簡介:第五章脂類,本章主要內容脂的分類與三?;视椭拿烊挥椭慕M成特點和性質油脂在加工貯藏過程中的主要變化油脂的特征值表示法油脂加工化學與油脂結構分析類脂化合物及脂肪替代品油脂的安全性問題,第五章脂類,51脂的分類與三酰基甘油脂的命名511脂類的概念包括脂肪、蠟、磷脂、糖脂等;基本元素C、H、O,有的含N、P、S等。共性⑴不溶于水但溶于有機劑,如乙醚、石油醚、氯仿、熱酒精、苯、四氯化碳、丙酮等。⑵具有酯的結構,多數是由脂肪酸形成的酯。,⑶都由生物體產生,并能為生物體利用。,第五章脂類,512脂類分類,第五章脂類,食用油脂中最為豐富與重要的是酰基甘油脂,按其來源與脂肪酸組成可分為如下七類。油酸亞油酸類油酸、亞油酸多,飽和脂肪酸低于20。亞麻酸類亞麻酸多,氧化后產生異味。月桂酸類4050月桂酸,中等含量的C6,C8,C10脂肪酸,熔點低。植物脂類熔點窄,飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸比例為21。動物脂肪類C16,C18脂肪酸含高。乳脂類棕櫚酸、油酸及硬脂酸高。海生動物油類長鏈多不飽和脂肪酸含量高。,第五章脂類,5131脂肪的結構,第五章脂類,5132脂肪酸在三個位置上的分布規(guī)律★植物油飽和脂肪酸分布于SN1位和SN3位;不飽和脂肪酸主要分布于SN2位?!飫游镉惋柡椭舅峒杏赟N1位、短鏈不飽和脂肪酸在SN2位、長鏈不飽和脂肪酸在SN3位。5133脂肪酸的命名P129133自學,第五章脂類,513脂肪的化學結構5133脂肪的SN-系統命名例如當硬脂酸在SN-1位置酯化,油酸在SN-2位置酯化,而肉豆酸在SN-3位置酯化時,?;视蜑镃H2OOCCH316CH3CH3CH27CHCHCH27-C00CHCH2OOCCH212CH3可將它命名為1-硬脂酰-2-油酰-3肉豆蔻酰SN甘油;或SN-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯、,,,第五章脂類,甘油兩端的C為Α位,第二個C為Β位,Β位上的RCOO-基在右側為D型,在左側的為L型。R1,R2,R3相同的稱為單純甘油酯,不同的稱為混合甘油酯,天然脂肪中普遍存在的是混合甘油酯。,第五章脂類,52天然油脂的組成特點和性質521天然油脂中脂肪酸的組成特點1天然油脂中的脂肪酸大多數是偶數C的直鏈脂肪酸。包括三種①水溶性揮發(fā)性脂肪酸C≤10,常溫為液態(tài)。如丁酸戊酸、已酸、辛酸、癸酸等②非水溶性揮發(fā)性脂肪酸以月桂酸(12碳)為代表③非水溶不揮發(fā)脂肪酸2陸生動植物與海生動植物油脂組成不同。一般陸上動植物大多數為C16和C18,尤其是C18,水產動植物則以C18、C20和C22多。淡水魚以C18的不飽和脂肪酸為多,而海水魚以C20和C22不飽和脂肪酸為多。,第五章脂類,第五章脂類,522必需脂肪酸5221概念人體內不能合成或合成量不能滿足人體的需要,必需從食物中攝取的多不飽和脂肪酸稱為必需脂肪酸。5222必需脂肪酸分子的結構特征①至少有兩個或兩個以上的乙烯基甲基-CH=CH-CH2-鏈節(jié);②雙鍵必須是順式構型;③距羧基最遠的雙鍵應是在由末端甲基數起的C6和C7之間。CH3CH23CH2CH=CH2CH27COOH亞油酸CH3CH2CH=CH3CH27COOH亞麻酸CH3CH23CHCH=CH4CH3COOH花生四烯酸,第五章脂類,第五章脂類,523油脂的理化性質與結構的關系1色澤與氣味★色澤純凈時無色,天然油脂的顏色是溶解了脂溶性色素等造成?!餁馕兑话阌伤姆酋コ煞忠?,如芝麻油則因含芝麻酚,菜子油則因含硫化合物而具有特殊的香味,而有的油脂則含有低級脂肪酸造成特有氣味,如椰子油香主要由壬基甲酮引起,。2熔點與沸點★熔點一般為40~50℃。