第四章 脂类
第一节 引言
? 定义:不溶于水而溶于有机溶剂的疏水
性化合物,是脂肪组织的主要成分
? 99%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯
? 习惯上称的脂和油是根椐其在室温下的
物理状态而来的
?脂:室温下为固体
?油:室温下为液体
? 提供热量和必需脂肪酸、改善食品口味
食用脂的两种形式
? 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、乳、大豆中的脂
食用脂
? 具有独特的物理与化学性质
?组成、晶体结构、同质多晶、熔化性能及同
其它非脂组分的相互作用对最终食品的营养、
风味、质构和贮存稳定性有很大的关系
? 奶油、巧克力、冰淇淋、蛋黄酱等
第二节 命名
一、酰基甘油(甘油酯)
? 天然脂肪:甘油与脂肪酸结合而成
?一酰基甘油(甘油一酯)
?二酰基甘油(甘油二酯)
?三酰基甘油(甘油三酯)
? 食用油或食用脂几乎完全( 95%)由三
酰基甘油组成
Sn-系统命名三酰基甘油
? Fisher平面投影
? 中间的羟基位于中心碳的左边
Sn-甘油 -1-硬脂酸酯 -2-油酸酯 -3-肉豆蔻酸酯
( Sn-StOM或 Sn-18:0-18:1-14:0)
CH 3 ( C H 2 ) 7 CH C H ( C H 2 ) 7 C O O C H
CH 2 O O C ( C H 2 ) 16 CH 3
CH 2 O O C ( C H 2 ) 12 CH 3
二、磷脂
? 任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂
1-硬脂酰 -2-亚油酰 -Sn-甘油 -3-磷脂酰胆碱(卵磷脂)
? 磷酸甘油酯属于 Sn-甘油 -3-磷酸酯,广泛存在
于动植物中
16
三、脂肪酸
以母体饱和烃来命名
? 末端羧基 C定为 C1
? 明确双键位置
? 例如:亚油酸
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
9,12-十八碳二烯酸
12 9 1
ω-命名系统,
? 分子末端甲基 ω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 18,2ω6
或 18,2 ( n- 6)
ω 6
天然多烯酸(一般会有 2-6个双键)的双键都是
被亚甲基隔开的。
5,8,11,14-二十碳四烯酸,或 20:4ω6(或 n- 6)
4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸
或 22:6ω3(或 n- 3)
14 11 8 5 1
6
DHA
几何构型
? 顺式 (cis):烷基处于分子的同侧
? 反式 (trans):烷基处于分子的异侧
? 反式比顺式熔点高、反应性低
植物中最常见的脂肪酸
约占脂肪酸总量的 97%
? 月桂酸 [12,0]
? 肉豆蔻酸 [14,0]
? 棕榈酸 [16,0]
? 硬脂酸 [18,0]
? 油酸 [18,1( n-9)]
? 亚油酸 [18,2( n-6)]
? 亚麻酸 [18,3( n-3)]
? 棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高,即
不饱和脂肪酸占主要成分
? 亚油酸,ω-6脂肪酸,?-亚麻酸( ω-3脂
肪酸),不能由人体合成,具有生理活
性和营养功能,是 必需脂肪酸
第三节 脂的分类
? 简单脂类
?酰基甘油,
?蜡:长链醇 +长链脂肪酸
? 复合脂类,
? 衍生脂类
?类胡萝卜素、类固醇、脂溶性维生素
酰基甘油(甘油 +脂肪酸)
? 动物脂肪,含有大量的 C16和 C18饱和脂肪酸和中等量
不饱和脂肪酸(油酸和亚油酸,具有相当高的熔点)。
? 乳脂肪,主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂酸,也含
有相当数量的 C4~ C12短链脂肪酸 。
? 海生动物鱼油,高不饱和脂肪酸,EPA(20:5),DHA(22:6)
