食品化学-脂类
碳链长度
双键个数 饱和程度 母体名
系统命名:顺-9,顺-12,顺-15 - 十八碳 三烯酸
系统命名: 碳链长度,饱和程度,双键位置,双键构型,双键 个数 顺-9,顺-12,顺-15 - 十八碳 三烯酸 数字命名法:碳原子个数:双键数(双键位) 一种羧基端开始:如18:2或18:2(9,12) 另一种从甲基端开始:18:2(n-6)或18:2w6(仅非共轭双 键结构) 俗名或普通名: 月桂酸(12:0)、棕榈酸(16:0) 英文缩写:月桂酸La、棕榈酸P
皂化反应:形成钠盐或钾盐
水解型酸败-生成酸,产生汗臭味,苦涩味 酮型酸败-形成酮酸和甲基酮所致。
二、脂类氧化 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。 油脂的氧化主要有以下类型:
(一)自动氧化
油脂的自动氧化指活化的含烯底物(油脂分子中的不 饱和脂肪酸RH)与空气中氧(基态氧)之间所发生的自由 基类型的反应。 自动氧化的机理描述(Autoxidation Mechanism) 链引发 (诱导期):RH
பைடு நூலகம்
2、 氧 当氧浓度较低时,氧化速率与氧浓度近似成正比;当氧 浓度很高时,则氧化速率与氧浓度无关。氧浓度对氧化速 率的影响还受其他因素如温度与表面积的影响。采取真空 包装或者低透气性低的包装材料。 单线态氧的氧化速率约为三线态氧的1500倍。 3、温度 一般来说,随着温度上升,氧化速率加快;但温度上 升,氧的溶解度会有所下降。
采用Sn(立体有择位次编排Stereos- pecifically Numbering,Sn)-系统命名法、数字命名和英文缩写命名。 CH2-OH Sn-1 H-C-OH Glycerol CH2OH 例:
油酸
Sn-2 Sn-3
硬脂酸
甘油
Sn-1 Sn-2 Sn-3
命名 Sn-甘油-1-硬脂酸-2-油酸3-肉豆蔻酸酯 Sn-StOM Sn-18:0-18:1-14:0
R1 H H R2
1O 2
R1 H H OO R2
R1 H HO
R2 O
光敏氧化的特点: (1)不产生自由基; (2)双键的顺式构型改变成反式构型; (3)与氧浓度无关; (4)不存在诱导期; (5)光敏氧化反应受到单线态氧猝灭剂β-胡萝 卜素与生育酚的抑制。 (6)对于同样的反应底物,光敏反应的速度大于 自动氧化(约1500倍)。
第一节 第二节 第四节 第五节 第六节
脂质的组成与分类 脂类的物理性质 食用油脂的劣变反应 油脂品质鉴评 脂质与健康
一、重要名词介绍 脂质:由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物统称 为脂类,溶于有机溶剂而不溶于水的天然有机化 合物。简称醇酸酯化结构 油脂或脂肪:天然动植物体内的脂质主要为三酰基 甘油酯(99%),俗称油脂或脂肪。 油:室温下呈液态的脂类叫油(oil)。 脂:室温下呈固态的脂类叫脂(fat)。
第四节
一、油脂的水解
油脂的劣质反应
油脂与水,在加热、酸、碱等的作用下,发生水解。主 要的特点是游离脂肪酸含量增加。这会导致油脂的氧化速度提 高,加速变质;也能降低油脂的发烟点;使油脂的风味变差。
H+、 H2O
甘油三酯 磷脂等
脂酶、 H2O HO-、 H2O
甘油、 脂肪酸、 其它成分
甘油、 脂肪酸钠( 肥皂) 、 其它成分
类胡萝卜素,类固醇,脂溶性维生素等
脂肪酸的组成成分:甘油+脂肪酸 1、 甘油
2、 脂肪酸 碳链: 长 14个C以上 ,中 6-12个C, 短 5个C 饱和程度:饱和 SFA 不饱和 USFA
食物中的脂肪酸以18C为主 ,饱和度高,碳链长,熔点高 动物脂肪:饱和脂肪酸多,固态 植物脂肪:不饱和脂肪酸多,液态
烷氧基自由基 烷氧基两侧的C-C断裂
小分子聚合 三戊基三噁烷
三、影响食品中脂类氧化速率的因素
1、脂肪酸及甘油酯的组成 主要发生在不饱和脂肪酸上,饱和脂肪酸在室温下 难以氧化,但在高温下会产生显著的氧化; 不饱和脂肪酸中C=C数目增加,氧化速度加快;顺 式构型比反式构型易氧化;共轭双键比非共轭双键氧化 快。游离脂肪酸比甘油酯的氧化速率略高。天然脂肪中 的脂肪酸的随机分布降低了氧化速率。
(四)结晶特性 1、晶体结构(Crystallization) 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(Polymorphism) 化学组成相同而晶体结构不同的物质,在熔融态时具有 相同的化学组成与性质。 三酰基甘油的3种晶型
最具营养价值。
主要是:亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸,二十二碳六烯酸 (DHA),二十碳五烯酸(EPA),提供人体必需的脂肪酸, 还具有重要的生理功能作用。
人体必需的脂肪酸:不可缺少,自身不能合成的脂肪酸。 缺乏导致生长迟缓,生殖障碍,皮肤损伤及肾脏、肝脏等 多种疾病。 重要的脂肪酸见P94-95
