第4章脂类.ppt
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1、1,第四章 脂类Lipids,2,4.1 概述4.2 油脂类物质的理化性质4.3 油脂加工化学4.4 其它脂类物质,主要内容,3,本章重点,1.基本概念;2.脂类物质的基本物理属性和与质量有关的一些参数;3.脂类氧化反应的基本过程和过程中主要步骤基本特征;4.脂类在加热条件下的一些反应;5.油脂在食品加工中的应用.,4,定义:不溶于水而溶于有机溶剂的有机 化合物。95%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯,即脂肪(fat)脂:室温下为固体油:室温下为液体,一、定义 P82,4.1 概述,4.1.1 脂类化合物,5,Lipids通常具有下列共同特征:,不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙 酮等有机溶剂
2、。大多具有酯的结构,并以脂肪酸形成的酯 最多。都是由生物体产生,并能被生物体所利用(与矿物油不同)。例外:卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。,6,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,7,按来源分:,乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂,单纯酰基油,混合酰基油。,按脂肪酸构成分:,二、分类 P84,8,按不饱和程度分:,干性油:碘值大于130,如桐油、亚麻油、红花油等;半干性油:碘值介于100-130,如棉籽油、大豆油等;不干性油:碘值小于100,如
3、花生油、菜子油等。,9,简单脂质 酰基甘油 甘油+脂肪酸(占天然脂质的95%)(simple lipids)蜡 长链脂肪醇+长链脂肪酸,复合脂质 磷酸酰基甘油 甘油+脂肪酸+磷酸盐+含氮基团(complex lipids)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+碳水化合物,衍生脂质 类胡萝卜素,类固醇,脂溶性维生素等(derivative lipids),真脂,按化学结构分:,10,三、脂类的作用 P82,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,热量最高的营养
4、素(39.7kJ/g),11,R1=R2=R3,单纯甘油酯;Ri 不完全相同时,混合甘油酯;R1R3,C2原子有手性,天然油脂多为L型。碳原子数多为偶数,且多为直链脂肪酸,4.1.2 脂类化合物的组成及结构,一、基本结构,12,13,14,15,a.常见种类:酪酸(4C)、己酸(6C)、辛酸(8C)、羊脂酸(10C)、月桂酸(12C)、肉豆蔻酸(14C)、棕榈酸(16C,软脂酸)、硬脂酸(18C)、花生酸(20C)、山嵛酸(22C)b.结构特点:偶数C、直链、不含C=C。,二、脂肪酸的常见种类和结构 P83,A、饱和脂肪酸,16,a.常见种类:一烯酸:月桂烯酸(C12、顺9)、豆蔻烯酸(C14
5、,顺9)、棕榈油酸(C16,顺9)、油酸(C18,顺9)、反油酸(C18,反9)、芥酸(C22,顺13);二烯酸:亚油酸(C18,顺9、顺12)、癸二烯酸(C10,反2、顺4)、十二碳二烯酸(顺2、顺4);三烯酸:亚麻酸(C18,顺9、顺12、顺15)、亚麻酸(C18,顺6、顺9、顺12)、桐酸(C18,顺9、反11、反13)、桐酸(C18,反9、反11、反13),B、不饱和脂肪酸,17,多烯酸:花生四烯酸(C20,5,8,11,14)、EPA(C20,5,8,11,14,17)、DHA(C22,4,7,10,13,16,19),b.结构特点:偶数C、直链、含一个或多个C=C、C=C构型多为顺