? 植物油脂,大量油酸、亚油酸,饱和脂肪酸均低于 20%。
? 亚麻酸酯,豆油、麦胚油、大麻籽油
? 月桂酸酯,月桂酸含量特别高,熔点低,如椰子油。
复合脂类
? 磷酸酰基甘油(或甘油磷脂)
?甘油 +脂肪酸 +磷酸盐 +其它含氮基团
? 鞘磷脂类
?鞘氨醇 +脂肪酸 +磷酸盐 +胆碱
? 脑苷脂类
?鞘氨醇 +脂肪酸 +糖
? 神经节苷脂类
?鞘氨醇 +脂肪酸 +复合的碳水化合物部分(如唾液酸)
第四节 结构与物理性质
一、三酰基甘油分布模式理论
? 脂肪酸的分布对脂肪的物理性质有很大
影响
? 不饱和脂肪酸优先排列在 2位(特别是亚
油酸),饱和酸几乎只出现在 1,3位
饱和度高的植物脂
? 可可脂
75%左右的三酰基甘油是二饱和的,18,1集
中在 2位,饱和酸几乎只在 1,3位。
? 椰子油
80%的三酰基甘油是三饱和的,月桂酸集中
在 2位上,辛酸在 3位上,肉豆蔻酸与棕榈酸
在 1位上
表 4-6
动物脂肪
? 一般 2 位上饱和脂肪酸高于植物脂肪
? 16,0优先在 1 位上(牛脂)
? 猪脂,
?16,0主要集中于 2位,18,0主要在 1位,
18,1 在 3 位与 1 位
? 海生动物油,
?长链高度不饱和脂肪酸优先位于 2 位
二、晶体结构与同质多晶
? 脂肪固化时, 分子高度有
序排列, 形成三维晶体结

? 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 。
晶胞的堆积排列方式
? 三斜 (T??):烃链平面是平行的
? 正交( O?):烃链平面是相互垂直的
? 六方形( H)
三斜 ( ? ),记为 T ?? 正交 ( ? ’ ),记为 O ?
六方 ( ? ),H
三酰基甘油的 3种晶型
最稳定 最不稳定
同质多晶
? 化学组成相同,晶型不同的物质,在熔
融态时具有相同的化学组成与性质
? 形成结晶时可以形成多种晶型
??型最不稳定,β型最稳定(熔点高)
? 含有相同脂肪酸的三酰基甘油的 β型的熔
点比 β '型高
? 含有不同脂肪酸的三酰基甘油的 β'型的
熔点比 β型高
可可脂
? 含 POSt( 40%),StOSt( 30%)以及 POP
( 15%),具有 6种同质多晶型物( Ⅰ ~ Ⅵ )
? Ⅰ 最不稳定,熔点最低
? 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
? 加入低浓度表面活性剂,能改变脂肪熔
化温度范围以及同质多晶型物的数量与
类型
? 表面活性剂将稳定介稳态的同质多晶型
物,推迟向 V VI型转变
? 山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克
力起霜,抑制 V VI型
? 山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多
晶型物转成 V型。
第五节 乳状液与乳化剂
? 分散相,非连续相
? 分散介质,连续相
? 水包油体系,O/W
?稀奶油,乳,冰淇淋
? 油包水体系,W/O
?奶油
一、乳状液稳定性
? 气 -水表面的水分子所受作用力不平衡
? 水分子具有自动向体相运动的趋势
? 驱动力是表面张力
? 自动形成球状
(一)乳状液的形成
? 扩大界面需要做功 δW=γδA
? 乳状液的形成增加了体系能量,是热力
学不稳定体系
? 降低界面张力可增加乳化能力
? 表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之
一就是降低界面张力
? 双亲分子
(二)破乳
? 由于两相密度差,引起的上浮或下沉
? Stokes公式
? 膜内压 ?p=4?/r r↓,?p↑
? 絮凝,聚集,合并成大的液滴
液滴液层变薄过程
二、乳化剂
? 由亲水基和亲油基组成的双亲分子
? 功能
?控制脂肪球滴聚集,增加乳状液稳定性
?在焙烤食品中减少老化趋势,以增加软度
?与面筋蛋白相互作用强化面团
?控制脂肪结晶,改善产品的稠度
甘油一酯
? 食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。