人体合成前列腺素的前体 花生四烯酸(二十碳四 促进脑细胞生长发育,提高记忆力。 物质。 烯酸) EPA (二十碳五烯酸) 抗血栓、降胆固醇、治疗糖尿病。 DHA (二十二碳六烯酸)
(三)熔点和沸点
熔点:物质从固态转变成液态的温度。 凝固点:液态转变成固态的温度。 熔化和凝固是可逆的物理过程。 沸点:液体沸腾时候的温度被称为沸点。 天然油脂(各种酰基甘油的混合物)无固定的熔点和沸点,而只有 一定的熔点范围和沸点范围。 油脂的熔点一般最高在40~45 ℃之间。 酰基甘油中脂肪酸的碳链越长、饱和程度越高,熔点越高; 例: 动物油脂含饱和脂肪酸,熔点高,室温呈固态;食物油脂富含 不饱和脂肪酸,熔点低,室温呈液态。见表4-3. 反式结构的熔点高于顺式结构;共轭双键比非共轭双键熔点高。 (化合物分子结构中由一个单键隔开的两个双键。以C=C-C=C表 示) 一般来说,油脂的熔点低于37 ℃,消化率达96%,反之,不易消 化。高于37 ℃越多,越不易消化。 油脂的沸点一般在180-200℃之间(与脂肪酸的组成也有关)。
三斜,分子间作用 正交,有序,分 力最大,熔点最高, 子间作用力较大, 密度大,稳定 熔点较高 稳定性:β>β´>α
松散,分子作用力 小,熔点低,密度 小,不稳定
同酸三酰基甘油同质多晶体的特性 晶形 链堆积 密度 稳定性 熔点 α 六方 小 小 低 β’ 正交 中 中 中 β 三斜 大 大 高
影响因素: 油脂的分子结构。单纯性酰基甘油酯易形成β型 油脂的来源。椰子油、可可脂,菜籽油易形成βˊ型; 花生油,玉米油,橄榄油易形成β型。 油脂的加工工艺。晶型取决于熔化的油脂冷却时的 温度和速度。例如:巧克力生产。
=
胆甾醇
HO
R
=
谷甾醇
甾醇类
H2 H1
H1
=
H2
=
α -胡萝卜素
H1
=
H2
=
β -胡萝卜素
H1
=
H2
=
γ -胡萝卜素
类胡萝卜素类(另外还有番茄红素等)
油酸-亚油酸类:来自植物,含大量的油酸或亚油酸,及 葵油,橄榄油,棕榈油,麻油
<20%的饱和脂肪酸,如棉籽油,玉米油,花生油,向日 如 茶籽油:不饱和脂肪酸高达90%以上,油酸达到80-
二、脂类的生理功能作用
热量最高的一种营养素(39.58kJ/g),远高于
蛋白质和淀粉( 1g糖类≈1克蛋白质=0.44克 脂肪)
提供人体必需的脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸和
花生四烯酸
脂溶性维生素(A\D\E\K)的载体 溶解风味物质,赋予食品风味和口感。 赋予油炸食品香酥的风味,是传热介质。 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。
三、脂质的分类
脂肪主要是甘油与脂肪酸生成的三酯,即三酰基甘油。
脂质的分类
主类 亚类 酰基甘油 简单脂质(simple lipids) 蜡 磷酸酰基甘 鞘磷脂类 复合脂质(complex lipids) 脑苷脂类 神经节苷脂类 衍生脂质(derivative lipids) 鞘氨醇+脂肪酸+糖 鞘氨醇+脂肪酸+碳水化合物 长链脂肪醇+ 长链脂肪酸 甘油+脂肪酸+磷酸盐+含氮基团 鞘氨醇+脂肪酸+磷酸盐+胆碱 组成 甘油+脂肪酸(占天然脂质的 95%左右)
(三) 酶促氧化 脂肪在酶参与下发生的氧化反应,称为酶促氧 化。 脂肪氧合酶(Lox)专一性的催化具有1,4-顺,顺-戊二 烯结构的多不饱和脂肪酸发生氧化反应。 酮型酸败也属酶促氧化,一般是由微生物繁殖时 产生的酶引起的,其最终产物酮酸或甲基酮具有令 人不愉快的气味。
(三)脂类氧化产物 氢过氧化物是脂类氧化的主要初期产物,无味,但不稳定。 ROOH的O-O断裂 和任何 成分/分 子或细 胞反应, 降低品 质和破 坏DNA
肉豆蔻酸
常见的脂类结构
CH2 CH CH2 OCOR1 OCOR2 OCOR3 R1COO R2 CH2 OCOR1 OCOR2
O
蜡
CH CH2
甘油三酯类
O P O An O-
+ HOCH2CH2 N H3 脑磷脂 An = (PE) + HOCH2CH2N (CH3)3 卵磷脂 (PC)
磷脂
H3 C H3 C R R
自动氧化的特征 干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化 速度 光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化 反应产生大量氢过氧化物 纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期
(二) 光敏氧化 光敏氧化是在光的作用下(不需要引发剂)不饱和脂 肪酸与单线态氧(激发态氧)直接发生的氧化反应。 食品中如叶绿素、血红蛋白和一些合成色素等可以起光 敏剂的作用,使三线态的氧(3O2)变为活性较高的单线 态氧(1O2)。 光敏反应的过程可以表示为: