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食品化学_脂类部分教案
学时：6
第1次：第一节脂类的分类、结构、物理性质 教学操作 脂类在食品当中的存在及意义 脂类在食品中具有多方面的价值： 简介营养功能和生理功能，重点讲在食品中的功烹调中的作用、生理上的作用、营养上的作用。 能作用，举例。 人体能量的重要来源 细胞结构的重要组成成分，提供必需脂肪酸，并参与许多生理生化功能,还能帮助脂溶性维生素的吸收。 风味的载体，并赋予食品美好的口感：肉的柔嫩多汁、面包的松软可口、冰淇淋的饱满滋美。与保藏性有关。 1 / 27
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脂类的分类和结构： 课本p88，表4-4脂类分类 脂类指食品中所有不溶于水、而溶于有机溶剂的成分。它们的组分基本上都包括了脂肪酸或长碳氢链. 重点介绍中性脂肪、磷脂的构成，其他如固醇、神脂类包括简单脂类、复合脂类和衍生脂类.前者称为脂肪，后两者也称为类脂.在食品中前者占绝对优势. 经鞘磷脂等简单提一下。 脂肪酸的分类和命名 中性脂肪和磷脂当中，甘油成分不变，发生变化的是p87，表4-1中介绍缩写 脂肪酸部分。这种变化又决定了脂肪的性质。 举例：己酸、油酸 系统命名法：羧基碳为1号碳。脂肪酸的符号缩写. 举例：α-亚麻酸、γ-亚ω碳命名法：从甲基端开始确定第一个双键位置。各麻酸 种脂肪的简写式18：3(ω-6) p87，常见脂肪酸命名 顺反式结构：自然条件下均为顺式。但反式更稳定。 p87,主要脂肪酸结构 饱和程度：饱和，不饱和，单不饱和,多不饱和。 p87描述，p88表 2 / 27
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链长度:短链、中链、长链、加长链（EPA，DHA) p88表4-5油脂脂肪酸组成 植物、动物和鱼油中最常见的脂肪酸，分别介绍 n-3和n-6系列脂肪酸不能相互转变。 必需脂肪酸：亚油酸，α—亚麻酸 甘油三酯上脂肪酸的分布和命名 p85投影式 1酰基甘油的命名：Sn系统命名法 p90天然脂肪中脂肪酸在甘油酰基中的位置分布 2天然脂肪中脂肪酸的分布 p91 甘油酯中总脂肪酸的分布，以及脂肪酸在甘油的三个酰基上的分布，对脂肪的营养性质和功能性质影响极大。 天然脂肪并不是随机分布。植物油脂中，不饱和脂肪酸集中于Sn-2位置，饱和脂肪酸优先分布于1，3位置。动物脂肪中棕榈酸优先排在Sn—1位置，但种属差异很大。 3 / 27
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脂类的物理性质和晶体性质 简单介绍与油脂品质关系 4 / 27
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物理性质：色泽、气味、熔点、沸点、比重、粘度、三维晶体结构，p91 折光率 p93表4-7各晶型特征 晶体结构:三斜、正交、六方3种,同质多晶现象概念 举例说明结晶调整之意熔点不同，晶型不同，口感和外观不同，晶型调整的义 重要 SFI的意义，应用举例 晶型的稳定性与脂肪酸组成和位置分布关系密切。 p95膨胀熔化曲线 可塑性：取决于固液比值。与膨胀熔化性质有关。 p95 固体脂肪指数(SFI）：固体多则口感脆；液体多则软。通常固体脂肪占10~30%. 举例：只融在口，不融在手 最佳的塑性需要脂肪酸组成不一致。组成过于简单一致,则熔化范围窄、速度快;如果组成差异大，则可塑性范围大。 举例：巧克力的脆硬感 脂肪稠度：固体含量一定时，晶核多、结晶小则脂肪硬.冷却速度慢时，产生结晶大，则脂肪发软。 2 / 27
