食品生物化學(xué)-第3章課件

食品生物化學(xué)第一節(jié)概述

第二節(jié)脂肪

第三節(jié)類脂

第四節(jié)油脂加工的化學(xué)

第三章脂類化學(xué)

食品生物化學(xué)第一節(jié)概述第三章脂類化學(xué)1食品生物化學(xué)

學(xué)習(xí)目標

1．了解脂類化合物的特征及分類。2．掌握脂肪及脂肪酸的性質(zhì)。3．了解食品熱加工中油脂的變化。4．了解油脂加工中的化學(xué)變化。食品生物化學(xué)學(xué)習(xí)目標2食品生物化學(xué)第一節(jié)概述

一、脂類的特征脂類是一類混合有機化合物，包括脂肪、蠟、磷脂、糖脂、類固醇等。脂類的元素組成主要為碳、氫、氧三種，有的還含有氮、磷、硫。脂類共同特征：不溶于水而易溶于乙醚等非極性的有機溶劑；都具有酯的結(jié)構(gòu)，或與脂肪酸有成酯的可能；都是生物體所產(chǎn)生，并能為生物體所利用。食品生物化學(xué)第一節(jié)概述一、脂類的特征3食品生物化學(xué)生物化學(xué)中的脂類范圍廣泛，并不局限于由脂肪酸和醇所組成的物質(zhì)。一般把生物體中具有脂溶性的化合物統(tǒng)稱為脂類。細胞內(nèi)存在的萜類和甾（固醇）類物質(zhì)也囊括進來。萜類和甾類都不含有脂肪酸組分。二、脂類的分類1.單脂質(zhì)2.單脂質(zhì)是由脂肪酸與醇所成的脂根據(jù)醇的性質(zhì)單脂質(zhì)可分為：（1）脂肪脂肪酸與甘油所成的脂，又稱中性脂肪。室溫下為液態(tài)的中性脂肪稱為油。（2）蠟脂肪與高級一元醇所成的酯。食品生物化學(xué)生物化學(xué)中的脂類范圍廣泛，并不局限于由脂4食品生物化學(xué)3.復(fù)合脂類復(fù)合脂類分子中除了脂肪酸與醇以外，還有其他的化合物。復(fù)合脂類主要以下幾類：（1）磷脂由脂肪酸、醇、磷酸及一個含氮的堿構(gòu)成。如：甘油磷脂、卵磷脂、腦磷脂等。（2）糖脂糖脂含有糖（半乳糖和葡萄糖）、一分子脂肪酸及神經(jīng)氨基醇，不含磷酸及甘油。（3）蛋白脂蛋白質(zhì)與脂類的復(fù)合物。

食品生物化學(xué)3.復(fù)合脂類5食品生物化學(xué)4.衍生脂類由簡單脂類與復(fù)合脂類衍生而仍具有脂類一般性質(zhì)的物質(zhì)。（1）脂肪酸飽和及不飽和的脂肪酸。（2）高級醇類除甘油以外的高分子量醇類。（3）烴類不含羧基或醇基，又不被皂化的化合物，包括直鏈烴、類胡蘿卜素等飽和及不飽和的烴類。食品生物化學(xué)4.衍生脂類由簡單脂類與復(fù)合脂類衍生而6食品生物化學(xué)第二節(jié)脂肪一、脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)與種類脂肪是甘油與脂肪酸所成的酯，也稱真脂或中性脂肪。若構(gòu)成甘油酯的三個烴基（R1、R2、R3）相同，則稱為單純甘油酯，否則稱為混合物甘油酯。天然脂肪中單純甘油酯很少，一般都是混合甘油酯。在一種脂肪中，一般至少有三種以上的脂肪酸參與成酯，根據(jù)排列組合的規(guī)律，當一種脂肪中含有三種脂肪酸時，就可能有10種不同的混合甘油酯存在。常溫下，含不飽和脂肪酸多的植物脂肪一般為液態(tài)，稱之為油；含飽和脂肪酸多的動物脂肪在常溫下一般為固態(tài)，稱之為脂。二者均以其來源名稱命名。如：花生油、豆油、牛脂等。食品生物化學(xué)第二節(jié)脂肪一、脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)與種類7食品生物化學(xué)

