第四章 食品中的脂類

1、第四章脂類v脂類的分類和存在v脂類的結(jié)構(gòu)和脂肪酸v食用油脂的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)v油脂的特征值及質(zhì)量評價v油脂加工化學(xué)v油脂在食品加工中的作用v脂肪替代物1. 1. 概念概念 脂類是生物體內(nèi)一大類不溶于水，能溶于有機溶劑的重要有機化合物。它是由脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，是動物和植物體的重要組成成分。它們的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)以及生物功能存在著很大的差異，但它們都有一個共同的特性，即可用非極性有機溶劑從細胞和組織中提取出來。2. 分類分類脂類脂類簡單脂類復(fù)合脂類衍生脂類脂肪：脂肪酸與甘油所生成的酯，室溫下為液態(tài)的稱為油蠟：脂肪酸與非甘油的醇所組成的酯 磷脂：脂肪酸、醇、磷酸及含氮的堿

2、糖脂：脂肪酸、糖及氨基醇 蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)與脂類的復(fù)合體 脂肪酸高級醇烴類:如類胡蘿卜素 分類分類 含量含量 分布分布 生理功能生理功能脂肪脂肪 甘油三甘油三酯酯（貯脂）（貯脂） 95 95，（隨機（隨機體營養(yǎng)體營養(yǎng)狀況而狀況而變動）變動）脂肪組織、脂肪組織、皮下結(jié)締組皮下結(jié)締組織、大網(wǎng)膜、織、大網(wǎng)膜、腸系膜、腎腸系膜、腎臟周圍（脂臟周圍（脂庫）、庫）、血漿血漿1. 1. 儲脂供能儲脂供能2. 2. 提供必需脂提供必需脂肪肪酸酸3. 3. 促促進進脂溶性維生素吸收脂溶性維生素吸收4. 4. 熱墊作用熱墊作用5. 5. 保護墊作用保護墊作用6. 6. 構(gòu)成血漿脂蛋白構(gòu)成血漿脂蛋白類脂類脂糖酯、膽糖

3、酯、膽固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂( (組織脂）組織脂）5 5（含量（含量相當穩(wěn)相當穩(wěn)定）定）動物所有細動物所有細胞的胞的生物膜、生物膜、神經(jīng)、血漿神經(jīng)、血漿1. 1. 維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能2. 2. 膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激 素、維生素、膽汁酸等素、維生素、膽汁酸等3. 3. 構(gòu)成血漿脂蛋白構(gòu)成血漿脂蛋白3.脂類的分布與生理功能 第二節(jié) 甘油酯和脂肪酸 1.1.甘油酯甘油酯CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3 n、m、k可以相同，也可以不全相同甚至完全不同， 其中n多是不飽和的。CH2CHC

4、H2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH= = 膽堿、乙醇胺、膽堿、乙醇胺、 絲氨酸、甘絲氨酸、甘油油X X= H = H 磷脂酸磷脂酸 （PAPA）二者的區(qū)別硬脂酸（脂）軟脂酸（油）2.脂肪酸v（1）飽和脂肪酸 含有4到24個碳原子的脂肪酸常常存在于油脂中，最常見的飽和脂肪酸有丁、己、辛、癸酸和軟脂酸與硬脂酸；而24個碳原子以上的脂肪酸則存在于蠟中。 v（2）不飽和脂肪酸 動、植物油脂中都含有不飽和脂肪酸，一般植物油脂中不飽和脂肪酸含量高，脂肪中不飽和脂肪酸含量低，不飽和脂肪酸在常溫下為液態(tài)，所以植物油脂在常溫下也多為液體。 在動植物油脂中常見的不飽和脂肪酸有：油酸

5、 、亞油酸 、亞麻酸 、棕櫚油酸等。 特殊功能的不飽和脂肪酸：DHA和EPA等v（3）必需脂肪酸和非必需脂肪酸 大多數(shù)的脂肪酸人體能夠自身合成，而有幾種不飽和脂肪酸是維持人體正常生長所必需，而體內(nèi)又不能合成的脂肪酸，這些脂肪酸稱為必需脂肪酸。屬于必需脂肪酸的有亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸，必需脂肪酸的最好來源是植物油。 大多數(shù)脂肪酸是人體能夠自身合成的，可以不從食物中直接吸收，這類脂肪酸稱為非必需脂肪酸。非必需脂肪酸主要是飽和脂肪酸。 第三節(jié) 食用油脂的物理性質(zhì)v1.氣味和色澤氣味和色澤 純凈的脂肪酸及其油脂無色無味，天然油脂的色澤是由于溶有非脂色素，氣味是因揮發(fā)性脂肪酸和所溶非脂成分所致。v2

