第四章脂类详解

第四章脂类详解演示文稿当前1页，总共139页。优选第四章脂类当前2页，总共139页。第一节．概述一．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。99%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油脂。习惯上称的脂和油是根椐其在室温下的物理状态而来的。脂：室温下为固体。油：室温下为液体。当前3页，总共139页。食品中的脂有两种形式：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，但不是以游离态存在。当前4页，总共139页。ConsumptionofFats

Approximately80to140gramsperdaymadeupofvisibleandinvisiblefatsVisiblefats(60+grams):fryingfats,shortenings起酥油,vegetablesaladoils,butter,lardInvisiblefats(80grams):lipidcomponentsoffoods:meat,chicken,turkey,fish,bread,milkanddairyproducts,potatochips,donuts油炸圈饼,炸面圈当前5页，总共139页。食用脂

具有独特的物理与化学性质，其组成、晶体结构、同质多晶、熔化性能及同其它非脂组分的相互作用对最终食品的营养、风味、质构和贮存稳定性有很大的关系。奶油、巧克力、冰淇淋、蛋黄酱等。当前6页，总共139页。1.贮存能量，提供热能2.保温、防震3.促进脂溶性维生素的吸收（脂溶性维生素载体）4.供给机体所需的必需脂肪酸5.构成机体的组织成分和生物活性物质6.改善食品质地、造形(裱花)7.增加食品风味，促进食欲，增加饱腹感8.内分泌作用脂类的生理功能当前7页，总共139页。FunctionsofFatsHealthaspects: Concentratedsourcesofcalories(9Kcal/g).

Physicalandchemicalfunctions:

Impactontasteandtexture.Thesepropertiesmustbesimulated

inlow-fatfoods.Satiety:

“full”or“stuffed”feeling.当前8页，总共139页。FunctionsofFatsFlavor:

sourceofdesirableandundesirableflavors

desirableflavors:fromlactonesanddiacetylinbutter,ketonesincheese. undesirableflavors:rancid,tallowyandfishyflavors.2,4-decadienal:atlowlevelsprovidesdesirablefriedfoodflavortopotatochips,butathighlevelsimpartsundesirablerancidflavors.Color:

sheenimpactfromwaxes,yellowcolorfromcarotenoidsTexture:

mouthfeelinbutterandmargarine,smoothfeelofmilkandicecream当前9页，总共139页。二、脂的分类

简单脂类：酰基甘油：甘油+脂肪酸蜡：长链醇+长链脂肪酸

复合脂类：磷酸酰基甘油鞘磷脂类脑苷脂类神经节苷脂类

衍生脂类:类胡萝卜素、脂溶性维生素当前10页，总共139页。ClassificationOriginAnimalMammaldepotfat(lard,tallow),milkfat(ruminant),marine(fishoil)Marine–eicosapentanoic(EPA),docosahexaenoic(DHA)–intuna,sardines–mostlyunsaturated–biomedicaladvantagesforhumanbodyVegSeedoils(canola),fruitcoats(oliveoil),kerneloils(coconutoil)Visible/invisibleVisible–lard,butter,margarine,shortening,cookingoilsInvisible–fatineggs,meat,poultry,fruits,veg,grainBasedonmeltingpoint:Fats–solid/semisolidatroomtemp(usuallyanimalorigin-margarine)Oils–liquid(meltingpoint)belowroomtemp(usuallyplantorigin-sunfloweroil)当前11页，总共139页。ClassificationBasedonstructure:PhospholipidsBasiclipidcomponentsQuantitativeCerebrosidesSphingomyelinPhosphatidylestersPlasmalogensHexosesSphingosineSterolsGlycerolFattyacidsFattyalcoholsPhosphoricacidaminoalcoholsFattyaldehydesSterolestersMono-,di-,triglyceridesWaxesEtherestersGlycerylether当前12页，总共139页。酰基甘油（甘油酯）天然脂肪：甘油与脂肪酸结合而成的一酰基甘油、二酰基甘油以及三酰基甘油。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：Fisher平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯（Sn-StOM或Sn-18:0-18:1-14:0）当前13页，总共139页。简单脂类：（1）酰基甘油：（甘油+脂肪酸）

