食品化学第四章脂类

食品化学第四章脂类第一节引言定义：不溶于水而溶于有机溶剂的疏水性化合物，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酯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：室温下为液体提供热量和必需脂肪酸、改善食品口味第2页,共69页，2024年2月25日，星期天食用脂的两种形式游离脂，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，作为食品的一部分例如肉、乳、大豆中的脂第3页,共69页，2024年2月25日，星期天食用脂具有独特的物理与化学性质组成、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、蛋黄酱等第4页,共69页，2024年2月25日，星期天在食品加工中的应用举例用来生产烘焙食品大量油脂用来生产烘焙食品，包括面包、饼干和糕饼等。这些食物内的油脂不但有营养价值，同时也起了很重要的润滑作用。油脂分布在面团中会阻止面粉中的面筋造成连续和韧性结构，使产品在烘焙操作中能有特殊的形式和结构。另外，塑性脂肪能够在捏和过程中包入和摄住多量空气。这些空气在烘焙的热影响下扩张，造成发酵作用，这在制造饼类和类似的烘焙食物时十分重要。第5页,共69页，2024年2月25日，星期天用来油煎食品煎食物不将食物油煎时，油脂的作用主要作为有效的传热介质，特别适合迅速和均匀的将热量传递至烹饪食品的表面。油煎比其他烹饪方法优越的地方是过程十分迅速，同时不会过分使食物干燥，亦不会洗去水溶性的成分。现在一般认为油煎食物不一定比其他脂肪含量相当的食物不易消化，油适于儿童食用的偏见是很少或没有科学根据的。第6页,共69页，2024年2月25日，星期天对食品滋味的贡献油脂对食品滋味的贡献是很重要的。所有天然油脂都有特殊滋味，一碟好的菜其滋味常因其中所用的油脂面而有很大影响，但是油脂对促进食品滋味的有效程度大部分取决于油脂的物理性质，而不是油脂可能带来的任何其他滋味。譬如，完全中性和无味的油类，如挂高度脱臭的棉籽油等大量用于烹饪蔬菜、色拉、调味酱油、调味汁等。第7页,共69页，2024年2月25日，星期天第二节命名

一、酰基甘油（甘油酯）天然脂肪：甘油与脂肪酸结合而成一酰基甘油（甘油一酯）二酰基甘油（甘油二酯）三酰基甘油（甘油三酯）食用油或食用脂几乎完全（95%）由三酰基甘油组成第8页,共69页，2024年2月25日，星期天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第9页,共69页，2024年2月25日，星期天一些常见的脂肪酸命名第10页,共69页，2024年2月25日，星期天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）第11页,共69页，2024年2月25日，星期天二、磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂1-硬脂酰-2-亚油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷酸甘油酯属于Sn-甘油-3-磷酸酯，广泛存在于动植物中16第12页,共69页，2024年2月25日，星期天三、脂肪酸以母体饱和烃来命名末端羧基C定为C1不饱和脂肪酸命名明确双键位置例如：亚油酸

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH9,12-十八碳二烯酸

1291第13页,共69页，2024年2月25日，星期天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）

ω6第14页,共69页，2024年2月25日，星期天天然多烯酸（一般会有2-6个双键）的双键都是被亚甲基隔开的。5,8,11,14-二十碳四烯酸，或20:4ω6（或n－6）4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸或22:6ω3（或n－3）

1411851

6DHA第15页,共69页，2024年2月25日，星期天几何构型顺式(cis):烷基处于分子的同侧反式(trans):烷基处于分子的异侧反式比顺式熔点高、反应性低第16页,共69页，2024年2月25日，星期天植物中最常见的脂肪酸约占脂肪酸总量的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)]亚麻酸[18：3（n-3)]第17页,共69页，2024年2月25日，星期天棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸占主要成分亚油酸、ω-6脂肪酸、

