食品生物化學(xué)脂類物質(zhì)

1、會計學(xué)1食品生物化學(xué)脂類物質(zhì)食品生物化學(xué)脂類物質(zhì)3.1 概述概述 定義：不溶于水而溶于有機溶劑的疏定義：不溶于水而溶于有機溶劑的疏 水性化水性化合物。合物。95%95%的植物和動物脂類是脂肪酸甘油酯，即脂的植物和動物脂類是脂肪酸甘油酯，即脂肪（肪（fatfat）。）。 脂：室溫下為固體脂：室溫下為固體油：室溫下為液體油：室溫下為液體 一、構(gòu)成體質(zhì)一、構(gòu)成體質(zhì)二、功能與保護機體二、功能與保護機體三、提供必需脂肪酸與促進三、提供必需脂肪酸與促進脂溶性維生素的吸收脂溶性維生素的吸收四、增加飽腹感和改善食品四、增加飽腹感和改善食品感官性狀感官性狀脂類的生理功能脂類的生理功能食用脂的兩種形式食用脂的兩種

2、形式n游離脂，或可見脂肪游離脂，或可見脂肪 是指從植物或動物中分離出來的脂是指從植物或動物中分離出來的脂 如奶油、豬油或色拉油如奶油、豬油或色拉油 n食品組分食品組分 是指存在于食品中，作為食品的一部分是指存在于食品中，作為食品的一部分 不是以游離態(tài)存在不是以游離態(tài)存在 例如肉、乳、大豆中的脂例如肉、乳、大豆中的脂 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分： 簡單脂質(zhì)簡單脂質(zhì) ?；视王；视?甘油甘油+ +脂肪酸脂肪酸 （占天然脂質(zhì)的（占天然脂質(zhì)的95%95%）（simple lipidssimple lipids） 蠟蠟 長鏈脂肪醇長鏈脂肪醇+ + 長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸 復(fù)合脂質(zhì)復(fù)合脂質(zhì) 磷酸?；视土姿狨；视?甘

3、油甘油+ +脂肪酸脂肪酸+ +磷酸鹽磷酸鹽+ +含氮基團含氮基團（complex lipidscomplex lipids） 鞘磷脂類鞘磷脂類 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸+ +磷酸鹽磷酸鹽+ +膽堿膽堿 腦苷脂類腦苷脂類 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸+ +糖糖 神經(jīng)節(jié)苷脂類神經(jīng)節(jié)苷脂類 鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸+ +碳水化合物碳水化合物 衍生脂質(zhì)衍生脂質(zhì) 類胡蘿卜素，類固醇，脂溶性維生素等類胡蘿卜素，類固醇，脂溶性維生素等（derivative lipidsderivative lipids）3.2 結(jié)構(gòu)與命名結(jié)構(gòu)與命名1. Structure of Fats結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2. Nome

4、nclature 命名命名3.2.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)fat是是甘油甘油與與脂肪酸脂肪酸生成的一酯生成的一酯, ,二酯和三酯二酯和三酯 R1= R 2 = R 3，單純甘油酯單純甘油酯； Ri 不完全相同時，不完全相同時，混合甘油酯混合甘油酯； R1R3，C2原子有手性，天然油脂多為原子有手性，天然油脂多為L L型。型。 碳原子數(shù)多為碳原子數(shù)多為偶數(shù)偶數(shù)，且多為，且多為直鏈直鏈脂肪酸。脂肪酸。3.2.2 命名命名 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 末端羧基末端羧基C定為定為C1，明確雙鍵位置，明確雙鍵位置 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 9,12-9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯

5、酸 912CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 從此端編號從此端編號從此端編號從此端編號記作記作:數(shù)字數(shù)字- -命名系統(tǒng)：命名系統(tǒng)： u分子末端甲基分子末端甲基碳原子開始確定第一個雙鍵的碳原子開始確定第一個雙鍵的位置位置 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 亞油酸亞油酸 1818：26 26 或或 1818：2 2 （n n6 6） 天然多烯酸（一般會有天然多烯酸（一般會有2-62-6個雙鍵）的雙鍵都是個雙鍵）的雙鍵都是被亞甲基隔開的。被亞甲基隔開的。 5,8,11,14-5,8,11,14-二十碳四烯酸，或二十碳四烯酸，或20:4620:46（或（或