乳脂类：含有大量棕榈酸、油酸与硬脂酸，一定数量的C4-C12短链脂肪酸。

月桂酸类：月桂酸含量40-50%，熔点低，如椰子油。

植物脂类：热带植物种子油，FA:UFA=2:1,脂肪酸排列极有规则，熔点范围窄，如可可脂

油酸-亚油酸类：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、棕榈油以及芝麻油等，饱和脂肪酸含量均低于20％。当前14页，总共139页。

亚麻酸类：豆油、麦胚油、大麻籽油以及紫苏子油等，含有大量亚麻酸。

动物脂肪类：含有大量的C16和C18饱和脂肪酸，中等量不饱和肪酸，如油酸和亚油酸，具有相当高的熔点。

海生动物油类：高不饱和脂肪酸，如EPA和DHA，容易氧化。（2）蜡：长链醇和长链脂肪酸形成的酯。当前15页，总共139页。复合脂类：磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）

甘油+脂肪酸+磷酸盐+其它含氮基团鞘磷脂类：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+复合的碳水化合物部分（如唾液酸）

衍生脂类：符合脂定义，但不是简单或复合脂类。如：胡萝素、类固醇。

当前16页，总共139页。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Sn-甘油-3-磷酸酯，广泛存在于动植物中。卵磷脂16

1-硬脂酰-2-亚油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰胆碱当前17页，总共139页。三、脂肪酸

ω-命名系统：从分子的末端甲基开始。从分子的末端甲基碳原子开始确定第一个双键的位置亚油酸18：2ω6（或n－6）天然多烯酸（一般会有2-6个双键）的双键部是被亚甲基隔开的。第一个双键定位。此法仅用于顺式双键结构和五碳双烯结构，即具有非共轭双键结构。当前18页，总共139页。花生四烯酸20:4ω6（或n－6）

或5,8,11,14-二十碳四烯酸。DHA22:6ω3（或n－3），或4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，当前19页，总共139页。当前20页，总共139页。当前21页，总共139页。Fats 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3

Soybean 11 4 22

53

8

Canola 4 2 56 26 10 Sunflower 6 5 20 69

trace Corn 13 3 31 52 1 Olive 10 2 78

7 1 Cottonseeded 27 2 18

51 trace

Palm 44 4

40

10 trace

Lard 27

11

44

11 othersTallow 27

7

48

2 others AverageFattyAcidCompositionofFats&Oils(%bywt)当前22页，总共139页。

植物油中最常见的脂肪酸有8种，约占脂肪酸总量的97％。

月桂酸[12：0]肉豆蔻酸[14：0]棕榈酸[16：0]硬脂酸[18：0]油酸[18：1（n-9)]亚油酸[18：2（n-6)]α-亚麻酸[18：3（n-3)]芥酸[22：1（n-9)]当前23页，总共139页。植物油

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。必需脂肪酸：不能由人体合成，具有生理活性和营养功能的脂肪酸。

亚油酸和ω-6脂肪酸；α-亚麻酸（ω-3脂肪酸）。当前24页，总共139页。必需脂肪酸（EssentialFattyAcid,EFA）

生理功能：1．是磷脂的重要组成成分2．参与胆固醇的代谢3．亚油酸是合成前列腺素、前列环素、血栓素A2的前体物当前25页，总共139页。动物和鱼油中的脂肪酸

主要有：16：0、16：1、18：0、18：1、20：4（ω-6）、20：5（ω-3）、22：6（ω-3）。当前26页，总共139页。四、物理性质1．天然脂肪中脂肪酸的分布天然脂肪中脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大影响，一些脂虽然脂肪酸的组成相似，但脂肪酸的排列不同，其物理性质亦有很大不同。天然脂的分布取决于其来源，与其来源的自身代谢酶系有关。当前27页，总共139页。

天然脂肪中脂肪酸的分布规律：植物三酰基甘油(1).含有常见脂肪酸的种子油不饱和脂肪酸优先排列在Sn-2位（特别是亚油酸），饱和酸几乎只出现在1，3位，(2).饱和度高的植物脂