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油脂的常用指标 简介 反映各种油脂组成和性质的差异，以及油脂的质量状况。 皂化值、碘价、酸价、过氧化值、.它们在实际工作中有重要的应用价值. 1皂化值油脂与碱反应生成甘油和脂肪酸盐。1克油脂完全皂化时所消耗的氢氧化钾毫克数称为皂化值.皂化值反映出油脂中脂肪酸的分子量大小. 2碘价油脂中的双键可以和溴或碘起加成反应。100克油脂所吸收碘的克数称为碘值,用来判断油脂中的饱和程度。碘值大，表明分子中双键的数目多，油脂的不饱和程度高。 3酸价天然油脂中存在少量游离脂肪酸，可用碱来滴定。中和1克油脂中游离脂肪酸所需要的氢氧化钾毫克数称为酸价,反映油脂的新鲜程度.酸价增大表示油脂被水解、氧化。 3 / 27
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4过氧化值油脂氧化初期产生的过氧化物具有氧化性，它与碘化氢反应生成碘，碘可被硫代硫酸钠还原。测定硫代硫酸钠量的减少可以得到碘的生成量，从而推知油脂中氢过氧化物的存在数量.过氧化值随油脂的劣变呈曲线变化. 5乙酰值 6羰基价 7硫代巴比妥酸试验 第二次课:第二节脂肪在储藏当中的变化：水解和氧 化 油脂的水解 课本p105 甘油三酯的三个酯键在加热、水分活度较高或酶刘邻渭书p57 作用的情况下会发生水解。从三酰甘油—二酰甘油—一酰甘油—甘油和三个脂肪酸，亲水性不断增强，水4 / 27
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解速度越来越快. 5 / 27
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无机酸、碱、酶和金属氧化物等催化水解反应。 游离脂肪酸也催化水解反应，因此这个反应属于自催化反应。酯酶可逆性地催化脂肪的水解,因而也用于脂肪酸测定和酯交换反应当中。 游离脂肪酸的氧化速度高于甘油三酯。在高温油炸条件下脂肪,更容易发生水解，产生脂肪酸使油的烟点下降,影响食品质量. 油脂应当尽量降低含水量,让酯酶失活，并尽量减少杂质，以延长保存时间。 油脂的自动氧化 重点讲解 油脂氧化是食品加工当中最重要的品质问题之一，影 响食品的感官、营养和安全特性。其中自动氧化最为重要。 课本p106自由基产生，自动氧化链反应，板书 自动氧化的机理：自由基的产生 刘邻渭书p58-59 RH—-R·+H· 解释课本上单线态氧的3 / 27
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R·+O2——ROO· 图示 ROO·+RH—-ROOH+R· 投影片示不饱和脂肪酸产生自由基的位置 R·+R·——R—R 刘书p61下反应式 R·+ROO·——ROOR 课本p108简介 ROO·+ROO·—-ROOR+O2 诱导期：反应速度慢,吸氧量很少,质量几乎无变化。 增殖期:吸收大量氧气，质量变重,速度很快。 终止期：吸氧量变慢，质量变化减缓。 自由基产生的原因：单线态氧攻击不饱和键 自由基产生的位置:与双键相邻的亚甲基上的氢最易失去 自由基产生的结果：形成4种氢过氧化合物 自动氧化的结果：氢过氧化合物分解，产生小分子醛、4 / 27
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酮、酸等,造成各种不良风味,即哈喇味.同时因自由基聚合产生二聚体和多聚物，油脂粘度增大，折光率升高，有腻口感. 油脂的光敏氧化 课本p107示六元环过渡态 食品中天然光敏物质,如叶绿素、肌红蛋白、核黄素等,在光照之后从基态跃迁到激发态,然后把能量传刘书p60介绍其基团位置 给基态氧,可以产生单重态氧。它与不饱和脂肪酸双键发生反应，形成氢过氧化物,此后发生氢过氧化物的分解。 介绍其诱导物质，其与自动氧化的不同 光敏氧化速度远远高于自动氧化. 此反应不产生自由基，不受氧浓度影响。 反应产生的氢过氧基团位置与自动氧化不同. 类胡萝卜素等物质可以抑制其氧化。 油脂的酶促氧化 刘书p61 5 / 27
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污染微生物造成酮型酸败。形成具有共轭双键的氢过简单提示,不作过多讲解 氧化物，最后分解产物之一具有青草味或青豆味. 此外，大豆中的脂氧合酶可催化氧化. 油脂自动氧化的影响因素 重点讲解 光和射线：促进氢过氧化物分解，促进自由基产生. 刘书p62-63 热 6 / 27
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:21～63度之间，温度每上升16度，氧化速率增加板书总结 一倍。温度同时促进自由基的形成和终止，高温时形成环氧化物。 氧：氧分压升高，反应速度加快直到最大值。比表面大则氧化速率快.脱水食品、粉末食品氧化迅速，真空包装无效。 金属离子催化机理，课本p110 投影片示不同饱和程度金属离子:过渡金属如铁、铜等低浓度下缩短诱导期，提高氧化速度。其中Pb〉Cu〉黄铜〉Sn〉Zn>Fe>Al> 脂肪酸的氧化速度 不锈钢〉Ag 从影响因素总结出油脂脂肪酸组成：饱和脂肪酸氧化仅在酶、高温、微生的储藏措施 物作用等条件下发生。双键数量、位置、几何构型均对氧化速率有影响。顺式>反式,共轭〉非共轭。花生四烯酸：亚麻酸：亚油酸：油酸=40：20：10:1。 水解状况:较多游离脂肪酸促进金属离子溶出从而促进氧化。 乳化状况：乳化程度高则水中溶解的氧气和金属离4 / 27
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子容易接近脂类物质,促进氧化。 水分活度:Aw0。3~0。4之间氧化速率最低。Aw极低时丧失水膜，不能隔绝氧气；Aw稍高时水分与氢过氧化物结合抑制其分解,并与金属离子发生水合作用钝化其氧化。Aw继续上升到0.5，增加了氧的溶解度和金属离子流动性，增加氧化速率；Aw大于0.8时增加水分促进催化剂稀释，降低氧化速度。 抗氧化剂：延缓食品氧化,提高稳定性。 抗氧化剂 重点讲解 抗氧化剂的作用:提高食品稳定性，延长储存期 课本p112 作用机理:通过自身氧化消耗食品内部和环境中的 氧气；提供电子或氢原子阻断自动氧化的链反应；抑制氧化酶的活性；螯合金属离子降低其催化能力。其中酚类抗氧化剂主要供给质子而阻断氧化反应。 酚类自由基的反应历程,ROO·+AH—-〉ROOH+A·(1） 课本p112～p113 板书反应式 5 / 27
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ROO·+RH-—>ROOH+R·（2) 课本p114 A·为稳定物质,不再继续参加反应，自身歧化或聚课本p115解释机理 合。 (1) 和（2）竞争ROO·从而降低氧化反应速度。 课本p113 例如生育酚TH2+ROO·——>ROOH+TH· TH·+TH·—->T+TH2 投影片：常用抗氧化剂 但要注意ROOH积累到一定程度，抗氧化剂减少之后可能导致助氧化剂作用。这是因为逆转了反应，促进自由基产生. 课本p116表4—13 TH2+ROO·〈——ROOH+TH· 课本p115 增效剂：协同作用，螯合金属离子,如柠檬酸和多磷酸盐；或为混合自由基受体，如抗坏血酸。 ROO·+AH--〉OOH+A· A·+BH——>B·+AH（再生） 6 / 27
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常用抗氧化剂 7 / 27
