第4章-脂質(zhì)-4.1概述-4.2脂類的物理性質(zhì)-4.3脂類的化學性質(zhì)

第4章脂質(zhì)

4.1概述

4.2脂類的物理性質(zhì)4.3脂類的化學性質(zhì)

4.1概述

4.1.1脂類的命名4.1.1.1脂肪酸脂肪酸是指天然脂肪水解得到的脂肪族一元羧酸。自然界中已知的天然脂肪酸有800多種，天然脂肪酸絕對多數(shù)是偶數(shù)直鏈飽和與不飽和脂肪酸。脂肪酸常用俗名或系統(tǒng)命名法命名。（1）普通名稱或俗名。通常是根據(jù)來源命名。（2）系統(tǒng)命名法。是從脂肪酸的羧基端開始對碳鏈的碳原子編號，然后按照有機化學的系統(tǒng)命名方法進行命名。不飽和脂肪酸也是以母體不飽和烴來命名，并把雙鍵位置寫在某稀酸前面。脂肪酸的表示是以數(shù)字標記表示碳原子和雙鍵，數(shù)字與數(shù)字之間有一冒號，冒號前面的數(shù)字表示碳原子，冒號后面的數(shù)字表示雙鍵數(shù)。如：18：2（9,12-十八碳二烯酸）。不飽和脂肪酸還有另一種表示方式，從碳鏈甲基端ω(omega)碳開始編號，以ω-表示其第一個雙鍵的碳原子位置（現(xiàn)在也有用n-來表示此種命名法）。如：亞油酸：18：2（ω-6）。順式（cis）和反式(trans)來表示，它們分別表示烴基在分子的同側或異側。不飽和脂肪酸天然存在的形式是順式構型。4.1.1.2?；视吞烊恢臼怯筛视团c脂肪酸結合而成的一酰基甘油、二?；视秃腿；视突旌衔?。對三酰基甘油的命名，目前采用采用Sn－系統(tǒng)命名法。它是在甘油的Fischer投影式中，將中間的羥基寫在中心碳原子的左邊，碳原子由上至下編號為1、2、3。R1、R2、R3為脂肪酸殘基，當其為同一脂肪酸殘基時為單純甘油三酯，為不同脂肪酸殘基時為混合甘油酯。天然甘油三酯很少含有三個相同的酰基。4.1.1.3磷脂磷脂是含磷酸的復合脂類，甘油磷脂即磷酸甘油酯。4.1.2分類①簡單分類由脂肪酸和醇類形成的酯的總稱。②復合分類脂肪酸、醇及其他基團所組成的酯。③衍生脂類具有脂類一般性質(zhì)的簡單脂類或復合脂類的衍生物。（1）乳脂乳脂來源于哺乳動物的乳汁，主要是牛乳。（2）月桂酸酯（3）植物奶油可可脂。（4）油酸-亞油酸酯全部來自于植物。（5）亞麻酸酯這類油脂中含有大量亞麻酸。豆油、小麥胚芽油、亞麻子油和紫蘇油都屬這類油脂。（6）動物脂肪是由家畜的儲存脂肪組成，熔點較高。（7）海產(chǎn)動物油脂含大量長鏈多不飽和脂肪酸，含維生素A和維生素D。由于不飽和度高，容易氧化。常見脂類結構式：甘油酯:4.1.3天然脂肪中脂肪酸的分布4.1.3.1三?；视头植祭碚撝舅嵩谌；视头肿又蟹植嫉睦碚摚海?）均勻或廣泛分布。是Hilditch和Williams1964年提出的。均勻分布理論與很多天然脂肪特別是動物來源的脂肪中脂肪酸的分布明顯不相符合。（2）隨機（1,2,3-隨機）分布。脂肪酸在每個三?；视头肿觾?nèi)和全部三酰基甘油分子間都是隨機分布的。大多數(shù)脂肪并不完全符合隨機分布模式。（3）有限隨機分布。動物脂肪中飽和與不飽和脂肪酸是隨機分布的，而全飽和三?；视?SSS)的量只能達到使脂肪在體內(nèi)保持流動的程度。（4）1,3-隨機-2-隨機分布脂肪酸在Sn-1,3和Sn-2位的分布是獨立的，互相沒有聯(lián)系，而且脂肪酸是不同的；Sn-1,3和Sn-2位的脂肪酸的分布是隨機的。這一理論對于植物種子油脂就有普遍意義。（5）1-隨機-2隨機-3-隨機分布天然油脂中脂肪酸在甘油分子的3個位置上的分布是相互獨立的、隨機的分布。4.1.3.2天然脂肪中脂肪酸的位置分布種子油脂一般來說不飽和脂肪酸優(yōu)先占據(jù)甘油酯Sn-2位置，特別是亞油酸；而飽和脂肪酸幾乎都分布在1,3-位置。對動物來說，一般Sn-2位置的飽和脂肪酸含量比植物脂肪高，Sn-1和Sn-2位置的脂肪酸組成也有較大的差異。乳脂中短鏈脂肪酸有選擇地結合在Sn-3位置。海產(chǎn)動物油的長鏈多不飽和脂肪酸優(yōu)先在Sn-2位置上酯化。4.2脂類的物理性質(zhì)

