食品化学第四章幻灯片.ppt

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1、食品化学第四章第1页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction 脂质化合物种类繁多，结构各异，其中95%左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。一、脂质一、脂质(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）。例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。第2页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction二、分类二、分类(Classification)简单脂质 复合脂质 衍生脂质第3页，共57页，编辑

2、于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction三、脂质的功能三、脂质的功能(Function of Lipids)1、脂质在食品中的功能z热量最高的营养素(39.58kJ/g)z提供必需脂肪酸z脂溶性维生素的载体z提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能z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 是组成生物细胞不可缺少的物质，能力贮存最紧凑的形式，有润滑、保护、保温等功能。第4页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)1、酰基甘油(甘油酯)R1=R2

3、=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5页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、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-pecifically Numbering,SN)，根据甘油的Fisher投影式，碳原子编号自上而下依次为13，C2上的羟基写在左边。第6页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命

4、名四、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7页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、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8页，共57页，编辑于2022年，星期三以母体饱和烃或不饱和烃来命名n末端羧基C定为C1n明确双键位置n例如：亚油酸 CH3(CH2)

5、4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 9,12-十八碳二烯酸第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸1291第9页，共57页，编辑于2022年，星期三-命名系统：n分子末端甲基碳原子开始确定第一个双键的位置 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 亚油酸 18：26 或 18：2（n6）第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸 6第10页，共57页，编辑于2022年，星期三约占脂肪酸总量的 97n月桂酸 12：0

6、4n肉豆蔻酸 14：0 2n棕榈酸 16：0 11n硬脂酸 18：0 4n油酸 18：1 34n亚油酸 18：2 34n亚麻酸 18：3 5n芥酸 22：1 3第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸植物油中常见的脂肪酸第11页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸几个具有特殊功能的多不饱和脂肪酸花生四烯酸（二十碳四烯酸）EPA（二十碳五烯酸）DHA（二十二碳六烯酸）人体合成前列腺素的前体物质。抗血栓、降胆固醇、治

7、疗糖尿病。促进脑细胞生长发育，提高记忆力。第12页，共57页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 引言引言Introduction四、脂类的命名四、脂类的命名(Nomenclature)3、脂肪酸脂肪酸摄入的健康比例脂肪酸摄入的健康比例WHO，FAO，中国营养协会推荐：饱饱和和脂脂肪肪酸酸单单不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸1：1：1第13页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质The Physical Properties of Lipids一、一般特性一、一般特性1、气味和色泽（Smell and Colour）纯脂肪无色、无味

8、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14页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质一、一般特性一、一般特性2、熔点和沸点（Melting Points and Boiling Points）z 没有敏锐的mp和bpz mp:游离脂肪酸甘油一酯二酯三酯z mp最高在4055之间。碳链越长，饱和度越高，则mp越高。z mp96%。z bp：180200之间，bp随碳链增长而增高。The Physical Properties of Lipids第15页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质一

9、、一般特性一、一般特性2、熔点和沸点（Melting Points and Boiling Points）The Physical Properties of Lipids第16页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶二、晶体结构与同质多晶1、晶体结构（Crystallization）The Physical Properties of Lipidsn脂肪固化时，分子高度有序排列，形成三维晶体结构n晶体是由晶胞在空间重复排列而成的n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。第17页，共57页，编辑于20

10、22年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶二、晶体结构与同质多晶The Physical Properties of Lipids2、同质多晶（Polymorphism）化学组成相同而晶体结构不同的物质，在熔融态时具有相同的化学化学组成相同而晶体结构不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质。组成与性质。稳定性：三酰基甘油的3种晶型第18页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶二、晶体结构与同质多晶The Physical Properties of Lipids2、同质多晶（Polymorp

11、hism）具有相同脂肪酸的三酰基甘油的同质多晶型物的特征第19页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质二、晶体结构与同质多晶二、晶体结构与同质多晶The Physical Properties of Lipids3、调温利用结晶方式改变油脂的性质，使得到理想的同质多晶型和物理状态，以增加油脂的利用性和应用范围。-3V33.8 -3VI36.2 有利Cocoa fat第20页，共57页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 脂类的物理性质脂类的物理性质三、油脂的塑性三、油脂的塑性The Physical Properties of Lipids在一定的外力

12、作用下，固体脂肪具有的抗变形的能力。影响油脂塑性的因素：影响油脂塑性的因素：SFI（solid fat index)适当脂肪的晶型：熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大。油脂塑性的应用油脂塑性的应用 涂抹性 可塑性 起酥作用 面团体积增加第21页，共57页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂一、乳状液一、乳状液Emulsions and Emulsifiers1、乳状液的概念：乳状液一般是由两种不互溶的液相组成的分散体系，其中一相是以直径0.10.5m的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶形式存在的液相称为“内”相或分散相，使液滴或液晶分散的相称为“外”相或连续相。水油油

