第五章 脂质课件.ppt

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1、.,5. 脂 质（Lipids）,.,目 录,5.1 概述,5.2 脂肪的结构和组成,5.3 油脂的物理化性质,5.4 油脂在加工和储藏中的氧化反应,5.5 油脂在加工和储藏中的其他化学变化,5.6 油脂的质量评价,5.8 复合脂质及衍生脂质5.9 脂肪替代品本章重点. 习题.,5.7 油脂加工的化学,.,5.1 概 述,油脂：脂肪酸甘油酯（酰基甘油） 常温下, 固态 脂 液态 油,一、定义、作用,.,脂质的作用：,1. 能量主要来源 2. 脂溶性维生素、风味物的载体 3. 滑润口感、光滑外观、香酥风味 4. 塑性脂肪有造型功能 5. 烹调传热介质 6. 润滑、保护、保温,.,二、分类,1.简

2、单脂质：脂肪酸、醇 生成的酯 油脂：脂肪酸、甘油 蜡：长链脂肪酸、长链脂肪醇,3. 衍生脂质： 脂溶性维生素、类胡萝卜素、甾醇,2. 复合脂质： 水解 醇、脂肪酸、其他物质 磷脂、糖脂,真脂,.,5.2 脂肪的结构和组成,一、脂肪酸的结构和命名（一）结构 1.饱和脂肪酸： 大多长链、偶数碳， 奇数碳、支链少 2.不饱和脂肪酸,.,亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸 二十碳五烯酸 ( EPA) 二十二碳六烯酸 (DHA),.,必需脂肪酸： 人体不能合成或合成量不足、维持生命 活动所必需的脂肪酸，必须从食物中摄取。 亚油酸 亚麻酸,.,（二）脂肪酸的命名,1. 系统命名法： 主链: 含羧基和双键最长碳链

3、从羧基端编号，标出不饱和键位置,CH3(CH2)7CH= CH(CH2)7COOH 9-十八碳烯酸,.,n:m (n 碳原子数，m双键数) 如：18:1 18:2 18:3 标出双键顺反结构、位置： c 顺式，t 反式,2. 数字命名法：,.,常见脂肪酸的命名,.,c-顺式,t-反式,.,从羧基端编号： 如：5t, 9c -18:2从甲基端编号： 数字 或 n-数字 如： 18:1 9 或 18:1 (n-9),.,3. 俗名法： 根据来源 棕榈酸、油酸4. 英文缩写：,硬脂酸 St 亚油酸 L 花生四烯酸 An,.,二、脂肪的结构和命名 1. 结构,R1 = R 2 = R 3，单纯甘油酯

4、R 不完全相同时，混合甘油酯,.,2.三酰基甘油的命名,赫尔斯曼 Sn命名法,CH2OHHO CH CH2OH,1,2,3,., 数字命名: Sn-18:0-18:1-14:0 中文命名: 1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰- Sn-甘油或: Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯 英文缩写： Sn-St O M,CH2OOC(CH2)16CH3CH3(CH2)7CH=CH (CH2)7 COOCH CH2OOC(CH2)12CH3,1,2,3,.,5.3 油脂的物理性质,一、气味、色泽 纯净油脂 无色、无味 多数无挥发性，气味多由非脂成分引起。,芝麻油 椰子油 菜油,.,二、熔

5、点、沸点 熔化、沸腾的温度范围,熔点：三酰、二酰、一酰甘油、游离脂肪酸 依次升高。 三酰甘油的脂肪酸碳链长、饱和度高，熔点高。反式结构 顺式结构共轭双键结构 非共轭双键结构沸点： 180200oC 脂肪酸碳链长，沸点高,.,.,油脂接触空气并加热时的热稳定性,三、烟点、闪点、着火点,六、粘度,五、比重,分子量大，折光指数大 双键，折光指数,四、折光指数,比水小。,较大,油比脂大。,.,不同形态的固体叫,七、结晶特性,同质多晶现象:,化学组成相同而晶体结构不同， 熔化后生成相同的液相。,同质多晶体,.,脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式:,.,甘油三酯在晶格中分子排列成椅式,.,晶型 取决于熔化油脂冷

