食品化學(xué)脂質(zhì)部分

食品化學(xué)脂質(zhì)部分第一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二物理性質(zhì)

Physicalproperties純凈的脂肪是無(wú)色無(wú)味的，顏色是由含有脂溶性色素所致。天然油脂是混合物，故沒(méi)有確定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。熔點(diǎn)(Meltingpoint)(40-55oC)脂肪酸的碳鏈越長(zhǎng)，則熔點(diǎn)越高M(jìn)Plong>MPshort飽和脂肪酸的熔點(diǎn)高于不飽和脂肪酸MPsat>MPunsat

加氫反應(yīng)(Hydrogenation)提高熔點(diǎn)雙鍵共軛脂肪酸的熔點(diǎn)比非共軛雙鍵的高反式脂肪酸比順式脂肪酸熔點(diǎn)高M(jìn)Ptrans

>MPcis

第二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二物理性質(zhì)

Physicalproperties熔點(diǎn)與消化率(digestibility)有關(guān)MP＜37oC,消化率(digestibility)

=97.98%;MP

37oC-50oC,消化率(digestibility)

=90%;MP

＞50oC,不消化(indigestible).沸點(diǎn)(Boilingpoint)(180-200oC)脂肪酸碳鏈增長(zhǎng)沸點(diǎn)增高碳鏈長(zhǎng)度相同，飽和度不同的脂肪酸沸點(diǎn)變化不大脂肪密度<水的密度第三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂的乳化特性乳濁液是由兩種互不相容的液體組成的體系，其中一相以直徑0.1-50μm的小液滴分散在另一相中。以小液滴形式存在的液相稱為內(nèi)相或分散相使小液滴分散的相稱為外相或連續(xù)相O/W(油在水中),W/O(水在油中)分散的小液滴的形成使兩種液體之間的界面面積增大，并隨著液滴的直徑變小，界面面積成指數(shù)關(guān)系增加。乳濁液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在一定條件下會(huì)出現(xiàn)分層、絮凝，甚至聚結(jié)。1.分層或沉降：由于重力作用，密度不相同的相會(huì)產(chǎn)生分層或沉降。第四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂的乳化特性2.絮凝或群集：乳濁液絮凝時(shí)，脂肪球是成群的而不是各自的運(yùn)動(dòng)。球表面的靜電荷量不足是引起絮凝的主要原因未均質(zhì)的牛奶，脂肪球容易絮凝，絮凝能夠加快其分層速度3.聚結(jié)：脂肪球相互接觸，然后通過(guò)絮凝、分層或沉降以及布朗運(yùn)動(dòng)最終發(fā)生聚結(jié)。這是乳濁液失去穩(wěn)定性的最重要的途徑。如牛奶、鮮奶油、蛋黃醬、冰淇淋屬于O/W型乳濁液黃油、人造奶油屬于W/O型乳濁液第五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂的乳化特性添加乳化劑可阻止乳濁液聚結(jié)。乳化劑是表面活性物質(zhì)，含有疏水和親水基團(tuán)的一類化合物，易溶于連續(xù)相，所以根據(jù)乳化劑的相對(duì)親水-疏水性質(zhì)可預(yù)測(cè)形成的乳濁液的類型(O/W或W/O)按結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，乳化劑可分為陰離子型、陽(yáng)離子型或非離子型。按來(lái)源可分為天然乳化劑和人工合成乳化劑。按作用可分為表面活性劑、粘度增強(qiáng)劑或固體吸附劑等。第六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二乳化劑在水中的溶解度取決于其HLB值(親水-親脂平衡)的大小。HLB值在3-6之間的乳化劑可形成W/O型乳濁液；HLB在8-18之間則可形成O/W型乳濁液例如，純單酰甘油酯的HLB值近似3.8，因此，它只能形成W／O型乳濁液。第七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二根據(jù)乳濁液的相變溫度(PIT)選擇乳化劑，乳化劑在較低的溫度下，優(yōu)先溶于水，而在較高溫度下則優(yōu)先溶于油。乳化劑在食品中的應(yīng)用，其安全性也是一項(xiàng)主要指標(biāo)。根據(jù)毒理學(xué)研究，包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和短期及長(zhǎng)期飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)食品標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)確定了人體對(duì)大多數(shù)食品乳化劑的每日允許攝入量(ADI)。