4.2.1脂類的一般物理性質(zhì)（1）密度。含有羥基和羰基的脂肪酸密度最大。常溫下脂肪的密度均小于水的密度。（2）折射率。折射率通常隨不飽和度的增加和碳鏈的增長而增加。有時被用于對油脂進行鑒別分析。（3）熔點。主要取決于碳鏈的長度。不飽和脂肪酸的熔點通常低于飽和脂肪酸。熔點還與雙鍵的數(shù)量、位置及構象有關。油脂熔點是從開始熔化到完全熔化時的溫度。（4）煙點、閃點和著火點①煙點：是指在不通風的條件下加熱，觀察的樣品發(fā)煙時的溫度。②閃點：在嚴格規(guī)定的條件下加熱油脂，油脂揮發(fā)能被點燃、但不能維持燃燒時的溫度。③著火點：在嚴格規(guī)定的條件下加熱油脂，直到油脂被點燃后能夠維持5s以上時的溫度。俗稱油脂的三點，是油脂品質(zhì)的重要指標之一。4.2.2油脂的同質(zhì)多晶現(xiàn)象4.2.2.1油脂的結晶特性及同質(zhì)多晶現(xiàn)象

同質(zhì)多晶是指具有相同化學組成但晶體結構不同的一類化合物，這類化合物熔化時可生產(chǎn)相同的液相。三?；视椭兄饕嬖讦?、β′、β三種不同的晶形。α型油脂中脂肪酸側鏈為無序排列，它的熔點低，密度小，不穩(wěn)定。β′型和β型油脂中脂肪酸側鏈為有序排列，β型的脂肪酸排列得更有序，是按同一方向排列的它們的熔點高，密度大，穩(wěn)定性好。4.2.2.2油脂的同質(zhì)多晶現(xiàn)象在食品加工中的應用用棉子油生產(chǎn)色拉油時，冬化以除去高熔點的固體脂。粗大的β型結晶。人造奶油的晶型為細膩的β′型。巧克力要求熔點在35℃左右，能夠在口腔中融化而且不產(chǎn)生油膩感。多次進行29℃冷卻和33℃加熱，最終使可可脂完全轉化成β型結晶。

4.2.3油脂的塑性由液體油和固體脂均勻融合并經(jīng)一定加工而成的脂肪稱為塑性脂肪?？杀３忠欢ǖ耐庑巍Ｓ椭乃苄灾饕Q于：①油脂的晶型②熔化溫度范圍③固液兩相比：固液兩相比例又稱為固體脂肪數(shù)（solidfatindex,SFI）,可以通過測定塑性脂肪的膨脹特性來確定油脂中的固體兩相的比例，或者測定脂肪中的固體脂的含量，來了解油脂的塑性特征。

4.2.4油脂的乳化和乳化劑4.2.4.1乳狀液

乳狀液是由兩種不互溶的液相組成的分散體系，其中一相是以直經(jīng)0.1-50μm的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶的形式存在的液相稱為“內(nèi)”相或分散相，使液滴或液晶分散的相稱為“外”相或連續(xù)相。形成水包油（O/W）或油包水（W/O）的乳狀液。