圖3-1脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-1脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)8食品生物化學(xué)二、甘油甘油（又名丙三醇），是構(gòu)成脂肪的醇基部分，在各種油脂中含量一般為4%～6%。未經(jīng)酯化的甘油能溶于水和乙醇，不溶于脂肪溶劑，沸點為290℃，相對密度1.260。甘油在高溫下與脫水劑（無水CaCl2、KHSO4、MgSO4等）共熱，失水生成具有刺激鼻，喉及眼黏膜的辛辣氣味的丙烯醛，是鑒別甘油的特征的反應(yīng)。油脂在高溫時發(fā)生臭味就是產(chǎn)生丙烯醛的緣故，也可利用此種性質(zhì)來鑒定物質(zhì)中是否有油脂存在。食品生物化學(xué)二、甘油9食品生物化學(xué)

圖3-2甘油的特征反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-2甘油的特征反應(yīng)10食品生物化學(xué)三、脂肪酸

脂肪酸是脂類化合物的主要成分之一。三酰甘油分子中，甘油是不變的，因此，脂肪的性質(zhì)與其中所含脂肪酸有很大關(guān)系。1．脂肪中脂肪酸的種類目前從動物、植物、微生物中分離出的脂肪酸有近200多種，大多數(shù)是偶數(shù)碳原子的直鏈脂肪酸，帶側(cè)鏈者極少，奇數(shù)碳原子的也少見，但在微生物產(chǎn)生的脂肪中有相當量的C15、C17及C19的脂肪酸，還有少數(shù)含環(huán)狀烴基的脂肪酸。脂肪酸的碳氫鏈有的是飽和的，有的是不飽和的，含有一個或幾個雙鍵。飽和脂肪酸的鏈長一般為C4～C30，不飽和脂肪酸鏈長一般為C10～C24。食品生物化學(xué)三、脂肪酸11食品生物化學(xué)（1）飽和脂肪酸飽和脂肪酸的特點是碳氫鏈上沒有雙鍵存在。根據(jù)碳原子數(shù)的不同，可分為：①低級飽和脂肪酸（揮發(fā)性脂肪酸）分子中碳原子數(shù)≤10的脂肪酸，常溫下為液態(tài)，如常見的丁酸、乙酸等，在乳脂及椰子油中多見。②高級飽和脂肪酸（固態(tài)脂肪酸）分子中碳原子數(shù)>10的脂肪酸，常溫下為固態(tài)。如常見的軟脂酸和硬脂酸等。（2）不飽和脂肪酸分子中含有雙鍵或三鍵的脂肪酸叫做不飽和脂肪酸，通常為液態(tài)。不飽和脂肪酸通常用Cx:y表示，其中x表示碳鏈中碳原子的數(shù)目，y表示不飽和雙鍵的數(shù)目。食品生物化學(xué)（1）飽和脂肪酸飽和脂肪酸的特點是碳氫鏈12食品生物化學(xué)含一個雙鍵的脂肪酸如油酸（C18:1）、棕櫚油酸（C16:1）等；含兩個以上雙鍵的脂肪酸。主要有亞油酸（C18:2）、亞麻酸（C18:3）等。

在不飽和脂肪酸中，有一些在人體內(nèi)有著特殊的生理作用，是維持人體正常生理功能所必需的，人體不能合成，必須由食物供給，這種不飽和脂肪酸稱為必需脂肪酸。亞麻酸不屬于必需脂肪酸，花生四烯酸（C20:4）可在體內(nèi)由亞油酸合成及轉(zhuǎn)化而得到，因此亞油酸是最重要的必需脂肪酸。必需脂肪酸是組織細胞的組成成分，而且與類脂代謝也有密切關(guān)系。必需脂肪酸最好的食物來源是植物油類，動物脂肪中含量不多。食品生物化學(xué)含一個雙鍵的脂肪酸如油酸（C18:113食品生物化學(xué)表3-1構(gòu)成油脂的脂肪酸