6、.發(fā)煙點、閃點和著火點發(fā)煙點、閃點和著火點 發(fā)煙點是指在避免通風(fēng)并備用特殊照明的實驗裝置中察覺到冒煙時的最低加熱溫度 。 閃點是指油的揮發(fā)物與明火瞬時發(fā)生火花，但又熄滅時的最低溫度。 著火點是指油脂的揮發(fā)物可以維持連續(xù)燃燒5s以上的溫度。 在食品加工中，油脂在使用中最多加熱到其發(fā)煙點，溫度再高，輕則無法操作，重則導(dǎo)致油脂燃燒甚至爆炸。 v3.熔點熔點 由于油脂是混合物，所以沒有確切的熔點和凝固點。油脂含不飽和脂肪酸越多，碳原子數(shù)目越少，熔點越低； 油脂的熔點與消化率有關(guān)，一般情況下，熔點低消化率高。v4.塑性塑性 塑性是指脂肪受外力作用時，當外力超過分子間作用力開始流動，而當外力停止后又重新恢

7、復(fù)原有稠度的性質(zhì)。 許多食品加工都要使用不同的塑性脂肪，如生產(chǎn)冰淇淋、焙烤糕餅、糕點奶油裱花等，主要利用其充氣與保氣能力、口溶性與風(fēng)味釋放能力、塑性與延展能力。v 在較小力的作用下不流動，較大力下可流在較小力的作用下不流動，較大力下可流動（如奶油）。在強力下可成型，小力下不成動（如奶油）。在強力下可成型，小力下不成型（如巧克力）。型（如巧克力）。v 奶油在較大力下可流動，巧克力在較大力奶油在較大力下可流動，巧克力在較大力下可成型。下可成型。v起酥油起酥油v5.乳化及乳化劑乳化及乳化劑 乳化是指使互不相溶的兩種液體如油與水中的一種呈微滴狀分散于加一種液體中。 能使不相溶的兩相中的一相均勻地分散于

8、另一相中的物質(zhì)稱為乳化劑。 油脂的乳化是通過食品中原有的或人為添加的乳化劑使油脂充分的分散到水及水溶性的其它成分中去的過程。 影響乳狀液穩(wěn)定性的因素：影響乳狀液穩(wěn)定性的因素：（）兩相密度不同（）兩相密度不同（）改變分散相液滴表面的電荷性質(zhì)或量。（）改變分散相液滴表面的電荷性質(zhì)或量。（）兩相間界面膜破裂（）兩相間界面膜破裂乳濁液水包油型乳濁液水包油型(O/W(O/W，水為連續(xù)相。如：牛乳，水為連續(xù)相。如：牛乳) )油包水型油包水型(W/O(W/O，油為連續(xù)相。如：奶油，油為連續(xù)相。如：奶油) )、乳化劑乳化劑 為使體系穩(wěn)定，以降低液體表面張力及相際間為使體系穩(wěn)定，以降低液體表面張力及相際間界面張

9、力，而加入的第三種成分。界面張力，而加入的第三種成分。 常用的乳化劑有：單硬脂酸甘油酯、磷脂、常用的乳化劑有：單硬脂酸甘油酯、磷脂、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。 值親水親油平衡值值親水親油平衡值 乳化劑乳化劑 單甘酯單甘酯 3.83.8 司盤司盤 4.74.7 吐溫吐溫 15.015.0 蔗糖酯蔗糖酯 3 31616第四節(jié) 食用油脂在加工貯藏過程中的化學(xué)變化 一、油脂水解 酸性條件下可逆酸性條件下可逆 堿性條件下水解不可逆v油脂水解特點 使游離脂肪酸含量增加，這會導(dǎo)致油脂的氧化速度提高，加速變質(zhì)；也能降低油脂的發(fā)煙點；使油脂的風(fēng)味變差。 在加工高脂肪含量的食

