食品化学脂类.ppt

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level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,食品化学第四章脂类,食用脂的两种形式,游离脂，或可见脂肪,是指从植物或动物中分离出来的脂,如奶油、猪油或色拉油,食品组分,是指存在于食品中，作为食品的一部分,例如肉、乳、大豆中的脂,食用脂,具有独特的物理与化学性质,组成、晶体结构、同质多晶、熔化性能及同其它非脂组分的相互作用对最终食品的营养、风味、质构和贮存稳定性有很大的关系,奶油、巧克力、冰淇淋、蛋黄酱等,在食品加工中的应用举例,用来生产烘焙食品,大量油脂用来生产烘焙食品，包括面包、饼干和糕饼等。这些食物内的油脂不但有营养价值，同时也起了很重要的润滑作用。油脂分布在面团中会阻止面粉中的面筋造成连续和韧性结构，使产品在烘焙操作中能有特殊的形式和结构。另外，塑性脂肪能够在捏和过程中包入和摄住多量空气。这些空气在烘焙的热影响下扩张，造成发酵作用，这在制造饼类和类似的烘焙食物时十分重要。,用来油煎食品,煎食物不将食物油煎时，油脂的作用主要作为有效的传热介质，特别适合迅速和均匀的将热量传递至烹饪食品的表面。油煎比其他烹饪方法优越的地方是过程十分迅速，同时不会过分使食物干燥，亦不会洗去水溶性的成分。现在一般认为油煎食物不一定比其他脂肪含量相当的食物不易消化，油适于儿童食用的偏见是很少或没有科学根据的。,对食品滋味的贡献,油脂对食品滋味的贡献是很重要的。所有天然油脂都有特殊滋味，一碟好的菜其滋味常因其中所用的油脂面而有很大影响，但是油脂对促进食品滋味的有效程度大部分取决于油脂的物理性质，而不是油脂可能带来的任何其他滋味。譬如，完全中性和无味的油类，如挂高度脱臭的棉籽油等大量用于烹饪蔬菜、色拉、调味酱油、调味汁等。,第二节 命名,一、酰基甘油（甘油酯）,天然脂肪：甘油与脂肪酸结合而成,一酰基甘油（甘油一酯）,二酰基甘油（甘油二酯）,三酰基甘油（甘油三酯）,食用油或食用脂几乎完全（,95%,）由三酰基甘油组成,Sn-,系统命名三酰基甘油,Fisher,平面投影,中间的羟基位于中心碳的左边,一些常见的脂肪酸命名,Sn-,甘油,-1-,硬脂酸酯,-2-,油酸酯,-3-,肉豆蔻酸酯（,Sn-StOM,或,Sn-18:0-18:1-14:0,）,二、磷脂,任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂,1-,硬脂酰,-2-,亚油酰,-Sn-,甘油,-3-,磷脂酰胆碱（卵磷脂）,磷酸甘油酯属于,Sn-,甘油,-3-,磷酸酯，广泛存在于动植物中,16,三、脂肪酸,以母体饱和烃来命名,末端羧基,C,定为,C1,不饱和脂肪酸命名,明确双键位置,例如：亚油酸,CH,3,(CH,2,),4,CH=CHCH,2,CH=CH(CH,2,),7,COOH,9,12-,十八碳二烯酸,12 9 1,-,命名系统：,分子末端甲基,碳原子开始确定第一个双键的位置,CH,3,(CH,2,),4,CH=CHCH,2,CH=CH(CH,2,),7,COOH,亚油酸,18,：,26,或,18,：,2,（,n,6,）,6,天然多烯酸（一般会有,2-6,个双键）的双键都是被亚甲基隔开的。,5,8,11,14-,二十碳四烯酸，或,20:46,（或,n,6,）,4,7,10,13,16,19-,二十二碳六烯酸,或,22:63,（或,n,3,）,14 11 8 5 1,6,DHA,几何构型,顺式,(cis):,烷基处于分子的同侧,反式,(trans):,烷基处于分子的异侧,反式比顺式熔点高、反应性低,植物中最常见的脂肪酸,约占脂肪酸总量的,97,月桂酸,12,：,0,肉豆蔻酸,14,：,0,棕榈酸,16,：,0,硬脂酸,18,：,0,油酸,18,：,1,（,n-9),亚油酸,18,：,2,（,n-6),亚麻酸,18,：,3,（,n-3),棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸占主要成分,亚油酸、,-6,脂肪酸、,-,亚麻酸（,-3,脂肪酸），不能由人体合成，具有生理活性和营养功能，是必需脂肪酸,第三节 脂的分类与组成,简单脂类,酰基甘油：,蜡：长链醇,+,长链脂肪酸,复合脂类：,衍生脂类,类胡萝卜素、类固醇、脂溶性维生素,絮凝，聚集，合并成大的液滴,油脂对食品滋味的贡献是很重要的。,5,8,11,14-二十碳四烯酸，或 20:46（或 n6）,食用油或食用脂几乎完全（95%）由三酰基甘油组成,所有天然油脂都有特殊滋味，一碟好的菜其滋味常因其中所用的油脂面而有很大影响，但是油脂对促进食品滋味的有效程度大部分取决于油脂的物理性质，而不是油脂可能带来的任何其他滋味。