食品生物化學(xué)表3-1構(gòu)成油脂的脂肪酸14食品生物化學(xué)2．各類生物脂肪中脂肪酸組成的特點各種不同類型生物脂肪中的脂肪酸組成有不同的特點。陸地上動、植物脂肪中多數(shù)為C16～C18的脂肪酸，尤以C18為最多。動物脂肪主要是軟脂酸、硬脂酸、油酸，且往往硬脂酸較多，不飽和脂肪酸含量低。存在于植物果肉里的脂肪，如棕櫚油、橄欖油，主要脂肪酸是軟脂酸、油酸，并往往含有亞油酸。種子脂肪中一般以軟脂酸、油酸、亞油酸及（或）亞麻酸為主要脂肪酸。

食品生物化學(xué)2．各類生物脂肪中脂肪酸組成的特點15食品生物化學(xué)水產(chǎn)動物脂肪中以C20及C22脂肪酸居多，其中不飽和脂肪酸的含量占絕大部分，種類也很多，飽和脂肪酸僅含少量。淡水魚類脂肪中C18不飽和脂肪酸的比例高，而海水魚類脂肪中則以C20及C22不飽和脂肪酸含量居優(yōu)勢，如含二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有調(diào)節(jié)血脂、降低膽固醇和甘油三脂的含量，防止血管凝固，促進血液循環(huán)，預(yù)防腦溢血、腦血栓及老年癡呆、減少動脈硬化及高血壓，促進腦部和眼睛的發(fā)育等功效。DHA和EPA俗稱為腦黃金。

高等陸生動物脂肪中的脂肪酸主要是軟脂酸、油酸，并往往含有硬脂酸。軟脂酸及油酸也是哺乳動物乳汁中的主要脂肪酸。此外，許多動物（特別是反芻動物）的乳中含有相當多的（5%～30%）短鏈脂肪酸（C4～C10）。食品生物化學(xué)水產(chǎn)動物脂肪中以C20及C22脂肪酸居多16食品生物化學(xué)兩棲類及爬行類動物的脂肪含有大量C20及C22不飽和脂肪酸，與水產(chǎn)動物相似；而鳥類及嚙齒類則更接近于其他高等陸生動物。四、脂肪酸及脂肪的性質(zhì)1．物理性質(zhì)（1）色澤與氣味純凈的脂肪酸及甘油酯是無色的，但天然脂肪常具有各種顏色，如棕黃、黃綠、黃褐色等，這是因為它溶有各種色素物質(zhì)，如類胡蘿卜素等的緣故。純的脂肪是沒有氣味和滋味的，但天然的脂肪則具有特殊的氣味和滋味。如芝麻油、花生油、豆油等。天然脂肪的氣味除了極少數(shù)由短鏈脂肪酸構(gòu)成的脂肪外，一般也是由于其所含的非脂肪成分引起的。溶于脂肪中的低級脂肪酸（≤C10）的揮發(fā)性氣味也是造成脂肪嗅味的原因。食品生物化學(xué)兩棲類及爬行類動物的脂肪含有大量C20及17食品生物化學(xué)（2）熔點與沸點脂肪酸的熔點隨碳鏈增長及飽和度的增高而不規(guī)則的增高，且偶數(shù)碳原子鏈脂肪酸的熔點比相鄰的奇數(shù)碳鏈脂肪酸高。雙鍵引入可顯著降低脂肪酸的熔點，如C18的四種脂肪酸中，硬脂肪酸為70℃，亞油酸為-5℃，亞麻酸為-11℃；順勢異構(gòu)體低于反式異構(gòu)體，如順式油酸熔點為16.3℃，而反式為43.7℃。脂肪酸的沸點隨鏈長而增加，飽和度不同但碳鏈長度相同的脂肪酸沸點相近。脂肪是甘油酯的混合物，而且其中還混有其它物質(zhì)，所以沒有確切的熔點與沸點。一般油脂的熔點最高在40～55℃之間，而且與組成的脂肪酸有關(guān)。食品生物化學(xué)（2）熔點與沸點脂肪酸的熔點隨碳鏈增長及18食品生物化學(xué)表3-2常用食用油脂的熔點范圍（℃）

