1、1-2 脂类,教学目的：了解脂类的结构、性质。掌握脂类的生理意义，了解油脂的自动氧化机理及控制方法，了解油脂的乳化机理及应用。了解类脂类物质的结构、性质及生理作用。教学重点:脂类的生理意义、脂类的理化性质、油脂自动氧化的机理及控制方法、抗氧剂、油脂的乳化及应用 教学难点：脂类的结构及理化性质、油脂自动氧化的机理,一、脂类的定义,脂类是生物体内的一大类物质，包括脂肪、蜡、磷脂、糖脂、固醇等。,脂类共同特征 不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿等有机溶剂 都具有酯的结构或能成为酯的物质（醇、酸）能被生物体利用,脂的分类：,二、脂类的生理意义,1.属于产热量最高的营养素，尤其是甘油三酸酯产热量9千卡/克
2、。是同样重量的糖的2.2倍。 2.是人体组织细胞的重要组成部分（特别是类脂中的磷脂和固醇类） 3.体内不可缺少的脂溶性维生素多溶于脂肪中，故脂类食物是摄入脂溶性维生素的有效途经。 4.脂类是食物是高热能浓缩食物，食入体积小，饱腹感强，且可增加膳食美味。,三、甘油酯和脂肪酸,甘油酯动植物油脂的主要成分是脂肪酸的甘油酯若甘油结合的三个脂肪酸相同，称之为单纯甘油酯否则称为混合甘油酯天然油脂中的甘油酯大部分是混合甘油酯,脂肪酸 甘油酯中的脂肪酸一般是直链的，分为饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸两类 天然存在的不饱和酸大部分为顺式，如油酸,必需脂肪酸,亚油酸（9，12十八碳二烯酸） 亚麻酸（9，12，15十八碳
3、三烯酸） 花生四烯酸（5，8，11，14二十碳四烯酸） 亚麻酸可通过亚油酸合成 必需脂肪酸的结构特征： 分子中至少含有两个乙烯基甲基结构（CH=CHCH2CH=CHCH2 双键必须是顺式结构 距羧基最远个双键应在从末端甲基数起第6、7碳原子间。（除亚麻酸在体内可合成外，其余二种均符合此规律）,四、脂肪酸及脂肪的性质,1、 物理性质 纯净的脂肪酸及其油脂都是无色的，脂肪是混合物，所以没有确切的熔点和沸点。脂肪酸的比重一般都比水轻，它们的折光率随分子量和不饱和度的增加而增大 。,稠度 脂肪的稠度取决于化学构成和环境温度。P14表16 干性某些油涂成薄层，在空气中就逐渐变成了有韧性（弹性）的固态薄膜
4、。干 性 油： 结膜快半干性油：结膜慢不干性油：不能结膜 干性的化学性质是很复杂的，主要是由于一系列氧化聚合反应的结果。油的干性与油分子中所含双键数目有关，含双键数目多，结膜快。含双键数目少，结膜慢。 桐油是最好的干性油，它的特性与桐酸的共轭双键体系有关。用酮油制成的油漆不仅干结成膜快，而且漆膜坚韧、耐光、耐冷热变化，耐潮湿，耐腐蚀。桐油是我国的特产，产量占世界总产量的90%以上。,加碘 碘值：100克油脂所能吸收碘的克数干 性 油： 碘值 130半干性油：碘值 100130不干性油：碘值 100碘值是油脂分析的一重要指标。碘值是油脂性质的重要常数，碘值大，表示油脂的不饱和程度高，干结成膜快。
5、,2、 化学性质(1)、 水解和皂化 脂肪能在酸、碱或酶的作用下水解为脂肪酸及甘油。,,(2)、 加成反应 不饱和脂肪酸在催化剂（如Pt）存在下可在不饱和键上加氢。本反应被应用于从植物油制造人造奶油。 不饱和双键上还可以和卤素发生加成反应。,(3)、 氧化 脂肪酸可被空气徐徐氧化分解生成低级醛酮、脂肪酸等，这个性质对含油食品的质量有重要意义。,五、脂肪的自动氧化及其控制,油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，产生低级醛、酮、羧酸等。这些物质具有令人不快的嗅感，从而使油脂发生酸败（耗败）。发生酸败的油脂丧失了营养价值，甚至变得有毒。,油脂酸败后，其中游离酸、过氧化物和第二阶段的生成物羰基化合物含