可可脂75%左右的三酰基甘油是二饱和的，

18：1集中在2位，饱和酸几乎只在1，3位。当前28页，总共139页。(3).含有芥酸的植物油如菜籽油,芥酸优先在1，3位且3位上的芥酸比1位多。椰子油

80%的三酰基甘油是三饱和的，

月桂酸集中在2位上，辛酸在3位上，

肉豆蔻酸与棕榈酸在1位上当前29页，总共139页。

动物三酰基甘油不同动物、同一动物的不同部位的三酰基甘油分布不同，贮存脂肪随食物脂肪的改变而改变。一般

2位上饱和脂肪酸大于植物脂肪，1位和2位之间组成差别较大。大多数动物脂肪中，16：0优先在1位上，14：0优先于2位。当前30页，总共139页。

乳脂肪短链酸选择3位

猪脂

16：0主要集中于2位，比较特殊。18：0主要在1位，18：2在3位。

海生动物油长链高度不饱和脂肪酸（EPA、DHA）优先位于2位。当前31页，总共139页。2．同质多晶(polymorphism)A、定义：所谓同质多晶是指化学组成相同而晶体状态（晶型）不同的化合物，这类化合物在熔融态时具有相同的化学组成与性质。同质多晶物质在形成结晶时可以形成多种晶型。在大多数情况下多种晶型可以同时存在，各种晶型之间会发生转化。当前32页，总共139页。B、脂肪酸和三酰基甘油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）晶格：构成晶体的质点（原子或分子）在空间形成的三维排列称为空间晶格。当前33页，总共139页。晶胞：完整的晶体是由晶胞在空间并排堆积而成，即晶体是由晶胞在空间重复排列而成的。晶胞一般是由两个短间隔(a,b)和一个长间隔(c)组成的长方体或斜方体。当前34页，总共139页。亚晶胞：主晶胞内沿着链轴方向的最小的空间重复单元。脂肪酸烃链中最小重复单位是亚乙基(-CH2CH2-)当前35页，总共139页。正交（O）堆积:也为′，位于中心的亚晶胞取向与位于4个顶点的亚晶胞取向垂直。稳定性不如型。烃类亚晶胞有七种堆积类型。最常见的有三种。三斜(T)堆积:也称，每个亚晶胞的取向是一致的。稳定性最高。′当前36页，总共139页。六方形的堆积（H）:一般称为，烃链是随机定向，并绕着它们的长垂直轴而旋转。在刚刚低于熔点的烃类中，存在六方形的堆积。在烃类、醇类和乙酯类中也能观察到。无序性增大，稳定性最低。当前37页，总共139页。当前38页，总共139页。脂肪酸倾向于形成双分子，头靠头走向。脂肪酸的长间隔几乎是相同碳数烃链长间隔的2倍。2L当前39页，总共139页。硬脂酸晶胞，单斜，4个分子。当前40页，总共139页。油酸每个晶胞长度上有着两个分子．在顺式双键两侧的烃键以相反方向倾斜。2分子顺式双键当前41页，总共139页。同酸三酰基甘油的晶格2倍链长变形音叉或椅式结构当前42页，总共139页。三酰基甘油的晶体结构

一般三酰基甘油由于具有相当长的链，具有许多烃类的特点。具有三种主要的多晶型物，α、β′、β。α型最不稳定，β型最稳定。当前43页，总共139页。C．晶型转变

同质多晶的多种晶型可以同时存在，各晶型之间也会发生转化。

单向转变（单变）：由不稳定的晶型向稳定的晶型转变。

对映性转变：两种不稳定的晶型之间的相互转变。一般同酸三酰基甘油易形成稳定的β型结晶。β′型的熔点比β型低含有不同脂肪酸的三酰基甘油的β′型的熔点比β型高。当前44页，总共139页。一种脂肪酸的同质多晶性质同脂肪酸的组成及脂肪酸在三酰基甘油中的3个位置上的分布有极大关系。易结晶为β型的脂肪：大豆油、花生油、椰子油、橄榄油、玉米油、可可脂、猪油。易结晶为β′型的脂肪：棉籽油、棕榈油、菜子油、乳脂、牛脂、改性猪油β′型的脂肪适合于制造人造起酥油、人造奶油。