熔點范圍對脂肪消化來說十分重要,健康人體溫為37℃左右,熔點高于體溫的脂肪較難消化，比如牛油、羊油,只有趁熱食用才容易消化。油脂的沸點一般在180～200℃之間,也與組成的脂肪酸有關(guān)。（3）密度、溶解性與折光率脂肪的相對密度一般與其相對分子質(zhì)量成反比，與不飽和度成正比。除個別(腰果籽殼油)外,脂肪的密度都小于1。食品生物化學(xué)表3-2常用食用油脂的熔點范圍（℃）19食品生物化學(xué)脂肪不溶于水,除蓖麻油外,均僅略溶于低級醇中,但易溶于乙醚、丙酮、苯、二硫化碳等溶劑。脂肪酸的溶解度比相應(yīng)的甘油酯大,都能溶于極性和非極性有機溶劑中,低級脂肪酸都能溶于水,不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸更易溶于有機溶劑脂肪的折光率隨組成中脂肪酸的碳原子數(shù)、雙鍵數(shù)增加而增大,尤其是共軛雙鍵影響更顯著。因此折光率及其變化是鑒定脂肪類別、純度和酸敗程度的重要物理常數(shù)。

2.主要化學(xué)性質(zhì)食品生物化學(xué)脂肪不溶于水,除蓖麻油外,均僅略溶20食品生物化學(xué)（1）水解與皂化所有的脂肪都能在酸、堿、酶的作用下水解,水解產(chǎn)物是脂肪酸及甘油。脂肪在堿性溶液中水解的產(chǎn)物不是游離脂肪酸而是脂肪酸的鹽類，習(xí)慣上稱為肥皂。因此把脂肪在堿性溶液中的水解稱為皂化作用。

C3H5（OCOR）3+3KOH→C3H5（OH）3+3R?COOK

脂肪甘油皂堿與脂肪及及脂肪酸的作用可以用酸價和皂化值、酯值和不皂化物來反映,這幾項內(nèi)容也是表征脂肪特點的重要指標。①酸價酸價是中和1g油脂中的游離脂肪酸所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)。它因油脂的精煉程度、保存時間及水解程度不同而有差異。例如完全精煉好的油，酸價一般在0.03左右，而毛油酸價多在1以上。所以酸價的高低是衡量油脂好壞的指標。食品生物化學(xué)（1）水解與皂化所有的脂肪都能在酸、堿、21食品生物化學(xué)②皂化價皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。皂化價可反映脂肪的平均分子量，因為單位重量的脂肪如分子量愈大，則摩爾濃度愈小，所需的氫氧化鉀也愈少，如果皂化價低于常數(shù)以下，可推斷混入了其他高分子量的脂肪或不皂化性的物質(zhì)，如甾體物質(zhì)、脂溶性維生素及類胡蘿卜素等。③酯值皂化1g純油脂所需要氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為酯值，這里不包括游離脂肪酸的作用。④不皂化物油脂中含有少量不受氫氧化鉀作用的脂質(zhì)物質(zhì)，如甾醇、高級醇、脂溶性色素和維生素等，稱為不皂化物。不皂化物含量以百分數(shù)表示。食品生物化學(xué)②皂化價皂化1g油脂所需氫氧化22食品生物化學(xué)脂肪的水解反應(yīng)在食品加工中對食品質(zhì)量的影響是很大的。在油炸食品時，油溫可高達176℃以上，由于被炸食品引入大量的水，油脂發(fā)生水解，產(chǎn)生大量游離脂肪酸，使油的發(fā)煙點降低，表面張力下降，而且更容易氧化，從而影響油炸食品的風(fēng)味，降低食品的質(zhì)量，固要常更換新油。（2）加成反應(yīng)脂肪中不飽和脂肪酸的雙鍵非?；顫?，能起加成反應(yīng)。其主要反應(yīng)有氫化和鹵化兩種。脂肪中的不飽和脂肪酸在催化劑(如鉑)存在下在不飽和鍵上加氫的反應(yīng)稱氫化，加氫后的油脂叫氫化油。硬化油因雙鍵減少，不易酸敗，便于貯藏和運輸。油脂氫化擴展了油脂的使用范圍，使植物油氫化成適宜硬度的人造奶油、起酥油等，也可用于工業(yè)用固體脂肪。食品生物化學(xué)脂肪的水解反應(yīng)在食品加工中對食品質(zhì)23食品生物化學(xué)

