油脂的物理性質

1、3 脂類的物理性質 3.1 Polymorphism (同質多晶同質多晶) 食品化學 (汪） p86-87 分別根據(jù) 1-隨機-2-隨機-3-隨機分布 和 1，3-隨機-2-隨機分布理論 計算大豆油中 三酰基甘油組成為Sn-POLn的含 量 1-隨機-2-隨機-3-隨機分布 14*70*8*10-4=0.784 1，3-隨機-2-隨機分布理論 27*70*17*10-4=3.213 脂肪晶體 (芥藍油) 3.1.1 Crystallization(結晶) 從溶液中形成具有高度有序結構的固體的過程 Nuclei（晶核） 分子之間接觸、定向以一定方式 聯(lián)結在一起 攪拌 用同一晶型的細小晶體接種 晶

2、體的生長- 晶核的增大 依賴于溫度 晶體結構 晶胞 - a b c & 傾斜角 Fatty acids 硬脂酸 油酸 晶體的排列 亞晶胞 -乙烯基 甘油三酯亞晶胞的堆積排列方式 穩(wěn)定性： 三斜正交六方型 三斜 (T/) () 最穩(wěn)定 正交 () - 中等穩(wěn)定 六方 () 隨機取向并可沿長軸方向旋轉 randomly oriented and exhibit rotation about their long vertical axes. 同質多晶 甘油三酯具有相同的化學組成但形成不同的晶體 結構 甘油三酯能以幾種晶體形式存在，每一種晶體有 其特征的 熔點、X-ray diffraction (

3、衍射) pattern, and infrared spectrum (紅外光譜). Monotropic 單向轉變的特點 同質多晶與脂肪酸的烴鏈的堆積排布方式及其傾 斜角度有關 3.1.2 5364.271.7 For example: Tristearin (三硬脂酸甘油酯三硬脂酸甘油酯) Crystal ICrystal IICrystal III 單一脂肪酸形成的甘油三酯的同質多晶性質 Melting points Density Type Short spacing (A) Infrared spectroscopy(cm ) Highest Medium Lowest Highes

4、t Intermediate Lowest 4.6, 3.9, 3.7 3.8, 4.2 4.15 717 719，727 720 O -1 結晶形式及轉變 Triclinic (三斜三斜) Orthorhombic (正交正交) Hexagonal (六方) 二鏈長和三鏈長結構 n 若甘油三酯中包含不同的脂肪酸 crystal form 外觀Size (m)熱力學 質構性質 tiny, transparent, delicate， needle like intermediary 大粗粒并結塊 1 intermediary 25-45 (grow to 100) unstable relat

5、ively stable stable smooth, fine- grained光滑 細膩 fine-grained 粗沙粒感 脂肪結晶的性質 晶體轉變 影響晶體轉變的因素 - 脂肪酸的組成及在甘油三酯中的分布 form form form with time without melting or melting form form closely related triacylglycerols highly randomized fats form form 3.1.3 脂肪結晶對食品品質的影響 光滑度 (mouth-feel): size of crystals 熔點溫度: order

6、 of crystals 分別考慮巧克力和植物黃油其最重要的質構性質與脂肪結晶的晶體大小、 晶型、數(shù)量及熔點的關系？ CrystalMelting temp.Notes I17 C (63 F) Soft, crumbly, melts too easily II21 C (70 F) Soft, crumbly, melts too easily III26 C (79 F) Firm, poor snap, melts too easily IV28 C (82 F) Firm, good snap, melts too easily V34 C (93 F)Glossy, firm, b

7、est snap, VI36 C (97 F)Hard, takes weeks to form 巧克力結晶晶體的性質 巧克力的鍛造過程是：首先加熱到50C， 然后冷卻到25C，保溫一段時間，然后再 加熱到32C，然后澆鑄到模子上，成型。 請在下表中，描述一下隨著溫度的改變， 脂肪結晶數(shù)量的改變情況，以及在第三欄 中填寫脂肪的同質多晶形的改變（可以用 不太穩(wěn)定的，非常穩(wěn)定的晶體的增加或減 少來描述，不必寫出具體哪一種晶型） 熔點熔點 fatty acid 4:05:06:07:08:09:010:012:014:0 熔點() -4.5-34.5-3.2-7.516.512.531.544.85