,亚麻酸酯：豆油、麦胚油、大麻籽油,亚麻酸 18：3（n-3),卵磷脂是一种磷脂的混合物,食品本身或食品-油相互作用产生挥发物,化学组成相同，晶型不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质,酰基甘油（甘油+脂肪酸）,一酰基甘油的疏水特性可以通过加入各种有机酸根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而增加,棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸占主要成分,中间的羟基位于中心碳的左边,脂肪酸组成：顺式、共轭、不饱和脂肪酸,分子末端甲基碳原子开始确定第一个双键的位置,这个转化温度称为相转化温度（PIT）,脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构,挥发性羰基化合物：醛、酮+苯肼腙,第三节 脂的分类与组成,三斜(T)：烃链平面是平行的,由亲水基和亲油基组成的双亲分子,乳脂肪：主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂酸，也含有相当数量的C4C12短链脂肪酸。,自动氧化导致含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味,主要与ROO作用，而不是与R作用,9,12-十八碳二烯酸,亚麻酸 18：3（n-3),氢过氧化物是主要初期产物，无味，但不稳定。,动物脂肪：含有大量的C16和C18饱和脂肪酸和中等量不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸，具有相当高的熔点）。,5,8,11,14-二十碳四烯酸，或 20:46（或 n6）,酰基甘油（甘油,+,脂肪酸）,动物脂肪：,含有大量的,C16,和,C18,饱和脂肪酸和中等量不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸，具有相当高的熔点）。,乳脂肪：,主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂酸，也含有相当数量的,C4,C12,短链脂肪酸,。,海生动物鱼油：,高不饱和脂肪酸,EPA(20:5),DHA(22:6),植物油脂：,大量油酸、亚油酸，饱和脂肪酸均低于,20,。,亚麻酸酯：,豆油、麦胚油、大麻籽油,月桂酸酯：,月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。,复合脂类,磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）,甘油,+,脂肪酸,+,磷酸盐,+,其它含氮基团,鞘磷脂类,鞘氨醇,+,脂肪酸,+,磷酸盐,+,胆碱,脑苷脂类,鞘氨醇,+,脂肪酸,+,糖,神经节苷脂类,鞘氨醇,+,脂肪酸,+,复合的碳水化合物部分（如唾液酸）,第四节 结构与物理性质,一、三酰基甘油分布模式理论,脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大影响,不饱和脂肪酸优先排列在,2,位（特别是亚油酸），饱和酸几乎只出现在,1,3,位,饱和度高的植物脂,可可脂,75%,左右的三酰基甘油是二饱和的，,18,：,1,集中在,2,位，饱和酸几乎只在,1,，,3,位。,椰子油,80%,的三酰基甘油是三饱和的，月桂酸集中在,2,位上，辛酸在,3,位上，肉豆蔻酸与棕榈酸在,1,位上,表,4-6,动物脂肪,一般,2,位上饱和脂肪酸高于植物脂肪,16,：,0,优先在,1,位上（牛脂）,猪脂：,16,：,0,主要集中于,2,位，,18,：,0,主要在,1,位，,18,：,1,在,3,位与,1,位,海生动物油：,长链高度不饱和脂肪酸优先位于,2,位,二、晶体结构与同质多晶,脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构,晶体是由晶胞在空间重复排列而成的,晶胞一般是由两个短间隔,(a,b),和一个长间隔,(c),组成的长方体或斜方体。,晶胞的堆积排列方式,三斜,(T,),：烃链平面是平行的,正交（,O,）：烃链平面是相互垂直的,六方形（,H,）,三酰基甘油的,3,种晶型,最稳定,最不稳定,同质多晶,化学组成相同，晶型不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质,形成结晶时可以形成多种晶型,型最不稳定，,型最稳定（熔点高）,含有相同脂肪酸的三酰基甘油的,型的熔点比,型高,含有不同脂肪酸的三酰基甘油的,型的熔点比,型高,可可脂,含,POSt,（,40%,）、,StOSt,（,30,）以及,POP,（,15,），具有,6,种同质多晶型物（,）,最不稳定，熔点最低,型比较稳定，介稳态，是所期望的结构，使巧克力涂层具有光泽的外观,VI,型比,V,型的熔点高，最稳定，贮藏中,V VI,型，导致巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜”，是不期望的,加入低浓度表面活性剂，能改变脂肪熔化温度范围以及同质多晶型物的数量与类型,表面活性剂将稳定介稳态的同质多晶型物，推迟向,V VI,型转变。