圖3-3不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-3不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)24食品生物化學(xué)鹵素同樣可以加入到脂肪分子中的不飽和雙鍵上，生成飽和的鹵化酯，這種作用稱為鹵化。吸收鹵素的量反映不飽和鍵的多少。在油脂分析上常用碘價來衡量油脂中所含脂肪酸的不飽和程度。碘價：每100g脂肪或脂肪酸吸收碘的克數(shù)。碘價愈高，雙鍵愈多，因此推斷,碘價高的油容易氧化。（3）氧化與酸敗油脂儲存過久或儲存條件不當，會發(fā)生酸臭、口味變苦澀，顏色也逐漸變深，這種現(xiàn)象叫油脂的酸敗。由于油脂酸敗時生成具有揮發(fā)性的低分子醛、酮、酸，使酸敗油脂具有使人感到不快的哈喇味，同時造成油脂的酸值和過氧化值增大，碘值下降。雜質(zhì)、水、高溫、光照及空氣是引起油脂酸敗的原因。食品生物化學(xué)鹵素同樣可以加入到脂肪分子中的不飽25食品生物化學(xué)脂肪酸敗類型：

①油脂的自動氧化油脂中不飽和烴鏈被空氣中的氧所氧化，生成過氧化物，過氧化物繼續(xù)分解產(chǎn)生低級的醛、酮和羧酸，產(chǎn)生令人不愉快的嗅感和味感。是最主要酸敗類型。不飽和油脂的自動氧化是游離基反應(yīng)歷程。以RH代表不飽和脂肪，則：食品生物化學(xué)脂肪酸敗類型：26食品生物化學(xué)脂肪分子的不同部位對活化的敏感性不同，一般以雙鍵的α-亞甲基最易生成自由基。影響油脂酸敗發(fā)生的因素有：

a.溫度：溫度是影響油脂氧化速度的一個重要因素，高溫可加速油脂氧化。

b.光和射線：光，特別是紫外線，能促進油脂中脂肪酸鏈的斷裂，加速油脂的酸敗。c.氧氣：脂肪自動氧化速率隨大氣中氧的分壓增加而增加，氧分壓達到一定值后，脂肪自動氧化速率保持不變。

食品生物化學(xué)脂肪分子的不同部位對活化的敏感性不同，一27食品生物化學(xué)d.催化劑：油脂中存在許多助氧化物質(zhì)，如微量金屬，特別是變價金屬如鐵、銅、錳等離子有著顯著的影響，它們是油脂自動氧化酸敗的強力催化劑，由于它們的存在，大大縮短了油脂氧化的誘導(dǎo)期，加快了氧化反應(yīng)速度。

e.油脂中脂肪酸的類型：油脂中所含的多不飽和脂肪酸比例高，其相對的抗氧化穩(wěn)定性就差；油脂中游離脂肪酸含量增加（酸值增加）時，會促使設(shè)備或容器中具有催化作用的微量金屬進入油脂中，因而加快了油脂氧化的速度；飽和脂肪酸也能發(fā)生自發(fā)氧化,不過速度慢而已。f.抗氧化劑：能阻止、延緩氧化作用的物質(zhì)稱為抗氧化劑。維生素E、丁基羥基茴香醚、丁基羥基甲苯等抗氧化劑都具有減緩油脂自動氧化作用。食品生物化學(xué)d.催化劑：油脂中存在許多助氧化物質(zhì)，如28食品生物化學(xué)

圖3-4甘油氧化反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-4甘油氧化反應(yīng)29食品生物化學(xué)

