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食品中的油脂


食品中的油脂
姓 名:陈 雅

学 号:212010083201029

主要内容
? 第一节

? 第二节
? 第三节 ? 第四节 ? 第五节

概述 油脂的物理性质 油脂的化学性质 油脂的加工化学 脂肪替代品

第一节 概 述

/> 一、概 念
脂类是一大类溶于有机溶剂(如乙醚、 石油醚、氯仿、丙酮等)而不溶于水的化 合物组成,是生物体内脂肪组织的主要成 分,它和蛋白质、糖类一起构成所有活细 胞的主要结构成分。其化学组成主要包括 脂肪(三酰甘油或甘油三酯)和类脂(磷 脂、蜡、色素等)。

二、油脂的特性
?不溶于水 ?溶于乙醚, 石油醚、 氯仿、丙 酮等有机 溶剂。

?大多数具 有酯的结 构

?并以脂肪 酸形成的 酯最多

?都由生物 体产生, 并能由生 物体所利 用(不同 于矿物油)

除:卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类

三、油脂的分类
甘油酯

按 照 化 学 复合脂 结 构 分 类
衍生脂

简单脂

蜡,如蜂蜡

简单脂:脂肪酸与醇脱水 缩合形成的化合物。 复合脂:脂分子与磷脂、 生物体分子等形成的物质。 衍生脂: 脂的前体及其衍生物。

磷脂类
鞘脂类 糖脂类 脂蛋白 固醇类 类胡萝卜素类 脂溶性维生素

第二节 油脂的物理性质

(一)结晶特性
同质多晶是化学组成相同而晶体结构不同的一类化合物,但 在较高温度融化时可生成相同的液相。
由X射线衍射及红外光谱测定证实,三酰甘油有三种主要同 质多晶型即α、β’和β,其中α型最不稳定,β型有序程度 最高,因此,最稳定。下表列出每种晶型的特征。
单酸三酰甘油同质多晶型物的特征
特性 链堆积 短间距(?) 特征红外光谱 密度 熔点 α型 正六方 4.15 单谱带720cm-1 最小 最低 β'型 正交 3.8~4.2 双峰727和719 cm-1 中等 中间 β型 三斜 4.6,3.9,3.7 单谱带717 cm-1 最稠密 最高

脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式
正交(??型) 三斜(?型) 六方(?型)

Stability: ? > ??> ?

(二)油脂的熔融特性

1、熔化
简单甘油三酯熔化 时,β型晶体随温度增 加,热焓增加,到达熔 化温度时,吸热但温度 不变,待全部固体转化 为液体后,温度才继续 上升。α型在E点开始 转变成β型,此时从不 稳定多晶型转变稳定多 晶型,放出热量。

天然油脂由于是混合物,其熔融行为和简 单酯的行为有些差别。其熔化曲线如下图。
若脂肪的熔 化范围小,熔化 曲线斜率陡峭: 反之,脂肪可塑 性范围大。

2、油脂的塑性 塑性是指固体脂肪在外力作用下,当外力超过 分子间作用力时,开始流动,但当外力停止后,脂 肪重新恢复原有稠度。
决定油脂塑性的因素 (1)固体脂肪指数(SFI):在一定温度下脂肪中固 体和液体所占份数的比值。 可以通过脂肪的熔化曲线来求出,SFI=ab/bc。 只有SFI适当时,油脂才会有比较好的塑性。 (2)熔化温度范围:熔化温度范围越宽的脂肪其 塑性越好。 (3)脂肪的晶型 βˊ型比β型塑性好。

3、稠度 是塑性脂肪的硬软度,脂肪的可塑性, 可用稠度衡量。
影响稠度的因素: (1)脂肪固体组分的比例:固体脂肪指 数(SFI)越大,稠度越大。 (2)晶体的数目、大小和种类:小晶体 稠度大于大晶体稠度。 (3)温度处理:快速冷却,稠度增加。 (4)机械作用:降低稠度。

第三节 油脂的化学性质

一、脂类的水解
脂类化合物在酶作用或加热条件下发生水解,生 成游离脂肪酸和甘油。游离脂肪酸比甘油脂肪酸酯更 易氧化,因而脂类水解产生的游离脂肪酸引起了水解 哈败。 C3H5(OOCR)3+3H20→3RCOOH+C3H5(OH)3 在油炸食品时,食品中大量水分进入油脂,油脂在 较高温条件下发生脂解反应。在油炸过程中,由于游离 脂肪酸含量的增加,通常引起油脂发烟点和表面张力降 低,以及油炸食品品质变劣。

二、脂类的氧化

脂类氧化是食品变质的主要原因之一。脂类氧 化对食品的影响:1.使食用油脂、含脂肪食品产生 各种异味和臭味,统称为酸败。2. 降低食品的营 养价值。3. 某些氧化产物可能具有毒性。4.形成 食品风味。
酶促氧化
脂类氧化 非酶促氧化 光敏氧化 自动氧化

(一)自动氧化(Autoxidation) 油脂的自动氧化指脂类与空气中氧(基态氧) 之间所发生的自由基类型的反应。
脂类自动氧化的自由基链反应机理
引发 传递 引发剂:光、氧 气、金属离子 (光及金属离子 对氧化的影响将 在后面介绍,这 里介绍氧的引发)

终止

脂类自动氧化是典型的自由基反应历程,其特征:
1、凡能干扰自由基反应的化学物质,都 将抑制氧化反应速率; 2、光和产生的自由基的物质对反应有催 化作用;