13、水连续相分散相亲水端疏水端O/W W/O 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)乳浊液第22页，共57页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂二、乳化剂二、乳化剂Emulsions and Emulsifiers1、定义：由亲水基和亲油基组成的双亲分子。功能n控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性n在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度n与面筋蛋白相互作用强化面团n控制脂肪结晶，改善产品的稠度第23页，共57页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 乳状液和乳化剂乳状液和乳化剂二、乳化剂二、乳化剂Emulsions and Em

14、ulsifiers常用的乳化剂 甘油酯、乳酰化单酰甘油、硬酯酰乳酰乳酸钠（SSL）、乙二醇或丙二醇脂肪酸单酯、脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、卵磷脂、各种植物中的水溶性树胶等。2、乳化剂的选择(1)HLB法选择乳化剂HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance):亲水亲油平衡值HLB为36时，适用于W/O乳状液 HLB为818时，适用于O/W乳状液nHLB值具有代数加和性n通常混合乳化剂比具有相同HLB值的单一乳化剂的乳化效果好。第24页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Propert

15、ies of Lipids一、脂类水解（一、脂类水解（Lipolysis）通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解n游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味n油炸易发烟，影响风味 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。第25页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）食品变质的主要原因之一；产生挥发性化合物，不良风味（哈喇味）；受多种因素影响；氧与不饱和脂类反应。自动氧化光敏氧化酶促氧化第26页，共57页

16、，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（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：链终止：R +R R-R (4)R +ROO ROOR (5)ROO +ROO ROOR+O2 (6)链引发链引发(诱导期诱导期)：RH R+H (1)引发剂链传递：链传递：R +O2 ROO (2)ROO +RH ROOH+R (3)R 烷基自由基ROO 过氧化自由基过氧化自由基ROOR 非自由基产物非自由基产物第

17、27页，共57页，编辑于2022年，星期三自动氧化的特征n干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度n光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化n反应产生大量氢过氧化物n纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（一）自动氧化(autoxidation)第28页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidati

18、on）（二）光敏氧化(Photosensitized Oxidation)在油脂中含有一些天然色素如叶绿素、核黄素等光敏化合物，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29页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（二）光敏氧化(Photosensitized Oxidation)光敏氧化的特征n不产生自由基n双键的顺式构型改变成反式构型n与氧浓度无关 n没有诱导期n光的影响远大于氧浓度的影响n受自由基抑制剂的

19、影响，但不受抗氧化剂影响n产物是氢过氧化物第30页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物ROOH的O-O断裂氢过氧化物是脂类氧化的主要初期产物，无味，但不稳定。烷氧基自由基第31页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物烷氧基两侧的C-C断裂第32页，共57

20、页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（三）脂类氧化产物小分子聚合三戊基三噁烷第33页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素脂肪酸的组成和含量 顺式、共轭双键易氧化。游离FA比甘油酯的V氧化略高，双键数V氧化氧浓度氧压V氧化第34页，共57页，编辑于2022年，星期三第四

21、节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素温度 温度V氧化水分活度第35页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（四）影响脂肪氧化速率的因素表面积 表面积V氧化助氧化剂 具有适合的氧化还原电位的二价或多价的过渡金属。铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银光照和辐射抗氧化剂第36页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节

22、第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）能推迟具有自动氧化能力的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。主抗氧化剂n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nBHA、BHT、PG、TBHQn天然食品组分：VE、胡萝卜素次抗氧化剂（协同剂、增效剂）n增加主抗氧化剂的活性n柠檬酸、VC、酒石酸、卵磷脂分类第37页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Propert

23、ies of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）抗氧化剂的作用机理n抑制自由基的产生或中断链的传播n自由基接受体n既作为氢给予体，又作为自由基接受体n主要与ROO作用，而不是与R作用链传递反应 ROO+RH ROOH+R 抑制反应 ROO+AH ROOH+A循环二聚合或歧化，不循环竞争机制第38页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）

24、抗氧化剂的协同作用两类协同作用：n混合自由基受体n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+AHnBH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）第39页，共57页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 油脂的化学性质油脂的化学性质The Chemical Properties of Lipids二、脂类氧化（二、脂类氧化（oxidation）（五）抗氧化剂（Antioxidants）抗氧化剂使用时注意事项A.抗氧化剂应尽早加入B.使用要注意剂量不能超出其安全剂量有些抗氧化剂，用量不合适会促氧化。C.选择抗氧化剂应注意溶解性D.

