脂的分类与组成

第四章脂类脂的分类与组成脂的结构和物理性质脂的化学性质油脂品质的表示方法油脂的加工化学油脂在食品中的应用江苏食品职业技术学院食品工程系4.1脂的分类与组成脂的概念：脂类是生物体内一大类微溶于水，能溶于有机溶剂(如氯仿、乙醚、丙酮、苯等)的重要有机化合物。脂肪是脂类中最重要的一种，是由1个分子甘油和3个分子脂肪酸脱水结合而成的酯。若3个脂肪酸分子是相同的，则称为单纯甘油酯，若不相同则称为混合甘油酯。根据室温下存在的状态，习惯上将固体状态的三酰甘油称为脂肪，液体状态称为油。脂的分类与组成：元素组成主要为C、H、O三种。脂肪简单脂类蜡磷脂脂复合脂类糖脂蛋白质脂肪酸衍生脂类高级醇烃类4.2脂的结构和物理性质脂的结构：脂肪是三脂酸(C4以上)的甘油酯，即三酰甘油。脂肪中的3个脂肪酸可以是相同的，也可以是不同的，前者称为简单甘油酯，后者称为混合甘油酯。物理性质：1、无色无味：天然油脂的气味是除了极少数由短链脂肪酸挥发所致外，多数是无色无味的。天然油脂的色泽是由其中溶有非脂成分引起的，如类胡萝卜素。2、熔点和沸点：a、脂肪没有确切的熔点和沸点，因为脂肪是纯甘油三酯的混合物。b、油脂含不饱和酸越多(双键)，碳原子数越少，熔点越低，但碳链长度相同的脂肪沸点相近。c、油脂的熔点与消化率有关：＜37℃，消化率97.98%；＞37℃，＜50℃，消化率90%；＞50℃，难以消化。d、沸点较高：180－200℃3、相对密度比水轻：4、折光率随分子质量和不饱和度的增加而增大：油脂的乳化：1、乳化的概念：使互不相溶的两种液体如油与水中的一种呈微滴状分散于另一种液体中称为乳化，其中量多的液体称为连续相，量少的则称为分散相。液滴的直径为0.1－50μm间。2、乳化剂：能使互不相溶的两相中的一相分散于另一相中的物质称为乳化剂。3、乳状液在热力学上是不稳定的，常有液滴聚结而减少分散相界面积的倾向，最终导致两相分层(破乳)。一般可通过加入乳化剂来稳定乳状液。4、乳化剂的结构特点：一般是表面活性物，在结构上具有两亲性，分子中既有亲油的基团，又有亲水的基团，因而它易被吸附在界面上，在分散相周围形成了液晶多层，为分散相的聚结提供了一种物理阻力，从而提高了乳状液的稳定性。5、常用的乳化剂：单硬脂酸甘油酯，磷脂，蔗糖脂肪酯，丙二醇脂肪酸酯。6、应用：牛奶，冰淇淋，鲜奶油等。4.3脂类的化学性质脂化(脂解)：1、概念：脂肪在酸或酶及加热的条件下水解为脂肪酸及甘油的一类反应。在碱性条件下水解出的游离脂肪酸与碱结合生成脂肪酸盐(皂)2、应用：(1)植物油精炼过程中的“脱酸”。(2)动物宰杀后由于酶的作用可以生成游离脂肪酸。(3)动物脂肪在加热精炼的过程中使脂肪水解酶失活，可减少游离脂肪酸的含量。自动氧化：1、概念：油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，先生成氢过氧化物，氢过氧化物继而分解产生低级醛、酮、羧酸等。2、不饱和油脂的自动氧化：易发生反应过程：a、引发(慢，诱导期)RHR·＋H·b、传递(快，活性氧吸收期)R·＋O2ROO·ROO·＋RHR·＋ROOHc、分解：ROOHRO·R·＋ROO·d、终止：ROO·＋X稳定化合物3、饱和脂肪的氧化：R1CH2－CO2R2R1COOHH－CO2R2＋RH4、影响脂肪自动氧化速度的因素：光照，受热，氧，水分活度，Fe，Cu，Co，血红素，脂氧化酶热分解及油炸过程中的化学变化：热分解反应使酸价增高并且产生刺激性气味，正是由于在高温下热解和氧化两种反应同时存在，饱和与不饱和脂肪酸在有氧、无氧存在下加热均发生热分解反应，生成了酸、醛、酮等化合物。