6、却时的温度、速度,调温： 利用结晶方式改变油脂的性质， 得到理想的同质多晶体和物理状态。,.,八、熔融特性： 1.熔化：,热焓值变化，体积膨胀,.,固体脂肪指数(SFI)：,Solid Fat Index,一定温度下固液比,.,2.油脂的塑性： 在外力下，改变形状，同时有抗变形能力。,A. 固体脂肪指数： 适当，塑性最好 B. 脂肪的晶型： 塑性最强 C. 熔化温度范围： 越大，塑性越好,油脂塑性的决定因素：,.,塑性脂肪的作用：,涂抹性（涂抹黄油）可塑性（用于蛋糕的裱花）起酥作用,起酥油（Shortening ）：是指用在饼干、糕点、面包中专用的塑性油脂。特性：40oC不变软，在低温下 不太

7、硬，不易氧化。,.,九、油脂的液晶态（介晶相） 介于固态、液态之间,.,十、油脂的乳化及乳化剂 内相（分散相） 外相（连续相）,乳浊液,水包油型（O/W）: 水 连续相,油包水型（W /O）: 油 连续相,.,1.乳浊液的失稳机制 重力作用导致分层 分散相液滴表面静电荷不足，导致絮凝 两相间界面膜破裂，导致聚结,2. 乳化剂的乳化作用 增大分散相之间的静电斥力 增大连续相的黏度，或生成有弹性的厚膜,.,减小两相间的界面张力,., 微小固体粉末的稳定作用 形成液晶相,.,3. 乳化剂的选择 HLB值：亲水-亲脂平衡,表 HLB值及其适用性,.,.,常见乳化剂： 甘油酯及衍生物 蔗糖脂肪酸酯 山梨

8、醇酐脂肪酸酯及衍生物 丙二醇脂肪酸酯 大豆磷脂 其他合成乳化剂,.,5.4 油脂在加工和储藏中的氧化反应,.,油脂的酸败： 油脂在储藏期间，受空气中氧、日光、微生物、酶作用，产生不愉快的气味和苦涩味，同时产生一些有毒物质。,一、油脂的氧化,酸败后：A. 风味变化 B. 营养价值 C. 脂溶性维生素、必需脂肪酸破坏,.,氧化的初产物：氢过氧化物 (ROOH),自动氧化光敏氧化酶促氧化,.,.,活化的含烯底物与基态氧发生的自由基反应 。,三个阶段：,链引发,链传递,链终止,（一）自动氧化,不饱和脂肪酸,., 链增殖（增殖期）,（过氧化游离基）, 链引发（诱导期）, 链终止（终止期）,R. + R.

9、 R-RR. + ROO. ROORROO. + ROO. ROOR + O2结合后，吸收氧减少，稳定,.,3O2 1O2（三线态氧） （单线态氧） 基态 激发态 能量低 能量高 稳定 不稳定 1O2 可参与光敏氧化，生成ROOH并引发自动氧化链反应中的自由基。,.,不饱和双键与单线态氧直接发生的氧化反应。日光、光敏化剂 氢过氧化物光敏化剂（Sensitizers，Sens）：叶绿素、血红蛋白,3O2 1O2,（二）光氧化,.,例子,速度特别快：比自动氧化快1500倍,.,（三）酶促氧化,脂肪氧合酶，脂肪 + O2 氢过氧化物专一性地作用于具有1,4-顺、顺-戊二烯 结构的脂肪酸的中心亚甲基处

