《食品化學(xué)》5脂類課件

1、第五章 脂類一、概述二、油脂的物理性質(zhì)三、油脂在烹調(diào)與貯存過程中的化學(xué)變化四、油脂質(zhì)量的評價常數(shù) 第一節(jié) 概述 (Introduction)一、脂類(Lipids)的特點與功能 脂類化合物種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，其中95%左右的是脂肪酸甘油酯，即脂肪(fat)。1、lipids共同特征不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機溶劑。大多具有酯的結(jié)構(gòu)，并以脂肪酸形成的酯最多。都是由生物體產(chǎn)生，并能由生物體所利用（與礦物油不同）。2. 脂類的功能(Function of Lipids)熱量最高的營養(yǎng)素(39.58kJ/g) ;提供必需脂肪酸;脂溶性維生素的載體;提供滑潤的口感，光潤的外觀，塑性脂肪還

2、具有造型功能;賦予油炸食品香酥的風(fēng)味;是傳熱介質(zhì).二、脂類的化學(xué)結(jié)構(gòu)R1= R 2 = R 3，單純甘油酯；Ri不完全相同時，混合甘油酯。 油脂的主要成分是甘油和三個脂肪酸結(jié)合成的三酰甘油酯。2、來源分：乳脂類植物脂動物脂肪魚油微生物油脂3、按不飽和程度分：干性油：碘值大于130，如桐油、亞麻籽油、紅花油等；半干性油：碘值介于100-130，如棉籽油、大豆油等；不干性油：碘值小于100，如花生油、菜子油、蓖麻油等。4、按物理狀態(tài)分：脂肪fat（常溫下為固態(tài)）油oil（常溫下為液態(tài)）五、烹調(diào)用油脂的種類1、植物油類A 飽和脂肪酸類B 油酸類C 亞麻酸類D 月桂酸類3、海產(chǎn)動物油類魚油、魚肝油、海

3、產(chǎn)哺乳動物油脂。主要含有大量的長鏈多不飽和脂肪酸；含有大量VA和VD。第二節(jié) 油脂的物理性質(zhì)一、色澤、氣味二、熔點、凝固點三、發(fā)煙點、閃點、燃點四、黏度五、塑性六、乳化一、色澤、氣味純凈的油脂是無色、無味的。1、脂溶性色素2、味道：酸敗后的苦、澀味3、氣味：揮發(fā)性的脂肪酸與非脂成分。如乳品（丁酸）二. 熔點和沸點Melting Points and Boiling Points沒有敏銳的mp和bpmp:游離脂肪酸甘油一酯二酯三酯mp最高在4055之間。碳鏈越長，飽和度越高，則mp越高。mp96%。bp：180200之間，bp隨碳鏈增長而增高。三、發(fā)煙點、閃點、燃點 發(fā)煙點：在避免通風(fēng)并備有特殊

4、照明的實驗裝置中覺察到冒煙時的最低加熱溫度。 閃點：指油脂釋放揮發(fā)性物質(zhì)的速度可能點燃但不能維持燃燒的溫度。 燃點：指油脂釋放的揮發(fā)性物質(zhì)可以維持連續(xù)燃燒5s以上的溫度。四、油性和黏度1、油性是評價油脂形成薄膜能力的指標(biāo)。分散淀粉、阻止面筋的粘連。2、影響油脂黏度的內(nèi)因是甘油三酯中脂肪鏈的長短和飽和程度。涂抹性 可塑性起酥作用 塑性脂肪的塑性或稠度取決于組成塑性脂肪的甘油三酯的固液兩相的相對比例和構(gòu)成固相的甘油三酯結(jié)晶粒子的大小。起酥油(Shortening) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的塑性油脂，在40C不變軟，在低溫下不太硬，不易氧化。六、乳化 油脂不溶于水，但在油水混合物中加入少許乳化劑，如單甘脂、卵磷脂

5、、蛋白質(zhì)等，攪拌后即可得到乳化液。 乳化劑能使互不相溶的兩相均勻的分散到另一相的物質(zhì)。第三節(jié) 油脂在烹調(diào)與貯存過程中的化學(xué)變化一、油脂的水解反應(yīng)二、油脂的酸敗反應(yīng)三、高溫烹調(diào)過程中油脂發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)一、油脂的水解反應(yīng)在堿性條件下，水解反應(yīng)是不可逆的。水解出的游離脂肪酸馬上與堿結(jié)合生成脂肪酸鹽（肥皂）。皂化價：完全皂化1g油脂所消耗的KOH的mg數(shù)。 評價油脂組成的指標(biāo)； 與組成油脂的脂肪酸的平均分子量成反比，與C鏈的長短成反比。附：在脂酶的作用下發(fā)生的水解：（1）水解酸敗：毛油。（2）水解特殊風(fēng)味：干酪。二、油脂的酸敗反應(yīng)水解型酸敗酮型酸敗油脂的自動氧化酸敗1、水解型酸敗見水解反應(yīng)。2、酮型酸

