食品化学4食品中的脂类课件.ppt

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1、第四章 食品中的脂类,【知识目标】1.了解脂类物质的分类，了解各类脂类物质的存在方式。2.掌握各类脂肪酸的性能，了解其应用。3.掌握油脂的物理、化学性质，了解其应用。4.了解食用油脂在食品加工中的作用。5.了解食品热加工过程中油脂的变化。6.了解食用油脂质量评价的几个特征值。7.了解脂肪替代物。【技能目标】能够在食品加工过程中避免油脂的不利变化，提高其质量和营养价值。,第一节 脂类概述,1. 概念 脂类是生物体内一大类不溶于水，能溶于有机溶剂的重要有机化合物。它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，是动物和植物体的重要组成成分。它们的化学组成、结构、理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们

2、都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,2. 分类,脂类,简单脂类复合脂类衍生脂类,脂肪：脂肪酸与甘油所生成的酯，室温下为液态的称为油蜡：脂肪酸与非甘油的醇所组成的酯,磷脂：脂肪酸、醇、磷酸及含氮的碱 糖脂：脂肪酸、糖及氨基醇 蛋白质：蛋白质与脂类的复合体,脂肪酸高级醇烃类:如类胡萝卜素,3.脂类的分布与生理功能,第二节 甘油酯和脂肪酸 1.甘油酯,甘油三酯,n、m、k可以相同，也可以不全相同甚至完全不同， 其中n多是不饱和的。,X = 胆碱、乙醇胺、 丝氨酸、甘油,甘油磷脂,X= H 磷脂酸 （PA）,2.脂肪酸,（1）饱和脂肪酸 含有4到24个碳原子的脂肪酸常常存

3、在于油脂中，最常见的饱和脂肪酸有丁、己、辛、癸酸和软脂酸与硬脂酸；而24个碳原子以上的脂肪酸则存在于蜡中。 （2）不饱和脂肪酸 动、植物油脂中都含有不饱和脂肪酸，一般植物油脂中不饱和脂肪酸含量高，脂肪中不饱和脂肪酸含量低，不饱和脂肪酸在常温下为液态，所以植物油脂在常温下也多为液体。 在动植物油脂中常见的不饱和脂肪酸有：油酸 、亚油酸 、亚麻酸 、棕榈油酸等。 特殊功能的不饱和脂肪酸：DHA和EPA等,（3）必需脂肪酸和非必需脂肪酸 大多数的脂肪酸人体能够自身合成，而有几种不饱和脂肪酸是维持人体正常生长所必需，而体内又不能合成的脂肪酸，这些脂肪酸称为必需脂肪酸。属于必需脂肪酸的有亚油酸、亚麻酸和

4、花生四烯酸，必需脂肪酸的最好来源是植物油。 大多数脂肪酸是人体能够自身合成的，可以不从食物中直接吸收，这类脂肪酸称为非必需脂肪酸。非必需脂肪酸主要是饱和脂肪酸。,第三节 食用油脂的物理性质,1.气味和色泽 纯净的脂肪酸及其油脂无色无味，天然油脂的色泽是由于溶有非脂色素，气味是因挥发性脂肪酸和所溶非脂成分所致。2.发烟点、闪点和着火点 发烟点是指在避免通风并备用特殊照明的实验装置中察觉到冒烟时的最低加热温度 。 闪点是指油的挥发物与明火瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度。 着火点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度。 在食品加工中，油脂在使用中最多加热到其发烟点，温度再高，轻则无法操作

5、，重则导致油脂燃烧甚至爆炸。,3.熔点 由于油脂是混合物，所以没有确切的熔点和凝固点。油脂含不饱和脂肪酸越多，碳原子数目越少，熔点越低；油脂的熔点与消化率有关，一般情况下，熔点低消化率高。4.塑性 塑性是指脂肪受外力作用时，当外力超过分子间作用力开始流动，而当外力停止后又重新恢复原有稠度的性质。许多食品加工都要使用不同的塑性脂肪，如生产冰淇淋、焙烤糕饼、糕点奶油裱花等，主要利用其充气与保气能力、口溶性与风味释放能力、塑性与延展能力。,5.乳化及乳化剂 乳化是指使互不相溶的两种液体如油与水中的一种呈微滴状分散于加一种液体中。 能使不相溶的两相中的一相均匀地分散于另一相中的物质称为乳化剂。 油脂的

