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1、第三章 食品中的脂质31脂质3.1 脂质概述l 脂质是生物体内一大类不溶于水溶于有机溶剂的疏水性物质l 天然脂质的99%左右为脂肪酸甘油酯（酰基甘油），俗称油脂或脂肪。室温下呈固体的甘油酯称为脂，呈液体的称为油。l 天然脂质的左右为非酰基甘油化合物，如磷脂、类固醇、糖脂、类胡萝卜素等。32脂质l 脂质的营养功能：提供必需脂肪酸，是热量最高的营养素，是脂溶性维生素的载体。l 脂质的风味功能：提供滑润口感，光润外观，赋予油炸食品香酥的风味。l 塑性脂肪还有造型功能。但是，由于脂类的氧化造成对人和动物的毒性，不饱和脂类的氧化成为近10多年以来最受关注的研究领域之一。33脂质3.2 脂肪的结构与命名3
2、.2.1 脂肪的结构脂肪主要是甘油与脂肪酸生成的一酯、二酯和三酯，即一酰基甘油、二酰基甘油和三酰基甘油。34脂质CH2-OH CH2OCOR1HO-C-H + 3RiCOOH R2OCOCH + 3H2OCH2-OH CH2OCOR3甘油 脂肪酸 三酰基甘油 当R1=R2=R3，称单纯甘油酯（例如橄榄油中有70%以上的三油酸甘油酯）；当Ri不完全相同时，则称为混合甘油酯，天然油脂多为混合甘油酯；当R1和R3不相同时，则C2原子有手性，天然油脂多为L型。天然甘油酯中的脂肪酸，无论是否饱和，其碳原子数多为偶数，且多为直链脂肪酸。35脂质3.2.2 命名脂肪酸的命名：A.系统命名法 B.数字命名法
3、C.俗名或普通名D.英文缩写 (详见教材P7980)36脂质例如，亚油酸：1826或182（n-6);其中表3-2 一些常见脂肪酸的名称和代号尤为重要。37脂质（2）酰基甘油的命名天然脂肪是甘油与脂肪酸的一酯、二酯和三酯，分别称为一酰甘油、二酰甘油和三酰甘油。例如:该化合物名称：三硬脂酰甘油、甘油三硬脂酸酯、三硬脂酸甘油酯或StStSt。38脂质下述原则用于确定甘油衍生物的绝对构型。立体定向编号：赫尔斯曼提出的Sn-系统，可应用于合成和天然脂肪。甘油的Fisher平面投影式中位于中间的羟基写在中心碳原子左边，习惯上将碳原子按照从顶部到底部的顺序编号为1-3。39脂质例如，如果硬脂酸在Sn-1位
4、置酯化，油酸在Sn-2位置酯化，而肉豆蔻酸在Sn-3位置酯化，则三酰基甘油可表示为：可将它命名为下列任何一种： Sn-甘油-1-硬酯酰-2-油酰-3-肉豆蔻酸酯； 1-硬酯酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰-Sn-甘油； Sn-StOM或Sn-18:0-18:1-14:0310脂质l Sn使用在“甘油”一词前面，指明了Sn-1、 Sn-2、Sn-3的位置。l 表示缩写符号中间的脂肪酸酰基在Sn-2位置，而其余两种酸的位置可能是Sn-1或Sn-3。例如，-StOM表示任何比例的Sn-StOM和Sn-MOSt的混合物。l 单酸酰基甘油(例如MMM)中, 可以不用词头；或者混合甘油酯分子中酸的分布位置是未知
5、的,也可能是各种异构体的混合物。例如，StOM用来表示Sn-StOM，Sn-MOSt，Sn-OStM，Sn-MStO，Sn-StMO和Sn-OMSt的混合物。311脂质3.2.3 三酰基甘油的分类根据三酰基甘油酯的来源和脂肪酸组成，常见油脂分为七类. 详见教材P81下端必需脂肪酸：指人体不可缺少而自身又不能合成或合成量不够的一些脂肪酸。主要是一些不饱和脂肪酸，如亚油酸、-亚麻酸、花生四烯酸等。 详见教材P83312脂质3.3 油脂的物理性质313脂质3.3.1 气味和色泽l 纯净的脂肪无色无味。天然油脂中略带黄绿色是由于含有一些脂溶性色素（如：类胡萝卜素、叶绿素等）所致。多数油脂无挥发性，少数
6、油脂中含有短链脂肪酸引起嗅味。油脂的气味大多是由非脂成分引起，如芝麻油的香气是由乙酰吡嗪引起的，椰子油的香气是由壬基甲酮引起的，而菜油受热时产生的刺激性气味则是由其中所含的黑芥子苷分解所致。314脂质3.3.2 烟点、闪点和着火点l 烟点：不通风情况下观察到试样发烟时的温度。l 闪点：试样中挥发的物质能被点燃但不能维持燃烧的温度。 l 着火点：试样中挥发的物质能被点燃并能维持燃烧不少于5S的温度。 精炼油脂的烟点在240左右，而未精炼油脂特别是游离脂肪酸含量高的油脂，其烟点、闪点、着火点均明显大大降低。 油脂在贮藏、使用过程中，游离脂肪酸增多，油脂变得易冒烟（烟点低于沸点）。315脂质3.3.
