食品化学-脂类1

脂类第一节概述第二节脂类的性质第三节油脂品质的表示方法第四节油脂的加工化学Lipids脂类化合物种类繁多，结构各异，其中95%左右的动物和植物脂类是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。是指不溶于水、溶于绝大部分有机溶剂的疏水性物质。一、脂类(Lipids)Lipids共同特征不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物体产生，并能由生物体所利用（与矿物油不同）。第一节概述Introduction二、分类(Classification)简单脂类复合脂类衍生脂类Introduction第一节概述Introduction三、脂质的功能和结构(FunctionandStructureofLipids)1、脂质在食品中的功能热量最高的营养素(39.58kJ/g)提供必需脂肪酸脂溶性维生素的载体提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质2、脂质在生物体中的功能组成生物细胞不可缺少的物质，能量储存最适宜的形式，有润滑、保护、保温等功能。第一节概述Introduction3、脂的结构(甘油酯)：油脂是由甘油与脂肪酸结合而成的一酰基甘油（甘油一酯）、二酰基甘油（甘油二酯）以及三酰基甘油（甘油三酯），但天然的脂主要以三酰基甘油的形式存在。R1=R2=R3，单纯甘油酯；Ri不完全相同时，混合甘油酯；R1≠R3时C2有手性，天然油脂多为L型；碳原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸。第一节概述Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)对于三酰基甘油常采用SN系统命名法，即立体有择位次编排(Stereos-pecificallyNumbering,SN)，根据甘油的Fisher投影式，碳原子编号自上而下依次为1～3，C2上的羟基写在左边。第一节概述CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOCHCH2OOC(CH2)16CH3CH2OOC(CH2)12CH3Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯Sn-甘油-1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰Sn-18:0-18:1-14:0硬脂酸油酸肉豆蔻酸第一节概述Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)2、磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂Sn-甘油-1-硬脂酰-2-亚油酰-3-磷脂酰胆碱（卵磷脂）第一节概述系统命名法：以母体饱和烃或不饱和烃来命名选含羧基和双键最长的碳链为主连末端羧基C定为C1明确双键位置例如：亚油酸CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH9,12-十八碳二烯酸Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸1291第一节概述ω-命名系统：分子末端甲基ω碳原子开始确定第一个双键的位置（适用于顺式双键结构和五碳烯结构）CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亚油酸18：2ω63、脂肪酸ω6数字命名法：n:m(n为碳原子数，m为双键数)，如18:1、18:2等。Introduction四、脂类的命名(Nomenclature)第一节概述Introduction五、脂肪酸的种类1、饱和脂肪酸分子中碳原子间以单键相连的一元羧酸，常见的有十六碳酸、十八碳酸等，分为低、中、高级脂肪酸。（2）中、高级饱和脂肪酸：羧酸分子中的碳原子数在10个以上脂肪酸，如软脂酸（十六酸）、硬脂酸（十八酸）、豆蔻酸（十四酸）熔沸点较高，常温下为固体，不溶于水，主要存在于动物脂中。（1）低级饱和脂肪酸：分子中碳原子数少于10个，如丁酸、己酸、辛酸、癸酸等，熔沸点较低，常温下为液体，易挥发（挥发性脂肪酸）。第一节概述分子中的双键数一般为1~6个，以十六、十八、二十二个碳原子的烯酸分布最广化学性质活泼容易发生加成、氧化、聚合等反应植物油中含量高于饱和脂肪酸鱼油中含有的三烯及多烯酸高于陆生动物油酸在动植物油脂中分布广泛，其中亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸有重要生理作用，人体内不能合成Introduction五、脂肪酸的种类2、高级不饱和脂肪酸凡是碳链中含有碳碳双键的脂肪酸，有一烯、二烯、三烯和多烯酸，极个别为炔酸第一节概述人体必需脂肪酸有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸亚油酸是最主要的必需脂肪酸，必须由食物提供亚麻酸与花生四烯酸在体内可由亚油酸转化而来必需脂肪酸的生理意义：促进人体发育，保护皮肤与毛细血管的弹性，增加乳汁分泌，减轻射线所造成的皮肤损伤，降低胆固醇，减小血小板的黏附性从而减低冠心病的发病率Introduction五、脂肪酸的种类3、必需脂肪酸机体生命活动必需的，自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸第一节概述Introduction4、几个具有特殊功能的多不饱和脂肪酸EPA（二十碳五烯酸）DHA（二十二碳六烯酸）五、脂肪酸的种类EPA是二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。EPA属于Ω-3系列多不饱和脂肪酸，是人体自身不能合成但又不可缺少的重要营养素，因此称为人体必需脂肪酸。虽然亚麻酸在人体内可以转化为EPA，但此反应在人体中的速度很慢且转化量很少，远远不能满足人体对EPA的需要，因此必须从食物中直接补充。EPA具有帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢。从而起到降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳。防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。