当前45页，总共139页。特性´堆积方式正六方正交三斜熔点<´密度<´有序程度<´

表同酸甘油酯同质多晶体的特性相同脂肪酸的三酰基甘油的多晶特征晶形αβ‘β链堆积六方正交三斜密度小中大能量高中低稳定性小中大熔点低中高当前46页，总共139页。油脂的晶型取决于熔化油脂冷却时的温度和速度。油脂从熔化状态开始冷却先结晶成α型。缓慢加热α型，冷却后转变成β′型。β′缓慢加热，冷却后可转变到β型。当前47页，总共139页。可可脂：含POSt（40%）、StOSt（30％）以及POP（15％）

具有6种同质多晶型物（Ⅰ~Ⅵ）。Ⅰ型最不稳定，熔点最低；Ⅴ型最稳定，是所期望的结构，使巧克力涂层具有光泽的外观；VI型比V型的熔点高，贮藏过程会从V型转变为VI型，导致巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜”；当前48页，总共139页。加入低浓度表面活性剂，能改变脂肪熔化温度范围以及同质多晶型物的数量与类型。表面活性剂将稳定介稳态的同质多晶型物，推迟向最稳定型转变。山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克力起霜，抑制V型转变为VI型。山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成V型。当前49页，总共139页。巧克力质量—可可脂的结晶温度和速度可可脂550C熔化，缓慢冷却至290C停止，270C结晶形成），再加热至330C，使β型以外的晶型熔化，在290C冷却和330C加热重复多次，使之完全转变为β型结晶（晶体熔点350C）。调温—利用结晶方式改变油脂的性质，得到理想的稳定晶型和物理状态，增加油脂的利用性和应用范围。当前50页，总共139页。D、同质多晶与熔程晶体物理状态发生改变时，存在一个热焓剧变而温度不变的温度点，对于熔化过程来讲，这个温度称为熔点。脂肪的熔化存在一温度范围而不是一特定温度，称之为熔程。脂肪的熔化过程实际上是一系列稳定性不同的晶体相继熔化的总和。当前51页，总共139页。由单一脂肪酸组成的简单三酰基甘油的稳定态β晶体与介稳态α晶体的热焓曲线。当前52页，总共139页。脂肪熔化时体积膨胀，在同质多晶型转换成稳定晶型时，体积收缩（密度增大）。比体积对温度作图，得到的膨胀一温度图与热熔一温度图是完全相似的。当前53页，总共139页。任何温度下固体脂的比例：ab/ac液体脂的比例：bc/ac固体脂肪指数（SFI）ab/bc当前54页，总共139页。E、脂肪的塑性食用固体脂肪:固体和液体的混合物

塑性—是指固体脂肪在外力作用下，当外力超过分子间作用力时，开始流动，但是当外力撤消后，脂肪重新恢复原有稠度。Plasticrangeoffats:

inarelationshipbetweenSFCandhardness,thereisnarrowrangeofsolidsthatresultsinaproductthatneithertoohardnortoosoft,e.g.shortening(requiresextendedplasticrange)当前55页，总共139页。脂肪的塑性取决于（1）固体脂肪指数（SFI）

固液比适中，塑性最好。固体脂过多，过硬；液体脂过多，过软，易变形。一般，食用脂肪固体含量在10％~30％。（2）脂肪的晶型β′型，可塑性最强。β′型结晶时将大量小气泡引入产品，赋予产品较好的塑性和奶油凝聚性质。（3）熔化温度范围熔程越大，脂肪的塑性越好。当前56页，总共139页。塑性同食品中脂肪组成的关系含有大量简单甘油酯的脂肪塑性范围很窄。椰子油与奶油含有大量简单的饱和甘油酯，熔化速率很快。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。熔程大当前57页，总共139页。塑性脂肪的作用良好的涂抹性（涂抹黄油）可塑性（蛋糕的裱花）焙烤食品中，起酥作用面团调制过程中，形成较大面积薄膜和细条，使面团延展性增强；油膜的隔离作用使面筋不会粘合，降低面团的弹性和韧性，降低吸水率，使制品起酥。调制时包含和保持一定数量气泡，使面团体积增加。饼干、糕点、面包生产中专用起酥油(结构稳定的塑性油脂)，