7、3 熔点、沸点及消化率、折光率 油脂无确定熔点和沸点，具有一定的熔、沸点范围值。l 天然油脂一般都是不同脂肪酸组成的三酰基甘油的混合物l 油脂的同质多晶现象（化学组成相同，晶体结构不同）l 油脂熔点一般最高在4050之间，酰基甘油中脂肪酸的碳链越长，饱和度越高，则熔点越高。l 油脂沸点：180200之间，沸点随脂肪酸碳链增长而增高，常压蒸馏易发生油脂的分解，只能减压蒸馏。316脂质 油脂熔点与消化率的关系：一般油脂的熔点37时，消化率达96%以上；熔点在37-50范围，消化率可达90%； 熔点50时，油脂难消化. 油脂折射率（详见教材P90下端文字内容）规律l脂肪酸的折光率随分子质量增大而增大
8、l分子中双键的数量越多,折光率越大 317脂质3.3.4.结晶性质同质多晶现象：具有相同的化学组成，形成不同的结晶晶型，熔化时生成相同液相(如石墨与金刚石)物质的现象。油脂在固态的情况下存在同质多晶现象。1. 固体同酸甘油酯最常见的晶体形态有：型、型、型318脂质甘油酯的晶体319脂质单酸三酰基甘油，例如StStSt，l 当其熔融物冷却时，可结晶成密度最小、熔点最低的型；l 若进一步冷却，烃链更紧密堆积，使型逐渐转变为型；l 如果型加热至熔点，可迅速转变成最稳定的型；l 型熔融物冷却并保持温度高于熔点几度，也可直接得到型。l 加热型至熔点温度则发生熔融，并转变成稳定的型。X射线衍射结果表明，脂
9、肪酸烃链在型晶体中为无序排列，在型和型晶体中显示有规则的排列。320脂质2. 混合三酰基甘油的同质多晶体结构更为复杂例如：生产巧克力的原料是可可脂。可可脂含有3种主要的三酰基甘油POSt（40%）、StOSt（30%）、PO（15%），它们具有6种同质多晶型物（-）。其中型最不稳定，熔点23.3；型为介稳态，熔点33.8,所期望的结构，它使巧克力涂层外观光滑,口感细腻；型最稳定,熔点36.2。在巧克力的贮藏过程中（特别在高温条件下）型会转变为型，导致巧克力产生粗糙的口感和表面形成白霜并失去光泽。321脂质3. 脂肪酸分布与晶体特点l 一般动植物油主要的脂肪酸仅4-8种,每一种脂肪酸都有可 能分
10、布到甘油的Sn-1、Sn-2、Sn-3等位上。l 油脂中有n种脂肪酸，就可能有n3种不同的三酰基甘油酯。例如：某油有A、B两种脂肪酸，则可能存在的三酰基甘油酯有八种：两种脂肪酸在甘油酯中的分布若为三 饱和酯若为三 不饱和酯322脂质思考题:1.两种脂肪酸组成基本相同的油脂,它们的晶体熔点是否可能差别较大?2.分别以它们为原料做成的食品,口感是否有可能差别较大?请阅读教材P95(3.2.3.3所述可可脂及牛油晶体特性的差异)323脂质4.油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用l 巧克力生产要得到熔点在34左右,表面光滑,口感细腻而不油腻的可可脂V型结结晶的方法:将可可脂加热热到55以上使它熔化,再
11、缓慢冷却,在29 停止冷却,然后加热到34,使V型以外的晶体熔化.多次进进行29 冷却和34加热,最终使可可脂完全转化成V型结结晶.l 人造奶油的晶型为型时,具有良好涂抹性和细腻口感,在生产上可使油脂先经过急冷形成型晶体,再保持在略高的温度继续继续 冷冻冻,使之转转化为为熔点较较高的型.324脂质3.3.5 油脂的塑性室温下呈固态的油脂实际是由液体油和固体脂两部分组成的混合物，通常只有在很低温度下才能完全转化为固体。细小的脂肪固体被液体油包围，固体微粒间间隙很小，使液体油无法从固体脂肪中分离出来，两者交织在一起，保持了一定的外型。这种由液体油和固体脂均匀融合并经一定加工而成的脂肪称为塑性脂肪。