8、4.4 fatty acid 16:018:018:118:218:318:1 (9 tr) 18:1 (9 c) 熔點() 62.971.216.3-5-114516.3 liquidsolid 3.2 脂肪酸的物理性質 不飽和脂肪酸的熔點低于飽和脂肪酸 順式構型比反式構型的熔點低 Saturated short-chain FAs, with 8 carbons or less, are liquid at room temperature, whereas FAs with chain length of 10 or more carbons are solid at room temp

9、erature 脂肪酸的溶解性 8C以下的短鏈脂肪酸是水溶性的 隨著鏈長增加，水溶性下降，原因是 the size of the hydrocarbon chain ? 脂肪和油的熔點或熔點范圍脂肪和油的熔點或熔點范圍 脂肪和油的熔點范圍 fats and oilssoybeanpeanutsunflower棉籽 油 豬油牛油 melting range () -8-1803-16-193428484050 單一脂肪酸三甘酯的熔點 triacyl- glycerols LaLaLaMMMPPPStStStOOOLLLLnLnLnStOStStOO melting point () 465866

10、735-13-244323 熔點范圍 不飽和度和碳鏈長度決定了油脂的熔點 食用油通常具有較寬的熔點范圍，因為 the variety of fatty acids present 動物油的熔點比植物油高，因為there are more saturated FAs in animal fats 脂肪的塑性 多數(shù)油脂中同時含有固相和液相, such as lard, tallow 固體脂肪指數(shù)Solid fat content (SFC) : 在一定溫度下油脂中固體脂肪數(shù)量所占的比例或百分數(shù) ? SFC 油脂的組成 Temperature SFC: ab/ac (100%) Solid fat

11、index (SFI): ab/bc 油脂中的SFC通常用以下方法測量：calorimetry (量熱), dilatometry (膨脹) or nuclear magnetic resonance (核磁共振) T Dilation liquid solid end of melting beginning of melting Dilatometric melting curve of glyceride mixture 油脂的塑性: 油脂能保持一定的形狀，且在較輕的外力作用下變形的能力 soft enough to spread with a knifehard enough to r

12、etain the shape 塑性脂肪: 由固體脂肪和液體脂肪均勻混合加工而成的油脂, such as margarine 塑性范圍: 固體脂肪開始熔化直到全部固體溶化的溫度區(qū)間 T Dilation liquid solid end of melting beginning of melting SFC 40-50% rigidity 塑性 SFC 塑性 取決于甘油三酯的熔點及晶體大小 3.3 Emulsion(乳狀液) and emulsifier乳化劑 液相 兩種不相溶的液體 - dispersed phase (被分散相) - continuous phase 連續(xù)相 3.3.1 乳

13、狀液 不透明 O/W (oil-in-water) or W/O (water-in-oil) continuous phase dispersed phase thermodynamically unstable (O/W) (熱力學不穩(wěn)定) 增加了兩相間的接觸面積 higher interfacial tension (界面張力) 較高的自由能 較低的自由能狀態(tài) time 乳化劑使乳狀液體系穩(wěn)定 - 乳化劑定位在兩相界面上 - 減少界面張力 必須施加外力做功(shear/mixing/ homogenization) 3.3.2 乳化劑 同時具有親水基團和親油基團(疏水基團） - 甘油一酯和二酯 - Tweens (polyethylene 聚乙烯 sorbitan fatty acids) - Spans (sorbitan 脫水山梨糖醇 fatty acid esters) - 卵磷脂 - Some proteins (- casein 酪蛋白 ) monoacylglyceride and diacylglyceride tweens (polyethylene 聚乙烯 so