,山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克力起霜，抑制,V VI,型。,山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成,V,型。,第五节 乳状液与乳化剂,分散相，非连续相,分散介质，连续相,水包油体系，,O/W,稀奶油，乳，冰淇淋,油包水体系，,W/O,奶油,一、乳状液稳定性,气,-,水表面的水分子所受作用力不平衡,水分子具有自动向体相运动的趋势驱动力是表面张力,自动形成球状,（一）乳状液的形成,扩大界面需要做功,W=A,乳状液的形成增加了体系能量，是热力学不稳定体系,降低界面张力可增加乳化能力,表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之一就是降低界面张力,双亲分子,（二）破乳,由于两相密度差，引起的上浮或下沉,Stokes,公式,膜内压,p=4,/r,r,，,p,絮凝，聚集，合并成大的液滴,液滴液层变薄过程,二、乳化剂,由亲水基和亲油基组成的双亲分子,功能,控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性,在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度,与面筋蛋白相互作用强化面团,控制脂肪结晶，改善产品的稠度,甘油一酯,食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。,商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯以及甘油三酯。,分子蒸馏单甘酯：分子蒸馏得到，甘油一酯含量,90,以上。,非离子乳化剂,常应用于人造奶油、冰淇淋及其他冷冻甜食中。,乳酰化一酰基甘油,一酰基甘油的疏水特性可以通过加入各种有机酸根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而增加,乳酰化一酰基甘油的制备,类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。,硬脂酰乳酰乳酸钠（,SSL,）,离子型乳化剂,亲水性极强，生成稳定的,O,W,乳状液。,有很强的复合淀粉的能力，常应用于焙烤与淀粉工业,丙二醇硬脂酸一酯,亲水性较强,应用于焙烤工业,聚甘油酯,在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油，再与脂肪酸直接酯化生成直链聚甘油酯。,脱水山梨醇脂肪酸酯,(Spans),聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸脂,(Tweens),卵磷脂,卵磷脂是一种磷脂的混合物,磷脂酰胆碱,卵磷脂，,PC,，稳定,O/W,磷脂酰乙醇胺,脑磷脂，,PE,，稳定,W/O,磷脂酰肌醇,PI,，稳定,W/O,磷脂酰丝氨酸,R,R-,脂肪酸碳链,R,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰肌醇,添加量一般为,0.1,0.3,卵磷脂中磷脂混合物对于,W/O,与,O/W,具有弱的乳化力,与其他乳化剂复合使用可增强其稳定乳状液的能力,硬水中高浓度的,Ca,与,Mg,，会使,PE,失去乳化能力而絮凝,改性（化学或酶法）可以提高乳化能力，并减少与金属离子的反应；,应用,在人造奶油中添加卵磷脂可以阻止水滴合并，减慢水分蒸发速率，起到防溅剂的作用。,提高可可粉的分散性和润湿性。可可粉的表面含有一层可可脂膜，在表面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进入水溶液,三、介晶相（液晶）,介晶相：性质介于液态和晶体之间，由液晶组成,非极性部分烃键,范德华引力较小，先开始熔化，转变成无序态,极性部分,存在较强的氢键作用力，仍呈晶体状态,由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的液晶结构,Kraff,温度：烃键熔化的温度,介晶相结构,层状、六方及立方,含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相,HLB,值法选择乳化剂,HLB,：亲水,-,亲油平衡值,HLB,为,3,6,：,W/O,型乳状液,HLB,为,8,18,：,O/W,型乳状液,复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂,PIT,法选择乳化剂,低温时,优先溶解在水中，亲水作用较强,当温度升高至一定值时,优先溶于油中，疏水作用较强,这个转化温度称为相转化温度（,PIT,）,极性越强的乳化剂，,PIT,越高,O/W,转化为,W/O,时，电阻突增,第六节 