第八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二第九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二乳化劑在食品中的作用是多方向的：用在冰淇淋中除乳化作用外，還可減少氣泡，使冰晶變小，賦予冰淇淋細(xì)膩滑爽的口感；用在巧克力中，可抑制可可脂由β～3V型轉(zhuǎn)變成β～3VI型同質(zhì)多晶變體，即抑制巧克力表面起霜；用在焙烤面點(diǎn)食品中，可增大制品的體積，防止淀粉老化；用在人造奶油中可作為晶體改良劑，調(diào)節(jié)稠度。第十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二影響食品脂質(zhì)品質(zhì)的因素①水解反應(yīng)：脂類化合物在酶作用或加熱條件下發(fā)生水解，釋放出游離脂肪酸。增加的游離脂肪酸會(huì)引起脂質(zhì)酸敗，造成食品脂質(zhì)品質(zhì)下降。②自動(dòng)氧化：脂類分子與氧之間的反應(yīng)，引起脂類氧化變質(zhì)、食品敗壞，降低食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，某些氧化產(chǎn)物甚至具有毒性。③熱分解：在高溫下，脂類發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，包括熱解和氧化，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降，從而引起食品脂質(zhì)品質(zhì)的損失。④油炸：在油炸過(guò)程中，食品脂質(zhì)會(huì)發(fā)生多種物理和化學(xué)變化，這些變化有的可以使油炸食品既有特征的感官品質(zhì)，但是，如果對(duì)油炸過(guò)程的條件控制不適當(dāng)而引起油脂和食品大量分解，不僅會(huì)損害油炸食品的感官品質(zhì)，而且也會(huì)使?fàn)I養(yǎng)價(jià)值降低。⑤電離輻射：輻射會(huì)降低含脂肪食品的穩(wěn)定性。輻射可加速形成游離基和樣結(jié)合成氫過(guò)氧化物，氫過(guò)氧化物分解，在有氧存在時(shí)，輻射還會(huì)加速脂肪的自動(dòng)氧化過(guò)程。第十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二水解反應(yīng)(Hydrolysis)甘油二酯、甘油單酯、甘油脂肪酸甘油三酯第十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二水解反應(yīng)(Hydrolysis)脂類化合物在酶作用或加熱條件下發(fā)生水解，釋放出游離脂肪酸。成熟的油菜種籽在收獲時(shí)油脂將發(fā)生明顯水解，并產(chǎn)生游離脂肪酸，因此大多數(shù)植物油在精煉時(shí)需用堿中和。在油炸食品時(shí)，食品中大量水分進(jìn)入油脂，油脂又處在較高溫度條件下，因此脂類水解成為較重要的反應(yīng)。在油炸過(guò)程中，游離脂肪酸含量的增加，通常引起油脂煙點(diǎn)和表面張力降低，以及油炸食品品質(zhì)變劣?；铙w動(dòng)物組織中的脂肪實(shí)際上不存在游離脂肪酸。然而，由于酶的作用，動(dòng)物在宰殺后其脂肪可生成游離脂肪酸。因此，動(dòng)物脂肪在加熱精練過(guò)程中使脂肪水解酶失活，以減少游離脂肪酸的生成。乳脂水解釋放出低級(jí)脂肪酸，使牛奶產(chǎn)生酸敗味。但添加某種特定的微生物的乳脂肪能產(chǎn)生某些典型的干酪風(fēng)味。第十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二水解反應(yīng)(Hydrolysis)水解類型堿水解(Basehydrolysis)酸水解(Acidhydrolysis)酶水解(Enzymatichydrolysis)酯交換(Interesterification)水解產(chǎn)物游離脂肪酸(freefattyacids)產(chǎn)生好的風(fēng)味，如干酪(cheese),巧克力(chocolate)產(chǎn)生異味(

off-flavors)，如牛奶、水果蔬菜、肉第十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二甘油三酯甘油二酯第十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱分解在高溫下，脂類發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，包含熱解和氧化兩種類型反應(yīng)。在氧存在下加熱，飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸加熱均發(fā)生化學(xué)分解。

