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第四章脂类

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光敏氧化的特点 不产生自由基 双键的顺式构型改变成反式构型 与氧浓度无关 没有诱导期 在双键 C 处形成氢过氧化物 氢过氧化物 数为双键的 2 倍
ROOH 的生成——酶促氧化 脂肪氧合酶催化顺,顺-1,4-戊二烯脂肪酸产生自由基 分子重排形成反式烯丙基自由基而被氧化 酶促氧化会使豆类产生类干草的气味
固体分数 ab/ac 在一定温度下固液比
SFI ab bc
(4) 脂的塑性 指在一定外力下,表观固体脂肪具有的抗变形的能力。
油脂塑性的决定因素: 固体脂肪指数(SFI):固液比适当 脂肪的晶型:β′晶型可塑性最强 熔化温度范围:温差越大,塑性越大
塑性脂肪的作用 :涂抹性(涂抹黄油等) 可塑性(用于蛋糕的裱花) 起酥作用 使面团体积增加
第四章脂类 主要内容 一、脂类的定义 二、脂类的分类 三、脂类的命名 四、脂类的物理性质 五、脂类的化学性质 脂类功能
基本营养素 提供必需脂肪酸 脂溶性维生素的载体 提供滑润的口感,光润的外观,塑性脂肪的造型功能 赋予油炸食品香酥的风味,是传热介质 脂类定义:脂类由通常溶于有机溶剂而难溶于水的一大类化合物组成。来源于植物和动物 脂类的接近 99%为脂肪酸的甘油酯类,习惯上称作油脂。 甘油和脂肪缩合成三酰甘油 ,三酰甘油的性质于构成脂肪酸 脂肪酸 :通常为有机酸,如醋酸。
2 在双键的α-碳处引发自由基,形成的 ROOH 数为α-亚甲基数的 2 倍 3 三重态氧(3O2)不能直接与脂肪酸形成 ROOH,但可与烷基自由基形成过氧化自由基 ROOH 的生成——光敏氧化 脂肪酸的不饱和双键不能直接与三重态氧发生氧化反应 食品中的光敏化剂(某些天然色素如叶绿素、血红蛋白等)受到光照后转变成三线态 三线态光敏化剂通过Ⅰ型和Ⅱ型机理促进氧化 光敏氧化的速率约为自动氧化的 1500 倍 I 型光敏氧化的机理 在 I 型光敏氧化中,三重态光敏剂从不饱和油脂中吸收一个氢或电子,产生引发链式传递 的自由基。 Ⅱ型光敏氧化的机理 II 型光敏氧化中,三重态光敏剂的能量转移到分子氧上,将其转变为活泼的单重态氧。 II 型光敏氧化是“烯”式反应模式 形成一个六元环过渡状态 氧插入双键的末端,生成反式烯丙基过氧化氢
②英文缩写命名 ③中文命名 脂肪形式:游离脂,或可见脂肪 是指从植物或动物中分离出来的脂 如奶油、猪油或色拉油 食品组分 是指存在于食品中,作为食品的一部分,不是以游离态存在 例如肉、鱼、乳、大豆、坚果中的脂 4、脂的物理性质 (1) 晶体特性: 脂肪固化时,分子高度有序排列,形成三维晶体结构 晶体是由晶胞在空间重复排列而成的 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。 (2) 同质多晶:化学组成相同的物质,结晶晶型不同,但融化后生成相同的液相。 晶体形式 :正交晶系、六角形 相同脂肪酸三酰甘油同质多晶的特性
油脂经长时间加热,颜色变暗,粘度↑,碘值↓,酸价↑,发烟点↓,泡沫量↑。
Types of Chemical Changes in High Temperature 热分解作用 :氧化热解
非氧化热解
热聚合作用:氧化热聚合
非氧化热聚合
不饱和脂肪的热分解
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。 脂肪的热分解作用小结
非氧化热解:饱和脂肪 ——
酸、烯醛、酮
不饱和脂肪——-
低分子量物质、二聚体
氧化热解:饱和脂肪 —— ROOH
不饱和脂肪 ——
ROOH(自动氧化)
导致油脂粘度增大,泡沫增多
油脂检验含羟基化合物(乙酰化值), 环状化合物的含量
自动氧化是自由基反应,而光敏氧化生成氢过氧化物(ROOH) 后分解产生自由基,转入链式 传递模式。因此,抑制脂类的氧化,就是要消除自由基。
具有阻止或延缓油脂氧化的物质称为抗氧化剂
抗氧化剂的作用机理
(1) 提供氢原子,消除自由基 (2) 淬灭单线态氧 (3) 螯合金属离子
Chemical Reactions in High Temperature 热分解、热聚合、缩合、水解、 氧化反应等。
特性
堆积方式 正六方
´ 正交
三斜
1
熔点