10、品時，如混入強堿，會使產(chǎn)品帶有肥皂味，影響食品的風(fēng)味。 油脂的水解有時是有利的，如利用脂酶的水解反應(yīng)生產(chǎn)酸奶和干酪，使食品出現(xiàn)特殊的風(fēng)味。 二、油脂在高溫下的化學(xué)反應(yīng) 油脂加熱后（溫度300時），由于溫度較高，油脂本身發(fā)生聚合、水解、縮合、分解揮發(fā)及熱變化等各種復(fù)雜的物理化學(xué)變化。這些變化的結(jié)果是：油脂增稠、顏色加深、泡沫增多。這種在高溫下油脂發(fā)生的一系列物理化學(xué)變化，叫做油脂的熱變性。 (一)油脂在油炸過程中產(chǎn)生的化合物v揮發(fā)性化合物：飽和與不飽和醛、酮、烴、內(nèi)酯、揮發(fā)性化合物：飽和與不飽和醛、酮、烴、內(nèi)酯、醇、酸、酯等化合物。醇、酸、酯等化合物。v中等揮發(fā)性非聚合的極性化合物：羥基酸和環(huán)氧

11、酸中等揮發(fā)性非聚合的極性化合物：羥基酸和環(huán)氧酸由各種不同氧化途徑形成的化合物。由各種不同氧化途徑形成的化合物。v二聚酸和多聚酸以及二聚甘油酯和多聚甘油酯：使二聚酸和多聚酸以及二聚甘油酯和多聚甘油酯：使油脂黏度明顯增大。油脂黏度明顯增大。v游離脂肪酸：三酰甘油在有水和加熱條件下水解產(chǎn)游離脂肪酸：三酰甘油在有水和加熱條件下水解產(chǎn)生游離脂肪酸生游離脂肪酸（二）油脂在高溫下的化學(xué)變化（二）油脂在高溫下的化學(xué)變化v在在150150以上高溫下，油脂會發(fā)生聚合、縮合、以上高溫下，油脂會發(fā)生聚合、縮合、氧化、氧化、水解反應(yīng)，使其粘度增高，碘價下降，水解反應(yīng)，使其粘度增高，碘價下降，酸價增高，酸價增高，發(fā)煙點發(fā)

12、煙點，泡沫量，泡沫量折光率改變，折光率改變，顏色變暗，產(chǎn)生刺激性氣味，營養(yǎng)價值下降。顏色變暗，產(chǎn)生刺激性氣味，營養(yǎng)價值下降。 1. 1. 熱聚合熱聚合 油脂加熱后油脂加熱后( (溫度溫度300300時時) )，粘度增大，粘度增大，逐漸由稠變胨以至凝固，同時油脂起泡性也增逐漸由稠變胨以至凝固，同時油脂起泡性也增加。加。 R1H CCHCHH CR2+R3H CH CR4R1R2R3R4（2）熱氧化聚合 在空氣中加熱（200230）可發(fā)生熱氧化聚合，生成無，單，雙，三環(huán)二聚體。 二聚物為有毒成分，與酶結(jié)合，使酶失活，生理異常。 3 3、油脂的縮合、油脂的縮合 在高溫下，油脂還能發(fā)生部分水解，然后再

13、在高溫下，油脂還能發(fā)生部分水解，然后再縮合成相對分子質(zhì)量較大的醚型化合物?？s合成相對分子質(zhì)量較大的醚型化合物。2CH2OCORCHOCORCH2OCOR2H2O2RCOOH2CH2OHCHOCORCH2OCORH2OCH2CHOCORCH2OCORCH2CHOCORCH2OCORO 4 4、 油脂的分解油脂的分解 油脂在高溫下，除聚合、縮合外，還生油脂在高溫下，除聚合、縮合外，還生成各種分解產(chǎn)物如酮、醛、酸等。金屬離子成各種分解產(chǎn)物如酮、醛、酸等。金屬離子( (如如Fe2+)Fe2+)的存在可催化熱解反應(yīng)。的存在可催化熱解反應(yīng)。CH2OCORCHOCORCH2OCOR熱解CH2COCORCH2