化学性质,一、脂类水解,通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解,游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味,油炸发烟，影响风味,动物脂肪高温提炼灭酶,二、脂类氧化,与营养、风味、安全、贮存、经济有关,食品变质的主要原因之一,产生挥发性化合物，不良风味,受多种因素影响氧与不饱和脂类反应,自动氧化,光敏氧化,自动氧化,自动氧化导致含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味,有些氧化产物是潜在的毒物,某些情况，为产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。,三步自由基链反应机制,烷基自由基,过氧化自由基,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,光敏氧化,光敏氧化的机制,通过“烯”反应进行氧化,每个不饱和碳均可形成氢过氧化物,亚油酸盐光敏氧化反应机理,光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化,鞘氨醇+脂肪酸+磷酸盐+胆碱,三酰基甘油（甘油三酯）,食品中常用的抗氧化剂主要是脂溶性抗氧化剂，为环上有各种取代基的单羟基酚或多羟基酚,在食品加工中的应用举例,月桂酸 12：0,二酰基甘油（甘油二酯）,棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸占主要成分,乳酰化一酰基甘油的制备,磷酸甘油酯属于Sn-甘油-3-磷酸酯，广泛存在于动植物中,山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成V型。,所有天然油脂都有特殊滋味，一碟好的菜其滋味常因其中所用的油脂面而有很大影响，但是油脂对促进食品滋味的有效程度大部分取决于油脂的物理性质，而不是油脂可能带来的任何其他滋味。,在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度,酚类抗氧化剂（主抗氧化剂）与抗坏血酸（增效剂）,光敏氧化的特征,不产生自由基,双键的顺式构型改变成反式构型,与氧浓度无关,没有诱导期,光的影响远大于氧浓度的影响,受自由基抑制剂的影响，但不受抗氧化剂影响,产物是氢过氧化物,三、脂类氧化产物,氢过氧化物是主要初期产物，无味，但不稳定。,进一步分解成醛、酮、酸以及其他双官能团氧化物，产生令人难以接受的臭味（酸败味）,金属离子和光照会催化过氧化物的分解,四、影响脂肪氧化速率的因素,脂肪酸组成：顺式、共轭、不饱和脂肪酸,温度：随之上升,游离脂肪酸与甘油酯：前者大,氧浓度：随之上升,表面积：成正比,水分活度：先下降，后上升,引发剂（光、辐射、金属离子等）,助氧化剂,抗氧化剂,五、抗氧化剂,能推迟会自动氧化的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。,应该价廉、无毒性、有效浓度低、稳定、对食品品质无显著影响,根据作用机理分类,主抗氧化剂,自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化的引发或停止自动氧化的传递,BHA,、,BHT,、,PG,、,TBHQ,天然食品组分：,VE,、胡萝卜素,次抗氧化剂（协同剂、增效剂）,增加主抗氧化剂的活性,柠檬酸、,VC,、酒石酸、卵磷脂,重金属能促进氧化,柠檬酸及其单酯、磷酸及其磷酸盐衍生物、,EDTA,等金属螯合剂抑制氧化,多功能抗氧化剂：具有多种抗氧化活性,食品中常用的抗氧化剂主要是脂溶性抗氧化剂，为环上有各种取代基的单羟基酚或多羟基酚,抗氧化剂的作用机理,抑制自由基的产生或中断链的传播,既作为氢给予体，又作为自由基接受体,主要与,ROO,作用，而不是与,R,作用,抑制反应,RO,2,+AH ROOH+A,链传递反应,RO,2,+RH ROOH+R,竞争,协同作用,复合的效果超过单一的加合,两类协同作用：,混合自由基受体,自由基受体与金属螯合剂的复合作用,机理,ROO+AH ROOH+A,A+BH B+AH,BH,的存在，使,AH,具有再生能力,酚类抗氧化剂（主抗氧化剂）与抗坏血酸（增效剂）,六、测定脂肪氧化的方法,过氧化值：碘量法,硫代巴比妥酸（,TBA,）试验：产生红色或黄色,活性氧化（,AOM,）,氧吸收法,碘值：,100,克样品吸收的碘的克数,仪器分析：色谱法、光分析法,挥发性羰基化合物：醛、酮,+,苯肼腙,感官评定,Schaal,耐热试验：,65,七、热分解,热分解与氧化反应同时存在,油炸化学,食品的性质变化,水分不断从食品释放到热油中,水蒸汽将油中的挥发物带走,食品本身或食品,-,油相互作用产生挥发物,食品吸油,食品本身的一些脂类释放到油中，导致油的稳 定性与原来的油炸用油不同,食品的存在加快了油的变暗,油炸用油的物化变化,形成大量挥发性化合物,水解产生游离脂肪酸,粘度增加,颜色变暗,碘值下降,折光指数改变,表面张力减少,形成泡沫,谢谢观看！,