第十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油炸油炸是一種重要的加工技術(shù)。在有氧存在和約180℃的油炸過(guò)程中，與熱的油脂接觸時(shí)間不同，食品通常吸收5%～40%的油脂。在油炸過(guò)程中，脂肪將會(huì)產(chǎn)生許多化學(xué)變化。第十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油炸過(guò)程中油脂的特性油脂在油炸過(guò)程中產(chǎn)生的化合物有以下幾類：1)揮發(fā)性化合物：油脂在空氣中于180℃下加熱30min以后，可用氣相色譜法測(cè)定所形成的主要揮發(fā)性氧化產(chǎn)物：飽和與不飽和醛、酮、烴、內(nèi)酯、醇、酸和酯等化合物。2)中等揮發(fā)性非聚合的極性化食物：是經(jīng)各種不同氧化途徑形成的化合物：烷氧基、羥基酸和環(huán)氧酸。3)二聚、多聚酸、二聚和多聚甘油酯：聚合反應(yīng)的產(chǎn)物，多聚物的形成使油脂粘度增大。4)游離脂肪酸：在有水和加熱條件下，三酰基甘油水解產(chǎn)生游離脂肪酸。以上是油脂在油炸過(guò)程中的各種物理和化學(xué)變化，這些變化包括粘稠性和游離脂肪酸含量的增加，顏色變深、碘值降低、折光指數(shù)改變、表面張力降低和油脂產(chǎn)生泡沫的趨勢(shì)增大。第十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油炸參數(shù)控制在油炸過(guò)程中，食品不斷向高溫油脂中釋放水，起到攪拌油脂的作用，并促使油脂水解，產(chǎn)生更多的游離脂肪酸；同時(shí)產(chǎn)生水蒸汽，將油中揮發(fā)性氧化產(chǎn)物從體系中帶走。這些變化有的可以使油炸食品具有特征的感官品質(zhì)；但是，如果對(duì)油炸過(guò)程的條件控制不適當(dāng)而引起油脂和食品大量分解，不僅會(huì)損害油炸食品的感官品質(zhì)，而且也會(huì)使?fàn)I養(yǎng)價(jià)值降低。因此，油炸過(guò)程參數(shù)的選擇十分重要。油脂和油炸食品的化學(xué)組成、油炸容器的種類、油炸方式、油炸時(shí)間、金屬污染物、油脂的翻動(dòng)速度和有無(wú)抗氧化劑存在等。第十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油炸后油脂檢驗(yàn)方法對(duì)油炸后油脂組成的測(cè)定，有利于對(duì)油脂油炸過(guò)程的熱分解、氧化反應(yīng)的監(jiān)控。常規(guī)的檢測(cè)內(nèi)容包括粘度、游離脂肪酸、感官品質(zhì)、發(fā)煙點(diǎn)、泡沫量、聚合物和降解產(chǎn)物的測(cè)定。第二十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二電離輻射食品輻射主要是殺死微生物和延長(zhǎng)貨架期。這種方法可用來(lái)對(duì)肉或肉制品滅菌；冷藏鮮魚、雞、水果和蔬菜輻射后能延長(zhǎng)貨架期，用低劑量輻射處理土豆和洋蔥能抑制發(fā)芽，推遲水果后熟，殺死谷物、豌豆、大豆中的昆蟲。食品的輻射處理可誘導(dǎo)化學(xué)變化，因此必須控制處理?xiàng)l件，使這類化學(xué)變化的性質(zhì)和程度不損害食品的品質(zhì)和帶來(lái)安全問(wèn)題。第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二輻解產(chǎn)物輻解處理均在真空條件下進(jìn)行，輻射劑量范圍500～6,000rad。脂肪輻射時(shí)產(chǎn)生的主要揮發(fā)性產(chǎn)物為烴、醛、甲酯和乙酯以及游離脂肪酸。第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂調(diào)控方法油脂食用方法主要有加熱及生食兩種。