10、 。酮型酸败： 微生物产生的酶引起饱和脂肪酸 的氧化反应。 最终产物：酮酸、甲基酮,.,脂肪氧合酶,Lox 多不饱和脂肪酸（1,4-顺、顺-戊二烯） 脱氢游离基 反式ROOH,异构化,中心亚甲基,.,酮型酸败-氧化作用,饱和脂肪酸 酮酸甲基酮,.,分解： 小分子醛、酮、醇、酸，不愉快气味 聚合： 二聚体 或 多聚体，油脂粘度增大,(四) 氢过氧化物的分解及聚合,.,1. 脂肪酸及甘油酯的组成：（1）饱和脂肪酸： 难氧化（2）不饱和脂肪酸： 双键多，氧化快。 顺式构型 反式 共轭双键 非共轭双键 游离脂肪酸 甘油酯,（五）影响油脂氧化速率的因素,.,油酸 亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸不饱和双键 1

11、 ： 2 ： 3 ： 4 氧化速度 1 ： 12 ： 25 ： 50,.,2. 氧：,三线态氧3O2(基态氧),单线态氧1O2(激发态氧),.,1O2 3O2,3. 温度：,氧浓度低, 氧化速率与氧浓度成正比， 很高,氧化速率与氧浓度无关,上升，氧化加快,.,4. 水分活度,.,5. 表面积： 与空气接触的大，氧化快6. 助氧化剂： 金属 、血红素、酶7. 光和射线： 氧化促进剂8. 抗氧化剂： 延缓、减慢氧化,.,（六）过氧化脂质的危害,与食品成分反应， 食品品质2. 氢过氧化物与体内分子或细胞反应， 破坏 DNA 和细胞结构 3. 产生有害物,RO + Pr Pr + ROH 2 Pr P

12、r-Pr,.,1. 常用抗氧化剂 （1）天然抗氧剂： 生育酚（VE）、茶多酚、芝麻酚、愈疮树脂、 L-抗坏血酸、超氧化物歧化酶（SOD）（2）合成抗氧剂： BHA、 BHT 、 PG、 TBHQ、 D-异抗坏血酸及钠盐,二、抗氧化剂,.,BHA： 丁基羟基茴香醚BHT ： 二丁基羟基甲苯PG： 没食子酸丙酯TBHQ： 叔丁基对苯二酚,.,.,氢供体：酚类 (AH2) 电子供体,2. 抗氧化剂的抗氧化机理,(1) 自由基清除剂：,.,+,-,.,(2) 单线态氧淬灭剂：,.,R2S + ROOH R2S=O + ROH R2S=O + ROOH R2SO2 + ROH,(3) 氢过氧化物分解剂：

13、,(5) 氧清除剂：,柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸,(4) 金属螯合剂：,抗坏血酸,.,超氧化物歧化酶（SOD）谷胱甘肽过氧化物酶过氧化氢酶葡萄糖氧化酶,2O2- .,+ 2H+,3O2,+ H2O2,2 H2O2,2 H2O,+ 3O2,过氧化氢酶,SOD,(6) 酶类抗氧化剂：,.,为抗氧化剂提供氢，使其还原、再生。 金属螯合剂,(7)增效剂：,.,+,+,+,BHA,BHA,BHT,.,1)尽早加入 2)注意剂量 3)注意溶解性 4)常用2种以上，增效效应 5)需有良好的性能，低浓度即有效,3.抗氧化剂使用注意事项,.,(1) 酚类： 低浓度，清除游离基： ROO.十 AH2 ROOH +

14、AH (清除过氧游离基) ROO.+ AH ROOH + A AH + AH AA (偶合) AH + AH AH2 + A (歧化) ROO.+ AH ROOA (加成),4.抗氧化与促氧化,.,高浓度，促氧化： ROOH + AH ROO + AH2(2) 抗坏血酸： 低浓度，促氧化(3) 胡萝卜素： 5 x 10-5 mol/L， 抗氧化 ， 促氧化,.,5.5 油脂在加工和储藏中的其他化学变化,.,一、油脂的水解,油脂,脂肪酸,酸、碱、酶,水解,碱性条件(KOH)水解 ：皂化皂化值（SV）： 完全皂化1g油脂所需KOH的mg数,甘油,+,.,游离脂肪酸，油的发烟点,表 油脂中游离脂肪酸

