食品化学-04脂肪..ppt

1 OutlineOutline •概述 •脂肪的物理性质 •脂肪的化学性质 •油脂的质量评价 •油脂加工化学 •复合脂质和衍生脂质 •食品中脂肪含量的测定 2 第一节第一节 概述概述 脂肪在食品中的功能脂肪在食品中的功能 • 赋予油炸食品香酥的风味 • 热量最高的营养素(39.58kJ/g) • 脂溶性维生素的载体 3 提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有 造型功能 4 第一节第一节 概述概述 脂肪在机体中的功能脂肪在机体中的功能 是组成生物细胞不可缺少的 物质 能量贮存最紧凑的形式，有 润滑、保护、保温等功能 必需脂肪酸 5 第一节第一节 概述概述 • 脂质是生物体内一大类不溶于水溶于有机溶剂的疏水 性物质 • 天然脂质的99%左右为脂肪酸甘油酯（酰基甘油），俗 称油脂或脂肪 室温下呈固体的甘油酯称为脂，呈液体的称为油 • 天然脂质的１％左右为非酰基甘油化合物，如磷脂、 类固醇、糖脂、类胡萝卜素等 6 第一节第一节 概述概述 2. 2. 脂质的分类脂质的分类 主类亚类组成 简单脂质酰基甘油甘油+脂肪酸 蜡长链脂肪醇+ 长链脂肪酸 复合脂质磷酸酰基甘油甘油+脂肪酸+磷酸盐+含氮基团 神经鞘磷脂类鞘氨醇+脂肪酸+磷酸盐+胆碱 脑苷脂鞘氨醇+脂肪酸+糖 神经节苷脂鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物 衍生脂质符合脂类定义但不 是简单或复合脂类 类胡萝卜素，类固醇，脂溶性维生素等 7 第一节第一节 概述概述 3. 3. 脂质的存在部位脂质的存在部位 油脂广泛存在于动、植物体内 •植物体油脂多作为贮存的养料存在于果实和种子中， 油料种子含量较多，花、茎、叶等部位较少。

•动物体内主要存在于内脏的脂肪组织、肠间膜、皮下 结缔组织和骨髓中 8 第一节第一节 概述概述 4. 4. 脂肪的结构脂肪的结构 § 油脂 甘油与脂肪酸结合而成的一酰基甘油、二酰基甘油 以及三酰基甘油 § 食用油或食用脂几乎完全由三酰基甘油组成 q 单纯甘油酯(R1=R2=R3) q 混合甘油酯(Ri不完全相同） q 当R1和R3不同时，则C2原子具有手性，且天然油脂多为L型 q 碳原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸 9 第一节第一节 概述概述 5. 5. 脂肪酸的命名脂肪酸的命名( (常见的脂肪酸）常见的脂肪酸） •系统命名法 •数字命名法 •俗名或普通名 •英文缩写 10 第一节第一节 概述概述 6.6.天然油脂中脂肪酸的分布天然油脂中脂肪酸的分布 • 乳脂 含短链脂肪酸(C4 - C12)，少量的支链、奇数碳脂肪酸 • 高等陆生动物脂 链长以C18居多熔点较高 • 水产动物油脂 多为不饱和脂肪酸 • 两栖类、爬行类、鸟类和啮齿动物 脂肪酸的组成介于水产动物和陆产高等动物之间 (1) 动物脂中脂肪酸的分布 11 动物脂中脂肪酸的分布 12 13 第一节第一节 概述概述 6.6.天然油脂中脂肪酸的分布天然油脂中脂肪酸的分布 (2) 植物油中脂肪酸的分布 • 果仁油及种籽油中含有较多的棕榈酸 、油酸、亚油酸。

• 后者还含有较多的亚麻酸 • 芥酸仅存在于十字花科植物种籽中 14 植物油中脂肪酸的分布 15 脂 油 16 17 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 •气味和色泽 •熔点和沸点 •烟点、闪点和着火点 •油脂的晶体结构 •同质多晶 •熔化 •油脂的塑性 •乳状液及乳化剂 18 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 1.1.气味和色泽气味和色泽 •纯净的脂肪无色无味 •天然油脂中略带黄绿色是由于含有一些脂溶性色素 （如：类胡萝卜素、叶绿素等）所致 •多数油脂无挥发性，少数油脂中含有短链脂肪酸引 起嗅味 •油脂的气味大多是由非脂成分引起，如芝麻油的香 气是由乙酰吡嗪引起的，椰子油的香气是由壬基甲 酮引起的，而菜油受热时产生的刺激性气味则是由 其中所含的黑芥子苷分解所致 19 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 2.2.熔点和沸点熔点和沸点 • 没有敏锐的熔点和沸点 • 熔点:游离脂肪酸甘油一酯二酯三酯 • 熔点最高在40~55℃之间碳链越长，饱和度越高，则 熔点越高 • 沸点：180~200℃之间，沸点随碳链增长而增高 20 脂 肪熔点(℃)消化率(%) 大豆油-8 ~ -1897.5 花生油0~398.3 向日葵油-16 ~1996.5 棉籽油3-498 奶油28~3698 猪油36~5094 牛脂42~5089 羊脂44~5581 人造黄油 ––87 几种常用食用油脂的溶点与消化率的关系 熔点96%。