14、OCOR+CHOCH2CH2OCOR+CO2CH2CHCHO(R為脂肪酸烴鏈殘基,X為H,OH,R及RCOO等基團)RCOX三、食用油脂的氧化及抗氧化一、 油脂的自動氧化 ： 油脂的自動氧化指活化的含烯底物（油脂分子中的不飽和脂肪酸）與空氣中氧（基態(tài)氧）之間所發(fā)生的自由基類型的反應(yīng)。此類反應(yīng)無需加熱，也無需加特殊的催化劑。（二）光敏氧化（二）光敏氧化 在油脂中含有一些天然色素如葉綠素、核黃素等在油脂中含有一些天然色素如葉綠素、核黃素等光敏化合物，在光照時可產(chǎn)生單線態(tài)氧，它與不飽光敏化合物，在光照時可產(chǎn)生單線態(tài)氧，它與不飽和脂肪酸的雙鍵發(fā)生反應(yīng)，形成氫過氧化物。和脂肪酸的雙鍵發(fā)生反應(yīng)，形成氫過氧

15、化物。v （三）油脂的酶促氧化 1 1、脂肪氧合酶催化的反應(yīng)、脂肪氧合酶催化的反應(yīng)v 油脂在酶的參與下所發(fā)生的氧化反應(yīng)即酶促氧油脂在酶的參與下所發(fā)生的氧化反應(yīng)即酶促氧化。脂肪氧合酶專一性地作用于具有化。脂肪氧合酶專一性地作用于具有1,4-1,4-順、順戊順、順戊二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸( (如如18:2,18:3,20:4)18:2,18:3,20:4)，v 以亞油酸為例，在以亞油酸為例，在1,4-1,4-戊二烯的中心亞甲基處戊二烯的中心亞甲基處( (即即-8)-8)脫氫形成游離基，然后異構(gòu)化使雙鍵位置脫氫形成游離基，然后異構(gòu)化使雙鍵位置轉(zhuǎn)移，同時轉(zhuǎn)變成反式構(gòu)型，形成具

16、有共軛雙鍵的轉(zhuǎn)移，同時轉(zhuǎn)變成反式構(gòu)型，形成具有共軛雙鍵的-6-6和和-10-10氫過氧化物。氫過氧化物。 由某些微生物繁殖時所產(chǎn)生的酶由某些微生物繁殖時所產(chǎn)生的酶(如脫氫酶、如脫氫酶、脫羧酶、水合酶脫羧酶、水合酶)的作用引起的。該氧化反應(yīng)多發(fā)的作用引起的。該氧化反應(yīng)多發(fā)生在飽和脂肪酸的生在飽和脂肪酸的-和和-碳位之間，因而也稱碳位之間，因而也稱-氧化作用。且氧化產(chǎn)生的最終產(chǎn)物酮酸和甲基酮氧化作用。且氧化產(chǎn)生的最終產(chǎn)物酮酸和甲基酮具有令人不愉快的氣味，故稱之為酮型酸敗。具有令人不愉快的氣味，故稱之為酮型酸敗。 2 2、-氧化作用氧化作用3 3、 氫過氧化物反應(yīng)：氫過氧化物反應(yīng)： 氫過氧化物極不穩(wěn)

17、定，當食品體系中氫過氧化物極不穩(wěn)定，當食品體系中此類化合物的濃度達到一定水平后就開始此類化合物的濃度達到一定水平后就開始分解，主要發(fā)生在氫過氧基兩端的單鍵上，分解，主要發(fā)生在氫過氧基兩端的單鍵上，形成烷氧基自由基再通過不同的途徑形成形成烷氧基自由基再通過不同的途徑形成烴、醇、醛、酸等化合物，這些化合物具烴、醇、醛、酸等化合物，這些化合物具有異味，產(chǎn)生所謂的油哈味。有異味，產(chǎn)生所謂的油哈味。第一，第一，包裝充氮氣包裝充氮氣；第二，防水；第二，防水；第三，第三，添加抗氧化劑添加抗氧化劑；第四第四 生產(chǎn)過程中防止引入金屬離子鐵和微生物污染生產(chǎn)過程中防止引入金屬離子鐵和微生物污染、避光、低溫陰涼、用陶