´

密度

´

有序程度

´
<Leabharlann 稳定性<´

结晶为β型的脂肪:大豆油、花生油、椰子油、橄榄油、玉米油、可可脂和猪油
易结晶为β′型的脂肪:棉子油、棕榈油、菜子油、乳脂、牛脂及改性猪油;β′型的
油脂适合于制造人造起酥油和人造奶油
巧克力几种种晶形
I 型最不稳定,熔点最低
1 Composition and Structure
ROOH 1 酶活性
不饱和脂肪酸 >
饱和脂肪酸 顺式构型 > 反式构型 共轭双键 > 非共轭双键 游离脂肪酸 > 甘油酯 甘油酯中 FA 的无规分布使 V 氧化↓
4
双键数∝V 氧化 ② O2
1O2 的 V 氧化≈1500 倍 3O2 的 V 氧化。 ③ Temperature
自动氧化
光敏氧化
酶促氧化
氧化机理
自由基链式传递
烯式反应
定向自由基、烯式
氧化位置
α-亚甲基
双键 C
ω-6 C
作用对象
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
顺,顺-1,4-戊二烯 脂肪酸
氧化产物
ROOH
ROOH
产物数量
2×α-亚甲基数
2×双键数
关键因素
引发剂
光敏剂
醛的氧化与聚合: 醛酸,二聚或缩合,使粘度增大。 氢过氧化物的聚合:ROOH 发生聚合作用,油脂变成稠状 4、影响氧化反应的因素
酶促氧化的机理 酶与不饱和脂肪酸形成一个立体定向复合体 酶从 -8 位置立体定向吸收一个电子或氢原子,在 -8 位置产生自由基 附属于酶上的脂肪酸自由基使 -8 上的孤电对异构化,引起双键的共轭和异构 O2 与 -6 的自由基反应,得到过氧化自由基 从介质得到氢形成过氧化氢,然后与酶分裂
酶促氧化反应的特点: 脂肪氧合酶催化 形成自由基、烯式转型 ω-6 碳氧化 ROOH 形成数为 1
碳链长度 ,硬脂酸——饱和的 18 碳酸 饱和程度 ,硬脂酸——饱和的 18 碳酸 ,油酸—— 18 碳单不饱和酸亚油酸—— 18 碳多不饱和酸 双键的位置 油脂的硬度和稳定性与其饱和程度相一致。 3、脂类的命名 (1)系统命名法 俗名或普通名 英文缩写 数字命名法 (2)Sn-系统命名{①数字命名
简单甘油三酯的熔融行为符合纯物质的熔融特性
从固体变为液体时,热焓对物料温度的曲线为 S 形
熔融开始时,加热用来克服相变所需的能量,状态发生变化但温度不发生变化
熔融过程中也会出现不同晶形的相互转化
SFI 同食品中脂肪的功能性质密切相关
液体分数 bc/ac
固体脂肪指数(Solid Fat Index, SFI):
(5) 介晶相或液晶: 介晶相:性质介于液态和晶体之间,由液晶组成 非极性部分烃键:范德华引力较小,先开始熔化,转变成无序态 极性部分:存在较强的氢键作用力,仍呈晶体状态
2
由液体(熔化烃键)与晶体(极性端)组成的液晶结构 Kraff 温度:烃键熔化的温度 5、脂的化学性质:1. 水解反应 2. 氧化反应 3. 脂肪在高温下的化学反应 (1) 脂类分解反应 水解酸败 油炸发烟,影响风味 动物脂肪高温提炼灭酶 游离脂肪酸比酰化到甘油的脂肪酸更易氧化。 酸价代表了游离脂肪酸的多少。 酸价:中和 1 克油脂中游离 FA 所需的 KOH 毫克数。 (2) 氧化反应 油脂在食品加工和贮藏期间,因空气中的氧气、光照、微生物、酶等的作用,产生令人不愉 快的气味,苦涩味和一些有毒性的化合物的现象。 与营养、风味、安全、贮存、经济有关
小结:
油炸食品中香气的形成与油脂在高温下的某些反应
5
有关。
油脂在高温下过度反应,则是十分不利的。加工中
宜控制 t<150℃。
油炸过程的化学变化:挥发性化合物

极性化合物(羟基酸、环氧酸、烷氧基等)
二聚和多聚酸及二聚和多聚甘油酯
游离脂肪酸

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Ⅴ型比较稳定,介稳态,是所期望的结构, 使巧
克力涂层具有光泽的外观
VI 型比 V 型的熔点高,最稳定,贮藏中 V→VI 型, 导致
巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜”, 是不期望的
注:不适当的调温和高温贮藏易产生 VI 型结晶
山梨醇硬脂酸一酯和三酯可抑制巧克力起霜,抑制 V →VI 型
(3) 融化特性
食品变质的主要原因之一 产生挥发性化合物,不良风味 受多种因素影响 氧化的初产物是氢过氧化物 ROOH 的生成—— 自动氧化
自动氧化导致含脂食品产生的不良风味,称为哈喇味 有些氧化产物是潜在 的毒物 有时为产生油炸食品的香味,希望脂类发生轻度氧化 自动氧化反应的机理 不饱和脂肪酸的自动氧化是典型的自由基反应。 分为三个步骤: 链的引发—形成烷基自由基 链的传递—烷基自由基和过氧化自由基的链式反应 链的中止—非自由基产物的生成。 自动氧化的特点 :1 需要在引发剂的催化下形成自由基,因而存在氧化的诱导期
温度∝V 氧化 SFA 室温下稳定,高温下会显著的氧化。
④ Aw ⑤ Surface Area
表面积∝V 氧化 ⑥ Catalyst(催化剂,助氧化剂)
Mn+(n≧2,过渡金属离子)是助氧化剂。 过氧化脂质的危害:过氧化脂质几乎能和食品中的任何成分反应,使食品品质降低。
ROOH 几乎可与人体内所有分子或细胞反应,破坏 DNA 和细胞结构。 脂质常温及高温氧化均有有害物产生。
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