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:酚类物质为主，脂溶性者包括维生素E、BHA、BHT、 PG、TBHQ等。水溶性者包括异抗坏血酸钠、茶多酚、植酸、愈创树脂、芦丁等. 见课本116页 选择指标：抗氧化活性、油溶性、稳定性、效力持久性、pH敏感性、变色变味性、价格等。 自学内容，了解词汇即可 热稳定性：TBHQ>BHA〉PG>BHT 脂肪氧化的指标 ＊过氧化值过氧化物具有氧化性，与碘离子反应生成碘,碘可被硫代硫酸钠还原。测定硫代硫酸钠量的减少可以得到碘的生成量，从而推知油脂中氢过氧化物的存在数量。 *乙酰值羟基与乙酸酐一起加热时会发生乙酰化反应,生成乙酰化脂肪酸和乙酸。如果用氢氧化钾皂化乙酰化油脂，则生成羟基脂肪酸和乙酸钾。将油脂乙酰化以后的皂化价减去乙酰化以前的皂化价,得到乙酰值，即1克乙酰化油脂皂化时，中和乙酰化所需要的氢氧化钾毫克数。新鲜油脂中一般不存在羟基,自5 / 27
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动氧化过程的初期产生羟基酸,所以测定乙酰值增大表明油脂已经开始氧化变质. *硫巴比妥酸试验 ＊羰基价(2，4-二硝基苯肼法） *气相色谱测定挥发性物质 ＊HPLC测定后期聚合物 *共轭二烯和共轭三烯检验(紫外吸收法) *红外光谱测定亚甲基和羰基振动 *化学发光法 ＊氧吸收 脂肪的加热劣变 课本p118-120 高温下，油脂发生热分解和热聚合反应，从而导致油热分解：p118树状图 脂劣变。 6 / 27
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饱和脂肪酸加热产生非氧化分解和氧化分解。煎炸中简单讲解 的水分导致水解加速. 刘书p65环化聚合产物示不饱和脂肪酸对氧化敏感性高,油炸时快速发生氢过意 氧化物分解,生成各种环化产物、含氧聚合物. 油脂的高温聚合、环化产物有毒。 此外，甘油三酯发生水解、脱水、缩合反应,分子量加大。加热劣变后，油脂变粘稠、颜色加深、有腻口感、碘值下降、烟点下降、折射率增加等. 第三次课：第三节油脂的加工处理 油脂的精炼 刘书p66 天然油脂从原料当中分离出来，称为油脂的提取。 粗提油脂当中含有水分、磷脂、蜡质等多种杂质组分。经过沉降、脱胶、脱色、脱臭、碱炼等处理，可以使油脂得到纯化,改善感官品质，提高烟点，延7 / 27
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长保质期。 脱胶 8 / 27
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：向毛油中通入水蒸气,使油温达80度，水与磷 脂等发生沉淀，从下层放出。 碱炼：用碱中和毛油当中的游离脂肪酸，皂化后的产物分离后可提取脂肪酸。 脱色：用白陶土、活性炭等吸附除去色素和棉酚等物质。 脱臭：真空抽气,在250度下通入蒸汽，带走挥发性游离脂肪酸、油脂氧化产物和其他有味物质。 油脂进一步改性加工包括氢化、分提和酯交换。 油脂的氢化 不饱和度较高的油脂中，对双键进行催化氢化反应， 使其油脂饱和度提高，称为油脂的氢化。常用植物油或鱼油作为清华原料。催化剂常用金属镍，以硅藻土、SiO2等作载体。 氢化的目的：提高油的氧化稳定性；提高油的熔点, 6 / 27
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改善油脂的结晶性和塑性，对制作起酥油有利; 课本p120图示反应机理 氢化的过程：双键被吸附到金属催化剂表面；金属表 面的氢原子转移到双键的一个碳原子上，另一个碳原子与金属表面键合；然后第二个氢原子移到另一个碳原子上，形成单键. 课本121页产物图 氢化中的反式脂肪酸形成：反应的第二步是可逆的， 双键中接上一个氢原子,可以绕着碳—碳键轴发生顺反异构。如果该氢原子脱落，则形成反式脂肪酸.同理可能发生双键的位移。 121页反应简式 氢化程度的控制：根据对产物性质要求的不同，氢化程度可以是完全氢化或部分氢化.通常食品工业需要121页图4—14 部分氢化的植物油，产品是柔软的固态脂，类似人造黄油. 思考题:如果从大豆油生产人造黄油,不希望有反氢化的产物：不完全氢化的产物比较复杂，有双键完式脂肪酸可以怎样去全饱和的脂肪酸、完全不饱和的脂肪酸、部分饱和的做？ 脂肪酸、反式异构脂肪酸、双键位移脂肪酸等等。双键多则产物更复杂。 例如，从亚麻酸可以得到亚油酸、异亚油酸、油酸、7 / 27