18、瓷或玻璃容器盛裝。避光、低溫陰涼、用陶瓷或玻璃容器盛裝。防止油脂氧化的方法防止油脂氧化的方法第五節(jié) 油脂的特征值及質(zhì)量評價 一、油脂的特征值 油脂的品質(zhì)因其組成和性質(zhì)而不同。在實際中通常用某種 “值”來表示油脂的品質(zhì)，它們能直接反映油脂在組成和某些性質(zhì)方面存在的差異，也常用它們作為檢驗油脂的質(zhì)量指標。常用的值有：過氧化值、碘值、酸價、皂化價、二烯值。v1.過氧化值 指1kg油脂中所含氫過氧化合物的毫克當量數(shù)。利用過氧化值評價油脂氧化的趨勢多用于氧化的初期。 v2.碘值 碘值指100g油脂吸收碘的克數(shù)。通常利用碘值說明脂肪或脂肪酸的不飽和程度。碘值大的油脂，說明油脂組成中不飽和脂肪酸含量高或不飽

19、和程度高。碘值下降，說明雙鍵減少，油脂發(fā)生了氧化。v3.酸價 酸價是指中和1g油脂中游離脂肪酸所需要的KOH的毫克數(shù)。 酸價與油脂中存在的游離脂肪酸的量成正比，其大小反映了油脂品質(zhì)的優(yōu)劣。一般新鮮油脂的酸價較低（小于5）。v4.皂化價 皂化價是指1g油脂完全皂化所需的KOH的毫克數(shù)。 皂化價一般都在200左右；皂化價與油脂的平均分子量成反比，即皂化價越大，油脂的平均分子量越小。v5.二烯值 二烯值也可稱為共軛二烯值，即具有共軛二烯結(jié)構(gòu)的不飽和脂肪酸與丁烯二酸酐反應(yīng)時需要丁烯二酸酐的量換算成所需碘的量。 二烯值反映了不飽和脂肪酸中是否存在有共軛二烯結(jié)構(gòu)及此結(jié)構(gòu)的數(shù)量。二、油脂的氧化程度和氧化穩(wěn)定

20、性 油脂氧化使油脂中的單氫過氧化物和多氫過氧化物增多，因此可以用過氧化值來衡量油脂氧化的程度 ；同時油脂又發(fā)生氧化分解、氧化聚合、氧化酸敗和氧化回味等反應(yīng), 使得油脂的許多性質(zhì)發(fā)生變化，綜述衡量油脂氧化穩(wěn)定性的指標有： 1.過氧化物的生成量 2.過氧化物分解產(chǎn)物的含量 3.揮發(fā)性反應(yīng)物含量的變化 4.油脂的重量變化： 5.氧化起始溫度 6.油脂中脂肪酸的含量 7.氧吸收量 第六節(jié)油脂加工中的化學(xué)一、油脂的精制 采用不同的物理或化學(xué)方法，將粗油（直接由油料中經(jīng)壓榨、有機溶劑提取得到的油脂）中影響產(chǎn)品外觀（如色素等）、氣味、品質(zhì)（如纖維素、蛋白、有毒物質(zhì)）的雜質(zhì)去除，提高油脂品質(zhì)，延長貯藏期的過程

21、。 油脂精制過程中通常采用的物理方法有沉降、水化脫膠、吸附脫色、蒸餾脫臭等。油脂的沉降和脫膠v沉降是利用油脂中的不溶性雜質(zhì)與油脂比重不同，通過自然沉降而除去這部分雜質(zhì)。沉降包括加熱脂肪、靜置和分離水相。v水化脫膠是利用油脂中的蛋白、磷脂等雜質(zhì)在無水條件下可溶解在油脂中，而在有水的情況下通過形成水合物而溶在水中的特點，利用加水（或通水蒸氣）除去這部分物質(zhì)的方法。油脂的脫色脫臭v脫色：一般用吸附劑進行脫色，常用的吸附 劑有：酸性白土、活性白土、活性炭。使用量為油脂的0.5 % 2.0%。v脫臭：脫去油脂中揮發(fā)性異味物質(zhì)。蒸餾脫臭是利用油脂中的異味物質(zhì)一般來自小分子氧化產(chǎn)物的特點，利用沸點的差異，通過減壓蒸餾的方法除去這部分物質(zhì)的過程。 二、油脂的改性 1. 油脂的氫化： 是通過催化加氫的過程使油脂分子中的不飽和