15、含量与发烟点的关系,.,1.热分解：,二、油脂在高温下的化学反应,根据有无氧，分：,热分解,热氧化分解,.,（1）饱和脂肪的热分解,CH2OOCRCHOOCRCH2OOCR,CHOCH2CH2OOCR,+,R-C-O-C-R,O,O,R-COOH,CHOCHCH2,酸,烯醛,R-C-R,CO2,O,酮,+,.,（2）饱和脂肪的热氧化分解,烃、醛、酮,.,（3) 不饱和脂肪的热分解 二聚体 + 低分子量物质（4）不饱和脂肪的热氧化分解 同低温自动氧化， 但氢过氧化物分解速度快,.,热聚合： Diels-Alder反应 ，环烯烃 氧化热聚合： 自由基 聚合 二聚物,导致 油脂粘度增大，泡沫增多,2

16、. 热聚合：,., 环烯烃,.,分子间,.,分子内,.,（2）热氧化聚合： 在空气中加热（200230）可发生热氧化聚合，生成无，单，双，三环二聚体。二聚物为有毒成分，与酶结合，使酶失活，生理异常。,.,3. 缩合,环氧化合物,.,粘度，碘值，酸价， 产生刺激味物质、有毒物质， 营养价值。,.,目的：消灭微生物，延长货架寿命 高剂量 中等剂量 低剂量,三、 辐解,防止马铃薯和洋葱发芽； 延迟水果成熟； 杀死调味料、谷物、豌豆 、菜豆中的昆虫,肉和肉制品杀菌,延长食品货架寿命， 如：冷藏新鲜鱼、鸡、水果、蔬菜,., 烃、醛、酸、酮、酯等,辐射剂量越大，影响越严重 按巴氏灭菌剂量辐照含脂肪食品，无

17、有毒性危险。,.,1.过氧化值（POV） 1kg油脂中所含氢过氧化物毫摩尔数。,5.6 油脂的质量评价,一、脂类氧化的评价方法,适于: 衡量油脂氧化初期的氧化程度,碘量法： ROOH + 2KI ROH + K2O + I2 （氢过氧化物） I2 + Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6,.,2.硫代巴比妥酸值（TBA值） 不饱和脂肪酸氧化产物：醛类 + TBA有色物质 测吸光度,适于： 比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度,.,3. 碘值(IV) 100g 油脂吸收碘的克数 油脂中脂肪酸的不饱和程度： 碘值高，双键多； 碘值，说明 双键，发生了氧化,.,碘值：指100g油脂吸收碘的克

18、数。反应原理为：,利用碘量法测定消耗的碘量：,.,4.活性氧法(AOM) 5.史卡尔法 6.仪器分析法,.,1.酸价（AV) 中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的mg数。 新鲜油脂 酸价小， 贮藏期长，油脂酸败，酸价。,二、油脂品质的其他评价方法,.,2.皂化价 ( SV) 1g油脂完全皂化所需KOH的mg数。 皂化值高，熔点较低，易消化。3.二烯值 ( DV) 不饱和脂肪酸中共轭双键的多少,.,5.7 油脂加工的化学,.,1. 脱胶： 脱磷脂 原因：起泡、冒烟、臭味，呈焦褐色 原理：磷脂在无水状态下，溶于油， 与水形成水合物后，不溶于油。,一、油脂的精炼,.,2. 脱酸（碱炼）： 游离脂肪