? 商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯
以及甘油三酯。
? 分子蒸馏单甘酯,分子蒸馏得到,甘油
一酯含量 90%以上。
? 非离子乳化剂
? 常应用于人造奶油、冰淇淋及其他冷冻
甜食中。
乳酰化一酰基甘油
? 一酰基甘油的疏水特性可以通过加入各种 有机
酸根 以生成一酰基甘油与羟基羧酸的 酯 而增加
? 乳酰化一酰基甘油的制备
? 类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。
硬脂酰乳酰乳酸钠( SSL)
? 离子型乳化剂
? 亲水性极强,生成稳定的 O/ W乳状液。
? 有很强的复合淀粉的能力,常应用于焙烤与淀
粉工业
? 丙二醇硬脂酸一酯
?亲水性较强
?应用于焙烤工业
? 聚甘油酯
?在碱性与高温条件下甘油聚合产生聚甘油,
再与脂肪酸直接酯化生成直链聚甘油酯。
? 脱水山梨醇脂肪酸酯 (Spans)
聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸脂 (Tweens)
卵磷脂
卵磷脂是一种磷脂的混合物
? 磷脂酰胆碱 —— 卵磷脂,PC,稳定 O/W
? 磷脂酰乙醇胺 —— 脑磷脂,PE,稳定 W/O
? 磷脂酰肌醇 —— PI,稳定 W/O
? 磷脂酰丝氨酸
R,R’-脂肪酸碳链
R’’
磷脂酰胆碱
磷脂酰乙醇胺
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰肌醇
? 结构 O
? +
CH2 ? CH?CH2?O?P?O?(CH2)2?N(CH3)3
? ? ?
OCOR OCOR' O?
? R为硬脂酸或软脂酸,如 C17H35COOH
? R'为油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯
酸等不饱和脂肪酸,如 C17H33COOH
? 两极式结构,胆碱是强碱,磷酸是强酸
? α-卵磷脂和 β-卵磷脂
? 添加量一般为 0.1%~ 0.3 %
? 卵磷脂中磷脂混合物对于 W/O与 O/W具有 弱的
乳化力
? 与其他乳化剂 复合使用 可增强其稳定乳状液的
能力
? 硬水中 高浓度的 Ca与 Mg,会使 PE失去乳化能
力而絮凝
? 改性 (化学或酶法)可以提高乳化能力,并减
少与金属离子的反应;
应用
? 在人造奶油中添加卵磷脂可以阻止水滴
合并,减慢水分蒸发速率,起到防溅剂
的作用。
? 提高可可粉的分散性和润湿性。 可可粉
的表面含有一层可可脂膜,在表面喷上
一层薄的卵磷脂有助于可可粉进入水溶

三、介晶相(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
? 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
介晶相结构
层状、六方及立方
含有食品乳化剂的水溶液,可形成各种
不同的介晶相
HLB值法选择乳化剂
HLB:亲水 -亲油平衡值
? HLB为 3~ 6,W/O型乳状液
? HLB为 8~ 18,O/W型乳状液
? 复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂
PIT法选择乳化剂
? 低温时
优先溶解在水中,亲水作用较强
? 当温度升高至一定值时
优先溶于油中,疏水作用较强
? 这个转化温度称为相转化温度( PIT)
? 极性越强的乳化剂,PIT越高
? O/W转化为 W/O时,电阻突增
第六节 化学性质
一、脂类水解
? 通过加热或酶和水分的作用,脂类中的酯键发
生水解
? 游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化,产生水解酸
败味
? 油炸发烟,影响风味
? 动物脂肪高温提炼灭酶
二、脂类氧化
? 与营养、风味、安全、贮存、经济有关
? 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
? 氧与不饱和脂类反应
?自动氧化
?光敏氧化