6、 n n6 6） 4,7,10,13,16,19-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸或二十二碳六烯酸或22:6322:63（或（或 n n3 3） 14 11 8 5 1 6順式脂肪酸與反式脂肪酸順式脂肪酸與反式脂肪酸使植物油脂肪酸異化成反式脂肪酸。從而影響生長發(fā)育。 可能會誘發(fā)腫瘤，部分研究證實反式脂肪酸與乳腺癌的發(fā)生成正相關(guān)。 WHO,FAO,WHO,FAO,中國營養(yǎng)協(xié)會推薦中國營養(yǎng)協(xié)會推薦 1： 1： 1飽飽和和脂脂肪肪酸酸單單不不飽飽和和脂脂肪肪酸酸多多不不飽飽和和脂脂肪肪酸酸 必需脂肪酸必需脂肪酸(Essential Fatty Acids, EFA) 維持哺乳動物正常生

7、長所必需，但是維持哺乳動物正常生長所必需，但是體內(nèi)又不能合成的脂肪酸。體內(nèi)又不能合成的脂肪酸。 以往認為必需脂肪酸共有三種，亞以往認為必需脂肪酸共有三種，亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。但是現(xiàn)代油酸、亞麻酸和花生四烯酸。但是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明只有亞油酸、亞麻酸是必醫(yī)學(xué)研究表明只有亞油酸、亞麻酸是必需脂肪酸，只要亞油酸供給充足，人體需脂肪酸，只要亞油酸供給充足，人體可以利用亞油酸合成花生四烯酸?？梢岳脕営退岷铣苫ㄉ南┧帷?1. 水解反應(yīng)水解反應(yīng) (Lipolysis Reaction)加熱、酸、堿及脂解酶加熱、酸、堿及脂解酶乳脂水解釋放出短鏈脂肪酸，使生牛奶產(chǎn)生酸敗味；乳脂水解釋放出短鏈脂肪酸，使

8、生牛奶產(chǎn)生酸敗味；但添加微生物和乳脂酶能產(chǎn)生某些典型的干酪風(fēng)味。但添加微生物和乳脂酶能產(chǎn)生某些典型的干酪風(fēng)味。在油炸食品時，食品中大量水分進入油脂，在較高在油炸食品時，食品中大量水分進入油脂，在較高溫度下，油脂主要產(chǎn)生脂解反應(yīng)，導(dǎo)致游離脂肪酸溫度下，油脂主要產(chǎn)生脂解反應(yīng)，導(dǎo)致游離脂肪酸含量增加，通常引起油脂發(fā)煙點和表面張力降低，含量增加，通常引起油脂發(fā)煙點和表面張力降低，以及油炸食品品質(zhì)變劣。以及油炸食品品質(zhì)變劣。 油炸發(fā)煙，油炸發(fā)煙，影響風(fēng)味影響風(fēng)味 水解酸敗水解酸敗 動物脂肪高溫提煉滅酶動物脂肪高溫提煉滅酶 動物脂肪在加熱精煉的過程中使脂肪水動物脂肪在加熱精煉的過程中使脂肪水解酶失活，從而

9、減少游離脂肪酸的含量。解酶失活，從而減少游離脂肪酸的含量。游離脂肪酸游離脂肪酸(%)0.050.100.500.60發(fā)煙點發(fā)煙點()226.6218.6176.6148.8 160.4 表表3-1 油脂中游離脂肪酸含量與發(fā)煙點的關(guān)系油脂中游離脂肪酸含量與發(fā)煙點的關(guān)系2.氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) (oxidation Reaction)O 與營養(yǎng)、風(fēng)味、安全、貯存、經(jīng)濟有關(guān)與營養(yǎng)、風(fēng)味、安全、貯存、經(jīng)濟有關(guān) O 食品變質(zhì)的主要原因之一食品變質(zhì)的主要原因之一 O 產(chǎn)生揮發(fā)性化合物，不良風(fēng)味產(chǎn)生揮發(fā)性化合物，不良風(fēng)味 O 受多種因素影響受多種因素影響氧化能降低食品營養(yǎng)價值，某些氧化產(chǎn)物可能具有毒性；氧化能降