食品工业要求控制油温在150℃左右，并且油炸的油不宜长期连续使用。油脂经长时间加热结果：油脂的黏度增加，碘值下降，酸价增大，发烟点下降，泡漠量增多。1、油脂在油炸过程中产生的化合物：(1)挥发性化合物：饱和与不饱和的醛、酮、烃、内酯、醇、酸和酯。(2)中等挥发性非聚合的极性化合物：(3)二聚酸和多聚酸以及二聚甘油酯和多聚甘油酯：(4)游离脂肪酸：2、化学变化：有些变化有的可以使油炸食品具有特征的感官品质，但如果对油炸过程的条件控制不适当则会引起油脂的分解和聚合，损害油炸食品的感官品质，使营养价值降低。(1)热聚合：条件：真空，二氧化碳，氮气，无氧，加热至200－300℃(2)热氧化聚合：a、在空气中加热至200－230℃b、油炸食品所用的油逐渐边稠即属于此类聚合反应c、油的热氧化聚合过程随油的种类不同而不同：干性油＞半干性油＞不干性油电离辐射对脂肪的影响：1、食品辐射处理主要是为了杀死微生物和延长货架期。2、食品的辐射处理与热处理一样也可诱导化学变化。辐射和加热生成的降解产物有些相似，但后者分解产物更多。辐射剂量越大，影响越严重。3、辐解产物：决定于原来油脂的脂肪酸组成。烃，醛，甲酯，乙酯，游离脂肪酸4、辐解作用的机理：(1)基本原理：形成离子和激化分子自由基。(2)脂肪的辐解作用：降低含脂肪食品的稳定性(抗氧化因子的破坏)5、辐射与热效应的比较：①机理不同②产物相似③加热或热氧化的脂肪分解产物比经过辐射的脂肪要多得多6、生物效应：引起脂溶性维生素部分被破坏，如维生素E。４．４油脂品质的表示方法油脂品质重要的特征常数：皂化值，碘值，酸价，乙酰值，过氧化值，酯值恒值：主要说明油脂组成方面的特点e.g.碘值，皂化值变值：主要说明油脂性质方面的变化情况e.g.酸价，过氧化值油脂的氧化稳定性检验：1、皂化值(SV)：(1)1g油脂完全皂化时所需要的氢氧化钾的毫克数。(2)油脂的皂化值一般在200左右。(3)皂化值的大小与油脂平均分子量成反比。(4)皂化值大的食用油，熔点较低，消化率较高。2、酯值：(1)皂化1g油脂中甘油酯所需要的氢氧化钾的毫克数。(2)酯值是反映油脂中甘油酯含量的，同时也说明游离脂肪酸的存在情况。3、碘值(IV)(1)100g油脂吸收碘的克数叫做碘值。(2)碘值可以判断油脂中脂肪酸的不饱和程度(即双键数)。(3)干性油(碘值180－190)半干性油(碘值100－120)不干性油(碘值＜100)4、酸价(AV)：酸值(1)中和1g油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数。(2)酸价表示油脂中游离脂肪酸的数量。(3)酸价是检验油脂质量的重要指标，国家标准：食用植物油的酸价不得超过5。5、过氧化值(POV)(1)过氧化值是指滴定1g油脂所需要的硫带硫酸钠标准溶液的毫升数或用碘的百分比含量表示。(2)过氧化值用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。(3)计算油脂的过氧化值：CH3COOH＋KI→CH3COOK＋HIR－O－O－H＋2HI→R－O－H＋H2O＋I2I2＋2Na2S2O3→2NaI＋Na2S4O6４.5油脂的加工化学油脂的制取和精练：1、油脂的制取：(1)压榨法：a、用作植物油的制取，或作为熬炼法的辅助方法。