6、乳化是通过食品中原有的或人为添加的乳化剂使油脂充分的分散到水及水溶性的其它成分中去的过程。 常用的乳化剂有：单硬脂酸甘油酯、磷脂、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。,第四节 食用油脂在加工贮藏过程中的化学变化,一、油脂水解 酸性条件下,碱性条件下水解,油脂水解使游离脂肪酸含量增加，这会导致油脂的氧化速度提高，加速变质；也能降低油脂的发烟点；使油脂的风味变差。在加工高脂肪含量的食品时，如混入强碱，会使产品带有肥皂味，影响食品的风味。油脂的水解有时是有利的，如利用脂酶的水解反应生产酸奶和干酪，使食品出现特殊的风味。,二、油脂在高温下的化学反应,油脂加热后（温度300时），由于温度较高，油脂本身发生聚

7、合、水解、缩合、分解挥发及热变化等各种复杂的物理化学变化。这些变化的结果是：油脂增稠、颜色加深、泡沫增多。这种在高温下油脂发生的一系列物理化学变化，叫做油脂的热变性。,油脂在油炸过程中产生的化合物,挥发性化合物：饱和与不饱和醛、酮、烃、内酯、醇、酸、酯等化合物。中等挥发性非聚合的极性化合物：羟基酸和环氧酸由各种不同氧化途径形成的化合物。二聚酸和多聚酸以及二聚甘油酯和多聚甘油酯：使油脂黏度明显增大。,在高温下油脂发生的一系列物理化学变化： 1.热聚合 2.热氧化聚合 3.热水解缩合 4.热挥发和热分解,三、食用油脂的氧化及抗氧化,油脂的自动氧化 ： 油脂的自动氧化指活化的含烯底物（油脂分子中的不

8、饱和脂肪酸）与空气中氧（基态氧）之间所发生的自由基类型的反应。此类反应无需加热，也无需加特殊的催化剂。,a.反应需要自由基引发剂。可以充当自由基的物质很多，例如空气氧、一些金属离子等；有机化学制备中常用一些含过氧键或过硫键的物质作自由基引发剂，如过氧化苯甲酸、过硫酸铵等。b.此类反应常经历比较明显的三个过程。引发过程往往速度比较慢，俗称“潜伏期”，这个阶段是抑制此类反应进行的最佳时间；一旦反应进入链延长阶段就会生产大量的产物，是快速增殖阶段。往往是一些食品（特别是油性食品）质量变差的主要原因。,油脂的自动氧化,c.此类反应的中间产物为自由基，产物种类与自由基种类和稳定性有很大关系。对于烃类化合

9、物来说，其中不同类型的氢反应活性顺序为：烯丙基氢或苄基氢叔氢仲氢伯氢有机化学中自由基加成反应的典型例证是烯烃的自由基聚合反应，其机理可以简单表述为：,油脂的自动氧化,由上面的机理可以知道：脂类物质的氧化反应属于自由基类型的反应；反应主要发生在不饱和脂肪酸的CC双键部位，所出现的活性中间体为CC双键邻位C上带未成对电子的自由基；反应是一个多步骤的过程，需要空气氧参加。,油脂的自动氧化,食用油脂的抗氧化措施,光照、受热、氧、水分活度、Fe、Cu、Co等重金属离子及血红素、脂氧化酶等都会加速脂肪的自动氧化速度。防止措施：排除氧，采用真空或充N2包装和使用透气性低的有色或遮光的包装材料，避免在加工中混

10、入Fe、Cu等金属离子。避免用金属罐装。,第五节 油脂的特征值及质量评价,一、油脂的特征值 油脂的品质因其组成和性质而不同。在实际中通常用某种 “值”来表示油脂的品质，它们能直接反映油脂在组成和某些性质方面存在的差异，也常用它们作为检验油脂的质量指标。常用的值有：过氧化值、碘值、酸价、皂化价、二烯值。,1.过氧化值 指1kg油脂中所含氢过氧化合物的毫克当量数。利用过氧化值评价油脂氧化的趋势多用于氧化的初期。 2.碘值 碘值指100g油脂吸收碘的克数。通常利用碘值说明脂肪或脂肪酸的不饱和程度。碘值大的油脂，说明油脂组成中不饱和脂肪酸含量高或不饱和程度高。碘值下降，说明双键减少，油脂发生了氧化。3

11、.酸价 酸价是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需要的KOH的毫克数。 酸价与油脂中存在的游离脂肪酸的量成正比，其大小反映了油脂品质的优劣。一般新鲜油脂的酸价较低（小于5）。,4.皂化价 皂化价是指1g油脂完全皂化所需的KOH的毫克数。 皂化价一般都在200左右；皂化价与油脂的平均分子量成反比，即皂化价越大，油脂的平均分子量越小。5.二烯值 二烯值也可称为共轭二烯值，即具有共轭二烯结构的不饱和脂肪酸与丁烯二酸酐反应时需要丁烯二酸酐的量换算成所需碘的量。 二烯值反映了不饱和脂肪酸中是否存在有共轭二烯结构及此结构的数量。,二、油脂的氧化程度和氧化稳定性,油脂氧化使油脂中的单氢过氧化物和多氢过氧化物增多，