-亚麻酸（ω-3脂肪酸），不能由人体合成，具有生理活性和营养功能，是必需脂肪酸第18页,共69页，2024年2月25日，星期天第三节脂的分类与组成简单脂类酰基甘油：蜡：长链醇+长链脂肪酸复合脂类：衍生脂类类胡萝卜素、类固醇、脂溶性维生素第19页,共69页，2024年2月25日，星期天酰基甘油（甘油+脂肪酸）动物脂肪：含有大量的C16和C18饱和脂肪酸和中等量不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸，具有相当高的熔点）。乳脂肪：主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂酸，也含有相当数量的C4～C12短链脂肪酸。海生动物鱼油：高不饱和脂肪酸,EPA(20:5),DHA(22:6)植物油脂：大量油酸、亚油酸，饱和脂肪酸均低于20％。

亚麻酸酯：豆油、麦胚油、大麻籽油月桂酸酯：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。第20页,共69页，2024年2月25日，星期天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）第21页,共69页，2024年2月25日，星期天第四节结构与物理性质

一、三酰基甘油分布模式理论脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大影响不饱和脂肪酸优先排列在2位（特别是亚油酸），饱和酸几乎只出现在1,3位第22页,共69页，2024年2月25日，星期天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。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位上表4-6第23页,共69页，2024年2月25日，星期天动物脂肪一般2位上饱和脂肪酸高于植物脂肪16：0优先在1位上（牛脂）猪脂：16：0主要集中于2位，18：0主要在1位，

18：1在3位与1位海生动物油：长链高度不饱和脂肪酸优先位于2位第24页,共69页，2024年2月25日，星期天二、晶体结构与同质多晶脂肪固化时，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25页,共69页，2024年2月25日，星期天晶胞的堆积排列方式三斜(T

)：烃链平面是平行的正交（O

）：烃链平面是相互垂直的六方形（H）第26页,共69页，2024年2月25日，星期天第27页,共69页，2024年2月25日，星期天

三酰基甘油的3种晶型最稳定最不稳定第28页,共69页，2024年2月25日，星期天同质多晶化学组成相同，晶型不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质形成结晶时可以形成多种晶型

型最不稳定，β型最稳定（熔点高）含有相同脂肪酸的三酰基甘油的β型的熔点比β'型高含有不同脂肪酸的三酰基甘油的β'型的熔点比β型高第29页,共69页，2024年2月25日，星期天可可脂含POSt（40%）、StOSt（30％）以及POP（15％），具有6种同质多晶型物（Ⅰ～Ⅵ）Ⅰ最不稳定，熔点最低Ⅴ型比较稳定，介稳态，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，最稳定，贮藏中V→VI型，导致巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜”，是不期望的第30页,共69页，2024年2月25日，星期天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VVI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VVI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。第31页,共69页，2024年2月25日，星期天第五节乳状液与乳化剂分散相，非连续相分散介质，连续相水包油体系，O/W稀奶油，乳，冰淇淋油包水体系，W/O奶油第32页,共69页，2024年2月25日，星期天一、乳状液稳定性气-水表面的水分子所受作用力不平衡水分子具有自动向体相运动的趋势驱动力是表面张力自动形成球状第33页,共69页，2024年2月25日，星期天（一）乳状液的形成扩大界面需要做功δW=γδA乳状液的形成增加了体系能量，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双亲分子第34页,共69页，2024年2月25日，星期天（二）破乳由于两相密度差，引起的上浮或下沉Stokes公式膜内压

p=4

/r

r↓，

p↑絮凝，聚集，合并成大的液滴第35页,共69页，2024年2月25日，星期天液滴液层变薄过程第36页,共69页，2024年2月25日，星期天二、乳化剂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37页,共69页，2024年2月25日，星期天甘油一酯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。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。第38页,共69页，2024年2月25日，星期天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根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而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。第39页,共69页，2024年2月25日，星期天硬脂酰乳酰乳酸钠（SSL）离子型乳化剂亲水性极强，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第40页,共69页，2024年2月25日，星期天丙二醇硬脂酸一酯亲水性较强应用于焙烤工业聚甘油酯在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油，再与脂肪酸直接酯化生成直链聚甘油酯。脱水山梨醇脂肪酸酯(Spans)

聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸脂(Tweens)第41页,共69页，2024年2月25日，星期天卵磷脂卵磷脂是一种磷脂的混合物磷脂酰胆碱——卵磷脂，PC，稳定O/W磷脂酰乙醇胺——脑磷脂，PE，稳定W/O磷脂酰肌醇——PI，稳定W/O磷脂酰丝氨酸第42页,共69页，2024年2月25日，星期天R,R’-脂肪酸碳链R’’磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇第43页,共69页，2024年2月25日，星期天添加量一般为0.1％～0.3％卵磷脂中磷脂混合物对于W/O与O/W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硬水中高浓度的Ca与Mg，会使PE失去乳化能力而絮凝改性（化学或酶法）可以提高乳化能力，并减少与金属离子的反应；第44页,共69页，2024年2月25日，星期天应用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。提高可可粉的分散性和润湿性。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入水溶液第45页,共69页，2024年2月25日，星期天三、介晶相（液晶）介晶相：性质介于液态和晶体之间，由液晶组成非极性部分烃键范德华引力较小，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，仍呈晶体状态由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的液晶结构Kraff温度：烃键熔化的温度第46页,共69页，2024年2月25日，星期天介晶相结构层状、六方及立方第47页,共69页，2024年2月25日，星期天

含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相第48页,共69页，2024年2月25日，星期天HLB值法选择乳化剂

HLB：亲水-亲油平衡值HLB为3～6：W/O型乳状液HLB为8～18：O/W型乳状液复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂第49页,共69页，2024年2月25日，星期天PIT法选择乳化剂低温时优先溶解在水中，亲水作用较强当温度升高至一定值时优先溶于油中，疏水作用较强这个转化温度称为相转化温度（PIT）极性越强的乳化剂，PIT越高O/W转化为W/O时，电阻突增第50页,共69页，2024年2月25日，星期天第六节化学性质

一、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游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味油炸发烟，影响风味动物脂肪高温提炼灭酶第51页,共69页，2024年2月25日，星期天二、脂类氧化与营养、风味、安全、贮存、经济有关食品变质的主要原因之一产生挥发性化合物，不良风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第52页,共69页，2024年2月25日，星期天自动氧化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。第53页,共69页，2024年2月25日，星期天三步自由基链反应机制烷基自由基过氧化自由基非自由基产物第54页,共69页，2024年2月25日，星期天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55页,共69页，2024年2月25日，星期天光敏氧化

光敏氧化的机制通过“烯”反应进行氧化第56页,共69页，2024年2月25日，星期天每个不饱和碳均可形成氢过氧化物亚油酸盐光敏氧化反应机理第57页,共69页，2024年2月25日，星期天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58页,共69页，2024年2月25日，星期天三、脂类氧化产物

氢过氧化物是主要初期产物，无味，但不稳定。进一步分解成醛、酮、酸以及其他双官能团氧化物，产生令人难以接受的臭味（酸败味）金属离子和光照会催化过氧化物的分解第59页,共69页，2024年2月25日，星期天四、影响脂肪氧化速率的因素脂肪酸组成：顺式、共轭、不饱和脂肪酸温度：随之上升游离脂肪酸与甘油酯：前者大氧浓度：随之上升表面积：成正比水分活度：先下降，后上升引发剂（光、辐射、金属离子等）助氧化剂抗氧化剂第60页,共69页，2024年2月25日，星期天五、抗氧化剂能推迟会自动氧化的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。应该价廉、无毒性、有效浓度低、稳定、对食品品质无显著影响第61页,共69页，2024年2月25日，星期天根据作用机理分类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、卵磷脂第62页,共69页，2024年2月25日，星期天重金属能促进氧化柠檬酸及其单酯、磷酸及其磷酸盐衍生物、EDTA等金属螯合剂抑制氧化多功能抗氧化剂：具有多种抗氧化活性食品中常用的抗氧化剂主要