AC鏈越長,熔點越高B偶數C的脂肪酸比相鄰的奇數C的脂肪酸高,如十七酸為613℃、十八酸為696℃C含雙鍵比不含雙鍵的低,且越靠近中部越低D順式比反式低,如順式油酸為163℃、反式油酸為437℃★沸點一般為180~200℃,第五章脂類,第五章脂類,3比重一般小于1,與分子量與不飽和度成反比。4黏度;不飽和度越大,黏度越?。幌嗤柡投葧r,則脂肪酸的分子量越大,黏度越大;油脂氧化加熱后黏度增加。5溶解性6塑性膨脹性塑性是指固體脂在一定壓力下,抗變形的能力(起酥油的加工);膨脹性是指油脂受熱時比容增加的現象。7同質多晶現象是指同一物質具有不同固體形態(tài)的現象。高級脂肪酸的甘油酯一般有三種到四種晶型玻璃質、Α、Βˊ和Β,因而具有多個熔點。油脂的晶型隨熔化油脂冷卻的溫度和速度、油脂的種類而變化。在油脂工業(yè)中需要控制這一現象。,第五章脂類,第五章脂類,53油脂在加工和貯藏過程中的變化531酸敗5311酸敗概念油脂或油脂性食品在貯藏期間,受到各種因素的影響(如O2、日光、微生物、酶等),產生不愉快氣味,這種現象叫做油脂的酸敗?!镒⒁飧呒塅A無不愉快氣味。結果A風味變壞,營養(yǎng)價值降低,保質期縮短。B脂溶性維生素和必需脂肪破壞。長期食用變質油脂,輕者會引起嘔吐、腹瀉,重者能引起肝臟腫大,出現各種炎癥。根據引起油脂酸敗的原因和機制,油脂酸敗可分為三種類型。,第五章脂類,A水解型酸敗由污染微生物或熱等引起B(yǎng)酮型酸敗Β-氧化酸敗C氧化型酸敗(自動氧化)自動進行,是脂肪酸敗的主要形式。5312水解型酸敗酶、熱、水脂類FA+結果1)含低級脂肪酸的油脂出現異味。2)發(fā)煙點降低,影響油炸食品的質量?!秕ニ饷竵碓从袃煞NA本身存在的。B污染微生物分泌的。,,第五章脂類,5313酮型酸敗★由于氧化作用引起的降解多發(fā)生在飽和脂肪酸的Β碳上,因而稱為Β氧化作用?!镆话愫秃鞍踪|較多的含油食品或油脂易受微生物污染的,則會引起水解酸敗和酮型酸敗。,第五章脂類,5314自動氧化油脂變質的主要原因。1)反應機制及反應特征自動氧化遵循典型的自由基機制。其特征如下A干擾自由基反應的化學物質也能顯著地抑制脂肪自動氧化的速度;B光和產生自由基的物質能催化脂肪自動氧化;C反應中產生了大量的氫過氧化物ROOH,第五章脂類,第五章脂類,第五章脂類,2)自動氧化的結果1出現不良風味;2油脂粘度增大,變稠;3EFA遭到破壞,脂溶性VIT也遭到破壞;4可能產生毒素;氧化的最終產物易加速食品的非酶褐變。3)影響自動氧化速度的因素1FA的組成ASFA的氧化必須在特殊條件下,如霉菌繁殖、氫過氧化物存在時才發(fā)生氧化且產物簡單(酮酸、甲基酮),氧化率低。BUFA雙鍵數目、位置、幾何形狀都與油脂的氧化有密切的關系;雙鍵多的易氧化;共軛雙鍵比非共軛雙鍵易氧化;順式比反式易氧化;游離FA比酯化后的脂肪酸易氧化?;ㄉ南┧幔緛喡樗幔緛営退幔居退?第五章脂類,(2)溫度溫度升高,自由基生成速度加快,同時ROOH分解與聚合也加快。常溫下,一般是氧化發(fā)生在亞甲基上,生成ROOH。>50℃時,一般氧化發(fā)生在雙鍵上,生成環(huán)狀化合物。3氧氣是自動氧化的一個必需的因子。4水分活度AWAW相對速度01干燥食品氧化較快達到03干燥食品氧化較慢055085干燥食品氧化又加快,,第五章脂類,5光和射線,第五章脂類,6助氧化劑過渡金屬(CO、CU、FE、MN、NI等)是主要的助氧化劑,其濃度低至01MG/KG時仍具助氧化作用,這種作用的機理可能是A加速ROOH分解B直接與未氧化物質作用C基態(tài)氧被活化,第五章脂類,(7)抗氧化劑推遲具有自動氧化能力的物質或減慢氧化速度的物質,一般劑量較小。抗氧化劑類型游離基清除劑(氫供體、電子供體)過氧化物分解劑單線態(tài)氧淬滅劑酶抑制劑增效劑,第五章脂類,目前,在食品中作為油脂抗氧化劑使用的主要有一元酚和多元酚等。使用這些抗氧化劑時為了提高其效果,常與增效劑混合使用。