牛奶冰激淋乳狀液是熱力學不穩(wěn)定體系，在一定條件下發(fā)生破乳現(xiàn)象：①分層或沉降：由于重力作用。②絮凝或群集：液滴與液滴互相靠近而發(fā)生絮凝。③聚結：液滴是界面膜破裂，分散相液滴相互結合。乳狀液中添加乳化劑可阻止聚結。乳化劑是表面活性物質(zhì)，分子中同時具有親水基和親油基，它聚集在油/水解面上，可以降低界面張力和減少形成乳狀液所需要的能量，從而提高乳狀液的穩(wěn)定性。4.2.4.2乳化劑食品中常用的乳化劑主要有以下幾類：①脂肪酸甘油單酯及其衍生物。②蔗糖脂肪酸酯。③山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物。④磷脂。4.3脂類的化學性質(zhì)

4.3.1脂類的水解脂類化合物在有水條件下，在酸、堿、加熱或酶作用下會發(fā)生水解，釋放出游離脂肪酸。三酰基甘油的水解分布進行，經(jīng)二?；视?、一?；视妥詈笊筛视?。游離脂肪酸不如甘油酯穩(wěn)定，會導致油脂更快地氧化酸敗。油脂精煉中用堿中和處理，降低游離脂肪酸含量，目的就是提高油脂的品質(zhì)和保存性。有些食品的加工中，油脂的輕度水解會產(chǎn)生食品特有的風味。面包和酸奶。4.3.2脂類的氧化脂類的氧化是含脂食品品質(zhì)劣化的主要原因之一，它使食用油脂及含脂肪食品產(chǎn)生各種異味和臭味，統(tǒng)稱為酸敗。氧化反應能降低食品的營養(yǎng)價值，某些氧化產(chǎn)生物可能有毒性。油脂氧化以自動氧化最具代表，其他的氧化途徑，如油脂的光敏氧化、酶促氧化或熱氧化。4.3.2.1脂類的自動氧化脂類的自動氧化反應是典型的自由基鏈式反應，具有以下特征：脂類自動氧化的自由基歷程可簡化成3步，即鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止。一旦這些自由基相互結合生成穩(wěn)定的非自由基產(chǎn)物，則鏈反應終。脂類的自動氧化：4.3.2.2氫過氧化物的形成氫過氧化物是脂類自動氧化的主要初期產(chǎn)物，氧分子攻擊連接在雙鍵上的α碳原子，生成相應的氫過氧化物。一般伴隨著雙鍵位置的轉移。4.3.2.3氫過氧化物的分解脂類自動氧化生成的氫過氧化物極不穩(wěn)定，一經(jīng)形成就開始分解，在自動氧化的第一步，生成速率超過分解速率，，而在隨后的幾步反應中則相反。烷氧自由基的主要分解產(chǎn)物包括醛、酮、醇、酸等化合物，環(huán)氧化合物，碳氫化合物等。丙二醛可以由所產(chǎn)生的不飽和醛類化合物通過進一步的氧化而產(chǎn)生。分解產(chǎn)物中生成的飽和醛易進一步氧化成相應的酸，還可以多聚或縮合生成新的化合物。脂類自動氧化及分解過程：4.3.2.4影響食品中脂類自動氧化的因素（1）脂肪酸的組成雙鍵數(shù)目、位置和幾何形狀都有關系。雙鍵數(shù)目越多，氧化速率越快。順式酸比反式異構體更容易氧化；含共軛雙鍵的比沒有共軛雙鍵的易氧化；飽和脂肪酸自動氧化遠遠低于不飽和脂肪酸。（2）溫度隨著溫度升高而增加。（3）氧濃度。（4）表面積。脂類的自動氧化速率與它和空氣接觸的表面積成正比例關系。（5）水分。在含水量很低（aW低于0.1）的干燥食品中，脂類氧化反應很迅速。（6）助氧化劑。具有合適氧化-還原電位的二價或多價過渡金屬離子，是有效的助氧化劑，如Co、Cu、Fe、Mn和Ni等。（7）光和射線?？梢姽狻⒆贤饩€和高能射線都能促進脂類自動氧化，食品的輻射照殺菌。（8）抗氧化劑。能延緩和減慢脂類的自動氧化速率。4.3.2.5脂類的光敏氧化光敏氧化是脂類的不飽和酸和脂肪酸雙鍵與單重態(tài)的氧發(fā)生反的氧化反應。可以引發(fā)脂類的自動氧化反應。由于單重態(tài)氧1O2能量高，反應活性大，光敏氧化的速率比自動氧化塊1000倍以上。4.3.2.6脂類的酶促氧化脂肪在酶參與下發(fā)生的氧化反應，稱為脂類的酶促氧化。主要是脂肪氧化酶，專一性作用于具有1,4順、順-戊二烯結構，生成氫過氧化物。在動物體內(nèi)脂肪氧和酶選擇地氧化花生四烯酸，產(chǎn)生前列腺素、凝血素等活性物質(zhì)。大豆加工中產(chǎn)生的豆腥味與脂肪氧化酶對亞麻酸的氧化有密切關系。4.3.2.7脂類的抗氧化和抗氧化劑物理方法，如低溫儲存、隔絕空氣、避光保藏等?；瘜W方法，如用鐵粉、活性炭制成脫氧劑。采用抗氧化劑來抑制或延緩油脂的氧化，是最經(jīng)濟、最方便、最有效的方法。（1）抗氧化劑的抗氧化機理：自由基清除劑，分為氫供體和電子供體。單重態(tài)氧猝滅劑，如維生素E，與單重態(tài)氧作用，使單重態(tài)氧轉變成基態(tài)氧。氫過氧化物分解劑。超氧化物歧化酶，可以將超氧化物自由基轉變?yōu)榛鶓B(tài)氧和過氧化氫。抗氧化劑增效劑，與抗氧化劑同時使用可增強抗氧化效果。（2）常用的抗氧化劑：天然抗氧化劑和合成抗氧化劑。4.3.3脂類在高溫下的化學反應脂肪在150℃以上高溫下會發(fā)生氧化、分解、聚合、縮合等反應，生成低級脂肪酸、羥基酸、酯、醛以及產(chǎn)生二聚體、三聚體，使脂類的品質(zhì)下降，如色澤加深，黏度增大，碘值降低，煙點降低，酸價升高，還會產(chǎn)生刺激性氣味。4.3.3.1熱分解氧化熱分解反應和非氧化熱分解反應。飽和脂肪酸在高溫及有氧時會發(fā)生熱氧化反應。4.3.3.2熱聚合脂類的熱聚合反應分非氧化熱聚合和氧化熱聚合。非氧化熱聚合是共軛二烯烴與雙鍵加成反應，生成環(huán)己烯類化合物。脂類的氧化熱聚合是在高溫下，甘油酯分子在雙鍵α-碳上均裂產(chǎn)生自由基，形成環(huán)狀或非環(huán)狀化合物。油炸食品香氣的形成，如羰基化合物（烯醛類）。4.3.4油脂加工化學4.3.4.1油脂精煉毛油，毛油中含有各種雜質(zhì)，如游離脂肪酸、磷脂、糖類、蛋白質(zhì)、水、色素等，這些雜質(zhì)不但會影響油脂的色澤、風味、穩(wěn)定性，甚至還會影響到使用的安全性，油脂的精煉就是除去這些雜質(zhì)的加工過程。（1）脫膠。主要是除掉油脂中的磷脂。磷脂，油脂中含水量較多時，則水合形成膠團，易于從油中析出，向油中加入2%-3%的水或通水蒸氣，加熱油脂并攪拌，然后靜置或機械分離水相。脫膠也除掉部分蛋白質(zhì)。（2）堿煉（脫酸）。主要除去油脂中的游離脂肪酸，同時去除部分磷脂、色素等雜質(zhì)。加入適宜濃度的氫氧化鈉溶液，然后混合加熱。