25、常将几种抗氧化剂合用第40页，共57页，编辑于2022年，星期三第五节第五节 油脂的质量评价油脂的质量评价Quality Evaluation of Lipids一、过氧化值（Peroxidation Value）1公斤油脂中所含ROOH的毫摩尔数。ROOH+2KI ROOH+2KI ROH+IROH+I2 2+K+K2 2O OI I2 2+2 Na+2 Na2 2S S2 2O O3 32 NaI+Na2 NaI+Na2 2S S4 4O O6 6 POV宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。二、酸值（价）（Acid Value）中和1g 油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数。我国食品卫生的国

26、家标准规定，使用植物油的酸价应低于5 5第41页，共57页，编辑于2022年，星期三三、碘值（价）（Iodine Value）第五节第五节 油脂的质量评价油脂的质量评价Quality Evaluation of Lipids加成100g 油脂所需碘的克数。是衡量油脂中双键数的指标四、其它指标皂化价、感官评定等第42页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 一、脂类热分解第43页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids P

27、rocessing 一、脂类热分解饱和脂肪非氧化热解第44页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 一、脂类热分解饱和脂肪氧化热解第45页，共57页，编辑于2022年，星期三不饱和脂肪 非氧化热解主要生成一些低分子量的物质；此外还有二聚体。氧化热解 与低温下的Autoxidation类似，但ROOH的分解速率更快。第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 一、脂类热分解第46页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加

28、工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 二、脂类油炸化学 1、油炸过程中油脂的化学变化 挥发性化合物 极性化合物（如羟基酸、环氧酸、烷氧基等）二聚和多聚酸以及二聚和多聚甘油酯 游离脂肪酸第47页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 二、脂类油炸化学 2、油炸后油脂品质的检测方法 石油醚不溶物检测 极性化合物柱色谱测定 介电常数测量 二聚物酯类的气相色谱第48页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistr

29、y of Lipids Processing 三、油脂的精炼（Refining）脱胶（Degumming）：用水除去毛油中的磷脂和蛋白质胶体状杂质脱酸（Deacidification）：用碱中和毛油中的游离脂肪酸脱色（Bleaching）：用活性白土、活性碳脱去杂色素和棉酚脱臭（Deodorization）：真空脱气精炼后油的品质提高，但Fat-Soluble Vitamins和胡萝卜素损失。第49页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四、油脂的改性（Modification of Lipi

30、ds）1 1、氢化、氢化（HydrogenationHydrogenation ）油脂的氢化是通过催化加氢的过程使油脂分子中的不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，从而提高油脂熔点的方法。氢化以后的油脂主要应用在肥皂工业，也可用在食品工业中用作起酥油、人造奶油等。第50页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四、油脂的改性（Modification of Lipids）1 1、氢化、氢化（HydrogenationHydrogenation ）双键被吸附（键相互作用）到金属催化剂表面；金属表面氢原子转移

31、到双键的一个碳上，双键的另一个碳与金 属表面键合（键）；第二个氢原子进行转移，得到饱和产品。氢氢化化机机理理第51页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四、油脂的改性（Modification of Lipids）1 1、氢化、氢化（HydrogenationHydrogenation ）氢氢化化的的选选择择性性 氢化过程中，一些双键被饱和，一些双键可能重新定位，一些双键可能由顺式转变为反式构型，所产生的异构物被称为异酸。亚麻酸异亚油酸亚油酸异油酸油酸硬脂酸 为使氢化产品能满足各种用途，氢化

32、作用必须具有选择性。选择比（SR）是指氢化产品的速率比。如下式的SRk2/k3亚麻酸亚油酸油酸硬脂酸k2k3k1SR越高，选择性越高第52页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四、油脂的改性（Modification of Lipids）1 1、氢化、氢化（HydrogenationHydrogenation ）加工参数对氢化选择性与速率的影响第53页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四

33、、油脂的改性（Modification of Lipids）1 1、氢化、氢化（HydrogenationHydrogenation ）油油脂脂氢氢化化后后的的特特性性改改变变有利方面n稳定性提高；n颜色变浅；n风味改变；n便于运输和贮藏；n制造起酥油、人造奶油等。不利方面n多不饱和脂肪酸含量下降；n脂溶性维生素被破坏；n双键的位移和反式异构体的产生第54页，共57页，编辑于2022年，星期三第六节第六节 油脂的加工化学油脂的加工化学Chemistry of Lipids Processing 四、油脂的改性（Modification of Lipids）2 2、酯交换、酯交换（Interes

34、terificationInteresterification ）分子内酯交换ABCABC分子间酯交换ABC+ABC+ABCABC第55页，共57页，编辑于2022年，星期三思考题思考题1、单酸三酰甘油同质多晶主要有、和 型。有关这三种晶型，下面哪一种说法正确？A型密度最小，熔点最低 B 型密度最小，熔点最低 C型密度最小，熔点最低 D型密度最大，熔点最低第56页，共57页，编辑于2022年，星期三思考题思考题 2、油脂的选择性氢化是油脂改性的常用手段之一(如在制造起酥油和人造奶油时)。然而，油脂氢化过程中可能形成反式脂肪酸，对人体的健康不利。请运用你所学的食品化学知识，设计一种替代工艺，并解释你的思路。第57页，共57页，编辑于2022年，星期三