前者加熱時(shí)要求不發(fā)生泡沫，無(wú)煙或無(wú)刺激性臭味，黏度及色澤符合食用標(biāo)準(zhǔn)。后者供直接食用，如調(diào)味的應(yīng)用，應(yīng)具有一定的風(fēng)味。粗油中常含有纖維質(zhì)、蛋白質(zhì)、磷脂、游離脂肪酸以及其他有色或有臭的雜質(zhì)，不能直接食用，因此必須對(duì)食品中的脂質(zhì)加以調(diào)控。第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂調(diào)控方法①油脂精煉：沉降和脫膠；中和；漂白；脫臭。除去游離脂肪酸、磷脂、糖類化合物、蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物、水、色素以及脂肪氧化產(chǎn)物。②油脂氫化：可以使液體油脂轉(zhuǎn)變成更適合于特殊用途的半固體脂肪或可塑性脂肪。而且還能提高油脂的氧化穩(wěn)定性。③酯交換：有些天然脂肪中脂肪酸的分布方式限制了它們?cè)诠I(yè)上的應(yīng)用，酯交換可以提高油脂的稠度和適用性。第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂精煉未精煉的粗油脂中含有數(shù)量不同的、可產(chǎn)生不良風(fēng)味和色澤或不利于保藏的物質(zhì)，這些物質(zhì)包括游離脂肪酸、磷脂和糖類化合物，蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物。其中水、色素(主要是胡蘿卜素和葉綠素)以及脂肪氧化產(chǎn)物，可通過(guò)對(duì)粗油脂逐步精練而除去4.5.1.1沉降和脫膠沉降包括加熱脂肪、靜置和分離水相，可以除去油脂中的水分、蛋白質(zhì)物質(zhì)、磷脂和糖類。當(dāng)油脂含有大量磷脂，例如豆油，在脫膠預(yù)處理時(shí)應(yīng)加入2%～3％的水，并在溫度約50℃攪拌混合，然后靜置沉降成或離心分離水化磷脂。第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂精煉4.5.1.2中和向油脂中加入適宜濃度的氫氧化鈉可除去游離脂肪酸。方法是，加熱一定濃度和體積的氫氧化鈉溶液，然后混合加熱，劇烈攪拌一段時(shí)間，靜置至水相出現(xiàn)沉淀，得到可用于制作肥皂的油腳或皂腳。油脂用熱水洗滌，隨后靜置或離心，使中性油與殘余的皂腳分離。第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂精煉4.5.1.3漂白油脂加熱至85℃左右，用吸附劑例如漂白土或活性炭處理，有色物質(zhì)幾乎全部被清除，漂白時(shí)應(yīng)注意防止油脂氧化。其他物質(zhì)例如磷脂、皂化物、某些氧化產(chǎn)物也同色素一起被吸附，然后過(guò)濾除去漂白土，使得到純凈的油脂。第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂精煉4.5.1.4脫臭油脂中非揮發(fā)性化合物主要是油脂氧化時(shí)產(chǎn)生的，可以用減壓蒸汽蒸餾除去。對(duì)于非揮發(fā)性異味物質(zhì)，通常添加檸檬酸，可以使通過(guò)熱分解轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性物質(zhì)，然后再經(jīng)過(guò)水蒸汽蒸餾除去。這種處理方法同樣也作為微量重金屬助氧化的螯合劑。精練過(guò)的棉油明顯優(yōu)于粗棉油的品質(zhì)，無(wú)論是色澤、風(fēng)味或穩(wěn)定性都明顯提高，還能有效地清除油脂中某些毒性很強(qiáng)的物質(zhì)，例如花生油中可能存在的污染源黃曲霉素以及棉籽油中的棉酚。經(jīng)過(guò)精煉后的油脂氧化穩(wěn)定性得到改善，但精煉過(guò)程中會(huì)造成油脂中天然抗氧化物質(zhì)的損失，導(dǎo)致油脂氧化穩(wěn)定性下降。例如，粗棉油中含有大量的棉酚和生育酚，比精煉棉油的抗氧化作用強(qiáng)。