圖3-5β-型氧化酸敗反應(yīng)食品生物化學(xué)圖3-5β-型氧化酸敗反應(yīng)30食品生物化學(xué)②β-型氧化酸敗在微生物的作用下，脂肪水解為甘油和脂肪酸。甘油繼續(xù)氧化生成具有臭味的1，2-內(nèi)醚丙醛。而脂肪酸經(jīng)一系列的酶促作用后生成β-酮酸，然后再經(jīng)過脫羧，生成具有苦味及臭味的低級酮類化合物。β-型氧化酸敗多發(fā)生在含有椰油、奶油等低級脂肪酸的食品中。③水解型酸敗此類酸敗多發(fā)生于含低級脂肪酸較多的油脂中。在酶（由動植物組織殘渣和微生物產(chǎn)生的酶）的作用下,油脂水解出C10以下的游離脂肪酸，如丁酸、己酸、辛酸等，這些脂肪酸具有特殊的汗臭氣和苦澀味。人造黃油、奶油等乳制品中易發(fā)生這種酸敗，放出一種奶油臭味。食品生物化學(xué)②β-型氧化酸敗在微生物的作用下，脂31食品生物化學(xué)含水、蛋白質(zhì)較多且未經(jīng)精制的油脂食品，易受微生物污染而發(fā)生水解型酸敗和β-型氧化酸敗，為防止這兩種酸敗，應(yīng)提高油脂純度，降低水分含量，避免微生物污染，降低存放時的溫度。油脂酸敗后會產(chǎn)生強烈的異味，并降低油脂的營養(yǎng)價值，脂溶性維生素（維生素A、D、E）受到破壞。酸敗的油脂用于食品加工，使食品中的易氧化維生素也會受到破壞。油脂酸敗后產(chǎn)生的氧化物對人體的酶系統(tǒng)，如琥珀酸氧化酶、細胞色素酶等有破壞作用；低分子物質(zhì)則有毒。動物長期食用酸敗油脂可出現(xiàn)體重減輕、發(fā)育障礙、肝臟腫大、腫瘤。

食品生物化學(xué)含水、蛋白質(zhì)較多且未經(jīng)精制的油脂食32食品生物化學(xué)為了阻止含脂食品的氧化變質(zhì)，最普遍的辦法是排除O2，采用真空或充N2包裝和使用透氣性低的有色或遮光的包裝材料，并盡可能避免在加工中混入鐵、銅等金屬離子。貯存油脂應(yīng)用有色玻璃瓶裝，避免用金屬罐裝。五、食品熱加工過程中油脂的變化油脂經(jīng)過長時間加熱，會出現(xiàn)黏度增高，酸價增高，產(chǎn)生刺激性氣味等變化，油脂的營養(yǎng)價值會下降。在熱加工過程中，油脂的變化有以下幾種：1．油脂的熱增稠所有的油脂在加熱過程中黏度增高，在溫度≥300℃時,增黏速度極快。其化學(xué)原因是脂肪發(fā)生了聚合作用。食品生物化學(xué)為了阻止含脂食品的氧化變質(zhì)，最普遍33食品生物化學(xué)油脂的聚合分為：（1）熱聚合油脂在真空、二氧化碳或氮氣的無氧條件下加熱至200～300℃高溫時,多烯化合物在高溫下轉(zhuǎn)化為共軛雙鍵并發(fā)生聚合，此聚合作用可發(fā)生在同一甘油酯的脂肪酸殘基之間,也可發(fā)生在不同分子甘油酯之間。（2）熱氧化聚合油脂在空氣中加熱至200～300℃時即能引起熱氧化聚合。油炸食品所用的油逐漸變稠,即屬于此類聚合反應(yīng)。熱氧化聚合的產(chǎn)物是甘油酯二聚物。這種物質(zhì)在體內(nèi)被吸收后，與酶結(jié)合,使酶失去活性而引起生理異?，F(xiàn)象。聚合程度與溫度、氧的接觸面積有關(guān),鐵、銅等金屬可促進油脂的熱氧化聚合。食品生物化學(xué)油脂的聚合分為：34食品生物化學(xué)

圖3-6油脂的熱聚合反應(yīng)食品生物化學(xué)圖3-6油脂的熱聚合反應(yīng)35食品生物化學(xué)