DHA,学名二十二碳六烯酸,是大脑营养必不可少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的沉积、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是DHA对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的10％，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。DHA不仅对胎儿大脑发育有重要影响，而且对视网膜光感细胞的成熟有重要作用。孕妇在孕末三个月，可利用母血中的a-亚麻酸合成DHA，然后输送到胎儿大脑和视网膜，使那里的神经细胞成熟度提高。第一节概述Introduction脂肪酸摄入的健康比例WHO，FAO，中国营养协会推荐：饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸1：1：1第一节概述Introduction本节小结饱和脂肪酸脂类的定义及分类脂类的结构（甘油酯）和功能脂类的命名（甘油酯的SN命名，脂肪酸的系统命名法）脂肪酸的种类及必需脂肪酸思考及作业1、根据脂类的结构和学过的知识推测其可能具有的化学性质。2、课下查资料写出至少三种不饱和脂肪酸的名称及功能，并说出这些脂肪酸主要存在于哪些食物中。第一节概述第二节脂类的物理性质ThePhysicalPropertiesofLipids一、一般特性1、气味和色泽（SmellandColour）纯脂肪无色、无味多数油脂无挥发性，气味多由非脂成分引起的。芝麻油椰子油菜油第二节脂类的物理性质一、一般特性2、烟点、闪点和着火点烟点：不通风的情况下观察到油脂冒烟的最低加热温度（240℃）闪点:油脂中的挥发物质能被点燃但不能维持燃烧的温度（340℃）着火点：油脂中的挥发的物质能被点燃并能维持燃烧不少于5s的温度（370℃）未精炼的油脂，或游离脂肪酸含量较高的油脂，其烟点、闪点和着火点都较低；新鲜的油脂比长时间加热或使用次数过多的油脂烟点高。ThePhysicalPropertiesofLipids是油脂在和空气接触加热时的热稳定性指标第二节脂类的物理性质一、一般特性3、熔点和沸点（MeltingPointsandBoilingPoints）没有敏锐的mp和bpmp:游离脂肪酸甘油一酯二酯三酯mp最高在40～55℃之间。碳链越长，饱和度越高，则mp越高。mp37℃时，消化率96%。bp：180～200℃之间，bp随碳链增长而增高。ThePhysicalPropertiesofLipids脂肪种类熔点（℃）消化率（％）大豆油-8～-1897.3花生油0～398.5向日葵油-16～1996.5棉子油3～498奶油28～3698猪油36～5094牛脂42～5989羊脂44～5581人造黄油――87第二节脂类的物理性质一、一般特性4、食用油脂的塑性ThePhysicalPropertiesofLipids指在一定压力下，表观固体脂肪具有的抗形变的能力。塑性的油脂具有良好的涂抹性（涂抹黄油）和可塑性（蛋糕的裱花），在陪考食品中具有起酥作用。5、食用油脂的乳化剂乳化剂油和水本互不相溶，但其中的一相可以以0.1-50μm的小滴分散在另一相中，前者被称为内相或分散相，后者被称为外相或连续相，这样形成的均匀分散的介稳的状态——乳浊液。乳浊液可分为水包油型（O/W）和油包水型（W/O）。第二节脂类的物理性质一、一般特性ThePhysicalPropertiesofLipids5、食用油脂的乳化及乳化剂乳浊液水包油型(O/W，水为连续相。如：牛乳)油包水型(W/O，油为连续相。如：奶油)第二节脂类的物理性质一、一般特性ThePhysicalPropertiesofLipids5、食用油脂的乳化及乳化剂(1)乳浊液的不稳定性絮凝（a）：分散相液滴表面净电荷不足，彼此斥力较小聚结（b）：两相界面膜破裂，聚合成大液滴重力分层：重力作用可导致密度不同的相分层或沉降第二节脂类的物理性质一、一般特性ThePhysicalPropertiesofLipids5、食用油脂的乳化及乳化剂(2)乳化剂的乳化作用减小两相间的界面张力增大分散相之间的静电斥力增大连续相的粘度或生成有弹性的厚膜微小的固体粉末的稳定作用形成液晶相乳化剂同时具有亲水基和亲油基，主要用来增加乳浊液的稳定性第三节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids一、脂类水解（Lipolysis）通过加热、碱或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解油脂中脂肪酸的含量的多少是评价其质量高低的指标之一，通常用酸价来表示。3RCOOK+OHOHOHCHCH2CH2OOOCHOCR1OCR3OCR2CH2CH2+KOH3游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味油炸易发烟，影响风味第三节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）食品变质的主要原因之一；油脂氧化的初级产物均为氢过氧化物；其极不稳定，容易进一步分解产生挥发性化合物，不良风味（氢过氧化物分解生成小分子的酚类，醛类和羧酸，哈喇味）；氧化后的油脂不利于人体健康。自动氧化光敏氧化酶促氧化第三节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（一）自动氧化(autoxidation)脂类的自动氧化是典型的自由基反应，其反应机理如下：链终止：R+RR-R(4)R+ROOROOR(5)ROO+ROOROOR+O2(6)链引发(诱导期)：RHR·+H·(1)引发剂链传递：R+O2ROO(2)ROO+RHROOH+R(3)R·烷基自由基ROO过氧化自由基ROOR非自由基产物自动氧化的特征干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化反应产生大量氢过氧化物纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期第三节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（一）自动氧化(autoxidation)第三节油脂的化学性质TheChemicalPropertiesofLipids二、脂类氧化（oxidation）（二）光敏氧化(PhotosensitizedOxidation)在油脂中含有一些天然色素如叶绿素、核黄素、血红蛋白等光敏化合物，在光照时可产生单线态氧，它与不饱和脂肪酸的双键发生反应，形成氢过氧化物。第三节油脂