自动氧化
? 自动氧化导致含脂食品产生的不良风味,
一般称为哈喇味
? 有些氧化产物是潜在的毒物
? 某些情况,为产生油炸食品的香味,希
望脂类发生 轻度 氧化。
三步自由基链反应机制
烷基自由基
过氧化自由基
非自由基产物
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
光敏氧化
光敏氧化的机制
通过“烯”反应进行氧化
? 每个不饱和碳均可形成氢过氧化物
亚油酸盐光敏氧化反应机理
光敏氧化的特征
? 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
? 光的影响远大于氧浓度的影响
? 受自由基抑制剂的影响,但不受抗氧化剂影响
? 产物是氢过氧化物
三、脂类氧化产物
氢过氧化物是主要初期产物,无味,但
不稳定。
?进一步分解成醛、酮、酸以及其他双官能团
氧化物,产生令人难以接受的臭味(酸败味)
?金属离子和光照会催化过氧化物的分解
四、影响脂肪氧化速率的因素
? 脂肪酸组成:顺式、共轭、不饱和脂肪酸
? 温度:随之上升
? 游离脂肪酸与甘油酯:前者大
? 氧浓度:随之上升
? 表面积:成正比
? 水分活度:先下降,后上升
? 引发剂(光、辐射、金属离子等)
? 助氧化剂
? 抗氧化剂
五、抗氧化剂
? 能推迟会自动氧化的物质发生氧化,并
能减慢氧化速率的物质。
? 应该价廉、无毒性、有效浓度低、稳定、
对食品品质无显著影响
根据作用机理分类
? 主抗氧化剂
?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
?BHA,BHT,PG,TBHQ
?天然食品组分,VE、胡萝卜素
? 次抗氧化剂(协同剂、增效剂)
?增加主抗氧化剂的活性
?柠檬酸,VC、酒石酸、卵磷脂
一般使用的合成抗氧化剂
丁基羟基茴香醚 二丁基羟基甲苯
BHA BHT
?没食子酸丙酯
( PG)
?去甲二氢愈创木酸( NDGA)
? 重金属 能促进氧化
? 柠檬酸及其单酯、磷酸及其磷酸盐衍生
物,EDTA等 金属螯合剂 抑制氧化
? 多功能抗氧化剂,具有多种抗氧化活性
? 食品中常用的抗氧化剂主要是 脂溶性 抗
氧化剂,为环上有各种取代基的 单羟基
酚或多羟基酚
抗氧化剂的作用机理
? 抑制自由基的产生或中断链的传播
? 自由基接受体
? 既作为氢给予体,又作为自由基接受体
? 主要与 ROO·作用,而不是与 R·作用
? 抑制反应 RO2· + AH → ROOH + A·
链传递反应 RO2· + RH → ROOH + R·
竞争
协同作用
? 复合的效果超过单一的加合
? 两类协同作用,
?混合自由基受体
?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· + AH
?BH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)
六、测定脂肪氧化的方法
? 过氧化值:碘量法
? 硫代巴比妥酸( TBA)试验:产生红色或黄色
? 活性氧化( AOM)
? 氧吸收法
? 碘值,100克样品吸收的碘的克数
? 仪器分析:色谱法、光分析法
? 挥发性羰基化合物:醛、酮 +苯肼 →腙
? 感官评定
? Schaal耐热试验,65℃
七、热分解
热分解与氧化反应同时存在
油炸化学
食品的性质变化
? 水分不断从食品释放到热油中
? 水蒸汽将油中的挥发物带走
? 食品本身或食品 -油相互作用产生挥发物
? 食品吸油
? 食品本身的一些脂类释放到油中,导致油的稳
定性与原来的油炸用油不同
? 食品的存在加快了油的变暗
油炸用油的物化变化
? 形成大量挥发性化合物
? 水解产生游离脂肪酸
? 粘度增加
? 颜色变暗
? 碘值下降
? 折光指数改变
? 表面张力减少
? 形成泡沫
影响油炸用油的
物理化学变化的因素
?温度
?油炸时间
?金属污染
?炸锅类型
?比表面
?加热模式
?氧化剂
?食品组成
评价油炸用油质量的指标
?石油醚不溶物
?极性化合物柱色谱
?介电常数
?气相色谱
?碘值
?粘度
?色泽
何谓自动氧化?何谓光敏氧化?
两者有何异同?