10、低食品營養(yǎng)價值，某些氧化產(chǎn)物可能具有毒性；在某些情況下，脂類進行有限度的氧化是需要的。在某些情況下，脂類進行有限度的氧化是需要的。 例如：產(chǎn)生典型的干酪或油炸食品的香氣。例如：產(chǎn)生典型的干酪或油炸食品的香氣。Mechanism：油脂油脂氫過氧化物氫過氧化物 (ROOH) 氧化氧化聚合物聚合物小分子物質(zhì)小分子物質(zhì)分解分解聚合聚合 ROOH形成途徑形成途徑氧化的初產(chǎn)物是氧化的初產(chǎn)物是氫過氧化物氫過氧化物(ROOH, Hydroperoxides)Mechanism：(1) ROOH形成途徑形成途徑(2) ROOH的分解的分解(3) ROOH的聚合的聚合(4) 醛的氧化與聚合醛的氧化與聚合相同途徑相

11、同途徑& 2.1 自動氧化(Autoxidation)P自動氧化是脂類氧化變質(zhì)的主要原因，它導(dǎo)致含脂食品產(chǎn)自動氧化是脂類氧化變質(zhì)的主要原因，它導(dǎo)致含脂食品產(chǎn)生的不良風(fēng)味，稱為哈喇味。生的不良風(fēng)味，稱為哈喇味。 P有些氧化產(chǎn)物是潛在的毒物有些氧化產(chǎn)物是潛在的毒物 P有時為產(chǎn)生油炸食品的香味，希望脂類發(fā)生有時為產(chǎn)生油炸食品的香味，希望脂類發(fā)生輕度輕度氧化。氧化。 自動氧化過程相當(dāng)復(fù)雜，涉及許多中間反應(yīng)和中間自動氧化過程相當(dāng)復(fù)雜，涉及許多中間反應(yīng)和中間產(chǎn)物，因此，一般采用模擬體系進行研究，例如選用一產(chǎn)物，因此，一般采用模擬體系進行研究，例如選用一種不飽和脂肪酸或者它的中間產(chǎn)物，在一定條件下研

12、究種不飽和脂肪酸或者它的中間產(chǎn)物，在一定條件下研究其氧化過程。其氧化過程。鏈引發(fā)鏈引發(fā) 鏈傳遞鏈傳遞鏈終止鏈終止 （誘導(dǎo)期）（誘導(dǎo)期） 慢慢 快快 烷基自由基烷基自由基過氧化自由基過氧化自由基111098-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH-CH-CH=CH-CH=CH-CH-CH-CH=CH-111091110910981098O2O2O2O2-CH=CH-CH-CH-CH=CH-CH=CH-CH-CH-CH=CH-|OO|OO|OO|OO-CH=CH-CH-CH-CH=CH-CH=CH-CH-CH-CH=CH-|OOH|OOH|OOH|OOH981011.位位(1) Format

13、ion of ROOH1 31 21 11 0-C H = C H -C H2-C H = C H -C H -C H = C H -C H = C H -1 3O29-C H = C H -C H -C H = C H -.-C H = C H -C H = C H -C H -9O2.-C H -C H = C H -C H = C H -C H = C H -C H = C H -C H -.|O O.|O O-C H -C H = C H -C H = C H -1 3|O O H-C H = C H -C H = C H -C H -9|O O H1615 13 121091411.

