食品化学第四章

食品化学第四章第1页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction脂质化合物种类繁多，结构各异，其中95%左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。一、脂质(Lipids)Lipids共同特征不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物体产生，并能由生物体所利用（与矿物油不同）。

例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。第2页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction二、分类(Classification)简单脂质

复合脂质

衍生脂质第3页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction三、脂质的功能(FunctionofLipids)1、脂质在食品中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，塑性脂肪还具有造型功能赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质2、脂质在生物体中的功能是组成生物细胞不可缺少的物质，能力贮存最紧凑的形式，有润滑、保护、保温等功能。第4页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)R1=R2=R3，单纯甘油酯；Ri不完全相同时，混合甘油酯；R1=R3时C2有手性，天然油脂多为L型；碳原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸。第5页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)对于三酰基甘油常采用SN系统命名法，即立体有择位次编排(Stereos-pecificallyNumbering,SN)，根据甘油的Fisher投影式，碳原子编号自上而下依次为1～3，C2上的羟基写在左边。第6页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯Sn-甘油-1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰Sn-18:0-18:1-14:0硬脂酸油酸肉豆蔻酸第7页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)2、磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂Sn-甘油-1-硬脂酰-2-亚油酰-3-磷脂酰胆碱（卵磷脂）第8页，共57页，2023年，2月20日，星期日以母体饱和烃或不饱和烃来命名末端羧基C定为C1明确双键位置例如：亚油酸CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

9,12-十八碳二烯酸第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸1291第9页，共57页，2023年，2月20日，星期日ω-命名系统：分子末端甲基ω碳原子开始确定第一个双键的位置CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亚油酸18：2ω6或18：2（n－6）第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸ω6第10页，共57页，2023年，2月20日，星期日约占脂肪酸总量的97％月桂酸[12：0]4％肉豆蔻酸[14：0]2％棕榈酸[16：0]11％硬脂酸[18：0]4％油酸[18：1]34％亚油酸[18：2]34％亚麻酸[18：3]5％芥酸[22：1]3％第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸植物油中常见的脂肪酸第11页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸几个具有特殊功能的多不饱和脂肪酸花生四烯酸（二十碳四烯酸）EPA（二十碳五烯酸）DHA（二十二碳六烯酸）人体合成前列腺素的前体物质。抗血栓、降胆固醇、治疗糖尿病。促进脑细胞生长发育，提高记忆力。第12页，共57页，2023年，2月20日，星期日第一节引言Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸脂肪酸摄入的健康比例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第13页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质ThePhysicalPropertiesofLipids一、一般特性1、气味和色泽（SmellandColour）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。

芝麻油

椰子油

菜油

第14页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质一、一般特性2、熔点和沸点（MeltingPointsandBoilingPoints）

没有敏锐的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。

mp<37℃时，消化率>96%。

bp：180～200℃之间，bp随碳链增长而增高。ThePhysicalPropertiesofLipids第15页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质一、一般特性2、熔点和沸点（MeltingPointsandBoilingPoints）ThePhysicalPropertiesofLipids第16页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶1、晶体结构（Crystallization）ThePhysicalPropertiesofLipids脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构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。第17页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶ThePhysicalPropertiesofLipids2、同质多晶（Polymorphism）

化学组成相同而晶体结构不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质。稳定性：β>β´>α

三酰基甘油的3种晶型第18页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶ThePhysicalPropertiesofLipids2、同质多晶（Polymorphism）具有相同脂肪酸的三酰基甘油的同质多晶型物的特征第19页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶ThePhysicalPropertiesofLipids3、调温利用结晶方式改变油脂的性质，使得到理想的同质多晶型和物理状态，以增加油脂的利用性和应用范围。β-3V33.8

℃

β-3VI36.2

℃

有利Cocoafat第20页，共57页，2023年，2月20日，星期日第二节脂类的物理性质三、油脂的塑性ThePhysicalPropertiesofLipids在一定的外力作用下，固体脂肪具有的抗变形的能力。影响油脂塑性的因素：SFI（solidfatindex)适当脂肪的晶型：β'

熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大。油脂塑性的应用涂抹性可塑性起酥作用面团体积增加第21页，共57页，2023年，2月20日，星期日第三节乳状液和乳化剂一、乳状液EmulsionsandEmulsifiers1、乳状液的概念：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0.1～0.5μm的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶形式存在的液相称为“内”相或分散相，使液滴或液晶分散的相称为“外”相或连续相。水油油水连续相分散相亲水端疏水端O/WW/O水包油型(O/W，水为连续相。如：牛乳)油包水型(W/O，油为连续相。如：奶油)乳浊液第22页，共57页，2023年，2月20日，星期日第三节乳状液和乳化剂二、乳化剂EmulsionsandEmulsifiers1、定义：由亲水基和亲油基组成的双亲分子。功能控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度与面筋蛋白相互作用强化面团控制脂肪结晶，改善产品的稠度第23页，共57页，2023年，2月20日，星期日第三节乳状液和乳化剂二、乳化剂EmulsionsandEmulsifiers常用的乳化剂甘油酯、乳酰化单酰甘油、硬酯酰乳酰乳酸钠（SSL）、乙二醇或丙二醇脂肪酸单酯、脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、卵磷脂、各种植物中的水溶性树胶等。2、乳化剂的选择(1)HLB法选择乳化剂HLB(Hydrophilic-LipophilicBalance):亲水－亲油平衡值HLB为3～6时，适用于W/O乳状液HLB为8～18时，适用于O/W乳状液HLB值具有代数加和性通常混合乳化剂比具有相同HLB值的单一乳化剂的乳化效果好。第24页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids一、脂类水解（Lipolysis）通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味油炸易发烟，影响风味

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。第25页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）食品变质的主要原因之一；产生挥发性化合物，不良风味（哈喇味）；受多种因素影响；氧与不饱和脂类反应。自动氧化光敏氧化酶促氧化第26页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（一）自动氧化(autoxidation)脂类的自动氧化是典型的自由基反应，其反应机理如下：链终止：R+R

R-R(4)R+ROO

ROOR(5)ROO+ROO

ROOR+O2(6)链引发(诱导期)：RHR·+H·(1)引发剂链传递：R+O2ROO(2)ROO+RHROOH+R(3)R·烷基自由基ROO过氧化自由基ROOR非自由基产物第27页，共57页，2023年，2月20日，星期日自动氧化的特征干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化反应产生大量氢过氧化物纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（一）自动氧化(autoxidation)

第28页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（二）光敏氧化

(PhotosensitizedOxidation)在油脂中含有一些天然色素如叶绿素、核黄素等光敏化合物，在光照时可产生单线态氧，它与不饱和脂肪酸的双键发生反应，形成氢过氧化物。第29页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（二）光敏氧化

(PhotosensitizedOxidation)光敏氧化的特征不产生自由基双键的顺式构型改变成反式构型与氧浓度无关没有诱导期光的影响远大于氧浓度的影响受自由基抑制剂的影响，但不受抗氧化剂影响产物是氢过氧化物第30页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物ROOH的O-O断裂氢过氧化物是脂类氧化的主要初期产物，无味，但不稳定。烷氧基自由基第31页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物烷氧基两侧的C-C断裂第32页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物小分子聚合三戊基三噁烷第33页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素脂肪酸的组成和含量顺式、共轭双键易氧化。游离FA比甘油酯的V氧化略高，双键数∝V氧化氧浓度氧压V氧化第34页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素温度温度∝V氧化水分活度第35页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素表面积表面积∝V氧化助氧化剂具有适合的氧化还原电位的二价或多价的过渡金属。铅>铜>黄铜>锡>锌>铁>铝>不锈钢>银光照和辐射抗氧化剂第36页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）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。主抗氧化剂自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化的引发或停止自动氧化的传递BHA、BHT、PG、TBHQ天然食品组分：VE、胡萝卜素次抗氧化剂（协同剂、增效剂）增加主抗氧化剂的活性柠檬酸、VC、酒石酸、卵磷脂分类第37页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）抗氧化剂的作用机理抑制自由基的产生或中断链的传播自由基接受体既作为氢给予体，又作为自由基接受体主要与ROO·作用，而不是与R·作用链传递反应ROO·+RH→ROOH+R·