6、敗 水解產(chǎn)生的游離飽和脂肪酸在酶的作用下，最后生成有怪味的酮酸和甲基酮。 2種酸敗主要是由于微生物產(chǎn)生的酶引起的。 防止以上2種酸敗的措施：提高純度(減低雜質(zhì)和水分)；低溫儲藏；容器密閉，以免污染(微生物)。 3、油脂的自動氧化酸敗 （Autoxidation） 油脂的自動氧化酸敗是油脂及含油脂食品最主要的變質(zhì)現(xiàn)象。 脂類氧化對食品的影響： 使食用油脂、含脂肪食品產(chǎn)生各種異味和臭味，統(tǒng)稱為酸敗;降低食品的營養(yǎng)價值; 某些氧化產(chǎn)物可能具有毒性。 脂類自動氧化的主要初產(chǎn)物氫過氧化物是相對不穩(wěn)定的，能參與很多復(fù)雜的分解和相互作用的反應(yīng)，產(chǎn)生許多分子量、風(fēng)味閾值及生物學(xué)意義不同的化合物(下圖）。 氫過

7、氧化物的分解參與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生醛反應(yīng)還原成醇醛的氧化與聚合醛類是脂肪氧化過程中生成的一類主要化合物，在氧化的脂肪中存在著多種醛類化合物。飽和醛容易氧化成對應(yīng)的酸，并發(fā)生二聚和縮合反應(yīng)，例如三個己醛分子可結(jié)合成三戊基三惡烷。三戊基三噁烷有強烈的臭味脂類自動氧化的自由基鏈反應(yīng)機理引發(fā)傳遞終止引發(fā)劑：光、氧氣、金屬離子機理 油脂在光、熱等外界因素的激發(fā)下，脂肪酸基團雙鍵上的C易失去氫離子而形成脂自由基R； R極不穩(wěn)定，很容易與氧發(fā)生反應(yīng)，生成脂過氧自由基ROO； ROO自由基具有鏈的傳播作用，它能從其它烯鍵上奪取一個氫，生成氫過氧化物ROOH； 隨后ROOH分解成短鏈的有機物，從而使油脂失去原有的風(fēng)味與

8、營養(yǎng)，產(chǎn)生令人難以接受的氣味和口感?？寡趸瘎〢H能與ROO和R反應(yīng)，生成無鏈傳播作用的ROOH和RH。ROO+AHROOH+A，R+AH RH+A不僅會造成核黃素缺乏、肝臟腫大等癥狀，而且還會影響人體細胞呼吸系統(tǒng)中一些酶如細胞色素氧化酶、琥珀酸脫氫酶的活性。長期食用氧化酸敗的油脂對人體的健康十分有害B 影響油脂自動氧化酸敗的因素： 常溫下飽和脂肪酸難于氧化，不飽和脂肪酸含雙鍵越多，則氧化反應(yīng)越容易發(fā)生，其中含多烯酸的油脂最易氧化。 在高溫下，飽和脂肪酸明顯氧化的氧化率只有不飽和脂肪酸的十分之一。 油脂的狀態(tài)處于乳化、水解等狀態(tài)時，容易氧化。 游離脂肪酸的氧化速度略大于甘油酯中的結(jié)合型脂肪酸。（

9、商品油脂中存在大量游離酸時，將使貯存罐中具有催化作用的微量金屬與脂肪酸的結(jié)合量增加，從而加快了氧化速度。）（1）油脂的脂肪酸組成： 自動氧化速度隨溫度的增高而加快。 高溫既能促進游離基的產(chǎn)生，也促進氫過氧化物的分解與聚合。（2）溫度：光照促進氫過氧化物的分解。射線的效應(yīng)是提高了游離基的生成速度。（3）光和射線相對氧化速度氧分壓（4）氧氣 油脂的自動氧化速度隨環(huán)境中氧分壓增加而增大。氧分壓達到一定值后，自動氧化速度便保持不變。油脂與空氣的接觸面積與油脂的氧化速率成正比。真空充氮低透氣包裝材料。(5)接觸面積：相對反應(yīng)速度 Aw0.3 0.4（6）水分 水分活度特高或特低時，酸敗速度都很快。 在A