6、量升高，故可以以这些物质含量为酸败程度的特征值进行检验。 酸值：指中和1克油脂中所含的游离脂肪酸时所需NOH的毫克数。新鲜精制食用油脂的酸值一般在0.3克以下。 过氧化值：表示油脂中过氧化物量，以对试样1公斤的活性氧的（毫克量）数表示其值，作为油脂自动氧化初期阶段的酸败程度指标。新鲜食用油的过氧化物在2以下。 羰基值：（TBA值、硫代巴比妥酸值）：是油脂自动氧化第二阶段的生成物羰基化合物量的表示值，表示油脂酸败程度。,不饱和油脂的自氧化(autoxidation)不饱和油脂的自动氧化是游离基反应历程。以RH代表不饱和脂肪，则：,脂肪分子的不同部位对活化的敏感性不同，一般以双键的-亚甲基最易生成
7、自由基。 CHCH=CH,,2、饱和脂肪的氧化 饱和脂肪的自氧化与不饱和脂肪不同，它无双键的-亚甲基，不易形成碳自由基，然而，由于饱和脂肪酸常与不饱和脂肪酸共存，它很易受到由不饱和酸产生的氢过氧化物的氧化而生成氢过氧化物，饱和酸的自氧化主要在CO2H的邻位上进行。 即 R1CH2CO2R2 R1COOHHCO2R2RH,3、 氢过氧化物的降解,氢过氧化物(hydroperoxides)是不稳定的化合物，易发生分解而重新生成游离基，再进一步氧化生成各种化合物。,4、聚合,不饱和酸在氧化过程中，在形成低分子化合物的同时也生成一些聚合物。如：此二聚体还可以进而形成三聚体或多聚体。如：,这种聚合是OO
8、交联，而不是 -C-C- 结合。,5、影响脂肪自动氧化速度的因素,光照受热氧水分活度Fe、Cu、Co等重金属离子血红素、脂氧化酶等都会加速脂肪的自氧化速度,阻止含脂食品氧化，最普遍的办法是：排除O2采用真空或充N2包装使用透气性低的有色或遮光的包装材料尽可能避免在加工中混入Fe、Cu等金属离子 避光用有色玻璃瓶装避免用金属罐装油,6、抗氧剂,能阻止、延迟油脂自动氧化作用的物质称为抗氧化剂。 抗氧化剂能与油脂氧化时生成的游离基及过氧化物游离基反应，生成稳定的游离基而终止链锁反应。,食用油脂的抗氧剂必须满足下列要求： 低浓度即可有效。 抗氧剂及氧化物、以及它们与食品成分作用的产物都应无毒。 不致使
9、食品发生异味、异臭。 成本便宜。,,天然的抗氧剂有生育酚（VE）、单宁、棉酚、没食子酸、愈疮树脂等。 现在允许使用的合成抗氧剂主要有下列三种： （1） BHA即丁基羟基苯甲醚，它是3-BHA及2-BHA的混合物，一般3-BHA90%。 （2） BHT即二丁基羟基甲苯。 （3） PG即没食子酸丙酯。,6、增效剂(synergim),抗坏血酸、柠檬酸、磷酸等二元酸若与抗氧剂一起使用，能增强抗氧剂的抗氧效力。这些酸被称为增效剂。 增效剂可以给抗氧剂提供氢，防止其氧化。柠檬酸等还能与促进油脂氧化的金属形成螯合物，使其催化作用钝化。磷酸脂中的卵磷脂也有增效剂的作用。,六、食品热加工过程中油脂的变化,油脂
10、经长时间加热，会发生黏度增高，酸价增高以及产生刺激性气味等变化。 油脂热增稠是由于发生了聚合作用，当温度300时，增稠速度极快，如：,,而酸价增高及刺激性气味的产生，则是油脂在高温下分解生成了酸、醛、酮等化合物。金属离子如Fe2+的存在可催化热解。 热变性的脂肪不仅味感变劣，而且丧失营养，甚至还有毒性。所以，食品工业要求控制油温在150左右，并且油炸油不宜长期连续使用。,七、油脂的乳化,使互不相溶的两种液体如油与水中 的一种呈微滴状分散于另一种液体中称为乳化 。 其中量多的液体称为连续相，量少的则称为分散相。 能使互不相溶的两相中的一相分散于另一相中的物质称为乳化剂 。,食品加工中常利用乳化剂
11、控制脂肪球聚集，提高乳状液的稳定性。,较重要的一种选择乳化剂的方法：依据分子的亲水亲脂平衡（hydrophilie-lipophilie balance, HLB）性质来选择乳化剂。 HLB值范围在36之间的乳化剂可形成W/O型乳状液 数值在818之间则有利于形成O/W型乳状液。,联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品标准委员会确定了人体对大多数食品乳化剂的每日允许摄入量（ADI）。某些乳化剂的HLB和ADI值见表1。,,表1 某些乳化剂的HLB和ADI值 乳 化 剂 HLB值 ADI（mg/kg体重）一硬脂酸甘油酯 3.8 不限制 一硬脂酸一缩二甘油酯 5.5 025 一硬脂酸