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异油酸和硬脂酸，混合物6种脂肪酸。 氢化的选择性：为了达到产品的使用目的，氢化反应需要具有一定程度的选择性。这可以通过控制压力、温度、催化剂含量等方式来实现。催化条件越有利于选择比k2/k1，则反应k1优先进行。 反式脂肪酸对人体健康不利，应尽可能避免. 油脂的分提(组分分离) 刘书67页 油脂的分提，是指利用油脂当中甘油三酯的熔点不同 或在溶剂当中溶解度不同而把固液两态分开，从而使油脂性质改变. 8 / 27
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干法分提：缓慢冷却油脂而析出晶体,过滤分离晶体图2。3—15干法分提原的方法称为干法分提。 理图 把一个含有低熔点成分A和高熔点成分B的混合 油脂加热,使之完全熔化，然后控制冷却到比A的熔点稍高的温度T1，此时分离的固相部分含有较多的B.将此混合物熔化后再冷却到稍高于T1但低于B物 质熔点的温度T2，则固相部分含有更多的B组分。 10度下可以析出油脂当中的蜡，称为脱蜡.5。5度析出固体分离出液态油的方法称为冬化。冬化得到的液体油部分就是色拉油，固体部分可以生产人造黄油和起酥油。 问题：要从花生油当中获得人造黄油可以怎样溶剂分提：在油脂当中加入有机溶剂，然后进行冷却结晶分提，称为溶剂分提。多用丙酮、正己烷、丁酮、2—硝基丙烷等。有机溶剂可以提高结晶稳定性和过如果要减少大豆油当中滤效率,但昂贵。 的亚麻酸可以怎样做？ 做？ 表面活性剂分提:上两法获得的结晶部分加入表面活性剂水溶液，促使油水进一步分离，加热后离心分离,可以得到高熔点固体脂肪.该方法效率高、产品质量7 / 27
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好. 油脂的酯交换反应 课本122页，图4-28 天然脂肪当中脂肪酸的分布有其规律，脂肪的功能性课本p121，含两种脂肪酸质可能并不令人满意。酯交换方法可以改变三酰基甘的脂肪存在8种可能的分油当中的脂肪酸分布模式，使脂肪达到人们期望的熔子内脂肪酸组合。 点和塑性.在利用猪脂肪制造起酥油时往往利用酯交换方法。 问题： 分子内酯交换:同一甘油酯分子中脂肪酸的移位； 随机酯交换对于改善功能性质可能有什么用分子间酯交换：不同甘油酯分子中脂肪酸的移位。 途？ 酯交换的条件：200度以上长时间加热可以自动完成板书反应简式,解释反应酯交换;碱金属或烷基化碱金属催化剂可以在50度下继续发生的原理，分析如短时间完成酯交换反应.常见催化剂是金属钠、钾、果外加入高熔点脂肪之钠-钾合金、甲醇钠等。 后可能会发生的变化. 随机酯交换:酯交换是一个可逆反应.达到平衡的时候，各脂肪酸组分随机地分布在各个酰基上。 定向酯交换：如果降低产物的温度,则其中高熔点脂8 / 27
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肪发生结晶，可以从反应体系当中分离出去，于是反应可以继续进行下去。在反应物当中加入各种脂肪酸，可以改变原有的脂肪酸构成。 分子间酯交换可以改变油脂脂肪酸的组成. 乳化剂和乳状液 自学内容 乳状液的形成 了解乳化剂的原理和代表性的乳化剂。 9 / 27
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乳化剂的代表物质：单甘酯,乳酰单酰甘油，SSL/CSL，课本p99—100 丙二醇硬脂酸单酯，聚甘油酯，SPAN,TWEEN,卵磷脂 课本p103-105 乳化剂的功能：稳定液滴，防止絮凝;界面吸附作用；形成液晶界面；与淀粉复合防老化;脂肪结晶调整剂
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