400C不变软，在低温下不太硬，不易氧化。当前58页，总共139页。当前59页，总共139页。五、乳状液与乳化剂1.乳状液（1）乳状液：是指两互不相溶的液相组成的体系。

内相或分散相：以液滴形式分散在另一相中，直径0.1~50µm。

外相或连续相：分散介质。

O/W，水包油型，牛乳

W/O，油包水型，奶油当前60页，总共139页。OilWaterAqueouslayerOilylayerInterfaceWaterOilInterface=oil+water+emulsifierInterfaceComponentsinOil-in-waterEmulsion当前61页，总共139页。（2）乳状液的形成

液体内部分子所受作用力平衡，可任意移动；

表面的分子受到内部分子的吸引力大于外部气体分子的吸引力，结果是表面层分子受到向内的净吸力，液面有自动缩小的趋势。表面张力：表面分子运动到体相的驱动力。两个液相的界面张力：是两种液体的表面张力之差。当前62页，总共139页。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：

δW=γδA

γ—界面张力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化剂的主要作用之一就是降低界面张力。当前63页，总共139页。（3）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：

上浮、絮凝和聚结A、上浮—两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集的过程。

Stokes公式

：脂肪上浮的速度r：脂肪球的半径：两相的密度差：体相的粘度g：重力加速度当前64页，总共139页。B、絮集（絮凝）—脂肪球相互靠拢影响因素—维持脂肪球相对状态的力：

吸引力分子间作用力（主要是范德华引力）；

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。如果斥力超过引力，乳状液稳定。如果分散相液滴表面静电荷不足，液滴与液滴相互接近而絮凝。絮凝会加速上浮当前65页，总共139页。C、聚结—脂肪膜的破裂导致脂肪球合并膜内压p=4/r

为界面张力，r为液滴半径

界面张力使液滴界面积缩小、液滴半径减小、膜内压升高，液层变薄，到一定程度，液层破裂合并成大液滴。当前66页，总共139页。当前67页，总共139页。Commonsurfactantsusedtostabilizefoodemulsionsbyadsorptionatoil-waterinterface2.乳化剂当前68页，总共139页。A.定义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HLB2~3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，粗制品。分子蒸馏单甘酯：分子蒸馏得到，甘油一酯含量90％以上。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。当前69页，总共139页。（2）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以生成一酰基甘油与羟基酸的酯而有所增加。

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。当前70页，总共139页。（3）硬脂酰乳酰乳酸钠（SSL）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，生成稳定的O／W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—抗老化。当前71页，总共139页。（4）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醇硬脂酸一酯，广泛应用于焙烤工业，如蛋糕的发泡剂。（5）聚甘油酯在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油，α-羟基缩合形成醚键，再与脂肪酸直接酯化生成直链聚甘油酯。当前72页，总共139页。当前73页，总共139页。（6）脱水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸脂脱水山梨醇脂肪酸酯----Spans(司盘)脂肪酸与山梨醇酐或脱水山梨醇的混合酯。

HLB4~8聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯----Tweens(吐温)

HLB16~18

当前74页，总共139页。当前75页，总共139页。（7）卵磷脂卵磷脂是一种磷脂的混合物，包括：磷脂酰胆碱---卵磷脂，PC，稳定O／W乳状液；磷脂酰乙醇胺---脑磷脂，PE，稳定W／O乳状液；磷脂酰肌醇---PI，稳定W／O乳状液；磷脂酰丝氨酸。卵磷脂中磷脂混合物对于W／O与O／W具有弱的乳化力当前76页，总共139页。StructuresofCommonPhospholipids当前77页，总共139页。卵磷脂在食品中的应用在食品中，卵磷脂添加量一般为0.1％~0.3％。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。促进可可粉的分散.可可粉的表面含有一层可可脂膜，不能分散到水中。在表面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进人水溶液。当前78页，总共139页。B、乳化剂-水组成的体系中的液晶介晶相（液晶）介晶相：性质介于液态和晶体之间，由液晶组成。乳化剂晶体分散在水中并加热时，在达到真正的熔点前，非极性部分烃链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，因而呈现一种由液体（熔化烃链）与晶体（极性端）组成的液晶结构。