12、三缩四甘油酯 9.1 025 琥珀酸一甘油酯 5.3 二乙酰酒石酸一甘油酯 9.2 050 硬脂酰乳酸钠 21.0 020 三硬脂酸山梨糖醇酐酯（司班15） 2.1 025 一硬脂酸山梨糖醇酐酯（司班60） 4.7 025 一油酸山梨糖醇酐酯（司班80） 4.3 聚氧乙烯山梨糖醇酐一硬脂酸酯（吐温60） 14.9 025 丙二醇一硬脂酸酯 3.4 025 聚氧乙烯山梨糖醇酐一油酸酯（吐温80） 15.0 025,食品工业中常见的乳化剂 （1） 硬脂酸单甘酯,它适用于水/油及油/水两种类型的乳化，常用于加工人造黄油、快餐食品、低热量涂布料、松软的冷冻甜食和食用面糊等产品。,（2）蔗糖硬脂酸酯,本
13、品适于油/水型乳浊液 。,（3）脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯,这些乳化剂可促进W/O型乳状液的形成 。,（4）卵磷脂(lecithin),可用作蛋黄酱、色拉调味汁和蛋糕乳状液的稳定剂。,八 油脂加工化学,1 油脂精炼 (Refining),粗油脂中含有可产生不良风味和色泽或不利于保藏的物质，如游离脂肪酸、磷脂、糖类化合物，蛋白质及其降解产物、水、叶绿素等，需精炼除去。 1、沉降和脱胶(degumming) 2、中和 (deacidification) 3、漂白 (bleaching) 4、脱臭 (deodorization),2、油脂氢化(hydrogenation) 油脂氢
14、化是油脂中不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过程，它可使液体油脂转变成半固体脂肪或可塑性脂肪（plastic fats），如，起酥油（shortenings）和人造黄油（margavine）。,3、酯交换(interesterification) 酯交换是使脂肪酸重排，以提高油脂的稠度和适用性。 酯交换反应广泛应用在起酥油的生产中。,猪油中二饱和三酰基甘油分子的碳2位置上大部分是棕榈酸，如直接用猪油加工成起酥油，不但会出现粒状稠性，而且在焙烤中表现出不良性能。将猪油酯交换后，得到的油脂可改善其塑性范围并制成性能较好的起酥油。 起酥油(shortening)俗称白油是用来造饼干糕点、酥皮时使制品
15、酥脆易碎的油脂。起酥油具可塑性起酥性和酪化性能。,可塑性是指起酥油在温室下呈固态不大流动不太硬不太软可任意形成各种形状而不变形。起酥性是指起酥油使食品酥脆易碎。起酥油揉和到面粉团内隔离面粒颗粒间的粘合阻碍面筋网的形成烘焙后内部形成片状口感酥脆。酪化性是指油脂在高速搅拌时混入空气形成大量小气泡使到面浆体积增大。烘焙后糕点有很多海绵状的蜂窝质地柔软。从前猪油是被公认为天然的起酥油但现在渐渐被人造起酥油所取代。,棕榈油定向酯交换后可制成浊点（cloud point）较低的色拉油。 酯交换还用于生产稳定性高的人造黄油 以及熔化特性符合要求的硬奶油,九 代脂肪（Fat Replacers）,脂肪替代物（
16、Fat replacer，fat substitutes）是一些能替代脂肪功能的物质，它们能使食品具有类似脂肪的结构及口感，但不产生热量。,一个例子是用假润湿剂（Pseudomoistness）来模拟高脂肪焙烤食品中由于脂肪带来的润湿效果。 经过适当处理过的淀粉、树脂、半纤维素与纤维素，用在低脂肪食品中，部分起着油脂的作用。有些拟脂肪的碳水化合物基本无热量（如树脂、纤维）另外有些为16.7kJ(4Kcal)-1,如改性淀粉,不象常用的油脂有37.6kJ(9Kcal) -1热量。,这些物质凭借其能保留湿度与固态膨松的性状，在食品中模拟光洁或乳酪状以增加油煎食品或冰淇淋的口感。 这类产品的商品名称