常見的增效劑有磷酸、檸檬酸、抗壞血酸、聚磷酸鹽等。,第五章脂類,532油脂的高溫(>150℃)變化(課本P142146)油脂發(fā)生聚合、縮合及分解的結果使其粘度增高、碘值下降、酸價增高、折光率改變,還會產生刺激性氣味,營養(yǎng)價值下降。,A熱聚合油脂在真空、二氧化碳或氮氣的無氧條件下,加熱至200300℃,多烯化合物發(fā)生加成反應,生成環(huán)狀化合物。隨著反應進一步發(fā)展,可形成不飽和單環(huán),不飽和二環(huán)或飽和三環(huán)等。,第五章脂類,第五章脂類,B縮合高溫分解的油脂發(fā)生聚合,形成醚型化合物。,第五章脂類,C分解油脂在高溫下,能分解成酮、醛、酸等各種產物,這些物質不僅會使油脂味感受變劣,營養(yǎng)價值喪失,而且還會有毒。,,,,,,,,,,,,,第五章脂類,54油脂特點的表示方法油脂的特點因其組成和性質而不同,在實際工作中常用“XX值”表示。包括恒值和變值兩種。前者表明油脂的組成特點(如碘值、皂化值);后者表明油脂的性質差異(如酸價、過氧化值)。541皂化值(SV)分子量1G油脂完全皂化時所需要的KOH的數。皂化值與油脂的平均分子量成反比。542碘值(IV)飽和程度100G油脂吸收碘的克數,可以判斷油脂的不飽和程度。IV↑不飽和程度高;IV180190干性油,100120,半干性油<100,,第五章脂類,543酸價(AV)表示游離FA多少(新鮮程度)中和1G油脂中游離FA所需的KOH毫克數。是檢驗油脂質量的重要指標。根據我國食品衛(wèi)生的國家標準規(guī)定食用植物油AV≤5544二烯值(DV)表示油脂中是否存在共軛二烯體系。IV只說明油脂的不飽和程度,DV則進一步說明共軛體系的特征。DV是100G油脂中所需順-丁烯二酸酐換算成碘的克數。545乙酰值用于測定油脂中羥基的含量。可表示油脂的純凈度或新鮮度。純凈油脂或新鮮油脂乙酰值=0546過氧化值(POV)表明油脂的氧化程度1KG油脂中所含過氧化物(ROOH)的毫克當量數。CH3COOH(冰)+KICH3COOK+HIROOH+2HIROH+H2O+I2I2+2NA2SO32NAI+NA2S4O6,,,,,第五章脂類,547酯值酯值反應油脂中甘油酯的含量,同時也表明了游離FA的存在情況。皂化1G油脂中的甘油酯需的KOH的毫克數稱之為碘值。若油脂中不含游離FA時,酯值=SV,一般酯值=SV-AV注意P165166介紹了油脂氧化程度的4種測定方法55油脂加工化學及油脂結構分析方法提取、壓榨、水代等方法(油脂的分提)所得到的油脂常常含有纖維、蛋白質、磷脂、游離FA及其它有色有臭的雜質等,它們可使油脂產生不愉快的風味、顏色等,必須加以精制。,第五章脂類,551精煉(課本P159)1)除去不溶性雜質靜置法、過濾法、離心分離法ETC。2)脫膠脫掉磷脂3)脫酸脫去游離FA以及磷脂、有色物質。皂化法。4)脫色吸附法5)脫臭減壓蒸餾法(加入檸檬酸以螯合金屬)552氫化(課本P160161)將氫加成到三酰甘油的FA的雙鍵上,油脂氫化有兩個主要目標一是將液體油轉化為半固體油或塑性脂肪,用作特殊用途,如起酥油、人造奶油等;二是提高油脂的穩(wěn)定性。,第五章脂類,553油脂的互換交酯前面曾學習到三酰甘油分子中,FA的分布不是隨機分布的。一些FA趨向于集中在SN-2位,有一些FA則趨向于集中在SN-1位或SN-3位。天然脂肪中FA的這種分布模式限制了它在工業(yè)中的用途。酯交換法就是使三?;视椭闹舅徇M行重排,從而改善油脂的性質,增加天然脂肪的稠度,拓寬油脂的用途。機制與原理參閱教材(P161163)。,第五章脂類,554油脂組成與結構分析5541油脂組成分析GC(GASCHROMATOGRAPHY)法三?;视椭枰獠⒓柞セ筮M樣,溫度為170230℃,采用程序升溫5℃/MIN,使用氫火焰離子化檢測器(FLAMEIONIZATIONDETECTOR,FID檢測,按照保留時間和等值鏈長(ECL)相等原則進行定性。