b、热榨：焙炒：破坏种子中的酶，油脂与组织易分离。榨取：气味香，颜色较深。c、冷榨：香味较差，色泽好(2)熬炼法：a、用作动物油脂加工。b、注意点：温度不宜过高，时间不宜过长。(3)浸出法(萃取法)a、多用于植物油的提取。b、优点：组织残渣很少，质量纯净，油脂不分解，游离脂肪酸的含量不会增高，残油率低。c、缺点：溶剂不易完全除净，长期食用对人体造成危害，设备费用高。(4)机械分离法(离心法)主要用于从液态原料中提取油脂2、油脂的精炼：(1)油脂食用方法主要有加热食用(炒菜，煎炸)和生食(调味)(2)精炼的基本流程：毛油→脱胶→静置分层→脱酸→水洗→干燥→脱色→过滤→脱臭→冷却→精制油a、脱胶：指脱掉磷脂。向油脂中加入2%-3%的水，在50℃左右搅拌或通入水蒸气，由于磷脂有亲水性，吸水后相对密度增大，然后可通过沉降或离心分离除去磷脂。b、脱酸:拖酸除去油脂中的游离脂肪酸。c、脱色：加热至85℃左右→吸附剂处理。d、脱臭：一定真空度，油温220－240℃，通入一定压力的水蒸气。油脂的氢化：1、概念：油脂氢化是在催化剂(Pt，Ni)的作用下，三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过程。2、油(液态)＋H2一定条件下脂肪(固态)人造脂肪硬化油油酸某油酯+H2NI加热压硬脂酸甘油酯3、全氢化：生成硬化型氢化油脂部分氢化：生成乳化型可塑性脂肪4、注意：(1)氢化前必须经过精炼、漂白和干燥，游离脂肪酸和皂的含量要低。(2)氢气必须干燥且不含S，CO2和氨等杂质。(3)催化剂应具有持久的活性，应容易过滤除去。5、工业意义：(1)除臭，使油脂颜色变浅，稳定性增加，改变风味，提高油脂的质量，便于运输和贮存。(2)氢化还可以改变油脂的性质。6、缺点：降低色度，破坏脂溶性的维生素。酯交换：一种脂肪的物理特性在很大程度上依赖于组成它的脂肪酸的性质(链长和不饱和度)，而且还取决于它们在三酰甘油分子中的分布。1、酯交换原理：概念：酯交换是指酯和酸(酸解)，酯和醇(醇解)或酯和酯(酯基转移作用)之间发生的酰基交换反应。它包括在一种三酰基甘油分子内的酯交换和不同分子之间的酯交换。2、工业酯交换方法：(1)高温(＜200℃)下长时间加热或催化剂，50℃，30min催化剂：碱金属，烷基化碱金属(甲醇钠)，用量一般约为油脂质量的0.1%(2)酯交换时的注意点：a、必须非常干燥，以防水解。b、游离脂肪酸，过氧化物和其他任何能与甲醇钠起反应的物质含量都必须很低。(3)互换交酯：a、任意重排：在高于熔点的熔融状态下进行反应；可用来改变油脂的结晶性和黏性。b、可控重排：在低于熔点下进行反应的；应用于含有饱和脂肪酸的液体油如棉籽油，花生油熔点的提高，不需氢化或掺入硬脂酸甘油脂而变为粘稠度相当的起酥油。c、注意点：要在一定量催化剂存在下进行，催化剂有氢氧化钠和甲醇钠两种。用量0.2%－0.4%。反应后通过水洗即可除去残留成分。氢氧化钠：要求反应温度高，操作条件复杂。甲醇钠：易操作，50－70℃。6.6油脂在食品中的作用1、热量最高的营养素(39.58kJ/g)；2、提供必须脂肪酸；3、脂溶性维生素的载体；4、提供润滑的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能；5、赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质