12、因此可以用过氧化值来衡量油脂氧化的程度 ；同时油脂又发生氧化分解、氧化聚合、氧化酸败和氧化回味等反应, 使得油脂的许多性质发生变化，综述衡量油脂氧化稳定性的指标有： 1.过氧化物的生成量 2.过氧化物分解产物的含量 3.挥发性反应物含量的变化 4.油脂的重量变化： 5.氧化起始温度 6.油脂中脂肪酸的含量 7.氧吸收量,第六节油脂加工中的化学,一、油脂的精制 采用不同的物理或化学方法，将粗油（直接由油料中经压榨、有机溶剂提取得到的油脂）中影响产品外观（如色素等）、气味、品质（如纤维素、蛋白、有毒物质）的杂质去除，提高油脂品质，延长贮藏期的过程。 油脂精制过程中通常采用的物理方法有沉降、水化脱胶

13、、吸附脱色、蒸馏脱臭等。,油脂的沉降和脱胶,沉降是利用油脂中的不溶性杂质与油脂比重不同，通过自然沉降而除去这部分杂质。沉降包括加热脂肪、静置和分离水相。水化脱胶是利用油脂中的蛋白、磷脂等杂质在无水条件下可溶解在油脂中，而在有水的情况下通过形成水合物而溶在水中的特点，利用加水（或通水蒸气）除去这部分物质的方法。,油脂的脱色脱臭,脱色：一般用吸附剂进行脱色，常用的吸附 剂有：酸性白土、活性白土、活性炭。使用量为油脂的0.5 % 2.0%。脱臭：脱去油脂中挥发性异味物质。蒸馏脱臭是利用油脂中的异味物质一般来自小分子氧化产物的特点，利用沸点的差异，通过减压蒸馏的方法除去这部分物质的过程。,二、油脂的改

14、性,1. 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。,2.油脂的酯交换,酯交换是在一定的条件（通常加甲醇钠，加热）下，使油脂分子甘油三酯中的脂肪酸重新分布，从而改变油脂的加工特性或物理属性的过程。按照过程控制条件的差异，酯交换可有随机酯交换和定向酯交换等。,第七节 食用油脂在食品加工中的作用,1.调味：提供滑润的口感。2.增加制品的营养：产生热能 ；增加不饱和脂肪酸的供给 ；脂溶性维生素的载体。3.润滑作用：光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能。4.使制品形成层

15、次，松脆、酥而不硬 。5.传热介质。6.呈色作用,第八节 脂肪替代物,一、脂肪替代品 是指化学合成的、以脂肪酸为基础、理化性质与脂肪类似的酯化产品，因其酯键能抵抗酸水解，所以人体难以吸收，几乎不提供热量。 1.蔗糖聚酯 2.长或短链的三酰甘油酯 3.Caprenin 4.多元糖醇脂肪酸酯,二、脂肪模拟品,指在食品中可模拟脂肪口感、粘度和组织状态等物理特性，但不能等量代替脂肪的一类物质。可在食用安全性方面优于脂肪替代品，但在高温下易变性或焦化，因而不能用于经高温处理的食品，也不能溶解脂溶性风味物质和维生素等。 1.基于碳水化合物的模拟物 2.基于蛋白质的模拟物,甘油三酯的消化与吸收,5.1.4

16、脂类消化吸收及体内代谢过程,必需脂肪酸：人体不能合成的脂肪酸。主要指一些不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。,本章小结,脂类是生物体内一大类不溶于水，能溶于有机溶剂的重要有机化合物，包括油脂、蜡、磷脂、糖脂、固醇等，其元素组成主要为C、H、O三种。油脂不溶于水，能溶于非极性的有机溶剂，其本身也是一种极好的有机溶剂。纯净的油脂都无色透明、没有特殊气味，天然油脂由于溶有色素和特殊非脂成分而带有颜色和气味，长期贮存后，由于氧或者微生物的作用，会使油脂生成具有较强挥发性的产物，导致油脂产生不正常的气味。油脂可以发生水解反应、聚合反应、缩合反应、分解反应和氧化反应等多种反应，尤其是在高温加热的情况下，油脂能发生上述各种反应，使其产生增稠、颜色变暗、泡沫增多等现象从而导致油脂质量的劣化。油脂的氧化反应是油脂食品化学的主要内容，也是油脂或油性食品败坏的主要原因。油脂的品质因其组成和性质而不同。在实际中通常用某种 “值”来表示油脂的品质。如：皂化值、碘值、酸价、乙酰值、过氧化值、酯值。这些值能直接反映油脂在组成和某些性质方面存在的差异，常用这些值作为检验油脂的质量指标。,