Kraff温度：烃链熔化的温度。（克拉夫点）

当前79页，总共139页。介晶相结构主要有三类

层状、六方及立方含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相。当前80页，总共139页。

层状介晶相：由双分子脂分子中间隔一层水组成。冷却时形成凝胶，结构仍呈层状。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Ⅱ介晶相。六方型Ⅱ介晶相：水充满在六方柱的内部，并被乳化剂分子的极性基团所包围，而烃链伸向外部。六方型I介晶相：乳化剂分子的烃链聚集向内，极性基团走向至外面水相。六方型Ⅰ介晶相被水稀释，就形成球形胶束。立方形介晶相：极性基团聚集向内，烃链伸向外部形成的球状聚集体。当前81页，总共139页。当前82页，总共139页。当前83页，总共139页。选择乳化剂的依据HLB值（hydrophile-lipophilebalance,亲水亲油平衡值）Griffin提出下列公式来计算多元醇脂肪酸酯的HLB值HLB=20(1-S/A)S：是酯的皂化价，A：是酸价在某些情况下精确测定皂化价是困难的，可采用下式HLB=(E+P)/5E：氧化乙烯的重量，P：多元醇的重量当环氧乙烷是唯一存在的亲水基时上式简化为：

HLB=E/5当前84页，总共139页。非离子型乳化剂HLB=20(1-M0/M)=20×MH/MMo—亲油基部分的分子量MH—亲水基部分的分子量M—乳化剂的分子量石蜡，没有亲水基，HLB=0，聚乙二醇，完全是亲水基，HLB=20乳化剂HLB值范围和在水中的溶解度有经验关系。油脂的所需HLB值—乳化该油脂所需要的HLB值。当前85页，总共139页。乳化剂的选择原则HLB为3~6的乳化剂有利于形成W/O型乳状液HLB为8~18的乳化剂有利于形成O/W型乳状液两种乳化剂混合使用时，其HLB值具有加和性

HLBAB=HLBA×A+HLBB×

B复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂当前86页，总共139页。Hydrophilic-Lipophilic(HLB)BalanceofSurfactantsHLB=7+∑

(hydrophilicgroups)-∑

(lipophilicgroups)Usefulempiricalindicationofsolubilityineitheroiland/orwaterphaseSurfactantswithLowHLB(3-6):predominantlyhydrophobic,dissolvepreferentiallyinoil stabilizew/oemulsionsSurfactantswithhighHLB(8-18):predominantlyhydrophilic,dissolvepreferentiallyinwater stabilizeo/wemulsions,formmicellesinwaterSurfactantsofintermediateHLB(6-8):havenoparticularpreferenceforoilorwater,notsurfaceactive,notininterface

HLB<3(oil)or>18(water)Maximumstability:o/wsurfactantwithHLB:10-12

w/osurfactantwithHLB:3-5 DrawbackofHLBconcept:doesnotaccountforeffectoftemperature当前87页，总共139页。PIT值：一种乳化剂在较低温时优先溶解在水中（此时亲水作用较强），形成O/W型乳状液，当温度升高至一定值时可以转变为优先溶于油中（此时疏水作用较强），形成W/O型乳状液。这个转化温度称为乳化剂的相转化温度（phaseinversiontemperature,

PIT）。极性越强的乳化剂PIT越高，PIT随HLB增加。O/W型，乳化剂的PIT应该比保存温度高20~600C；NoPhaseInversionW/O型，乳化剂的PIT应该比保存温度低10~400C。PhaseInversion当前88页，总共139页。当前89页，总共139页。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10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，一般球状分子受浓度影响较小。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能力要强些。乳化剂的扩散动力学性质与其乳化作用当前90页，总共139页。当前91页，总共139页。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。乳化剂分子量与分子构型对乳化作用的影响当前92页，总共139页。六、脂类的化学性质1．脂类水解通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解产生游离脂肪酸，引起水解哈败。如油炸过程的脂解，发烟点下降，冒烟。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，使水解酯键的酶失活。