抑制反应ROO·+AH→ROOH+A·→循环→二聚合或歧化，不循环竞争机制第38页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）抗氧化剂的协同作用两类协同作用：混合自由基受体自由基受体与金属螯合剂的复合作用机理

ROO·+AH→ROOH+A·

A·+BH→B·+AHBH的存在，使AH具有再生能力酚类抗氧化剂（主抗氧化剂）与抗坏血酸（增效剂）第39页，共57页，2023年，2月20日，星期日第四节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）抗氧化剂使用时注意事项A.抗氧化剂应尽早加入B.使用要注意剂量

不能超出其安全剂量

有些抗氧化剂，用量不合适会促氧化。C.选择抗氧化剂应注意溶解性D.常将几种抗氧化剂合用第40页，共57页，2023年，2月20日，星期日第五节油脂的质量评价QualityEvaluationofLipids一、过氧化值（PeroxidationValue）1公斤油脂中所含ROOH的毫摩尔数。ROOH+2KI→ROH+I2+K2OI2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

POV宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。

二、酸值（价）（AcidValue）中和1g油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数。我国食品卫生的国家标准规定，使用植物油的酸价应低于5第41页，共57页，2023年，2月20日，星期日三、碘值（价）（IodineValue）第五节油脂的质量评价QualityEvaluationofLipids加成100g油脂所需碘的克数。是衡量油脂中双键数的指标四、其它指标皂化价、感官评定等第42页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing一、脂类热分解第43页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing一、脂类热分解①饱和脂肪非氧化热解第44页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing一、脂类热分解②饱和脂肪氧化热解第45页，共57页，2023年，2月20日，星期日③不饱和脂肪•非氧化热解

主要生成一些低分子量的物质；此外还有二聚体。•氧化热解

与低温下的Autoxidation类似，但ROOH的分解速率更快。第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing一、脂类热分解第46页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing二、脂类油炸化学1、油炸过程中油脂的化学变化挥发性化合物极性化合物（如羟基酸、环氧酸、烷氧基等）二聚和多聚酸以及二聚和多聚甘油酯游离脂肪酸第47页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing二、脂类油炸化学2、油炸后油脂品质的检测方法石油醚不溶物检测极性化合物柱色谱测定介电常数测量二聚物酯类的气相色谱第48页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing三、油脂的精炼（

Refining）•脱胶（Degumming）：用水除去毛油中的磷脂和蛋白质胶体状杂质•脱酸（Deacidification）：用碱中和毛油中的游离脂肪酸•脱色（Bleaching）：用活性白土、活性碳脱去杂色素和棉酚•脱臭（Deodorization）：真空脱气精炼后油的品质提高，但Fat-SolubleVitamins和胡萝卜素损失。第49页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing四、油脂的改性（

ModificationofLipids）

1、氢化（Hydrogenation）油脂的氢化是通过催化加氢的过程使油脂分子中的不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，从而提高油脂熔点的方法。氢化以后的油脂主要应用在肥皂工业，也可用在食品工业中用作起酥油、人造奶油等。第50页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing四、油脂的改性（

ModificationofLipids）

1、氢化（Hydrogenation）双键被吸附（π键相互作用）到金属催化剂表面；金属表面氢原子转移到双键的一个碳上，双键的另一个碳与金属表面键合（σ键）；第二个氢原子进行转移，得到饱和产品。氢化机理第51页，共57页，2023年，2月20日，星期日第六节油脂的加工化学ChemistryofLipidsProcessing四、油脂的改性（

ModificationofLipids）

1、氢化（Hydrogenation）氢化的选择性氢化过程中，一些