圖3-7油脂的水解與縮合食品生物化學(xué)圖3-7油脂的水解與縮合36食品生物化學(xué)2.油脂在高溫下的水解與縮合在高溫下,脂肪可先發(fā)生部分水解,然后再縮合成分子量較大的醚型化合物。3．油脂的分解油脂在加熱≥300℃時,除發(fā)生聚合、縮合外,還可分解為酮、醛、酸等,金屬離子如Fe2+的存在可以催化分解過程。熱變性的脂肪不僅味感變劣,而且喪失營養(yǎng),甚至還有毒性。所以食品工藝上要求控制油溫在150℃左右。六、油脂的乳化和乳化劑食品生物化學(xué)2.油脂在高溫下的水解與縮合37食品生物化學(xué)1．乳化劑的概念油加入到水中,會在水上形成一個分離層,這是因為油和水不能互溶。如果加入一種物質(zhì)，使互不相溶的兩種液體中的一種呈微滴狀態(tài)分散于另一中液體中,這種作用稱為乳化。這兩種不同的液體稱為“相”，在體系中量大的稱為連續(xù)相,量小的稱為分散相。2.乳化劑能使互不相溶的兩相中的一相分散于另一相中的物質(zhì)稱為乳化劑。乳化劑是含有親水基和疏水基的分子,親水基是極性的,被水吸引；疏水基是非極性的,被油吸引。由于極性相斥,附于水-油界面的乳化劑分子形成一個圍繞水滴的完整保護膜,因而形成了穩(wěn)定的乳濁液。食品生物化學(xué)1．乳化劑的概念38食品生物化學(xué)

圖3-8乳化劑作用模式食品生物化學(xué)圖3-8乳化劑作用模式39食品生物化學(xué)乳濁液的穩(wěn)定還取決于系統(tǒng)的組成及其它比例、乳化的機械條件等,但乳化劑的作用非常重要。油-水乳濁液可分為水在油中(水/油)及油在水中(油/水)兩種類型,適用的乳化劑也不相同。油/水型乳濁液宜用親水性強的乳化劑,水/油型乳濁液易用親油性強的乳化劑。食品加工中較多遇到的是油在水中型的乳濁液,經(jīng)常使用的乳化劑有甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。食品生物化學(xué)乳濁液的穩(wěn)定還取決于系統(tǒng)的組成及其它比例40食品生物化學(xué)第三節(jié)類脂一、磷脂磷脂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由醇類、脂肪酸、磷酸和一個含氮化合物(含氮堿)所組成。按其組成中醇基部分的種類又可分為甘油磷脂和非甘油磷脂兩類。1．甘油磷脂甘油磷脂可視為磷脂酸的衍生物。食品生物化學(xué)第三節(jié)類脂一、磷脂41食品生物化學(xué)

圖3-9磷脂酸的結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-9磷脂酸的結(jié)構(gòu)42食品生物化學(xué)主要的甘油磷脂：（1）卵磷脂卵磷脂是由磷脂酸與膽堿結(jié)合而成。由于磷酸及膽堿在卵磷脂分子中的位置不同，形成α-及β-兩種結(jié)構(gòu)。天然卵磷脂是α-型的，β-卵磷脂可能是在提取過程中發(fā)生變位現(xiàn)象的結(jié)果。卵磷脂分子中的R1為硬脂酸或軟脂酸，R2為油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等不飽和脂肪酸。卵磷脂可溶于乙醚、乙醇但不溶于丙酮。分子中磷酸根及膽堿基可與酸、堿成鹽。純凈卵磷脂為吸水性很強的蠟狀物，遇空氣即迅速變成黃褐色，一般認為這種變化是由于卵磷脂分子中的不飽和脂肪酸氧化所致。食品生物化學(xué)主要的甘油磷脂：43食品生物化學(xué)

圖3-10卵磷脂結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-10卵磷脂結(jié)構(gòu)式44食品生物化學(xué)大部分卵磷脂與蛋白質(zhì)成不穩(wěn)定的結(jié)合物狀態(tài)存在，也可與細胞內(nèi)其它物質(zhì)結(jié)合。卵磷脂的膽堿殘基端具親水性，脂肪酸殘基端具憎水性，因此，能以一定方向排列在兩相界面上，在細胞膜的功能上起重要作用。在相應(yīng)的酶（如蛇毒中的磷脂酶）作用下產(chǎn)生的只剩一個脂肪酸殘基的卵磷脂，有溶解紅血球的特性，稱為溶血卵磷脂。卵磷脂在食品工業(yè)中廣泛作用乳化劑、抗氧化劑和營養(yǎng)添加劑，現(xiàn)在由植物油精煉工業(yè)作為副產(chǎn)品，可大量廉價獲得供應(yīng)。（2）腦磷脂腦磷脂與卵磷脂結(jié)合的堿基不同，但性質(zhì)非常相似。腦磷脂有兩類，一類的堿基是乙醇胺（膽胺），另一類的堿基是絲氨酸。食品生物化學(xué)大部分卵磷脂與蛋白質(zhì)成不穩(wěn)定的結(jié)合物狀態(tài)45食品生物化學(xué)