3、氢过氧化物ROOH产率高;
4、光引发氧化反应时量子产率超过1;

5、用纯底物,可察觉到较长的诱导期。

(二)光敏氧化

在含有天然色素或肌红蛋白的油酯,易发 生光敏氧化。 光敏氧化反应具有如下特点: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 反应受到单重态氧猝灭剂β-胡萝卜素和生育 酚的抑制,但不受抗氧化剂的影响。

三、热分解作用
加热时食品中营养成分不但发生分解,而且营养成分之间 相互作用极为复杂,并形成很多新的化合物。 饱和与不饱和脂肪酸在氧存在下加热均发生化学分解。

饱和脂肪
非氧化热解

酸、烯醛、酮 低分子量物质、二聚体
ROOH ROOH(自动氧化)

不饱和脂肪
氧化热解 饱和脂肪 不饱和脂肪 油脂加热温度应 T<150℃

四、油脂在油炸条件下的化学变化

食品在有氧存在和温度约为180℃油炸过程中, 随食品与热油脂接触时间的不同,油炸产品通常吸收 4%~50%油脂,在油炸过程中,脂肪将产生许多化学 变化。
(1)挥发性化合物 (2)中等挥发性非聚合物的极性化合物 (如:羟基酸、烷氧基) (3)二聚和多聚酸以及二聚和多 聚甘油酯 (4)游离脂肪酸

1)油脂在油炸过程 中产生的化合物

五、电离辐射
目的:消灭微生物和延长货架寿命 ? 高剂量 10~50kGy 肉和肉制品杀菌; 延长食品货架寿命 如: 冷藏新鲜鱼,鸡,水果及蔬菜 ? 防止马铃薯和洋葱发芽; ? 延迟水果成熟; ? 杀死调味料,谷物,豌豆 和菜豆中的昆虫;

? 中等剂量 1~10kGy

? 低剂量

<1kGy

? 辐射剂量越大,影响越严重
? 辐照和加热生成的降解产物有些相似,但后者

分解产物更多。(250kGy<180℃油炸1h)

O R C. O R C O. +

O

R'
R

.

R

C 酮 O C 酯

R'

O

R'

第四节 油脂的加工化学

1、脱胶(采用水化脱胶或酸化脱胶, 除去磷脂。) 2、中和(采用加碱中和,除去油脂中游 离脂肪酸,同时可使油脂中磷脂和有色物 质减少。) 3、脱色(采用吸附剂,除去油脂中的 色素物质,从而提高油脂的品质。 ) 4、脱臭(在高温、减压条件下,通入水 蒸气进行蒸馏,除去油脂中非挥发性异味 物质。)

一、油脂的精炼

二、油脂氢化
油脂氢化是三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键 与氢发生加成反应的过程。 油脂氢化分为全氢化和部分氢化,全氢化可 生成硬化型氢化油脂,主要用于生产肥皂。部分 氢化生成乳化型可塑性脂肪,用于加工人造奶油、 起酥油。 油脂氢化能够提高油脂的熔点与氧化稳定性, 也可改变甘油三酯的稠度和结晶性。

三 、酯交换
酯交换是指酯和酸(酸解)、酯和醇(醇解)或 酯和酯(酯基转移作用)之间发生的酰基交换反应。 工业酯交换方法: 脂肪在较高温度(<200℃)下长时期加热,可完 成酯交换反应,但若使用催化剂通常能在50℃短时间内 (30min)完成,碱金属和烷基化碱金属是有效的低温 催化剂,其中甲醇钠是最普通的一种。

酯交换分为随机和定向两种

第五节 脂肪替代物

一、油脂替代物的分类 1、油脂替代物的分类 (1)油脂替代品 油脂替代品是大分子化合物,其物理及化学性 质与油脂类似,可部分或完全替代食品中的脂肪, 以脂质、合成脂肪酸酯为基质,在冷却及高温条件 下稳定。 (1)油脂模拟品 油脂模拟品在感官和物理特性上模拟油脂,但 不能完全替代油脂,常以蛋白质和碳水化合物为基 质,高温时易引起变性和焦糖化。

二、油脂替代物举例 1、明胶 可作为低热量油脂替代物用作黏度改良剂,并可用 于生产具有奶油质构的产品。 2、变性蛋白 蛋白质在受控热变性时暴露了多肽链上的疏水结构, 产生亲油特性,提高了蛋白质的乳化特性,反过来又使 蛋白质具有了水分控制特性,从而改善了低脂食品特别 是冷冻牛奶甜点等乳制品的质构。 3、葡聚糖 由于葡聚糖是葡萄糖的随机聚合物,对消化酶呈惰 性,可引起小肠渗透压的升高,导致轻微腹泻,所以在 食品中的使用量受到限制。主要用于焙烤制品、口香糖、 色拉调味品、布丁、冰冻乳制品等食品中。

4、植物胶 植物胶通常用作增稠剂、稳定剂和胶凝剂,主 要有卡拉胶、果胶、瓜尔豆胶、黄原胶等。它们能 和食品中的其它成分相互作用,在用量很少的情况 下,就可获得类似于油脂的黏度和稳定性。这类产 品通常用在色拉调味料、冰淇淋、肉制品、甜食中。 5、纤维素 纤维素类的油脂替代品是通过机械研磨、化学 分子解聚、湿法机械分解以及化学衍生而得到的。 一般它们都是和食品配料中的其它亲水胶体,如果 胶、卡拉胶等一起使用来替代食品中的部分油脂的。


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