当前93页，总共139页。HydrolysisandGlycerolysisofTriacylglycerolsChemicalGlycerolysisPancreaticLipase胰脂肪酶当前94页，总共139页。2．脂肪的氧化(OxidationofLipid)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。脂类氧化是食品变质的主要原因之一。2.1自动氧化（autoxidation)自动氧化导致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。某些情况，为产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。当前95页，总共139页。（1）三步自由基反应机制

引发：过渡金属离子催化、天然色素在光作用下产生单重态氧（1O2）等，易使双键邻位的α-亚甲基脱氢，生成烷基自由基R·链传递：

R·迅速吸收空气中氧生成过氧化自由基ROO·；

ROO·又从其它RH分子的α-亚甲基上夺取氢产生氢过氧化物（ROOH）和R·。新的R·基与氧作用重复以上步骤:当前96页，总共139页。链终止：

一旦生成非自由基产品，链反应就终止。

当前97页，总共139页。MechanismsofOxidationInitiationPropagationTermination当前98页，总共139页。自动氧化的机理当前99页，总共139页。FreeRadicalAutoxidationofOleate当前100页，总共139页。FreeRadicalAutoxidationofLinoleate当前101页，总共139页。（2）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。B.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。D.纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。当前102页，总共139页。（3）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。进一步分解产生无环或环状的二聚物及酮、羟基化合物。金属离子和光照会催化过氧化物的分解。当前103页，总共139页。2.2光敏氧化（1）光敏氧化的机制不饱和双键与单重态氧的氧化反应。食品中的一些天然色素，叶绿素、肌红蛋白是光敏剂，受到光照产生单重态氧。当前104页，总共139页。PhotosensitizedOxidationofLinoleate当前105页，总共139页。光敏氧化中，每个不饱和碳均可形成氢过氧化物，生成的氢过氧化物数为双键数的2倍。亚油酸酯光敏氧化反应机理如下：当前106页，总共139页。Thisisastoichiometricreaction.Relativerates18:1,18:2,18:3=1,2,3PhotosensitizedOxidation当前107页，总共139页。当前108页，总共139页。（2）光敏氧化的特征a．不产生自由基。b．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。d．没有诱导期。e．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β-胡萝卜素与生育酚的抑制，但不受抗氧化剂影响。f．光敏氧化速度比自动氧化速度快1500倍，其产物是氢过氧化物，进一步裂解可引发自动氧化反应。当前109页，总共139页。2.3 影响脂肪氧化的因素温度:温度越高氧化越快（氧化反应速度和氧溶解度）氧浓度：光敏氧化的情况与自动氧化不同水分活度：单分子水层时氧化速度最慢(p28图2-22)引发剂（光、辐射、金属离子等）当前110页，总共139页。脂肪酸组成：不饱和脂肪酸易于氧化。游离脂肪酸含量：游离脂肪酸的空间位阻小于脂肪。乳化剂：影响脂的分散状态和氧气的溶入。表面面积：与氧接触的机会。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。当前111页，总共139页。2.4抗氧化剂(Antioxidants)（1）抗氧化剂能推迟具有自动氧化能力的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。

抗氧化剂分为两类：

主抗氧化剂：自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化。

次抗氧化剂（增效剂或协同剂）：能减慢氧化速率，增强主抗氧化剂的作用，但不能将自由基转变为稳定的产物。如柠檬酸、磷酸，抗坏血酸、酒石酸等。当前112页，总共139页。食品中常用的抗氧化剂：主要是脂溶性抗氧化剂，苯环上有各种取代基的单羟基酚或多羟基酚。OHC(CH3)3OCH3ButylatedHydroxyAnisoleC(CH3)3(CH3)3CCH3OHButylatedHydroxyTolueneOHOHOHCOOC3H7PropylGallateOHC(CH3)3OHTBHQCHCHOOHOHOHCH3CH3OHCHOOHCHOHCH3CH3CH3CH3Gossypol棉子酚当前113页，总共139页。（2）抗氧化剂的作用机理：可以利用多种原理制得抗氧化剂，如：氢过氧化物分解剂金属螯合剂单重态氧抑制剂自由基接受体，和链传递反应竞争大多数研究集中于使用自由基接受体。