12、 325脂质油脂的塑性:在一定的外力范围内，脂肪具有抗变形的能力,从而可保持一定外形的性质。油脂的塑性主要取决于以下几点：A.油脂的晶型l 油脂为型时塑性最好,因其在结晶时包含大量小气泡,从而赋予产品较好的塑性;l 型结晶所包含的气泡大而少,塑性较差。326脂质B.熔化温度范围从开始熔化到熔化结束的温度范围越大,油脂塑性越好。C.固液两相比l 油脂中固液两相比适当时塑性最好。l 固体脂过多则油脂过硬，塑性不好。l 液体油过多则流动性大，油脂过软易变形，塑性也不好。固液两相比例又称固体脂肪指数(SFI),是影响脂肪塑性最重要因素。327脂质固体脂肪指数测定可通过测定塑性脂肪的膨胀特性来确定油脂中
13、固液两相比例，或通过测定脂肪中固体脂含量了解油脂的塑性特征。l 热膨胀：固体脂和液体油在加热时均引起的非相变体积增加l 熔化膨胀：固体脂转化为液体油时因相变化引起的体积增加l 用膨胀计来测量液体油和固体脂的比体积随温度的变化就得到了塑性脂肪的熔化膨胀曲线（教材P96图3-23）328脂质教材P96图3-23中表示的是混合甘油酯的熔融行为：固体脂肪在X点开始熔化。在Y处固体脂全部转化为液体，熔化终止。曲线XY（对应的温度范围）表示体系中固体成分的逐步熔化，液体油和固体脂同时存在。这种固液共存的油脂经一定加工可制得塑性脂肪。在曲线b点处是固-液混合物，此时固体的比例是ab/ac,而液体油的比例是b
14、c/ac.固体脂肪指数SFI即固液比是ab/bc.329脂质 如果脂类在一个很窄的温度范围熔化，XY的斜率会很大 ；如果脂类的熔点范围很大，脂类具有较宽的塑性范围 。 通过添加相对熔点较高或较低的成分可以改变脂肪的塑 性范围含大量单纯甘油酯的脂肪，其塑性范围很窄。如椰子油与奶油，含有大量单纯三饱和甘油酯，因而熔化速率很快。由具有不同熔化温度的甘油酯混合物组成的脂肪，一般具有所期待的塑性，因为这种脂肪的熔化温度范围宽。(教材P96第四段：)330脂质3.3.6 油脂的液晶态油脂除了存在固态(高度有序排列)、液态(完全无序排列)外，还有一种介于固态和液态之间的相态，称为液晶态。l 油脂液晶态的存在
15、是由油脂的结构决定的。油脂分子结构中包括极性基团（如酯基、羧基）和非极性基团（如烃链）:O O O O O331脂质长链脂肪酸晶体中,脂肪酸羧基与羧基通过氢键相连,烃基与烃基通过色散 力相连,易成为栅栏式的层状结构.由于烃基之间仅有引力很小的色散力作 用,故层间易滑动,这便是脂肪酸具有润滑作用的原因之一。 乳化剂也是典型的两亲分子，也可形成液晶态。 详见教材P97332脂质3.3.7 乳浊液和乳化剂1.乳浊液乳浊液是由两种不互溶的液相组成的分散体系，其中一相是以直径0.1-50um的液滴分散在另一相中。以液滴或液晶的形式存在的液相称为“内”相或分散相，使液滴或液晶分散的相称为“外”相或连续相。333脂质334脂质l 小分散液滴的形成使两种液体之间的界面面积增大，并随液滴的直径变小，界面面积成指数关系增加。l 实现液滴分散增加两种液体的界面面积，需要较高能量，使界面具有大的正自由能。l 乳状液是热力学不稳定体系，在一定条件下会发生破乳现象。335脂质破乳主要有以下几种类型:l 分层或沉降:由于重力作用使密度不相同的相产生分层或沉降.液滴半径越大,两相密度差越大,分层或沉降越快。l 絮凝或群集:分散相液滴表面的静电荷量不足,斥力减少,液滴与液滴互相靠近发生絮凝(液滴的界面膜未破裂)。l 聚结:液滴界面膜破裂,