17、有AvicalOatrimKlecogelSlandid,一些蛋白质已被开发成为代脂肪，用作O/W型乳化剂。 如明胶（Gelatin）在麦淇淋（magarine）的制造过程中以其热可逆的凝胶性，起到了增稠作用。,一些甘油三脂（Triglycerides）具有与脂肪同样的结构特征，但当人们食用时却不产生很多热量。如中等链长的甘油三酯（medium-chain triglycerides，MCTs），MCTs是由有C6C10链长的脂肪酸构成。它们产生的热量约为34.7kJ（8.3Kcal）g-1。而正常甘油三酯产生的热量约为37.6kJ(9Kcal)g-1。,热值降低的原因部分是由于短链脂肪酸每单
18、位重量的产热量要低于长链脂肪酸的产热量。,蔗糖多元酯（Sucrose Polyester，商品名Olestra）与天然脂肪的物理和化学性质一样，具有亲脂性，但不消化与不吸收。用作代脂肪的蔗糖多元酯需要高度酯化反应来制造。而用作乳化剂的制品只需要低度酯化。,色拉酱的制作色拉的制作巧克力DIY食品热量表,类脂,指结构和性质与脂肪类似，具脂溶性，并有重要营养生理意义的一类有机物。重点介绍几种： 一、磷脂：分子结构中除与甘油酯相似含甘油和脂肪酸组分外，其酯化成分中还含磷酸根和含氮化合物（含氮碱组分），故水解后得到甘油、脂肪酸、磷酸和含氮化合物,含磷酸的类脂称为磷脂，其中最重要的是脑磷脂、卵磷脂和鞘（神
19、经）磷脂，存在于植物的种子、蛋黄、动物的脑等器官中。 生理作用：1.磷脂中有亲水基团和憎水基团，它们在水中极性基团指向水，而疏水部分聚集在一起与水隔开，结果在界面上形成一层定向排列的分子膜。有利于乳化。有助于油脂输送 消化和吸收. 2.是细胞膜的主要成分。 3.对神经系统、生殖系统生理作用显著，有效防止体内过氧化物及自由基生成，有抗衰老及预防各种疾病的作用。,二、固醇 种类不同，结构较复杂，但基本结构是以环戊烷多氢菲核为骨架的带烃链的含羟基（故属醇）的多环化合物，该类物质统称类固醇。动物固醇中（尚有植物固醇和真菌固醇）最重要的是胆固醇，它即是脊椎动物细胞的重要组分（在脑及神经组织中尤多），又可
20、在人体内合成胆汁酸、雄激素、付肾上腺激素等，本身又可转化为VD，可在胆道中沉积形成胆石，在血管内壁沉积会造成动脉硬化。胆固醇不溶于水、稀碱和稀酸，不能皂化，性质稳定。食品中动物内脏、大脑和卵黄中含量高。,甾族化合物广泛存在于动植物组织内，并在动植物生命活动中起着重要的作用。 一、甾族化合物的结构 1基本结构 甾类化合物分子中，都含有一个叫甾核的四环碳骨架，环上一般带有三个侧链其通式为：R1、R2一般为甲基，称为角甲基，R3为 其它含有不同碳原子数的取代基。 甾是个象形字，是根据这个结构而来的， “田”表示四个环，“ ”表示为三个侧链。许多甾体化合物出这三个侧链外，甾核上还有双键、羟基和其他取代
21、基。,四个环用A、B、C、D编号，碳原子也按固定顺序用阿拉伯数字编号。如下图：,胆甾醇是最早发现的一个甾体化合物，存在于人及动物的血液、脂肪、脑髓及神经组织中。 无色或略带黄色的结晶，m.p 148.5,在高真空度下可升华，微 溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等 有机溶剂。人体内发现的胆结石几乎全 是由胆甾醇所组成的，胆固醇的 名称也是由此而来的。 5-胆甾烯-3-醇 人体中胆固醇含量过高是有害的，它可以引起胆结石、动脉硬化等症。由于胆甾醇与脂肪酸都是醋源物质，食物中的油脂过多时会提高血液中的胆甾醇含量，因而食油量不能过多。 2）7-脱氢胆甾醇 胆甾醇在酶催化下氧化成7-脱氢胆甾醇。7-脱氢胆甾醇存在于皮肤组织中，在日光照射下发生化学反应，转变为维生素D3：,人体中脂肪的来源、吸收和供给量,P1718 来源：主要来源于食入植物油、动物脂肪和含脂肪食品（大豆、花生、肉、鱼等），但含量与食品种类和部位有关。 吸收：在小肠中通过胰脂肪酶进行 供给：50克/日,本节思考题,解释油脂酸败的原因，如何避免或减慢油脂的酸败？ 说明什么叫做乳化剂。 脂类的生理意义。 酸值、过氧化物值和羰基值 人体中脂肪的来源、吸收和供给量,