21 • 烟点：不通风情况下观察到试样发烟时的温度 • 闪点：试样中挥发的物质能被点燃但不能维持燃烧的 温度 • 着火点：试样中挥发的物质能被点燃并能维持燃烧不 少于5秒的温度 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 3. 3. 烟点、闪点和着火点烟点、闪点和着火点 Ø 精炼油脂的烟点在240℃左右，而未精炼油脂特别是游离 脂肪酸含量高的油脂，其烟点、闪点、着火点均明显大 大降低 Ø 油脂在贮藏、使用过程中，游离脂肪酸增多，油脂变得 易冒烟（烟点低于沸点） 22 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 4. 4. 脂肪的晶体结构脂肪的晶体结构 • 晶胞：在任何一种物质的固体或晶体中，原子或分子 在它固定的位置形成一个可重复和高度有序的三维结 构一般把这种三维结构的空间排列称为空间格子（ space lattice）如将空间格子的点连接起来，则形 成一系列的面平行晶胞，每个晶胞都含有空间格子的 全部要素（element），因此，完整的晶体是由晶胞在 三维空间并列堆积成的 • 晶胞一般是由两个短间距和一个长间距组成的长方体 或斜方体 • 极性端基相互缔合形成由a和b轴组成的面，非极性短 链沿c轴排列。

23 24 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 5. 5. 同质多晶同质多晶 具有相同的化学组成，形成不同的结晶晶型，熔化 时生成相同液相(如石墨与金刚石)物质的现象 •同质多晶物质在形成结晶时可以形成多重晶型 •在大多数情况下多种晶型可以同时存在，各种晶型之间会发 生转化 •在整个存在期间，无论温度变化与否，两种晶型如果一种是 稳定的而另一种是亚稳定的，则称这两种晶型是单向转变的 ，即只能向更稳定的形式转变 •两种晶型，当它们都有一定的稳定范围时，称为双向转变的 ，即无论哪一种变体都是稳定的，在固态中的转变向哪一方 进行取决于温度 25 未熔化 亚稳态 稳定态 稳定态1 稳定态2 自发地 取决于温度 26 （（1 1）亚晶胞）亚晶胞 • 亚晶胞是沿着主晶胞内链轴方向重复的最小空间单元 • 图4-5表示脂肪酸晶体的亚晶胞晶格，在这种情况下，每个 亚晶胞包含一个亚乙基，亚晶胞高度表示烃链中交错的碳原 子之间的距离，即2.54Å，甲基和羧基不属于亚晶胞晶格的 组成部分 27 脂肪酸烃链中的最小重复单位是 (-CH2CH2-) 28 29 • 最普通的是三斜晶系、普通正交晶系和六方晶系3种。

• 三斜（T//）堆积(triclinic)又称为β型，两个亚甲基单位一起 构成亚乙基重复单元，这样每个亚晶胞都有一个亚乙基重复单元 ，并且所有锯齿形平面都是平行的直链烃、脂肪酸和三酰甘油 中均有这种亚晶胞存在 • 普通正交堆积（common orthorhombic，O⊥）又称为β＇型，每 个亚晶胞中有二个亚乙基单位，交错的链平面与它相毗连的平面 垂直，直链烷烃和脂肪酸及其酯类物质中存在这类亚晶胞堆积 • 正六方形堆积（hexagonal, H）一般称为α型，烃类在刚好低于 熔点温度时迅速冷却结晶可以出现这种堆积，链无规取向并绕其 长垂直轴旋转，在烃、醇和乙酯中可观测到这种堆积 晶胞有晶胞有7 7种堆积类型种堆积类型 30 一般三酰基甘油由于具有相当长的链，具有许多 烃类的特点具有三种主要的多晶型物，即α、 β‘和β，其中α型最不稳定，β型有序程度最高 ，因此最稳定 三酰基甘油三酰基甘油 31 1.Milk chocolate -----牛奶巧克力 2.Coffee and Cream--咖啡奶油巧克力 3.Hazelnut-almond ---榛子杏仁巧克力 4.Hazelnut-cream ----榛子奶油巧克力 5.Marzipan-----------杏仁蛋白软糖巧克力 6.Dark cream---------奶油黑巧克力 7.Cream truffle--------奶油松露巧克力 8.Praline-cream-------果仁糖巧克力 32 33 fat bloom 脂霜 如果巧克力只是融化而不调温，就会形成混合可可脂晶体 破坏光泽，导致脂霜颗粒斑点。

