂分为两类：主抗氧剂主抗氧剂和和次抗氧化剂次抗氧化剂l 主抗氧化剂主抗氧化剂：自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化。：自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化。l 次抗氧化剂（增效剂或协同剂）次抗氧化剂（增效剂或协同剂）：不能推迟具有自动氧：不能推迟具有自动氧化倾向的物质发生氧化或减慢氧化速率，但能增强抗氧化倾向的物质发生氧化或减慢氧化速率，但能增强抗氧化剂的作用。化剂的作用。 如柠檬酸、磷酸，抗坏血酸、酒石酸等，如柠檬酸、磷酸，抗坏血酸、酒石酸等，柠檬酸、磷酸及柠檬酸、磷酸及EDTA的作用机制：调节的作用机制：调

54、节pH、螯合、螯合金属离子。金属离子。l 多功能抗氧化剂多功能抗氧化剂 ：具有多种抗氧化活性。：具有多种抗氧化活性。l 食品中常用的抗氧化剂食品中常用的抗氧化剂主要是主要是脂溶性抗氧化剂脂溶性抗氧化剂，为环上为环上有各种取代基的单羟基酚或多羟基酚有各种取代基的单羟基酚或多羟基酚。 可以利用多种原理制得抗氧化剂，如：可以利用多种原理制得抗氧化剂，如： 过氧化物分解剂过氧化物分解剂 金属螯合剂金属螯合剂 单重态氧抑制剂单重态氧抑制剂 自由基接受体自由基接受体 大多数研究集中于使用大多数研究集中于使用自由基接受体自由基接受体。 抗氧化剂自由基不会引发新的自由基或不会在链反抗氧化剂自由基不会引发新的自由基或不会在链反应中快速氧化。应中快速氧化。（2）抗氧化剂的作用机理：）抗氧化剂的作用机理：（3）协同作用：）协同作用： 复合抗氧化剂的效果要好于单种抗氧化剂。复合抗氧化剂的效果要好于单种抗氧化剂。 有两类协同作用：有两类协同作用： 1） 混合自由基受体混合自由基受体 2）自由基受体与金属螯合剂的复合）自由基受体与金属螯合剂的复合 酚