10、w=0.3-0.4時，油脂的自動氧化酸敗變化最小。 金屬離子是最重要的催化劑。如Fe2+、Cu2+、Mn2+ 不同金屬材料對油脂的自動氧化的催化作用：鉛銅 錫 鋅 鐵 鋁 不銹鋼 銀。（7）催化劑（8）抗氧化劑 抗氧化劑的定義：抗氧化劑是一種能推遲具有自動氧化能力的食物發(fā)生氧化，并能減慢氧化速度的物質(zhì)。2-BHA（2-叔丁基羥基茴香醚）3-BHA（3-叔丁基對羥基茴香醚）BHT（ 2，6-二叔丁基化羥基甲苯）TBHQ （2-叔丁基氫醌） PPG（沒食子酸丙酯或棓酸丙酯） THBP（2，4，5-三羥基苯丁酮） （4-羥甲基-2，6-二叔丁基酚） 食品中應(yīng)用的幾種主要人工合成的抗氧化劑 酚類：生育

11、酚、芝麻酚等 類胡蘿卜素等 氨基酸和肽類 酶類：谷胱甘肽酶、SOD酶 其它：抗壞血酸Natural AntioxidantsAntioxidation mechanism自由基清除劑1O2淬滅劑金屬螯合劑氧清除劑ROOH分解劑酶抑制劑酶抗氧化劑 紫外線吸收劑目前抗氧化劑的可能機理循環(huán)二聚合或歧化不再循環(huán)在抗氧化劑使用時要注意以下事項：抗氧化劑應(yīng)盡早加入B. 常將幾種抗氧化劑合用C. 使用要注意劑量 不能超出其安全劑量 有些抗氧化劑，用量不合適會促氧化?？寡趸瘎┻x擇及使用時的注意事項應(yīng)根據(jù)食品種類、加工和貯藏情況、相似相溶等來選擇抗氧化劑。如A.低濃度酚可清除自由基，高濃度酚有促氧化作用ROO

12、+ AH2 ROOH + AH （清除ROO ）ROO + AH ROOH + A （氧化）AH + AH AA （偶合）AH + AH AH2 + A （歧化）ROO + AH ROOAB. 低濃度的生育酚有抗氧化作用，高濃度則有助氧化作用C.低濃度Vc (10-5mol/L) 促氧化。D. -胡蘿卜素 濃度為510-5mol/L時，抗氧化性最強； 若濃度更高，則促氧化。 低氧壓時(PO2 150mmHg)，抗氧化; 高氧壓時促氧化。 三、高溫烹調(diào)過程中油脂發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(老化反應(yīng))（一）老化反應(yīng)概述1、熱分解反應(yīng)： 在高溫下，熱分解反應(yīng)對油脂的質(zhì)量影響很大。 熱分解反應(yīng)能生成各種分解產(chǎn)物，

13、如酮、醛、游離酸、不飽和烴及一些揮發(fā)性化合物。 油脂的熱分解嚴(yán)重地影響著油脂的質(zhì)量，不僅使油脂的營養(yǎng)價值降低，而且還對人體的健康有害。 油溫在260以下時熱分解并不十分明顯，當(dāng)油溫達290300時，熱分解明顯加快。 2、熱氧化反應(yīng) 油脂在空氣中加熱至200230時與氧接觸還能引起熱氧化聚合。油炸食品所用的油逐漸變稠，即屬于此類熱聚合反應(yīng)。油脂的熱氧化聚合過程，隨油的種類而不同。 油脂熱氧化聚合的程度與溫度、氧的接觸有關(guān)。金屬尤其是鐵、銅都可以促使油脂的熱氧化聚合，即使1ppm的含量也能促使油脂氧化聚合加快。3、熱聚合反應(yīng)： 油脂經(jīng)過加熱使用后，特別是在加熱到300以上或長時間反復(fù)加熱后，油脂不

14、僅會發(fā)生熱分解反應(yīng)，還會發(fā)生熱聚合反應(yīng)，其結(jié)果是油脂色澤變暗，粘度增加，嚴(yán)重時冷卻后會發(fā)生凝固現(xiàn)象，油脂的起泡性也會增加，泡沫的穩(wěn)定性增強。 聚合作用可以發(fā)生在同一甘油酯的脂肪酸殘基之間，形成二聚或多聚酸；也可以發(fā)生在不同的甘油酯之間，形成二聚、多聚甘油酯。熱聚合與氧化聚合不同，它不會產(chǎn)生難聞的氣味，消費者不易發(fā)現(xiàn)它們的存在，因此它的危害更大。4、熱縮合反應(yīng)： 在高溫下，油脂能發(fā)生部分水解，然后再縮合成相對分子質(zhì)量較大的醚型化合物。油脂老化后的主要現(xiàn)象： （1）色澤變深 反復(fù)用過的油脂明顯色澤變暗，這里面除了使用時烹飪原料在高溫下發(fā)生焦糖化褐變、羰氨褐變等反應(yīng)產(chǎn)生的黑色素外，更主要的是油脂自身