第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂氫化(Hydrogen)是三?；视偷牟伙柡椭舅犭p鍵與氫發(fā)生加成反應(yīng)的過(guò)程。油脂氫化過(guò)程，不僅使雙鍵加成變成飽和鍵，而且還可以雙鍵的位置改變或雙鍵的構(gòu)型轉(zhuǎn)化，形成異構(gòu)體稱為異酸(isoacid)。使液體油轉(zhuǎn)變成半固體或塑性脂肪，以適合一些特殊的用途。例如起酥油/人造奶油/肥皂。提高油的氧化穩(wěn)定性。

生產(chǎn)反式油脂(Transfats)。順式油脂反式油脂第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂氫化(Hydrogen)油脂的氫化：是利用催化劑，使油脂的不飽和雙鍵發(fā)生加氫反應(yīng)。氫化可選擇性進(jìn)行，也可深度氫化。選擇性氫化（部分氫化）是嚴(yán)格控制高度不飽和油脂的加氫順序和加氫速度，分別得到不同特性的氫化產(chǎn)品，部分氫化生成乳化性、可塑性脂肪，用于人造奶油、起酥油加工。深度氫化（全氫化）是將所有油脂的不飽和雙鍵幾乎全部加氫，制得高度飽的氫化油脂。主要用于肥皂生產(chǎn)。脂質(zhì)加氫的目的:將順式不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)變成室溫下更穩(wěn)定的固態(tài)反式脂肪酸，可以降低色澤、提高熔點(diǎn)、改變塑性、去除某些異味、提高油脂的氧化穩(wěn)定性，增加油脂的耐貯藏性。例如，將棉子油和豆油氫化可以制得起酥油或人造奶油的基料。第三十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二油脂氫化(Hydrogen)脂質(zhì)加氫需要注意哪些事項(xiàng)：油脂氫化需要經(jīng)過(guò)精煉、漂白和干燥預(yù)處理，對(duì)原料等有一定的要求，例如油脂中游離脂肪酸和皂的含量要低，氫氣還必須干燥且不含硫、CO2和氨等雜質(zhì)，催化劑應(yīng)具有持久的活性，使氫化和異構(gòu)化的選擇性按照期望的方式進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)容易過(guò)濾除去。油脂氫化的副產(chǎn)物：主要是反式脂肪酸，不飽和脂肪酸氫化時(shí)產(chǎn)生的反式脂肪酸占8%-70%。第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二反式脂肪酸(Transfattyacid)反式脂肪酸的危害：

反式脂肪酸以兩種形式影響我們：一種是擾亂我們所吃的食品，一種是改變我們身體正常代謝途徑。反式脂肪酸可增加患冠心病的危險(xiǎn)。反式脂肪酸導(dǎo)致心血管疾病的幾率是飽和脂肪酸的3-5倍，反式脂肪酸還會(huì)增加人體血液的黏稠度，易導(dǎo)致血栓形成。此外，反式脂肪酸還會(huì)誘發(fā)腫瘤（乳腺癌）、哮喘、II型糖尿病、過(guò)敏等病癥。反式脂肪酸對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育期的嬰幼兒和成長(zhǎng)中的青少年也有不良影響。第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二反式油脂第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二反式脂肪酸(Transfattyacid)影響因素：氫濃度：當(dāng)氫濃度很高時(shí)，催化劑吸附氫達(dá)到飽和，大部分活性位置被氫原子占據(jù)，選擇性降低，只能和兩個(gè)氫原子接近的雙鍵加氫成飽和鍵；當(dāng)氫濃度很低時(shí)，催化劑表面的氫原子分布稀少，只有一個(gè)氫原子與雙鍵反應(yīng)，稱為半氫化-脫氫鏈區(qū)使異構(gòu)化可能性更大。溫度：高溫時(shí)增加反應(yīng)速度，使氫很快的從催化劑表面除去，使選擇性提高，異構(gòu)化可能性更大，反式脂肪酸含量高。壓力：低壓時(shí)，異構(gòu)化可能性更大，反式酸含量高。催化劑：高濃度催化劑，反式酸含量高攪拌：低強(qiáng)度攪拌時(shí)，反式酸含量高。第三十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二第三十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期二反式脂肪酸(Transfattyacid)如何防止反式脂肪酸的形成：①控制氫化操作條件，如氫化壓力、氫化溫度和催化劑用量等,從而將反式脂肪酸的含量控制在最低。一般而言,降低反應(yīng)溫度,提高反應(yīng)壓力,提升催化劑表面上的氫氣濃度，增加反應(yīng)系統(tǒng)攪拌速率并減少催化劑用量,可獲得低反式脂肪酸含量的產(chǎn)品。②選擇貴金屬催化劑：一方面原因在于貴金屬催化劑特有表面結(jié)構(gòu)和其活性位點(diǎn)吸附能力；另一個(gè)原因在于貴金屬催化劑天然化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)促使被吸附氫與不飽和脂肪酸雙鍵在催化劑表面形成平衡分布濃度。例如，鉑金（Pt）,鈀（Pd）。另外，采用