ROO·+AHROOH+A·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。阻滞自由基引发当前114页，总共139页。协同作用：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：1）混合自由基受体ROO·+AHROOH+A·A·+BHAH+B·A-H解离能大于B-H解离能BH空间位阻大，与ROO·反应慢主氧化剂AH具有再生能力当前115页，总共139页。2）自由基受体与金属螯合剂的复合抗坏血酸：电子给予体、金属鳌合剂、氧清除剂酚类抗氧化剂与抗坏血酸相互具有协同作用。单独使用，酚类化合物的抗氧化作用好于抗坏血酸，因此酚类抗氧化剂称为主抗氧化剂。典型的金属螯合剂：柠檬酸、磷酸、多磷酸盐、EDTA、抗坏血酸。当前116页，总共139页。油脂过氧化值随贮藏时间的变化

（a）猪油（b）菜油当前117页，总共139页。选择抗氧化剂须考虑如下因素：A．氧化反应的类型（光敏氧化或自动氧化）B．抗氧化剂的效能C．抗氧化剂的溶解性D．体系的pH（抗氧化剂的酸稳定性）E．变色或产生气味问题F．氧化还原电位（当抗氧化剂的氧化还原电位高于所要保护的物质时不能起到抗氧化作用）。G.体系的表面-体积比。小，体相油，HLB高的PG或TBHQ，集中在油的表面大，O/W体系，HLB低的BHA、BHT、生育酚，液滴表面当前118页，总共139页。PartitioningofAntioxidantsinEmulsionsOildropletwithSurfactantMicelleAntioxidantAqueousPhase当前119页，总共139页。天然抗氧化剂人们对多不饱和脂类兴趣越来越大，如EPA，DHA，花生四烯酸等它们对人们健康非常有益，在食品，化妆品，药物工业方面应用潜力很大。实际上预防性使用这些脂肪酸目前还很有限，多不饱和酸极易氧化，哈败的油脂产生异味，并有毒副作用。延迟油脂氧化最简单的办法是加入抗氧化剂，如BHA，BHT等，但因怀疑其有致癌促进作用，现在的用量已经下降。当前120页，总共139页。人们更愿意用天然，安全的抗氧化剂，如抗坏血酸。但效率不高，主要因为易氧化成分和抗氧化剂的接触不好。有意义的解决办法是通过形成酯键把脂肪酸和抗坏血酸紧密结合在一起。脂肪酸VC酯，本身可作为营养性添加剂，乳化剂，还是一种有效的抗氧化剂，对组成脂肪酸自身或其他不饱和脂肪酸都有很好的保护作用。当前121页，总共139页。HHOHHOOOCH2OHHOOCOH＋HHOHHOOOCH2OOCOHL-Ascorbicacid(vitaminC)Fatty

acid+H2OLipaseinacetoneAcylL-ascorbate(ester)当前122页，总共139页。(a)n-6PUFA(b)n-3PUFAOxidationofPolyunsaturatedFattyAcid(PUFA)MoietiesofAcylAscorbatesandUnmodifiedPUFAs(65oC,ca.0%RH)00.51.0012345Time[h]FractionofunoxidizedPUFA012345200481216Arachidonicacidg-Linolenicacida-LinolenicacidDocosahexaenoicacid(DHA)LinoleicacidAscorbateAscorbateUnmodifiedUnmodifiedPUFAmoietiesofacylascorbateswerehighlyresistanttooxidation.Watanabe,Y.etal.,J.Am.OilChem.Soc.,78,823-826(2001).当前123页，总共139页。SuppressiveEffectofSaturatedAcylAscorbateontheOxidationofDocosahexaenoicAcid(DHA)(65oC,ca.0%RH)00.51.00246Time[h]FractionofunoxidizedDHA

Mo