15、生成的高分子產(chǎn)物使油脂顏色變暗。 （2）粘度增大（熱增稠） 油脂加熱時間越長，粘度越大。以棉籽油為例，加熱后的粘度可增大幾倍。粘度增大的原因為各種聚合反應(yīng)，使分子變大所致。 （3）揮發(fā)性增大 油脂長時間加熱后，泡沫不斷增多，且消失變慢。油脂在高溫使用后，由于熱分解作用產(chǎn)生的物質(zhì)都會降低油脂的發(fā)煙點。油脂長時間加熱后，還會出現(xiàn)加熱氧化酸敗的氣味。（二）影響油脂老化（高溫劣變）的因素：1、油脂的種類：飽和脂肪酸組成的油脂不飽和脂肪酸組成的油脂2、油溫：2003、與氧氣的接觸面積4、金屬催化劑：Fe2+、Cu2+5、油炸物的水分含量：促使水解6、加工方式：連續(xù)加熱 、間歇式加熱7、使用抗氧化劑：BH

16、T、BHA8、選擇新型油炸設(shè)備：水油混合深層油炸設(shè)備、真空油炸設(shè)備附：水油混合深層油炸食品加工技術(shù)簡介 是指在同一敞口容器內(nèi)加入油和水，相對密度小的油占據(jù)容器的上半部，相對密度大的水則占據(jù)容器的下半部分，在油層中部水平設(shè)置加熱管（器）進行加熱。 油炸時食品處于油淹過加熱管60mm左右的上部油層中，油水界面處設(shè)置的水平冷卻器以及強制循環(huán)風(fēng)機對下層的冷卻可使水層溫度控制在55以下， 炸制食品產(chǎn)生的殘渣可從高溫油區(qū)落到溫度較低的水層中，而殘渣中所含的油經(jīng)過水分離后又返回油層，沉于底層的殘渣、聚合物可隨水一起排掉。優(yōu)點： （1）由于動物油脂與植物炸油的比重不同，在炸制肉、魚等食品時，肉中所滲出的油脂會

17、自然沉入炸油的下層，使工作面油層始終保持純凈，因而可防止油炸食品的串味問題。（2）油炸過程中，下層油溫比上層油溫低，油的氧化程度大大緩解，因而產(chǎn)生的各類有毒、有害物質(zhì)大大減少，降低了油炸食品對人體健康的危害。 （3）油炸過程中產(chǎn)生的食物殘渣可沉入底部的水中，不被炸成碳屑，因而大大減少了致癌有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品本身的感官質(zhì)量。（4）沒有與食物殘渣一起廢棄的炸油，也沒有因氧化變質(zhì)而廢棄的油，可節(jié)省炸油50%左右。傳統(tǒng)油炸缺點：（1）油炸過程中，炸油全部處于高溫狀態(tài)，油很快會氧化，黏度升高，重復(fù)使用幾次后便成黑褐色無法再用。（2）高溫下長時間反復(fù)煎炸食品的油會產(chǎn)生多種毒性不同的油脂聚合物環(huán)狀單聚體、二聚體及多聚體，這些成分會不同程度的導(dǎo)致人體的麻痹、消化系統(tǒng)疾病、癌癥等。 （3）積存于鍋底的食物殘渣，隨著時間的延長而增多，不但使油變的污濁，而且反復(fù)油炸可形成碳屑，特別是在炸制腌肉、魚等制品時，還會生成一種亞硝基吡啶、烷等的致癌物質(zhì)。另外由于殘渣附著于油炸食品的表面，會使食品表面質(zhì)量劣化，大大降低其感官指標(biāo)。 （4）高溫下長時間使用的炸油，會生成不飽和脂肪酸的過氧化物，直接妨礙人體對脂肪和蛋白質(zhì)的吸收，降低食品的營養(yǎng)價值。第四節(jié) 油脂質(zhì)量的評價指數(shù) 是指不飽和脂肪酸被氧化成過氧化物，1Kg被測油脂中過