19、酸: 碱中和3. 脱色： 吸附剂 4. 脱臭： 除异味物质。 减压蒸馏，并加柠檬酸,.,粗油精制，可提高油的品质， 改善风味，延长货架期。 损失了一些脂溶性维生素. (如：维生素A、E、类胡萝卜素等),.,.,在一定温度下,利用油脂中各种三酰甘油的熔点差异及在不同溶剂中溶解度的差异，通过分步结晶，使不同的三酰甘油因分相而分离。,二、油脂的分提,.,1.干法分提 熔化油脂缓慢冷却,较高熔点的三酰甘油析出。 冬化：5.5 oC 脱蜡：10oC2.溶剂分提 加入有机溶剂，冷却结晶。3.表面活性剂分提,.,在催化剂(Ni,Pt)、高温下，酰基甘油上 不饱和脂肪酸的双键与氢气发生加成反应，酰基甘油的不饱

20、和度降低，室温下液态的油变为固态的脂。,三、油脂的的氢化 (硬化),熔点，颜色变浅，稳定性，臭味消失。 部分氢化的油脂：起酥油、人造奶油,.,四、油脂的的酯交换 酯内 或 酯间 酰基交换,目的：改变油脂的物理性质（结晶特性） 用途：人造奶油、起酥油,.,（1）随机酯交换： 油脂熔点温度,（2）定向酯交换： 油脂熔点温度,1.化学酯交换,.,.,.,.,2.酶促酯交换 脂酶：水解酶,（1）随机酯交换：无选择性脂酶 （2）定向酯交换：选择性脂酶,.,Sn-1,3位的脂酶：,棕榈油 可可脂,.,5.8 复合脂质及衍生脂质,一、磷脂,分： 甘油磷脂 (食品中)： 神经鞘磷脂,脑磷脂,卵磷脂,.,卵磷脂

21、 Lecithin,.,构成生物膜的成分，参与脂肪的代谢，具有健脑、增强记忆力的作用，作乳化剂，作抗氧化剂。,.,卵磷脂 (磷脂酰胆碱，PC)：R3 ：胆碱 脑磷脂(磷脂酰乙醇胺，PE): R3 ：胆胺 磷脂酰丝氨酸(PS): R3 ：丝氨酸 磷脂酰肌醇(PI): R3 ：肌醇,CH2OC R1R2 COO CH CH2 O P O R3,O,O,O-,R1 饱和脂肪酸 R2 不饱和脂肪酸,.,卵磷脂：软化血管、防止冠心病 健脑、增强记忆力,.,二、甾醇 (固醇),骨架: 环戊烷多氢菲,1. 动物：胆固醇 2. 植物甾醇：麦角固醇、豆固醇、谷固醇 调节血脂,.,细胞膜的组成成分之一，是合成性激

22、素肾上腺素的原料。 可在胆道中沉积为胆结石，在血管壁上沉积引起动脉硬化。 胆固醇在食品加工中几乎不被破坏。 高血清胆固醇是引起心血管疾病的危险因素。,.,.,5.9 脂肪代用品,一、脂肪替代品 脂肪酸的酯化衍生物 理化性质与油脂类似,部分或完全替代脂肪 热稳定性高,蔗糖聚酯、山梨酸聚酯 0 kJ/g 4.4 kJ/g,.,二、脂肪模拟品 不能完全替代脂肪,感官和物理性质模拟油脂 基质：蛋白质、碳水化合物 高温不稳定，易变性、焦糖化,.,脂质的分类 必需脂肪酸 油脂的沸点、熔点 塑性 油脂的氢化 油脂自动氧化的机理 影响油脂氧化速度的因素 抗氧化剂 油脂在贮藏加工中的变化 油脂的精炼,本 章 重 点,.,习 题,一、名词解释POV酸价SFI（固体脂肪指数）碘值必需脂肪酸酯交换助氧化剂同质多晶现象,.,二、问答题1.简述油脂的光敏氧化历程，并回答它与油脂自动氧化历程有何区别？2.试述水分活度与脂肪氧化的关系如何？油基食品应如何保存？油脂氧化初期可用何3.油脂自动氧化历程包括哪几步？影响脂质氧化的因素有哪些？4.试述油脂精制的步骤和原理。油脂氢化的作用是什么？,