6、式。,18,另外,在自然界还存在少量奇数C的脂肪酸,如在昆虫中发现的十五碳酸、十七碳酸等。特点:种类较少、可看作常见种类的衍生物、多出现于天然药物中。,C、特殊(稀有)脂肪酸,19,4.1.3 脂肪酸及甘油三酯的命名,一、脂肪酸的命名 P82 a.来源名称:如棕榈酸、油酸、亚麻酸、蓖麻酸等。b.系统命名法:如DHA系统名称为:4顺,7顺,10顺,13顺,16顺,19顺-二十二碳六烯酸。,20,c.数字命名法:(1)双键位次构型-n(C总数):m(双键数)如:硬脂酸:18:0 棕榈酸:16:0 亚油酸:9c,12c-18:2 DHA:4c,7c,10c,13c,16c,19c-22:6 对于只存
7、在顺式双键及无共轭体系的不饱和脂肪酸也有从末端C开始编号的,表示为:n:mx(末端双键位次)或n:m(n-x)。如:亚油酸:18:26或18:2(n-6),-亚麻酸:18:33或18:3(n-3)(2)双键位次构型Cn:m 如亚油酸:9c,12cC18:2,21,表4-1 一些常见脂肪酸的命名 数字命名 系统命名 俗名或普通名 英文缩写 4:0 丁酸 酪酸(Butyric acid)B 6:0 己酸 己酸(Caproic acid)H 8:0 辛酸 辛酸(Caprylic acid)Oc 10:0 癸酸 癸酸(Capric acid)D 12:0 十二酸 月桂酸(Lauric acid)La
8、14:0 十四酸 肉豆蔻酸(Myristic acid)M 16:0 十六酸 棕榈酸(Palmtic acid)P 16:1 9-十六烯酸 棕榈油酸(Palmitoleic acid)Po 18:0 十八酸 硬脂酸(Stearic acid)St 18:1 9 9-十八烯酸 油酸(Oleic acid)O 18:2 6 9,12-十八二烯酸 亚油酸(Linoleic acid)L 18:3 3 9,12,15-十八三烯酸-亚麻酸(Linolenic acid)-Ln 18:3 6 6,9,12-十八三烯酸-亚麻酸(Linolenic acid)-Ln 20:0 二十酸 花生酸(Arachidi
9、c acid)Ad 20:4 6 5,8,11,14-二十碳四烯酸 花生四烯酸(Arachidonic acid)An 20:5 3 5,8,11,14,17-二十碳五烯酸(Eicosapentanoic acid)EPA 22:1 9 13-二十二烯酸 芥酸(Erucic acid)E 22:6 3 4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸(Docosahexanoic acid)DHA,22,赫尔斯曼立体有择位次编排命名法(Sn命名):,二、甘油三酯的命名 P83,23,三、天然油脂中脂肪酸的分布 P85,(1)动物脂肪,乳脂 主要的脂肪酸是棕榈酸,油酸与硬脂酸,含短链脂肪酸C4C1
10、2,少量的支链、奇数碳FA。高等陆生动物脂 大量的C16和C18饱和脂肪酸(P,St)和中等量不饱和FA(O和L),mp较高,水产动物油脂 高不饱和脂肪酸,EPA(20:5),DHA(22:6)。两栖类、爬行类、鸟类和啮齿动物 FA的组成介于水产动物和陆产高等动物之间。,24,(1)动物脂肪,鲱鱼鲑鱼沙丁鱼小鸡鸡蛋猪油牛肉小羊奶油,不饱和饱和,25,(2)植物脂肪,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、小麦胚芽油、大麻籽油 月桂酸酯:月桂酸含量特别高,熔点低,如椰子油。,26,(2)植物脂肪,菜子油核桃油 葵花籽油玉米油 大豆油 橄榄油 花生油可可脂,27,一、物理
11、性质 蜡状固态或液态;沸点低,小分子脂类容易挥发而形成特征的风味;不溶于水(有例外),溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂;二、化学性质 酯键容易被水解或酶解而断裂;C=C容易发生构型转化、位置移动、亲电加成、氧化等反应。,4.1.4 脂类物质基本的理化性质,28,4.1.5 脂类消化吸收及体内代谢过程,必需脂肪酸:人体不能合成的脂肪酸。主要指一些不饱和脂肪酸,如亚油酸、-亚麻酸。,29,纯脂肪无色、无味 多数油脂无挥发性,气味多由非脂成分引起的。芝麻油 椰子油 菜油,4.2 油脂类物质的理化性质,一、气味和色泽 P87,4.2.1 物理性质,主要介绍油脂类物质与食品相关的理化性质。,30,