圖3-11腦磷脂結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-11腦磷脂結(jié)構(gòu)46食品生物化學(xué)（3）肌醇磷脂肌醇磷脂是從組織所含的腦磷脂粗制品中分離出來的。（4）縮醛磷脂

肌肉和腦組織中的磷脂中，有10%是縮醛磷脂。2．非甘油磷脂非甘油磷脂只有一類，即神經(jīng)鞘磷脂，由神經(jīng)鞘氨基醇、脂肪酸、磷酸及膽堿組成，主要存在與腦及神經(jīng)組織中。

二、糖脂糖脂亦稱腦苷脂，由糖、脂肪酸及神經(jīng)鞘氨基醇組成。按糖的種類，可分為半乳糖腦苷脂及葡萄糖腦苷脂兩類，以半乳糖腦苷脂較普遍。食品生物化學(xué)（3）肌醇磷脂肌醇磷脂是從組織所含的腦磷47食品生物化學(xué)

圖3-12神經(jīng)鞘磷脂結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-12神經(jīng)鞘磷脂結(jié)構(gòu)式48食品生物化學(xué)三、固醇固醇是脂類中不被皂化，在有機溶劑中容易結(jié)晶出來，因常溫下呈固態(tài)而得此名稱。固醇多于脂肪和磷共同存在，一部分為游離型，另一部分與高級脂肪酸發(fā)生酯化。1.膽固醇膽固醇又稱為膽甾醇，廣泛分布于動物組織中，在腦和神經(jīng)組織中含量較高。在食品中以卵黃含量最多，肥肉、乳類中含量也較多。膽固醇是維持人體生理功能不可缺少的物質(zhì)，它是構(gòu)成細胞膜的重要成分。膽固醇作為膽汁的組成成分，經(jīng)膽道排入腸腔，可幫助脂類的消化和吸收。食品生物化學(xué)三、固醇49食品生物化學(xué)膽固醇的衍生物7-脫氫膽固醇經(jīng)太陽光中的紫外線照射后能轉(zhuǎn)化為維生素D3，這是人體獲得維生素D的一條重要途徑。此外，膽固醇還能轉(zhuǎn)變成腎上腺皮質(zhì)激素和性激素，這些激素具有重要的生理作用。人體內(nèi)只有含一定量的膽固醇，才能維持正常的機能。但膽固醇含量過高時，會沉積在血管壁上引起動脈硬化，易釀成心血管疾病。2.麥角固醇麥角固醇最初由麥角（麥及谷類患麥角菌病而產(chǎn)生）中分離出而得名。酵母菌、長了麥角的黑麥和小麥中都含有之。麥角固醇經(jīng)紫外線照射后，可變成維生素D2。除麥角固醇外，還有豆固醇和谷固醇，它們分別存在于豆類和谷類的油脂中。食品生物化學(xué)膽固醇的衍生物7-脫氫膽固醇經(jīng)太陽50食品生物化學(xué)

圖3-13各種固醇結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-13各種固醇結(jié)構(gòu)式51食品生物化學(xué)四、蠟蠟是由高級一元醇與高級脂肪酸生成的酯，天然蠟是多種酯的混合物。在天然蠟中尚混有少量游離的脂肪酸、醇及飽和烴類。如蜂蠟的主要成分是C30的硬脂酸酯，羊毛蠟是膽固醇的軟脂酸酯、硬脂酸酯及油酸酯。水產(chǎn)動物和植物油脂中也都含有蠟。在室溫下，蠟是固體，熔點為60～80℃，溶于醚、苯、三氯甲烷等有機溶劑，不溶于水，不易皂化，在人及動物消化道中不能被消化，故無營養(yǎng)價值。蠟的生物學(xué)意義是起保護作用，皮膚、毛皮、植物葉、果實表面及昆蟲表皮均有蠟層。食品生物化學(xué)四、蠟52食品生物化學(xué)第四節(jié)油脂加工的化學(xué)一、油脂的精練