14、 .14. .11. .16. .12. .13. .9O2H.O2H.O2H.O2H.16OOH12OOH13OOH9OOHn菜花等綠葉蔬菜是含維生素E比較多的蔬菜n奶類、蛋類、魚肝油也含有一定的維生素E。完全，口服20分鐘即可達到最高血液濃度，代謝半衰期達7小時之久。雙鍵上的任一雙鍵上的任一C C原子原子 過渡態(tài)六元環(huán)過渡態(tài)六元環(huán) 以亞油酸為例以亞油酸為例V光敏氧化光敏氧化 1500V自動氧化自動氧化 光敏氧化的特征光敏氧化的特征不產(chǎn)生自由基不產(chǎn)生自由基 雙鍵的順式構(gòu)型改變成反式構(gòu)型雙鍵的順式構(gòu)型改變成反式構(gòu)型 與氧濃度無關(guān)與氧濃度無關(guān) 沒有誘導(dǎo)期沒有誘導(dǎo)期 光的影響遠大于氧濃度的影響光的

15、影響遠大于氧濃度的影響 產(chǎn)物是氫過氧化物產(chǎn)物是氫過氧化物 & 2.3 酶促氧化酶促氧化 Photosensitized Oxidation 脂類的酶促氧化是從脂解開始的，得到的脂類的酶促氧化是從脂解開始的，得到的多不飽和脂肪酸被多不飽和脂肪酸被脂肪氧合酶脂肪氧合酶或或環(huán)氧酶環(huán)氧酶氧化，氧化，分別生成氫過氧化物或環(huán)過氧化物。分別生成氫過氧化物或環(huán)過氧化物。 接下去的反應(yīng)，包括酶裂解氫過氧化物及接下去的反應(yīng)，包括酶裂解氫過氧化物及環(huán)過氧化物，生成各種各樣的分解產(chǎn)物，通常環(huán)過氧化物，生成各種各樣的分解產(chǎn)物，通常是許多天然產(chǎn)物產(chǎn)生特征風(fēng)味的原因。是許多天然產(chǎn)物產(chǎn)生特征風(fēng)味的原因。 但是，脂類氧

16、化生成的氫過氧化物能使含但是，脂類氧化生成的氫過氧化物能使含硫蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，從而造成食品營養(yǎng)成分的硫蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，從而造成食品營養(yǎng)成分的大量流失。大量流失。(2) Decomposition of ROOH ROOH的分解的分解(3) Formation of Polymers 醛的氧化與聚合醛的氧化與聚合：醛醛酸酸, ,二聚或縮合二聚或縮合, ,使粘度增大。使粘度增大。例例子子 粘度加大粘度加大顏色加深顏色加深產(chǎn)生異味產(chǎn)生異味 氫過氧化物的聚合氫過氧化物的聚合在腌制過程中密封缸蓋，杜絕空氣流通；加入生姜、VE等作為抗氧化劑；產(chǎn)品真空包裝，減少與氧氣的接觸，延長產(chǎn)品的貨架期。 Compos

17、ition and Structure影響油脂氧化速率的因素影響油脂氧化速率的因素: : 不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸 飽和脂肪酸飽和脂肪酸 順式構(gòu)型順式構(gòu)型 反式構(gòu)型反式構(gòu)型 共軛雙鍵共軛雙鍵 非共軛雙鍵非共軛雙鍵 游離脂肪酸游離脂肪酸 甘油酯甘油酯 甘油酯中脂肪酸的甘油酯中脂肪酸的無序分布無序分布使使V V氧化氧化 雙鍵數(shù)雙鍵數(shù)V V氧化氧化脂肪酸脂肪酸雙鍵數(shù)雙鍵數(shù)誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期(h)相對氧化速率相對氧化速率18:00 118:1 (9)18210018:2 (9,12)219120018:3 (9,12,15)31.342500表表3-2 脂肪酸在脂肪酸在25 C時的誘導(dǎo)期和相對氧化速率時的誘