12、二、熔点和沸点 P87 天然油脂无固定的熔点和沸点,而只有一定的熔点范围和沸点范围。这是因为天然油脂是混合物且存在有同质多晶现象。油脂组成中脂肪酸的碳链越长、饱和程度越高,熔点越高;反式脂肪酸、共轭脂肪酸含量高的油脂,其熔点较高;油脂的沸点随脂肪酸组成的变化变化不大。,31,三、烟点、闪点及着火点 P88 烟点:不通风条件下油脂发烟时的温度;闪点:油脂中挥发性物质能被点燃而不能维持燃烧的温度;着火点:油脂中挥发性物质能被点燃并维持燃烧时间不少于5s时的温度。油脂的纯度越高,其烟点、闪点及着火点均提高。,32,四、结晶特性 P88 同质多晶现象:化学组成相同的物质可以形成不同形态晶体,但融化后生
13、成相同液相的现象叫同质多晶现象,例如由单质碳形成石墨和金刚石两种晶体。油脂在固态的情况下也有同质多晶现象。*可能形成的晶体形态:主要有型、型、和型三种。,33,*几种晶体的基本特点:型:脂肪酸侧链呈现不规则排列 型:脂肪酸侧链全部朝着一个方向倾斜。,稳定性差别:型 型 型 熔点:,正六方,正交,三斜,密度和有序程度,34,不同晶形之间可以相互转变,但转变是单向的,即只由不稳定状态向稳定状态转变。如在一定条件下,型可转变为型或型,型也可转变为型,但不可逆向转变。油脂的晶形对于食品特别是油性食品的质量有较大的影响,可以通过改变加工条件来人为控制油脂的晶形。(型人造奶油、起酥油等可塑性好),35,油
14、脂的塑性是与油脂的加工和使用特性紧密相关的物理属性。其定义为在一定外力的作用下,表观固体脂肪所具有的抗变形的能力。,五、油脂的塑性 P91,油脂的塑性在实际应用中有涂抹性、可塑性等不同的表述。,36,(1)固体脂肪指数(SFI):即在一定温度下脂肪中固体和液体所占份数的比值。SFI太大或太小,油脂的塑性都比较差,只有固液比适当时,油脂才会有比较好的塑性。(2)脂肪的晶形:晶形的油脂其塑性比晶形要好,这是因为晶形中脂分子排列比较松散,存在大量的小气泡,而晶形分子排列致密,不允许有气泡存在;(3)熔化温度范围:熔化温度范围越宽的脂肪其塑性越好。,决定油脂塑性的因素:,37,六、油脂的乳化和乳化剂
15、P89 乳浊液是由两种互不相溶的液相组成的分散体系,其形成的基本条件是一种能以直径为0.150m的小滴在另一种中分散,这种分散一般称为内相或分散相,分散小滴外边包围的液体称为连续相。随着内相和连续相种类的不同,油脂的乳浊液可分为水包油型(O/W,油分散于水中)和油包水型(W/O,水分散在油中)。,38,39,乳浊液是热力学不稳定体系,在一定的条件下会出现分层、絮凝甚至聚结等现象。其原因为:两相的密度不同,如受重力的影响,会导致分层或沉淀;改变分散相液滴表面的电荷性质或量会改变液滴之间的斥力,导致因斥力不足而絮凝;两相间界面膜破裂导致分散相液滴相互聚合而分层。乳化剂是用来增加乳浊液稳定性的物质,
16、其作用主要通过增大分散相液滴之间的斥力、增大连续相的黏度、减小两相间界面张力来实现的。,40,油脂的氧化反应是油脂食品化学的主要内容,也是油脂或油性食品败坏的主要原因。油脂的氧化随影响因素的不同可有不同的类型或途径。主要有:,4.2.2 油脂在食品加工贮藏中的氧化反应,41,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)与空气中氧(基态氧)之间所发生的自由基类型的反应。此类反应无需加热,也无需加特殊的催化剂。,4.2.2.1油脂的自动氧化 P91,42,链引发 链传递 链终止,(诱导期),光、热、金属,慢,快,基态氧,一、自动氧化的机理描述,43,在自动氧化的情况下,由引发剂与不
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