34 • 偶数碳原子饱和脂肪酸可以结晶 成任何一种同质多晶型，这取决 于所采用的结晶方法长间距长 度缩短（或增大链的倾斜角）时 ，偶数碳脂肪酸的同质多晶型物 记为A、B和C； • 奇数碳脂肪酸记为A‘、B’、C‘ • A和A‘型为三斜晶亚晶胞链堆积（ T//），其余的均为普通正交（ O⊥）堆积 • 脂肪酸倾向于形成双分子，头靠 头走向脂肪酸的长间距几乎是 相同碳数烃链长间距的2倍 饱和脂肪酸饱和脂肪酸 35 油酸：每个晶胞长度上有着两个分子，在顺式双键两侧的烃 键以相反方向倾斜 36 • 由一种脂肪酸构成的三酰基甘油，例如StStSt，当其熔融物 冷却时，可结晶成密度最小，熔点最低的α型 • 若进一步使α型冷却，则链更紧密的堆积，并逐渐转变为β 型 • 如果α型加热至熔点，可迅速转变成最稳定的β型 • α型熔融物冷却并保持温度高于熔点几度，可直接得到β‘型 • 加热β＇型至熔点温度，则发生熔融，并转变成稳定的β型 具有相同脂肪酸的三酰基甘油具有相同脂肪酸的三酰基甘油 37 • 含有不同脂肪酸的三酰甘油β‘型的结晶熔点比β型的高，像 棉籽中的PStP甘油酯倾向于结晶成密度较高的β’型，将这种 晶型添加在油中，比用大豆中的StStSt甘油酯β型（雪花状 ）有更大的硬化力。

• 一般说来，相对有一些密切关联的三酰甘油组成的脂肪倾向 于迅速转变成稳定的β型相反，非均匀组成的脂肪则较缓 慢地转变成稳定型，例如，高度无规的脂肪表现出缓慢转变 成β‘型的特性 • 混合型三酰基甘油晶体中的分子排列更为复杂三酰基甘油 中含有不同链长的脂肪酸，不同的链排列产生不同的结构 具有不同脂肪酸的三酰基甘油具有不同脂肪酸的三酰基甘油 38 • 大豆、花生、玉米、橄榄、椰子油和红花油，以及可可 脂和猪油等易形成β型结晶 • 棉籽油、棕榈油、菜籽油、乳脂和牛脂以及改性猪油易 形成β‘型晶体 • β‘型晶体适合于制备起酥油、人造奶油，可用于焙烤食 品中，因为它们有助于大量的小空气泡的掺合，使产品 产生更好的可塑性和奶油化性质 39 • 巧克力生产要得到熔点在34℃左右,表面光滑,口感细 腻而不油腻的可可脂V型结晶的方法:将可可脂加热到 55℃以上使它熔化,再缓慢冷却,在29 ℃停止冷却,然 后加热到34℃,使V型以外的晶体熔化.多次进行29 ℃ 冷却和34℃加热,最终使可可脂完全转化成V型结晶. • 人造奶油的晶型为β′型时,具有良好涂抹性和细腻 口感,在生产上可使油脂先经过急冷形成α型晶体,再 保持在略高的温度继续冷冻,使之转化为熔点较高的 β′型. 油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用 40 第二节第二节 脂肪的物理性质脂肪的物理性质 6. 6. 熔化熔化 • 晶体物理状态发生改变时，存在一个热焓剧变而温度不变 的温度点，对于熔化过程来讲，这个温度称为熔点。

• 脂肪的熔化存在一定温度范围而不是一特定温度，称为熔 程 • 脂肪的熔化过程实际上是一系列稳定性不同的晶体相继熔 化的总和 41 由单一脂肪酸组成的简单三酰基甘油的稳定态β型晶体和亚 稳态α型晶体的热焓曲线。