HPLC法反相色譜法,檢測器為示差折光檢測器具RD),按理論碳數(TCN)進行定性,得到的是幾種三酰基甘油。5541油脂結構分析先用專一性的酶進行水解,將水解產物采用TLC分析后,再進行GC分析,即可知道油脂的組成。,第五章脂類,56類脂磷脂、腦甘脂、神經節(jié)苷脂、蠟、類胡蘿卜素、脂溶性維生素、固醇等。561磷脂磷脂是一種表面活性劑,具有加溶、濕潤、起泡和消泡、乳化等性質,在食品工業(yè)中用途極為廣泛。其有如下一些生理功能。1)構成生物膜的重要成分。2)促進神經傳導,提高大腦活力。3)促進脂肪代謝,防止出現脂肪肝。4)降低血清膽固醇、改善血液循環(huán)、預防心血管疾病。,第五章脂類,重要的磷脂結構如下,第五章脂類,第五章脂類,第五章脂類,562固醇固醇分動物固醇與植物固醇兩大類,固醇易溶于非極性溶劑,有溶于水,植物固醇具有一些重要的生功能,是目前研究的熱點之一。動物固醇過多,常沉積于血管壁上,引起動脈粥樣硬化。常見的固醇植物結構如下。,第五章脂類,57脂肪替代物脂肪是人體必不可少的營養(yǎng)素,但攝入過多會導致肥胖和引起某些心血管疾病。美國膳食指南建議每人攝入源于脂肪的熱量不宜超過30,飽和脂肪宜超過10。開發(fā)低熱量甚至無熱量的脂肪替代物,能保持脂肪的口感和組織特性,部分替代脂肪以減少脂肪的攝入量,越來越受到了食品企業(yè)和消費者的青睞。美國、日本及歐洲已開發(fā)出一些商品化的產品,2002年市場的需求量約為14億美元,需求的年增長率約為20。571脂肪替代品脂肪替代品為大分子化合物,其物理和化學性質與油脂類似,可部分或完全替代食品中的脂肪,以脂質、合成脂肪,第五章脂類,酸酯為基質,在冷卻及高溫條件下穩(wěn)定。脂肪熱量3958KJ/G蔗糖聚酯熱量0KJ/G山梨醇聚酯熱量42KJ/G它們廣泛用于色拉調味料及焙烤食品中。572脂肪模擬品5721以蛋白質為基質的脂肪模擬品以雞蛋、牛乳、乳清、大豆、明膠及小麥谷蛋白等天然蛋白質為原料,通過微?;⒏呒羟刑幚?,可制得具有脂肪口感和組織特性的脂肪模擬品,能改善持水性及乳化性,但在高溫下不甚穩(wěn)定,可替代某些水包油型乳化體系食品配方中的油脂,多用于乳制品、色拉調味料、冷凍甜食等食品中。,第五章脂類,如用乳清蛋白處理制成的SIMPLESSE其干基的熱量為168KJ/G,水合膠態(tài)的熱量更低。用乳清蛋白處理制成的DAIRYLO其熱量也為1688KJ/G,它們已普遍用于冷凍甜食、酸乳、干酪及不需油炸的焙烤食品、色拉調味料、蛋黃醬、沙司等中。5722以碳水化合物為基質的脂肪模擬品植物膠、改性淀粉、某些纖維素、麥芽糊精、葡萄糖聚合物等可提供類似脂肪的口感、組織特性。用于替代脂肪的植物膠有瓜爾膠、黃原膠、卡拉膠、阿拉伯樹膠、果膠等。該類脂肪模似品多用于色拉調味料、甜食品、冰淇淋、乳制品、沙司及焙烤食品中。,58油脂的安全性問題1未受熱的高度氧化脂肪(主要結論來自動物試驗)在VIT供應不足時,可能降低食欲,抑制生長,造成肝、腎肥大;2無O2、熱脂肪的毒性主要源于環(huán)狀酯,可引起體重減輕,嚴重時可致死;3熱氧化脂肪無O2條件產生的高度不飽和油比有氧條件產生的毒性大;4氧化脂肪中的羥基脂肪酸可能導致生長抑制,血漿三酰甘油增加;5環(huán)狀脂肪酸過高,可能引起脂肪肝;6一般認為二聚物與多聚物不能吸收,可直接排出,故是無毒的;7油炸脂肪中極性組分損害肝;8一般正常的的加工溫度造成的氧化油并無致癌性,但如果超過150200℃,則可產生致癌物質;9對于氫化脂肪的安全性問題研究不多。,第五章脂類,
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