18、導(dǎo)期和相對氧化速率影響油脂氧化速率的因素影響油脂氧化速率的因素: : O2氧氣充足時，無影響，不足時，氧濃度越氧氣充足時，無影響，不足時，氧濃度越高，反應(yīng)越快高，反應(yīng)越快。V氧化氧化氧壓氧壓 Temperature 溫度溫度V V氧化氧化例：起酥油例：起酥油 內(nèi)，內(nèi)， 每升高每升高，速度升，速度升高倍。高倍。 水分水分 Surface Area 表面積表面積V V氧化氧化 少量水，與金屬離子結(jié)合，少量水，與金屬離子結(jié)合，抑制反應(yīng)進行；當(dāng)含水量增加，抑制反應(yīng)進行；當(dāng)含水量增加，水中溶氧增加，催化劑的流動水中溶氧增加，催化劑的流動性加快，催化位點暴露，反應(yīng)性加快，催化位點暴露，反應(yīng)加快。加快。 C

19、atalyst（催化劑（催化劑,助氧化劑）助氧化劑） Mn+(n2,過渡金屬離子過渡金屬離子)是助氧化劑。是助氧化劑。a. 促進促進ROOH分解分解Mn+ROOHM(n-1)+H+ROO. .M(n+1)+O H-+R O. .b. b. 直接與直接與RHRH未氧化物質(zhì)作用未氧化物質(zhì)作用 M Mn+n+ + RH + RH M M(n-1)+(n-1)+ + H + H+ + + R + R 金屬催化能力強弱排序如下：金屬催化能力強弱排序如下：鉛銅黃銅錫鋅鐵鋁不銹鋼銀鉛銅黃銅錫鋅鐵鋁不銹鋼銀 影響油脂氧化速率的因素影響油脂氧化速率的因素: :醚） , BHT（二丁基羥基甲苯） , PG（沒食子

20、酸丙酯 ） RO + Pr Pr + ROH 2 Pr Pr-Pr 3. 脂肪在高溫下的化學(xué)反應(yīng)脂肪在高溫下的化學(xué)反應(yīng) 熱分解、熱聚合、縮合、水解、熱分解、熱聚合、縮合、水解、 氧化反應(yīng)等。氧化反應(yīng)等。 油脂經(jīng)長時間加熱，顏色變暗，粘度油脂經(jīng)長時間加熱，顏色變暗，粘度，碘值，碘值，酸價酸價，發(fā)煙點，發(fā)煙點，泡沫量，泡沫量。(1) Thermal Decomposition 熱分解作用熱分解作用 氧化熱解氧化熱解 非氧化熱解非氧化熱解(2) Thermal Polymerization 熱聚合作用熱聚合作用 氧化熱聚合氧化熱聚合 非氧化熱聚合非氧化熱聚合 (1) Thermal Decompos

21、ition Introduction: 飽和脂肪飽和脂肪& 非氧化熱解非氧化熱解有毒有毒 飽和脂肪飽和脂肪& 氧化熱解氧化熱解 不飽和脂肪不飽和脂肪& 非氧化熱解非氧化熱解 主要生成一些低分子量的物質(zhì)；此外還有主要生成一些低分子量的物質(zhì)；此外還有二聚體。二聚體。& 氧化熱解氧化熱解 與低溫下的與低溫下的Autoxidation類似，但類似，但ROOH的分解速率更快。的分解速率更快。R1R2R3R4R1R2R4R3+RRRRCH2OOC(CH2)xCHOOC(CH2)xCH2OOC(CH2)yCH3CH2OOC(CH2)xCHOOC(CH2)xCH2OOC(CH2

22、)yCH3CH2OOCR1CHOOCR2CH2OOC(CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3CH2OOC(CH2)6CHCH = CHC - CH - CH(CH2)4CH3CHOOCR2CH2OOCR1X = OH或 環(huán) 氧 化 合 物OXXOXX導(dǎo)致油脂粘度增大，泡沫增多導(dǎo)致油脂粘度增大，泡沫增多油脂檢驗含羥基化合物（油脂檢驗含羥基化合物（乙酰化值乙?；担?，）， 環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物 (2) Thermal Polymerization CH2OOCRCHOOCRCH2OOCR+ H2OCH2OOCRCHOOCRCH2OH+ R C O O HCH2OOCRCHOO